8 (1460)

1

Ze wzoru (1.28) wynika, że wzmocnienie wzmacniacza z ujemnym sprzężeniem zwrotnym jest równe 1/py i nie zależy od wzmocnienia K_u układu otwartego, inaczej mówiąc, zmiany współczynnika wzmocnienia K_u spowodowane wahaniami napięć zasilania, starzeniem się elementów wzmacniających, wpływem temperatury, a także rezystancji obciążenia R_L, mogą prawie wcale nie oddziaływać na wartość wzmocnienia wzmacniacza z ujemnym sprzężeniem zwrotnym.

Fizyczna interpretacja powyższego warunku jest następująca: jeśli wzmocnienie K_u zmniejszy się, to zmniejszy się także sygnał sprzężenia zwrotnego, a więc zwiększy się napięcie U_E. Wskutek tego wzrośnie napięcie wyjściowe, a to daje w konsekwencji efekt równoważny wzrostowi wzmocnienia K_u. Efektywne wzmocnienie wzmacniacza pozostaje więc w przybliżeniu stałe.

Ujemne sprzężenie zwrotne stosuje się przede wszystkim we wszelkiego rodzaju wzmacniaczach, których głównym zadaniem jest utrzymanie stałej i ściśle określonej wartości wzmocnienia niezależnie od oddziaływania różnych czynników zakłócających.

Ujemne sprzężenie zwrotne powoduje ponadto zmianę rezystancji wejściowej i wyjściowej wzmacniacza. Przykładem układu, w którym uzyskano takie zmiany rezystancji wejściowej (zwiększenie) i wyjściowej (zmniejszenie) jest układ tranzystorowy ze wspólnym kolektorem opisany w rozdz. 1.2.3.

Schemat wzmacniacza z ujemnym sprzężeniem zwrotnym przedstawiono na rys. 1.13. Tranzystor 7j pracuje w układzie wspólnego emitera, a więc wzmacniacz

33kf}l - 11	n	j4,7 kQ	b--ą h
				II ^W Wy
11 We	K.	H
	^_c 15	kQ		Pętla ssprzężenia

Rys. 1.13. Wzmacniacz dwustopniowy z ujemnym sprzężeniem zwrotnym [I]

T, odwraca fazę. Na tranzystorze 7j jest zbudowany wtórnik, a więc układ ze wspólnym kolektorem. Wzmacniacz z tranzystorem T₂ nie odwraca fazy i charakteryzuje się silnym ujemnym sprzężeniem zwrotnym. Ponadto obydwa stopnie wzmacniacza są objęte pętlą sprzężenia zwrotnego przez układ rezystora R i kondensatora C połączonych równolegle. Wielkość sprzężenia zależy od częstotliwości i dla częstotliwości większych, dla których impedancja dwójnika RC zmniejsza się, sprzężenie zwrotne jest silniejsze. W rezultacie otrzymuje się korekcję charakterystyki wzmacniacza w zakresie górnych częstotliwości.

1.2.3. Wzmacniacz w układzie wspólnego kolektora

W układzie wspólnego kolektora (rys. 1.14) punktem odniesienia jest kolektor; sygnał jest doprowadzony do bazy i kolektora, natomiast obciążenie jest włączone do emitera i kolektora.

>

Układy z rys. 1.14a i 1.14b wykazują pozorne różnice. Na rys. I.l4a sygnał sterujący u, jest doprowadzony do bazy i kolektora, a sygnał wzmocniony jest odbierany z kolektora i emitera, natomiast na rys. 1.14b sygnał sterujący jest doprowadzony do zacisków baza-masa. W rzeczywistości te układy nie różnią się, gdyż źródło E_z jest traktowane jako „zwarcie” dla sygnałów zmiennych, a więc jest obojętne czy dołączymy sygnał do zacisków baza-kolektor (plus E_z), czy do zacisków baza-masa (minus E_z). Zrozumienie tego nastręcza niejednokrotnie trudności i łatwiej to można wyjaśnić korzystając ze schematu zastępczego (rys. 1.14c). Układ z rys. 1.14b jest często stosowany ze względu na to, że w układach elektronicznych zasilanych z tego samego źródła, jeden biegun (w omawianym schemacie - minus) jest uziemiony. Na ogół rezystor R_B jest dołączany do dodatniego bieguna źródła E .

Rys. 1.14. Wzmacniacz w układzie ze wspólnym kolektorem: a, b) schematy układów, c) schemat zastępczy

Z układu zastępczego wynika, że

^1 ⁼ ^t! Jb* ^e^E' ^^ecz ^e ~ (P ⁺ oraz U₂ - R^^e    (1.29)

Po przekształceniach otrzymujemy

i ₌

^Ui ‘ii.*® - l)Rj

Jeżeli spełniony jest warunek, że (P + l)R_E » h to

K_u = 1    (1.31)

19