Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
также широко применяемая параллельная обратная связь, когда сигнал
обратной связи подается во входную цепь параллельно с входным сигналом.
На рис. 4.8 приведена полная рабочая схема на основе усилителя типа 741
для экспериментов с отрицательной обратной связью. Она построена по тому
же принципу, что и схема на рис. 4.7, с добавлением источника питания и
разделительных конденсаторов, не пропускающих постоянные составляющие.
220-килоомными резисторами иR3 задается рабочая точка в режиме
покоя, путем поддержания потенциала неинвертирующего входа посредине
между землей и напряжением питания. Наличие конденсатора С3 в цепи
обратной связи обеспечивает равенство 1 коэффициента /} по постоянному
току, так что напряжение на выходе усилителя повторяет постоянное
напряжение на неинвертирующем входе и устанавливается на уровне половины
напряжения питания; таким образом, оказывается возможным усиливать с
помощью этой схемы сигналы как положительной, так и отрицательной
полярности.
+ 18 В -о
8 7 6 5
Варианты
ключей
Цоколевка интегральной схемы с 8-ю выводами (вид сверху)
12 3 4
Рис. 4.8. Схема для экспериментов с охваченным обратной связью
интегральным усилителем типа 741. Для измерения коэффициента усиления без
обратной связи резистор Л, замыкается накоротко.
78 Отрицательная обратная связь
Коэффициент усиления напряжения усилителя с обратной связью можно
измерить, подавая входной сигнал от генератора и сравнивая входной и
выходной сигналы с помощью осциллографа; при указанных значениях R и /?,
коэффициент усиления с обратной связью равен 100. Чтобы осуществить опыт
с усилителем без обратной связи, можно замкнуть накоротко резистор Rx в
цепи обратной связи; это приведет к исчезновению переменного сигнала
обратной связи, но не нарушит режима по постоянному току. На низких
частотах, вблизи 100 Гц, коэффициент усиления напряжения без обратной
связи окажется очень большим (порядка 105). однако с ростом частоты он
будет падать, и частотная характеристика будет подобна верхней кривой на
рис. 4.3. Неожиданное уменьшение усиления на частотах ниже 100 Гц также
легко объяснимо. Оно обусловлено конечным значением реактивного
сопротивления конденсатора С3 на низких частотах, которое приводит к
возникновению слабой отрицательной обратной связи.
В схеме с обратной связью можно менять величину Rf, в результате чего
будут получаться различные коэффициенты усиления с обратной связью и
можно будет наблюдать влияние R на вид частотной характеристики; график
на рис. 4.3 показывает, какого именно результата при этом следует
ожидать.
Напряжение питания можно менять в диапазоне от 6 В до 36 В, не нарушая
работы схемы. Однако коэффициент усиления усилителя типа 741 без связи
существенно зависит от напряжения питания; это дает возможность убедиться
в стабилизирующем действии отрицательной обратной связи.. При Р = 0,01
изменение коэффициента усиления со связью при изменении напряжения
питания ничтожно мало, тогда как изменение коэффициента усиления без
связи при замыкании Rx накоротко будет заметным.
Оценить степень уменьшения нелинейных искажений при введении обратной
связи трудно, если нет измерителя искажений или спектроанализатора,
способных исключить основное колебание и измерить гармоники, возникающие
в усилителе. В отсутствие подходящего измерительного прибо-
Рис. 4.9, Делитель напряжения, облегчающий измерение входного сигнала в
схеме с большим коэффициентом усиления.
Эксперименты с отрицательной обратной связью 79
ра можно воспользоваться двухлучевым осциллографом, чтобы сравнить
входное синусоидальное колебание с формой выходного сигнала и качественно
оценить нелинейность усилителя с обратной связью и без нее.
При измерении очень большого коэффициента усиления без связи может
возникнуть трудность с измерением очень малого сигнала ( < 1 мВ ) на
входе усилителя. Многие осциллографы недостаточно чувствительны, чтобы по
осциллограмме можно было определить величину такого сигнала. Эта проблема
решается путем включения делителя напряжения на выходе генератора;
простая схема показана на рис. 4.9. При указанных сопротивлениях
резисторов на вход усилителя поступает сигнал, в тысячу раз меньший, чем
сигнал на выходе генератора. С помощью осциллографа уровень этого
последнего сигнала легко измерить, так что, применяя в делителе резисторы
с малым допуском, можно точно определить величину напряжения на входе
усилителя.
5
Согласование сопротивлений
5.1 Введение
Сплошь и рядом согласование сопротивлений бывает окружено незаслуженным
ореолом таинства. Когда схема не функционирует ожидаемым образом, часто
начинаются более чем туманные попреки в адрес рассогласования
сопротивлений, но решение этой проблемы рассматривают скорее как
колдовство, а не как науку. Цель этой главы состоит в том, чтобы описать
в общих чертах принципы и практику согласования сопротивлений и
попытаться на этом пути рассеять всякие ассоциации с тайной и
