электрические приборы и машины
 
 
   
 
   
 
 
     
 
Главная / Электронные приборы / Усилители / Усилитель мощности низкой частоты / Усилитель с отрицательной обратной связью

Усилитель мощности с отрицательной обратной связью

На рис. 153 приведены практические принципиальные схемы усилителей мощности с отрицательной обратной связью. Рассмотрим работу оконечного каскада на пентоде с отрицательной обратной связью по напряжению (рис. 153, а).

 

Рис. 153. Практические схемы усилителей с отрицательной обратной связью: а — схема оконечного каскада на пентоде; 6 — схема двухкаскадного усилителя.

В этой схеме цепь обратной связи, состоящая из емкости Сβ и сопротивлений Rβ и R2, подключена параллельно выходной лампе и нагрузке. При поступлении на вход сигнала, понижающего потенциал управляющей сетки, потенциал анода возрастает, конденсатор Сβ заряжается по цепи +Еa — первичная обмотка трансформатора -Сβ-Rβ-R2 — шасси. При этом зарядный ток создает на сопротивление R2 напряжение, повышающее потенциал управляющей сетки.

Наоборот, если поступающий сигнал увеличивает потенциал управляющей сетки, то напряжение на аноде падает, и конденсатор Сβ, ранее заряженный до более высокого напряжения, разряжается через элементы Ск, R2, Rβ. На сопротивлении R2 образуется напряжение, понижающее потенциал управляющей сетки и меняющееся в противофазе со входным сигналом, т. е. напряжение обратной связи Uβ.

Если предположить, что токи заряда и разряда емкости Сβ равны между собой, то можно написать очевидное равенство

Uβ = iзарR2 = iразрR2=βUвых

Приближенно можно считать, что β≈ R2/R2+Rβ. Сопротивление Rс имеет величину порядка нескольких сот килоом, в то же время для обеспечения заданного коэффициента β необходимо, чтобы напряжение обратной связи Uβ создавалось на более низкоомном сопротивлении R2.

Поэтому Rс разделено на два сопротивления:│ R1 и R2. Принципиально сопротивление Rβ можно присоединить и непосредственно к управляющей сетке лампы. Тогда напряжение обратной связи будет создаваться на всем сопротивлении Rс = R1 + R2.

Вторая схема, приведенная на рис. 153, б, также имеющая практическое применение, представляет собой двух-каскадный усилитель, в котором отрицательной обратной связью охвачены оба каскада. При поступлении на вход сигнала на сопротивлении Rк образуется переменное напряжение, пропорциональное как переменной составляющей анодного тока лампы Л1, так и выходному напряжению усилителя. Например, если входной сигнал повысит потенциал сетки Л1, то возросший анодный ток ее на сопротивлении Rк создает дополнительное падение напряжения, увеличивающее отрицательный потенциал управляющей сетки этой лампы.

Одновременно тот же входной сигнал вызовет увеличение напряжения на аноде лампы Л2. При этом через цепочку обратной связи CβRк пойдет зарядный ток, который на сопротивлении Rк создаст дополнительное падение напряжения, тоже увеличивающее по абсолютной величине отрицательный потенциал управляющей сетки лампы Л1. Таким образом, на сопротивлении Rк образуется напряжение отрицательной обратной связи, пропорциональное как анодному току лампы Л1, так и выходному напряжению усилителя.

Катодный повторитель

 

В катодном повторителе, схема которого представлена на рис. 154, сопротивление нагрузки включено в цепь катода, поэтому переменное напряжение на нем, т. е. на выходе, находится в фазе с входным сигналом. В схеме используется глубокая   отрицательная обратная связь с коэффициентом β≈1, так как все напряжение с выхода поступает обратно во входную цепь.

Рис. 154 Схема катодного повторителя

Воспользовавшись формулой (270), определяющей коэффициент усиления каскада с отрицательной обратной связью, можно получить выражение для коэффициентов усиления катодного повторителя:

                                (271)

т. е. Кк.п< 1.

Если учесть, что коэффициент усиления каскада без обратной связи определяется по формуле

где Rк, являясь сопротивлением нагрузки, заменяет в формуле (228), то коэффициент усиления катодного повторителя можно рассчитать по формуле

                                (272)

где μэ = μ/1+μ - эквивалентный коэффициент усиления лампы; R = Ri / 1+μ - эквивалентное внутреннее сопротивление лампы.

Умножив числитель и знаменатель формулы (272) на R, получим

                              (273)

где μэ = R=S — крутизна лампы; R·Rк/R+Rк=Rэ=Rвых — выходное сопротивление катодного повторителя.

Анализируя последние выражения, можно прийти к следующим выводам:

  1. отрицательная обратная связь как бы изменяет параметры лампы, вследствие чего падает усиление;
  2. уменьшение выходного сопротивления Rвых катодного повторителя, по сравнению со значением Rвых = RiRа/Ri+Ri для схемы с общим катодом, вызывает уменьшение постоянной времени τ = С0Rэ, что приводит к расширению полосы пропускания (в 10—20 раз).

Входная емкость катодного повторителя примерно равна проходной емкости лампы Сас.

Коэффициент усиления катодного повторителя мало зависит от соотношения между сопротивлениями Rк и Ri.

Чем больше μ лампы, тем при меньшем отношении Rк/Ri наступает постоянство Кк.п. Так, например, если μ лампы равно 40—50, то увеличение отношения Rк/ri свыше 0,3 не приводит к заметному увеличению коэффициента усиления. При μ = 20 рост коэффициента усиления прекращается при Rк/Ri≈1.

Режим работы лампы катодного повторителя по постоянному току соответствует типовому режиму работы лампы.

Катодный повторитель в электронной аппаратуре выполняет функции согласования предыдущего каскада с последующим, если первый каскад имеет высокоомную нагрузку, а второй — низкоомное сопротивление. Катодный повторитель, являясь элементом схемы, трансформирующим сопротивление, отличается от трансформатора тем, что обладает хорошими частотными и фазовыми характеристиками.

 
 
     
 
Copyright © 2012 Электродвигатели и трансформаторы
электрические приборы и машины
Rambler's Top100
Создание сайта Вебцентр