Виды и структура обратных связей в усилителе.
Если рассмотреть в усилителе все комбинации способов получения сигналов обратной связи и введения этих сигналов во входную цепь усилителя, то можно получить 4-е основных вида обратных связей:
параллельная по напряжению (или параллельно-параллельная);
последовательная по напряжению (или последовательно-параллельная);
последовательная по току (или последовательно-последовательная);
параллельная по току (или параллельно-последовательная).
Общие закономерности изменения параметров усилителей, охваченных ООС.
ООС по U, вне зависимости параллельная она или последовательная, уменьшает выходное сопротивление усилителя:
ООС по I, вне зависимости параллельная она или последовательная, увеличивает выходное сопротивление усилителя:
Параллельная ООС, вне зависимости от типа ООС по выходу, уменьшает входное сопротивление усилителя:
Последовательная ООС, вне зависимости от типа ООС по выходу, увеличивает входное сопротивление усилителя:
ООС расширяет полосу усиливаемых частот и обеспечивает более равномерную АЧХ:
ООС уменьшает коэффициент нелинейных искажений:
Генераторы электрических колебаний.
Генератором электрических колебаний называют устройство, преобразующее энергию постоянного тока в энергию незатухающих электрических колебаний требуемой формы, частоты и мощности.
Функциональная схема генератора имеет вид:
По принципу работы различают генераторы с самовозбуждением (автогенераторы) и генераторы с внешним возбуждением.
Автогенераторы возбуждаются (начинают работать) без приложения к ним дополнительного периодического сигнала.
Автогенераторы делятся на:
- автогенераторы синусоидальных (гармонических) колебаний;
- автогенераторы несинусоидальной формы или релаксационные (импульсные).
Релаксационные генераторы (генераторы импульсов).
Генераторы импульсов в зависимости от формы выходного сигнала делят на генераторы:
- прямоугольной формы (ГПН);
- линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН);
- экспоненциальной формы; - треугольной формы;
- ступенчатой формы;
- колоколообразной формы.
Обобщенная структурная схема автогенератора.
Тогда:
Отсюда следует, что стационарный режим возможен, когда:
- уравнение
стационарности автогенератора.
С учетом частоты ω и фазовых сдвигов можно представить:
Последнее условие выполняется в следующем случае (условия самовозбуждения).
Уравнение (1) определяет условие баланса фаз;
Уравнение (2) определяет условие баланса амплитуд.
Если условия самовозбуждения выполняются только для одной частоты ω – то на выходе – колебания только этой частоты и устройство является автогенератором гармонических колебаний.
Если условия самовозбуждения выполняются для нескольких частот ω, то на выходе генератора колебания не являются гармоническими.
Если условия обеспечиваются 0<ω<∞, то на выходе генератора колебания имеют прямоугольную форму.
Для обеспечения высокой стабильности частоты в автогенераторах применяют метод кварцевой стабилизации частоты – кварцевые генераторы.
Основу кварцевых генераторов составляют кварцевые резонаторы.
Кварцевый резонатор представляет собой электромеханическую колебательную систему.
Эти резонаторы относятся к пьезоэлектрическим элементам, работа которых основана на использовании прямого и обратного пьезоэффекта и отличаются высокой стабильностью частоты резонанса.
Включая пьезорезонаторы, в цепи ОС обеспечивают высокую стабильность частоты генератора.
Эквивалентная схема резонатора:
Условное графическое обозначение пьезоэлемента.
Частота последовательного резонанса:
- более стабильна
(нет С0)
Частота параллельного резонанса:
С0 менее стабильна чем Ск.