328 329 (4)

Oznaczając kierunek napięcia źródła sygnału 0 na przykład strzałką do góry oraz zakładając, że ani wzmacniacz, ani obwód sprzężenia zwrotnego nie zmieniają polaryzacji sygnału, otrzymamy kierunki napięć w układzie, .przedstawione na rys. 7-5. Obchodząc obwód dabed zgodnie z ruchem wskazówek zegara otrzymamy

V-O_vtJ+V,_p= 0    (7.3)

Określając stąd 0 oraz stosując (7-2), otrzymamy że

U = U_wt,-U._P = U„,-{ikuU_W'i =    - fiku)    <⁷-⁴)

Współczynnik wzmocnienia wzmacniacza ze sprzężeniem zwrotnym k_u,_p przedstawia sobą stosunek wyjściowego napięcia wzmacniacza 0„._v, do wyjściowego napięcia źródła sygnału 0, skąd

k

usp -

0»W

0

fc_u 0»-cJ 0

l-PK

ku

1-

0,_P

OurJ

(7.5)

Zależność (7.5) jest jedną z podstawowych dla wzmacniaczy ze sprzężeniem zwrotnym. Na jego podstawie można określić moduł k_tt ,_p oraz argument <p_tp współczynnika wzmocnienia wzmacniacza ze sprzężeniem zwrotnym na dowolnej częstotliwości, a więc i wykreślić charakterystyki częstotliwościową i fazową wzmacniacza ze sprzężeniem zwrotnym na podstawie charakterystyk fazowej i częstotliwościowej obwodu sprzężenia zwrotnego oraz wzmacniacza bez sprzężenia zwrotnego.

Z zależności (7.5) wynika,- że wprowadzenie sprzężenia zwrotnego do wzmacniacza zmienia jego współczynnik wzmocnienia 1 — fik_u razy; iloczyn fik_u nazywa się wzmocnieniem pytlowym i jak wynika z (7.1), przedstawia on sobą stosunek napięcia na wyjściu obwodu sprzężenia zwrotnego do napięcia na wejściu wzmacniacza i równa się współczynnikowi wzmocnienia układu całej pętli sprzężenia zwrotnego.

Jeżeli napięcie sprzężenia zwrotnego U,„ jest zgodne w fazie z napięciem sygnału w obwodzie, do którego jest doprowadzane sprzężenie zwrotne i z tego wzglądu dodaje się artymetycznic do napięcia sygnału, to sprzężenie zwrotne nazywa się dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Jeżeli napięcie sprzężenia zwrotnego ma fazę przeciwną do napięcia sygnału w tym obwodzie, do którego napięcie sprzężenia jest doprowadzane i dlatego odejmuje się od napięcia sygnału, to sprzężenie zwro.tne nazywa się ujemnym. sprzężeniem zwrotnym.

Przy dodatnim sprzężeniu zwrotnym fik_a = fik_u i jak z tego wynika zależność (7.5) przekształca się w

V*e

V_v„

1-fiK

ku.^rrhr--V"    (7-6)

1 -

Jeżeli przy tym fik_a<. 1, to mianownik zależności (7.6) jest mniejszy od jedności i k_u,_B jest większe niż fc„. Jak z tego wynika, dcdatnie sprzężenie zwrotne przy fik_u < 1 zwiększa współczynnik wzmocnienia wzmacniacza. Przy fik_u = 1 wartość k„,_p jest nieskończenie duża, co jak zostanie udowodnione, odpowiada pod względem fizykalnym samowzbudzeniu wzmacniacza.

Przy ujemnym sprzężeniu zwrotnym /ik_u = — jfk_a i wyrażenie (7.5) przyjmuje następującą postać

kuip —

k_u

k_u

(7.7)

1 +

U»T

stąd wynika, że ujemne sprzężenie zwrotne zmniejsza wzmocnienie wzmacniacza 1 + fik_u razy. Wielkość 1 + jik_u jest w ujemnym sprzężeniu zwrotnym nazywana głębokością sprzężenia zwrotnego. W dalszym ciągu udowodnimy, że ujemne sprzężenie zwrotne polepsza wiele własności wzmacniacza, z tego też względu pomimo zmniejszenia wzmocnienia jest ono szeroko stosowane we współczesnych wzmacniaczach. Dodatnie sprzężenie zwrotne, pogarszające większość parametrów wzmacniacza jest w urządzeniach wzmacniających stosowane rzadko; szersze zastosowanie znajduje ono w generatorach drgań elektrycznych.

Ponieważ obwód fik_u może powodować przesunięcia fazowe, wynoszące nawet kilkaset stopni przy zmianie częstotliwości, ujemne sprzężenie zwrotne na jednej częstotliwości przekształca się w dodatnie sprzężenie zwrotne na innej częstotliwości, na której przesunięcie fazy wprowadzane przez pętlę sprzężenia zmienia się o 180°.

Dlatego tez wzmacniacz mający na jednej częstotliwości ujemne sprzężenie zwrotne może na innej częstotliwości mieć dodatnie sprzężenie zwrotne. W celu uniknięcia pomyłek i niedokładności w terminologii, sprzężenie zwrotne w praktyce klasyfikuje się w zależności od znaku, jaki przyjmuje dla środka pasma przenoszenia roboczych częstotliwości wzmacniacza, dla którego przesunięcia fazowe są małe i przechodzą przez wartości zerowe. Jeżeli wielkość fi ma charakter rzeczywisty i nie zależy od częstotliwości, sprzężenie zwrotne nazywa się częstotliwościowo niezależnym; jeżeli fi ma charakter wielkości zespolonej, a więc za-

329