Билет № 6
1. Какими параметрами оценивается влияние обратной связи на усилитель? Паразитные обратные связи. Что характеризует устойчивость усилителя как ее повысить?
- Коэффициент передачи цепи обратной связи - цепь ОС влияет на входное напряжение усилительного каскада. Данное влияние происходит следующим образом: напряжение от внешнего источника усиливается усилителем в К раз и снимается с сопротивления нагрузки RH. Так как напряжение с сопротивления нагрузки поступает на вход цепи ОС, то выходное напряжение усилителя UBbIX будет равно входному напряжению цепи ОС UCB. Тогда напряжение на выходе цепи ОС или напряжение ОС будет равно
При прохождении сигнала через цепь ОС может произойти сдвиг фаз между напряжением внешнего источника сигнала и напряжением на выходе цепи ОС, поэтому коэффициент β может принимать различный знак. Если разность фаз между этими сигналами равна 0°, то возникает положительная обратная связь (ПОС) и коэффициент β принимает положительный знак (+) и может принимать значения β = 0…+1, а в случае если разность фаз составит 180°, то возникает отрицательная обратная связь (ООС) и коэффициент β принимает отрицательный знак (–) и может принимать значения β = 0…–1.
- Входное сопротивление усилителя - Входным сопротивлением усилителя называют сопротивление переменному току между зажимами, на которые поступает напряжение внешнего источника сигнала. В многокаскадных усилителях входное сопротивление обычно подключается параллельно сопротивлению нагрузки предыдущего каскада, тем самым уменьшая его, а как следствие, снижая усиление предыдущего каскада.
При отсутствии обратной связи характеристики усилительного каскада зависит только от свойств усилительного элемента. Входное сопротивление, которого можно представить в виде параллельно соединённого резистора и конденсатора. С увеличением частоты входного сигнала реактивное сопротивление конденсатора уменьшается, тем самым шунтируя резистор и уменьшая входное сопротивление усилительного элемента и каскада в целом.
В случае применения обратной связи, входное сопротивление усилителя будет зависеть от типа применённой ОС (последовательная или параллельная).
С введением последовательной ОС происходит уменьшение входного сопротивление усилительного каскада и при достаточно сильной ПОС входное сопротивление может становиться равным нулю или даже отрицательным. В последнем случае можно говорить о так называемом «отрицательном» сопротивлении, что соответствует отдаче энергии, а в общем случае генерировании колебаний.
В случае введения параллельной ОС имеет смысл говорить о входных токах. Так под действием обратной связи ток внешнего источника сигнала не изменяется. Параллельная ОС уменьшает входную проводимость усилительного каскада, то есть увеличивается входное сопротивление, но при некоторых значениях (YBX = YOC(K – 1)) Входное сопротивление может принимать нулевые и отрицательные значения.
- Выходное сопротивление усилителя - Выходное сопротивление усилительного каскада является сопротивлением переменному току между его выходными зажимами, с которых снимается усиленное напряжение сигнала, поступающего на вход усилительного каскада.
Выходное сопротивление также как и входное сопротивление усилителя с обратной связью определяется лишь типом применённой обратной связи (ОС по току или ОС по напряжению). Оно может быть найдено способом аналогичным нахождению входного сопротивления усилительных каскадов с ОС
Применение ПОС (положительная) по напряжению приводит к возрастанию выходного сопротивления, а при значении βК ≥ 1 переходит к «отрицательному» сопротивлению и превращению в генератор. В случае применения ООС по напряжению происходит уменьшение выходного сопротивления, что положительно сказывается на свойствах усилительного каскада.
Выходное сопротивление при обратной связи по току:
Также как и ОС по напряжению, ОС по току при ПОС вначале увеличивает выходное сопротивление, затем превращается в «отрицательное» сопротивление с генерированием колебаний. А ООС (отризательная обратная связь) по току уменьшает выходное сопротивление.
Среди всех видов обратной связи лучшее применение находит последовательная обратная связь по напряжению, так как такая связь увеличивает входное сопротивление и приводит к уменьшению выходного сопротивления, что позволяет лучше согласовать параметры усилителя с предыдущими и последующими каскадами и нагрузкой усилителя.
2. Сумматоры. Принцип работы, УГО. В чем различие функции сумматора и полусумматора? Каким образом реализуется полусумматор. Как соединяются сумматоры для наращивания разрядности.
Суммирующий усилитель - схема операционного усилителя, у которого выходное напряжение равно сумме его входных напряжений. Суммирующие усилители широко применяются в электронной технике для суммирования нескольких сигналов.
Например, может включаться сигнал тревоги, если суммарная величина двух или более переменных параметров процесса превысит заданное значение.
Поскольку суммирующие усилители имеют два или более входных напряжения, подаваемых на один или оба входных зажима, то такие усилители легко узнаваемы на принципиальных схемах.
Сумматор отличается от полусумматора наличием дополнительного входа переноса
3. Дан резонансный транзисторный каскад усиления на кремниевом биполярном транзисторе с управляющим n-p-n транзисторе. Iк=6мА, Uнаскэ = 1,5В, Епит = 15В, Uэ = 0,1Е, h21э = 80. Найти напряжение рабочей точки и номиналы резисторов, которые обеспечат эту рабочую точку. Напряжение спрямления перехода эмиттер-база, если не указано иное, принять 0,7В.