Влияние ОС на амплитудно-, фазочастотные и переходные характеристики (линейные искажения)

3.5.7. Частотно-независимая ОС

Типичные АЧХ и ФЧХ усилителей показаны на рис.3-13 и 3-14:

1-е положительной ОС - самая нелинейная АЧХ и

ФЧХ;

  • 2-без ОС;
  • 3 - с отрицательной ОС - самая линейная АЧХ и ФЧХ.

Т.е. ООС - расширяет полосу пропускания усилителя, делая его АЧХ более равномерной, а ФЧХ - более линейной.

Количественно эти утверждения можно оценить следующим образом.

Усилительный каскад может быть представлен общей упрощенной эквивалентной схемой (рис.3-15 а) и эквивалентными схемами на НЧ (рис.3-15 б) и на ВЧ (рис. 3-15 в):

а)

б) в)

рис.3-15

Полагая, что С2 «Сі; Ri «R2 , на НЧ - пренебрегаем

Сг, так как ----- » R2 - рис.3-15 б); На ВЧ - пренебре

гу С2

гаем Ci так как ---« R} - рис. 3-15 в)

Общее выражение для коэффициента усиления с ОС:

Для усилителя без ОС: где тв= RC - постоянная времени усилительного каскада на ВЧ;

Подставляя K(jco) (без ОС) в формулу Kf(jco), получаем: т.е. постоянная времени тв усилителя с ОС уменьшилась в F раз; следовательно, верхняя граничная частота усиления

a>BF=a>B(l + 0IQ

- увеличилась в F раз.

Аналогично показывается расширение частотного диапазона в области НЧ. По аналогии можно показать, что (pF=(p!F - т.е. фазовый сдвиг по абсолютной величине уменьшается в F раз при ООС и увеличивается при ПОС, а АЧХ - более нелинейная при ПОС.

Так как ООС уменьшает амплитудно-частотные и фазочастотные искажения, то она уменьшает и связанные с ними переходные искажения.

Так как ООС расширяет полосу как в сторону fH, так в сторону fB, то ООС будет уменьшать время установления ty импульса (Зарастания) И Спад ЄГО ПЛОСКОЙ ВСрШИНЫ (А) - см. рис. 3-16.

Форма ПХ в области малых времен обусловлена эквивалентной схемой для ВЧ.

Форма ПХ в области больших времен обусловлена эквивалентной схемой для НЧ.

Расширение полосы в сторону НЧ эквивалентно увеличению постоянной времени заряда конденсатора С і и, соответственно, уменьшению спада А.

AU(t)=

Т1эвмх(0 UkmxqCO

рис.3-16

Расширение полосы в сторону ВЧ эквивалентно уменьшению постоянной времени заряда С2 и, соответственно, уменьшению tyCT.

Частотнозависимая ОС

Частотнозависимая ОС изменяет АЧХ усилителя, делая её обратной АЧХ коэффициента передачи цепи обратной связи (рис.3-17):

рис.3-17

Например, для схемы передачи ОС через цепь RC с увеличением частоты сопротивление Хс = 1/соС падает, и коэффициент обратной связи р уменьшается (см. рис.3-17 а).

Если усилитель без ОС имел горизонтальную АЧХ, то с ООС он будет иметь вид, показанный на рис.3-17 б), т.е. с ростом частоты величина ОС падает и коэффициент усиления Kf растет.

Существует большое количество цепей корректировки АЧХ за счёт частотно-зависимой ООС - примеры приведены ниже на рис 3-18.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >