Обратная связь в усилителях

Обратной связью в усилителях называют явление передачи сигнала из выходной цепи во входную. Электрические цепи, обеспечивающие эту передачу, носят название цепей обратной связи. Структурная схема усилителя, охваченного цепью отрицательной обратной связи ООС, приведена на рис.10.7. В нем выходной сигнал усилителя (в виде напряжения U_ВЫХ) через цепь обратной связи частично или полностью подается к схеме сложения. В ней происходит вычитание сигнала ОС U_ОС из входного сигнала U_ВХ. В результате этого на вход усилителя поступает сигнал, равный разности входного сигнала и сигнала обратной связи U_∑ .

Рис.10.7. Усилитель, охваченный обратной связью

Петлей обратной связи называют замкнутый контур, включающий в себя цепь ОС и часть усилителя между точками ее подключения. В качестве цепей ОС используют пассивные цепи, коэффициенты преобразования и частотные свойства которых существенно влияют на свойства усилителей.

Местной обратной связью принято называть ОС, охватывающую отдельные каскады или части усилителя, а общей обратной связью – такую ОС, которая охватывает весь усилитель.

Обратную связь называют отрицательной, если ее сигнал вычитается из входного сигнала, и положительной, если сигнал ОС суммируется со входным. При отрицательной ОС (ООС) коэффициент усиления усилителя уменьшается, а при положительной (ПОС) – увеличивается.

Из-за схемных особенностей усилителя и цепи ОС возможны варианты, когда ОС существует только для медленно изменяющейся составляющей выходного сигнала, либо только для переменной составляющей его, либо для всего выходного сигнала. В таких случаях говорят, ОС реализована по постоянному, по переменному, а также по постоянному и переменному токам.

В зависимости от способа получения сигнала различают ОС по напряжению (рис.10.8, а), когда снимаемый сигнал ОС пропорционален напряжению выходной цепи; ОС по току (рис.10.8, б), когда снимаемый сигнал пропорционален току выходной цепи.

Рис. 10.8. Обратная связью по напряжению (а) и по току (б)

По способу введения сигнала обратной связи различают: последовательную схему введения ОС (рис.10.9, а), когда напряжение сигнала ОС суммируется со входным напряжением; параллельную схему введения ОС (рис.10.9, б), когда ток цепи ОС суммируется с током входного сигнала.

Рис. 10.9. Обратная связь последовательная (а) и параллельная (б)

Для количественной оценки степени влияния обратной связи используют коэффициент обратной связи β, показывающий, какая часть выходного сигнала поступает на вход усилителя:

β _U= U_ОС / U_ВЫХ , β _I = I_ОС / I_ВЫХ; (10.8)

а также коэффициент петлевого усиления К β и (1 – К β ) – глубину обратной связи.