коэффициент усиления усилителя с обратными связями. Вывод формулы.

Усилитель, у которого часть энергии выходного сигнала подается на вход, называется усилителем с обратной связью. Структурная схема усилителя с обратной связью показана на рисунке:

На вход усилителя с коэффициентом усиления К подается сигнал y. Он равен сумме входного сигнала x_вх и сигнала z, поступающего по цепи обратной связи z = Β · x_вых. Здесь Β - коэффициент обратной связи. Сигнал на выходе усилителя x_вых будет равен y · K, или: x_вых = (x_вх + Β · x_вых) · К. Связь между входным и выходным сигналами в таком усилителе равна

Коэффициент усиления усилителя с обратной связью равен

В рассмотренном случае y = х_вх + z, т.е. на входе сигналы суммируются. Такая обратная связь называется положительной. Положительная обратная связь в усилителях не используется.

В усилителях используется отрицательная обратная связь (ООС), при которой y = х_вх - z.

Коэффициент усиления усилителя с ООС равен

где К – коэффициент прямой передачи, или коэффициент усиления без обратной связи, Β – коэффициент передачи цепи обратной связи, 1 + Β·k – глубина обратной связи, Β·k – петлевое усиление.

При Β·k >> 1, K_oc ≈ 1/Β, т.е. при глубоком ООС зависит только от свойств цепи обратной связи.

В общем случае K и Β имеют комплексный характер . Для упрощения удобно считать частотно независимыми, т.е. действительными величинами K и Β.

Вопрос

коэффициент усиления усилителя при глубокой обратной связи. Почему при такой обратной связи повышается стабильность работы усилителя?
К=Ки/ 1+ - Ки *а коэф.усиления с ОС

При глубокой ООС (где Ки больше 1)

К=1/а (а=Иос/Ивых , а-коэф.передаи звена ОС)

Коэффициент усиления определяется только звеном ОС, состоящим из R и С, которые могут выполнены термостабильными.

При положительной ОС : повышается коэф. Усиления, но существенно снижается стабильность Ки и в усилителях не использыется.

Вопрос

Дрейф нуля – изменение входного напряжения Y при закороченных входных зажимах, т.е. Uвх=0. Специфичный недостаток УПТ, который используется в измерительной технике для усиления сигналов порядка долей герц.

Причины:

• Нестабильность источников питания
• Неточная компенсация температурной нестабильности
• Старение транзисторов
• Изменение температуры

При этом усилитель без искажения воспроизводит только сигналы Uвх>Uдр

Меры по уменьшению дрейфа:

• Стабилизация источника питания на уровне +- 0.01% уменьшает уровень Uдр до 5..20мВ/час.
• Применение дифференциальных УПТ