Книга: Схемотехника аналоговых электронных устройств

3.4. Параллельная ООС по напряжению

3.4. Параллельная ООС по напряжению

Согласно элементарной теории ОС, параллельная ООС по напряжению (?ООСН) не меняет коэффициент усиления по напряжению K₀ усилителя, но за счет изменения его входного сопротивления меняется сквозной коэффициент усиления K_E. В результате уменьшения входного сопротивления R_вх к входу усилителя приложится напряжение

U_вх = E_г·?_вх,

где ?_вх — коэффициент передачи входной цепи УУ.

По аналогии с K_0ОС можно записать:

K_{E ОС} = K_E/(1 + ?K₀) = ?_вхK₀/(1 + ?K₀).

При глубокой ?ООСН (?K₀ >> 1) получаем:

K_{E ОС} ? ?_вх/?.

Входное сопротивление усилителя с ?ООСН определится как:

R_вхОС = R_вх/F_I,

где глубина ООС по току F_I=1+?_IK_I, ?_I=I_ос/I_вых.

Величину выходного сопротивления УУ, охваченного ?ООСН, можно приближенно оценить по уже известному соотношению:

R_выхОС ? R_вых/F.

Из изложенного следует, что ?ООСН стабилизирует сквозной коэффициент усиления по напряжению при постоянном сопротивлении источника сигнала, уменьшает входное и выходное сопротивления усилителя.

Каскад на БТ с ОЭ и ?ООСН представлен на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5. Усилительный каскад на БТ с ОЭ и ?ООСН

При ?ООСН выходное напряжение каскада вызывает ток ОС, протекающий через цепь ОС R_осL_осC_рос. Ранее (см. подраздел 2.6) рассматривалась схема коллекторной термостабилизации, работа которой основана на действии ?ООСН. В данном же каскаде ?ООСН действует только на частотах сигнала, что отражено на рисунке 3.5б.

Воспользовавшись рекомендациями подраздела 2.3, получим выражения для основных параметров в области СЧ. Для коэффициента усиления по напряжению получим:

т.к. S₀R_ос>>1, R_экв=R_к?R_н. В большинстве случаев R_ос>R_экв, поэтому K₀ меняется незначительно. Само же изменение K₀ объясняется тем, что, в отличие от классической структуры УУ с ?ООСН, в реальной схеме каскада нет столь четкого разделения цепи ОС и цепи прямого усиления.

Входное сопротивление каскада с ?ООСН равно:

Обычно K₀>>g(R_ос+R_экв), R_ос>R_экв и K₀>>1, тогда

Выходное сопротивление каскада с ?ООСН равно:

т.к. как правило S₀>>g и S₀R_г>>1.

Для определения параметров каскада в области ВЧ следует воспользоваться соотношениями для каскада с ОЭ (см. подраздел 2.5), принимая во внимание, что при расчете постоянной времени каскада ?_в следует учитывать выходное сопротивление каскада с ?ООСН, т.е. R_экв=R_вых?R_н и влияние ?ООСН на крутизну — S_0ОС=S₀–1/R_ос.

Следует заметить, что существует возможность коррекции АЧХ (ПХ) в области ВЧ (МВ) путем включения последовательно с R_ос корректирующей индуктивности L_ос. Эффект коррекции объясняется уменьшением глубины ООС в области ВЧ (МВ). Расчет каскада с ОЭ и ?ООСН в области НЧ ничем не отличается от расчета каскада без ОС (следует только учитывать изменение R_вх и R_вых при расчете постоянных времени разделительных цепей), исключение составляет расчет разделительной емкости C_рос из условия X_Cрос?R_ос/(10…20).

Следует заметить, что существует возможность коррекции АЧХ (ПХ) в области НЧ (БВ) путем уменьшения емкости C_рос. Эффект коррекции объясняется уменьшением глубины ООС в области НЧ (БВ).

Механизм действия ?ООСН в каскаде на ПТ с ОИ (схема не приводится ввиду совпадения ее топологии рисунку 3.5) во многом идентичен только что рассмотренному. Приведем расчетные соотношения для основных параметров каскада на ПТ с ?ООСН:

т.к. S₀R_ос>>1, R_экв=R_с?R_н.

Как правило, R_ос>R_экв и K₀>>1, тогда

т.к. чаще всего S₀R_г>>1.

Все вышесказанное о влиянии ?ООСН на АЧХ (ПХ) каскада на БТ справедливо и для каскада на ПТ.

?ООСН обычно применяют тогда, когда требуется понизить входное сопротивление каскада, что необходимо во входных каскадах УУ, работающих в низкоомном согласованном тракте передачи.

Оглавление книги