Полоса усиливаемых частот

Введение цепи ООС всегда расширяет полосу усиливаемых частот усилителя. Проиллюстрируем сказанное на примере усилителя, передаточная характеристика которого имеет вид

. (8)

Охватим такой усилитель частото-независимой цепью ООС с коэффициентом передачи b _ос. Тогда передаточная функция усилителя с ООС будет иметь вид

.

По определению, полоса пропускания усилителя определяется по уровню снижения его коэффициента передачи в раз, т. е. на 3 дБ. Для исходной передаточной функции этому падению соответствовала частота 1/Т₁. После введения ООС эта частота, согласно полученной передаточной функции больше, в раз, чем до введения ООС (в глубину отрицательной обратной связи),

. (9)

Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика рассматриваемого усилителя приведена на рис. 10.

Предположим, что исходный усилитель охвачен цепью ООС, глубина которой . Тогда , т. е. коэффициент усиления уменьшился на 20 дБ. При этом новое значение верхней частоты полосы пропускания увеличилось в 10 раз (f _{в oc}=10). Следовательно, новая АЧХ может быть получена смещением вниз горизонтального участка исходной характеристики на величину , т.е. на 20 дБ. При этом частота сопряжения (верхняя частота полосы пропускания) будет находиться на наклонном участке характеристики исходного усилителя.

Физически полученное расширение полосы пропускания можно объяснить следующим образом. Как было показано ранее, снижение коэффициента усиления усилителя с цепью ООС являлось следствием уменьшения реального значения его входного напряжения (см. рис. 1). Вызванное увеличением частоты уменьшение собственного значения К приводит к уменьшению выходного напряжения усилителя. Однако при этом снижается и абсолютное значение напряжения ОС u _ос = К u _вых. Последнее при постоянстве входного напряжения u _вх увеличивает реальное значение входного напряжения усилителя u _{вх сум} и, следовательно, увеличивает его выходное напряжение. Таким образом, до некоторой частоты уменьшение К сопровождается увеличением u _{вх cум}, что обеспечивает как постоянство выходного напряжения, так и К _ос усилителя.

Этот же вывод можно сделать и непосредственно из выражения (4). До тех пор, пока , и не зависит от абсолютного значения К.

Дата добавления: 2015-07-15