Коэффициент усиления усилителя с обратной связью.

Представим структурную схему усилителя в виде, объединяющем все виды ОС (рис.6)

	1’ 1

	1’ 1

Рис.6

Предположим, что усилитель имеет бесконечно большое входное сопротивление. Если реально это не так, будем считать сопротивление переменным в сумматоре . При таком предположении ток как при замкнутых так и при разомкнутых сочках 1’ и 1.

Пусть ключ разомкнут, напряжения известны (например, заданы источником э.д.с.), усилитель работает в линейном режиме. Тогда по принципу суперпозиции можно написать: (4), где

Коэффициент определяет передачу сигнала от источника на вход усилителя . Коэффициент характеризует передачу сигнала через усилитель; цепь ОС и сумматор обратно к входу усилителя и носит название коэффициента петлевого усиления. Коэффициент можно представить в виде:

(5),

где

при разомкнутой цепи обратной связи.

Замкнем теперь ключ. При этом и из (4) получаем: (6).

Определим коэффициент усиления усилителя с обратной связью:

(7).

Подставляя в (7) отногшение из (6), получим: (8).

Это выражение является общим для всех видов ОС. В случае последовательности ОС (и по напряжению, и по току) оно упрощается, так как при этом . Действительно, в схемах рис.2 и 3 . При параллельной ОС . Нужно также отметить, что для схем рис.4 и 5 , т.к. цепь ОС шунтируется источником сигнала .

Положительная и отрицательная обратная связь.

Коэффициент петлевого усиления в общем случае является величиной комплексной. Представим его в показательной форме:

Рассмотрим два случая, когда становится вещественной величиной:

1.

(10)

Рассматриваемый случай соответствует «положительной» ОС. При этом сигнал ОС совпадает по фазе с напряжением , что приводит к увеличению амплитуды сигнала, поступающего на вход усилителя и к увеличению . При . Это означает, что напряжение на входе усилителя существует и при , т.е. усилитель превращается в генератор сигналов – самовозбуждается.

2.

(12)

Это случай «отрицательной» ОС. Фаза сигнала ОС отличается на от фазы , уменьшается напряжение на входе усилителя и его коэффициент усиления.

Несмотря на снижение коэффициента усиления отрицательная ОС широко используется, так как она позволяет улучшить другие показатели усилителя. Дальше будем рассматривать в основном случай отрицательной обратной связи.