Параметры усилительного каскада

► Усилителем называется устройство, сигнал на выходе которого имеет бо́льшую мощность, чем сигнал на входе, за счёт источника питания. Выходной сигнал определяется входным.

ИС — источник сигнала (в простейшем случае — микрофон), ИП — источник питания, ► — усилитель, Н — нагрузка (например, акустическая система).

Коэффициенты усиления в децибелах:

К_U,IдБ = 20lg К, K_P,дБ = 20lg K,

Децибелы удобны тем, что там, где безразмерные коэффициенты нужно перемножать, децибелы складывают. Кроме того, человек воспринимает любые ощущения не прямо пропорционально, а в логарифмической зависимости.

Обратная связь

► Обратной связью называется цепь, по которой часть сигналов с выхода возвращается на вход.

У нас был усилитель с коэффициентом усиления К. Мы взяли часть его выходного сигнала и через некую цепь Β передали обратно на вход. Для того чтобы собрать всё вместе, используем сумматор

Такая обратная связь в усилителях используют крайне редко, потому что это положительная обратная связь (ПОС). Из-за неё может произойти следующее: сигнал на выходе при постоянном сигнале на входе будет постоянно возрастать, и любой нормальный усилитель доходит до напряжения питания и больше не работает. Такая схема используется в генераторах.

Поэтому чаще у сумматора «закрашивают нижний сегмент».

Тогда обратная связь становится отрицательной обратной связью (ООС), которая повсеместно используется в усилителях.

— коэффициент усиления К-канала.

— коэффициент передачи обратной связи.

Коэффициент обратной связи:

Формально b=1, если всё идёт обратно. Если К→∞, то К^ос→ 1.

Отрицательная обратная связь уменьшает линейные и нелинейные искажения. Линейные — частотные искажения (не все частоты усиливаются одинаково).

Четыре типа ООС

— последовательная ОС по току. Две цепи — входное сопротивление R_вх↑. Выходное сопротивление R_вых↑. На входное влияет хорошо, на выходное плохо.

Рассмотрим схемы, в которых трудно изменить ОС в сторону ↓ R_вых.

— параллельная ОС по току.R_вх↓, R_вых↑. Неудачная ОС с точки зрения сопротивлений.

— параллельная ОС по напряжению. R_вх↓, R_вых↓. Не самая плохая.

— последовательная по напряжению. R_вх↑, R_вых↓. Самая полезная. Если при токе отключить R_н, то ОС нет.

Лекция 6