6.3. Зворотні зв'язки в підсилювачах

Для більш стійкої роботи чи зміни режиму підсилювача викорис­товують зворотний зв'язок, тобто частину вихідного сигналу (або весь сигнал) подають знову на вхід (рис. 42). Такий зв'язок утворю­ють спеціально шляхом уведення в схему підсилювача ланки зворот­ного зв'язку. В цьому випадку на вхід підсилювача подається напруга

де u_3в.з ⁼ ßи _вих— напруга зворотного зв'язку, ß — передатний кое­фіцієнт ланки зворотного зв'язку.

Знак напруги u_зв.з визначається схемною реалізацією ланки зво­ротного зв'язку. Якщо u_зв.з брати зі знаком «+», то вона підсилює вхідну напругу, а такий зв'язок називають додатним, якщо ж u_зв.з брати зі знаком «—», то вона зменшує вхідну напругу, а сам зв'язок називають від’ємним. Крім цього, зворотні зв’язки поділяють на зв’язки за напругою ( u_зв.з βu_вих.) і за струмом (u_зв.з R_зві_вих).

Рис. 42. Структурна схема підсилювача зі зворотним зв’язком

Наявність зворотного зв'язку суттєво впливає на коефіцієнт підси­лення підсилювача. В цьому випадку він буде визначатись за виразом

де К — коефіцієнт підсилення підсилювача без ланки зворотного зв'язку. Знак «+» відповідає від'ємному, а знак «—» — додатному зворотному зв'язку.

В режимі підсилення електричних сигналів використовується від'єм­ний зворотний зв'язок. При цьому він забезпечує незмінність коефі­цієнта підсилення при зміні параметрів транзисторів, а також пони­жує рівень спотворень.

Наявність додатного зворотного зв'язку змінює режим і підсилю­вач переходить в режим генерування сигналів.

Приклади до розділу

Задача 6.1. Визначити параметри робочої точки транзисторного каскаду із спільним емітером на базі транзистора КТ208Д, що забезпечує на резисторі R_K = 6,8 кОм максимальну амплітуду вихідної на­пруги. Напруга живлення каскаду U = 20 В.

Розв'язок: Напругу емітер-колектор в режимі спокою каскаду для забезпечення максимальної вихідної напруги визначаємо за виразом

Де U_{ЕК. макс} = U - максимальне значення напруги емітер-колектор, U_{ЕК. мін} = U_{Ек. Нас} = 0,4 В – мінімальне значення напруги емітер-колектор;U_ЕК.нас - напруга насичення емітер-колектор (за паспортними даними транзистора).

Струм колектора спокою дорівнює

Струм бази спокою визначаємо за виразом

де h_21e = 40÷ 120 (приймаємо h_21e = 80) - статичний передатний коефіцієнт за струмом транзистора.

Задача 6.2. В транзисторному каскаді із спільним емітером на базі транзистора МП40 струм бази спокою I_Бо =0,75 мА. Визначити параметри елементів підсилювача, якщо напруга живлення каскаду U = 10 В, опір резистора в колі колектора R_K = 2,6 кОм.

Рис. до задачі 6.2

Розв'язок: Оскільки опір резистора Rк найчастіше вибирають таким, щоб U_KEo = U/2 = 5 В, то на підставі цього струм колектора в режимі спокою I _Ko = (U – U_KEo) / R_К= 1,92 мА . Значення стуму емітера в робочій точці дорівнює I _Eo = I _Ko + 1,92 мА.

Величину опору R_E переважно приймають R_E = R_K / 10 = 260 Oм, а струм в колі дільника напруги – I ₁ = (2÷5) I _Бо = 4 *0,75 = 3,5 мА..

За вхідною характеристикою U_БЕ = f (I _Б ) транзистора визначаємо напругу U_БЕо = 0,33 В для U_КЕо = 5 В .

Значення опорів дільника розраховується за виразами

Вибираємо R₁ = 2,4 кОм, R₂ = 270 Ом.