Частотные и фазовые искажения сигнала
Введение в усилитель ООС уменьшает его коэффициент усиления, но, вместе с тем, уменьшаются и частотные искажения сигнала. Это объясняется тем, что частотные искажения не что иное, как изменение коэффициента усиления в зависимости от частоты. Коэффициент частотных искажений МОС в усилителе с ООС будет определяться следующим выражением
,
(5.21)
где М – коэффициент частотных искажений усилителя без учета отрицательной обратной связи.
На рисунке 5.7 графически показано влияние ООС на амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) усилителя.
Так, с увеличением глубины ООС (β2 > β1) уменьшается коэффициент усиления, но АЧХ становится более прямолинейной. Коэффициенты усиления на нижних, верхних и средних частотах становятся практически равными друг другу. Область частот, в которой коэффициент усиления практически постоянен, расширяется, а «завалы» АЧХ в области нижних и верхних частот удаляются друг от друга.
К
Без ООС
КСР
КН КВ
β1
β2
β1 < β2
f
0 fН fСР fВ
Рис.5.7. Влияние ООС на АЧХ усилителя
ООС также уменьшает и величину фазовых искажений сигнала. Фазовый сдвиг уменьшается в соответствии с уменьшением коэффициента частотных искажений М. При этом величину фазового сдвига определяют формулой
.
(5.22)
Так как при ООС МОС < М, следовательно, cosφОС > cosφ, а угол φ, характеризующий величину фазовых искажений, будет меньше. Следовательно, частотно-независимая ООС наряду с улучшением АЧХ приводит к уменьшению и фазо-частотных искажений.
Таким образом, с введением ООС в усилитель уменьшается его коэффициент усиления. Но одновременно усилитель приобретает положительные свойства: уменьшается его нестабильность, улучшаются частотные, фазовые характеристики, уменьшаются нелинейные искажения сигнала.
Выводы по 2-му вопросу:
1. Введение ООС приводит к уменьшению коэффициента усиления, однако практически все искажения также уменьшаются.
2. ООС играет важную роль при создании усилителей высокого качества. Кроме того, она используется в таких системах РПУ, как автоматические регулировки усиления.
3. В усилителях профессиональных радиоприемников глубина обратной связи достигает 70–80 децибел.
Заключение
Рассмотренная в лекции обратная связь является важным элементом в теории усиления электрических сигналов, а также при проектировании сложных радиоэлектронных устройств. ПОС используется, в основном, при разработке автогенераторов. В других случаях ПОС является паразитной и от нее стараются избавиться. ООС играет и другую роль – с ее помощью устраняют или уменьшают различные искажения.