ООС в транзисторном усилителе

[Alek Lem]

Добрый день, форумчане! Разбираюсь с отрицательной обратной связью в УМЗЧ, схема которого представлена ниже:



Резистор Rб1 выполняет роль ООС.

[mzw]

Кни измеряется при заданном уровне выходной мощности.
То есть, сравнивать нужно при равных амплитудах выходного сигнала.
Уровень входного сигнала тут значения не имеет.

[Alek Lem]

Кни нормируется при заданном уровне выходной мощности.
Уровень входного сигнала тут значения не имеет.

Я это подозревал, но в просмотренной литературе упоминание на это не нашел. Тогда пока что у меня всё ок, спасибо.

Еще раз для уточнения: когда говорят, что Кни при введении ООС уменьшается в 1+Kb раз (где К - коэф. усиления без ООС, b - коэффициент передачи цепи ООС), то подразумевается, что измерение Кни в обоих случаях проводится при одинаковых уровнях выходной мощности?

[mzw]

Да

[Alek Lem]

Спасибо. Тогда у меня всё совпадает с приличной точностью кроме одного эксперимента, который я не включил в таблицу. Если я провожу измерения с ООС и нормирую выходной сигнал до 7,4 В, подав на вход Iвх=410 мкА, то Кни у меня выходит 1,5 %. При Uвых = 7,4 без ООС, Кни = 6,2 %. Но 6,2/1,5 = 4, но не 5,6.

Как думаете, это связано с тем, что Кни измеряется при мощностях, близких к максимальным? Я читал, в Варакине, кажется, что Кни измеряют при амплитуде до 80% максимальной.

[mzw]

Кни обычно измеряют при максимальной выходной мощности и при нескольких меньших значениях - 0,1; 0,3; 0,5; 0,8 - как сочтете нужным. Нормами ничего не предписано. Но, для себя, лучше измерить при таком уровне, при котором Вы будете усилитель использовать.

И уменьшение нелинейных искажений из-за ООС происходит только до того уровня выходного сигнала, пока ООС этот сигнал сможет исправить. Если выходной сигнал стал ограничиваться усилителем, ООС этому уже не поможет. Поэтому на графиках зависимости Кни от выходной мощности обычно есть место, где Кни резко уходит вверх (посмотрите даташит на любую микросхему усилителя мощности).

[Alek Lem]

Я выставлял максимальный уровень сигнала такой, при котором выходная амплитуда не имеет "среза" в верхушке. Это еще не гарантирует постоянство коэффициента А уменьшения Кни обратной связью ?

[mzw]

Наличие среза Вы ведь определяли на глаз?
Думаю, Вы как раз находились в точке перегиба графика Кни.

[Alek Lem]

На глаз. Вполне возможно. Пока будем считать, что пока с этим разобрались, спасибо еще раз.

Теперь пытаюсь рассчитать коэффициент усиления без ООС, но с ПОС. Когда-то я пытался рассчитать действие ПОС в этой теме: http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=42&t=113087
Но там была одновременно включена и ООС, и это было моей ошибкой - я так ни к чему и не пришел. Всё надо делать по очереди.

ПОС - это не просто вольтодобавка, которая увеличивает максимальную амплитуду напряжения на выходе. ПОС увеличивает коэффициент усиления K усилителя без ООС. Тогда при последующем использовании ООС, мы получим большее значение коэффициента подавления гармоник А = 1+bK (в силу увеличения К).

Эксперимент показывает, что без ООС, ПОС в моей схеме при моих номиналах дает увеличение коэффициента усиления в 15 раз! Сейчас буду получать этот результат аналитически и если в расчеты не совпадут с экспериментом, то я открываю еще одну тему ))

[Alek Lem]

Всё верно: ПОС, реализованная на конденсаторе действительно увеличивает коэффициент усиления напряжения в Ki*Rн/(Rк+r)

Где Ki - коэффициент усиления тока оконечного усилителя; r - входное сопротивление оконечного усилителя.

У меня составной транзистор, так что Ki = 40 000 (практически идеальный буфер!); r = 15 кОм, Rн = 6 Ом, Rк = 500 Ом. Подставляем и получаем наши 15,5, которые были получены в эксперименте. Просто шикарное подтверждение теории практикой.

Теперь коэффициент передачи усилителя составляет не 0,1 В/мкА, а 1,5 В/мкА, а коэффициент подавление нелинейных искажений, в случае использования ООС Rб1 = 20 кОм около 70 раз, вместо 6 в схеме без конденсатора. Курсовой, можно сказать, рассчитан )