"Схемотехника аналоговых электронных устройств" - читать интересную книгу автора (Красько А. С.)

3.4. Параллельная ООС по напряжению

Согласно элементарной теории ОС, параллельная ООС по напряжению (#8741;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·#957;_вх,

где #957;_вх — коэффициент передачи входной цепи УУ.

По аналогии с K_0ОС можно записать:

K_{E ОС} = K_E/(1 + #946;K₀) = #957;_вхK₀/(1 + #946;K₀).

При глубокой #8741;ООСН (#946;K₀ gt;gt; 1) получаем:

K_{E ОС} #8776; #957;_вх/#946;.

Входное сопротивление усилителя с #8741;ООСН определится как:

R_вхОС = R_вх/F_I,

где глубина ООС по току F_I=1+#946;_IK_I, #946;_I=I_ос/I_вых.

Величину выходного сопротивления УУ, охваченного #8741;ООСН, можно приближенно оценить по уже известному соотношению:

R_выхОС #8776; R_вых/F.

Из изложенного следует, что #8741;ООСН стабилизирует сквозной коэффициент усиления по напряжению при постоянном сопротивлении источника сигнала, уменьшает входное и выходное сопротивления усилителя.

Каскад на БТ с ОЭ и #8741;ООСН представлен на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5. Усилительный каскад на БТ с ОЭ и #8741;ООСН

При #8741;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 #8741;ООСН. В данном же каскаде #8741;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_осgt;gt;1, R_экв=R_к#8741;R_н. В большинстве случаев R_осgt;R_экв, поэтому K₀ меняется незначительно. Само же изменение K₀ объясняется тем, что, в отличие от классической структуры УУ с #8741;ООСН, в реальной схеме каскада нет столь четкого разделения цепи ОС и цепи прямого усиления.

Входное сопротивление каскада с #8741;ООСН равно:

Обычно K₀gt;gt;g(R_ос+R_экв), R_осgt;R_экв и K₀gt;gt;1, тогда

Выходное сопротивление каскада с #8741;ООСН равно:

т.к. как правило S₀gt;gt;g и S₀R_гgt;gt;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 #964;_в следует учитывать выходное сопротивление каскада с #8741;ООСН, т.е. R_экв=R_вых#8741;R_н и влияние #8741;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 #8741;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#8804;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 #8741;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 #8741;ООСН:

,

т.к. S₀R_осgt;gt;1, R_экв=R_с#8741;R_н.

Как правило, R_осgt;R_экв и K₀gt;gt;1, тогда

т.к. чаще всего S₀R_гgt;gt;1.

Все вышесказанное о влиянии #8741;ООСН на АЧХ (ПХ) каскада на БТ справедливо и для каскада на ПТ.

#8741;ООСН обычно применяют тогда, когда требуется понизить входное сопротивление каскада, что необходимо во входных каскадах УУ, работающих в низкоомном согласованном тракте передачи.