вход Вход Регистрация



Как было сказано выше, что обратные связи заметно влияют на свойства, параметры и характеристики усилительных каскадов. Рассмотрим их влияние на основные параметры:

1) На коэффициент усиления.

Обозначим коэффициент усиления усилителя охваченного обратной связью при ПОС и ООС:

 

 

,

 

где Uс – напряжение сигнала; Uвх – входные напряжения; UВ – напряжение обратной связи; β – коэффициент передачи цепи обратной связи.

Таким образом получается, что ПОС увеличивает коэффициент усиления, а ООС уменьшает на (1+) – глубину ОС.

2) На стабильность коэффициента усиления .

 

,

 

т.е. ООС увеличивает стабильность коэффициента усиления на (1+U) – глубину обратной связи.

3) На входное сопротивление каскада характер влияния зависит от вида обратной связи (по току или напряжению).

Математическое выражение входного сопротивления с учетом КВ, влияющего на входное напряжение и входной ток можно выразить следующим соотношением:

Zвх. св. = Zвх (1+ )

 

где Zвх. св – входное сопротивление усилителя охваченного обратной связью.

Следовательно, последовательная отрицательная обратная связь увеличивает входное сопротивление усилителя в (1+b) раз.

Увеличение входного сопротивления и уменьшение входной емкости усилителя последовательной отрицательной связью физически объясняется тем, что напряжение обратной связи Uсв. вычитается из подводимого к входу схемы напряжения U. Это уменьшает напряжение на входе усилителя Uвх, а с ним и ток входной цепи в (1+) раз, что эквивалентно увеличению входного сопротивления во столько же раз.

Входное сопротивление усилителя при отрицательной параллельной обратной связи:

,

 

где Y – проводимость.

Следовательно, отрицательная параллельная обратная связь уменьшает входное сопротивление устройства, так как при ней к входной проводимости усилителя 1/Z увеличивая в (1+К) раз, или к входному сопротивлению усилителя Zвх как бы присоединяется сопротивление Zсв., уменьшенное в (1+К) раз.

Физически уменьшение сопротивления усилителя Zсв., шунтирующего входную цепь, в (1+К) раз объясняется тем, что к этому сопротивлению приложено не входное напряжение схемы Uвх, а напряжение Uвх. + Uвых., в (1+К) раз превышающее Uвх, что увеличивает ток через Zсв. в (1+К) раз, а это эквивалентно уменьшению Zсв. в (1+К) раз.

Параллельная положительная обратная связь, в зависимости от значений К и Zсв. может уменьшать входное сопротивление, увеличивать его вплоть до бесконечно большой величины и делать отрицательным; в этом нетрудно убедиться, изменив знак перед К в вышеуказанной системе на минус и исследовав полученное выражение.

Что же касается влияния обратной связи на выходное сопротивление усилителя, то можно сказать, что отрицательная обратная связь по напряжению уменьшает выходное сопротивление устройства, охваченного ею:

 

Zвых.св. = Zвых.(1 – bК),

 

а отрицательная обратная связь по току увеличивает его:

 

 

Заменяя знак перед b на противоположный можно убедиться, что положительная обратная связь по напряжению увеличивает выходное сопротивление устройства, а положительная связь по току уменьшает его.

4) На нелинейные искажения.

Даже проведя сравнение параметров логическим рассуждением можно показать возможность уменьшения коэффициента нелинейных искажений (гармоник), а эксперименты показывают уменьшение ООС на 10 ÷ 15%, а фазовые и частотные искажения на глубину обратной связи:

 

;

.

 

5) На устойчивость работы усилителя коэффициент усиления при ООС и ПОС

,

.

 

За счет паразитных связей ООС может превратится в ПОС и если произведение станет равным 1.

, а это самовозбуждение (генерация), т.е. условие самовозбуждения определяется следующей системой:

 

jк + jb =0 или 2П – баланс фаз, U = 1 – баланс амплитуд.

 

Теоретически устойчивость усилителя определяется диаграммой устойчивости по (годографу), построением = f(ω) в полярной системе координат:

 

(ω) = а(ω) + jb(ω)

 

Модуль фактора устойчивости:

 

.

 

А практически определяется подачей импульса напряжения (тока) в цепь ООС, при этом, если напряжение на выходе с течением времени затухает – устойчивый усилитель, если возрастает – неустойчивый усилитель.

 

Случайные новости

4.1.4 Сумматор с параллельно-параллельным переносом

Сумматор с параллельно-параллельным переносом имеет параллельный перенос как в группах, так и между ними, что обеспечивает минимальное время суммирования.

В таком сумматоре дважды (в группах и между ними) повторяется принципиально идентичная организация переносов, причем для сумматора в целом группы играют ту же роль, что и одноразрядные сумматоры для группы. Для групп вырабатываются функции генерации и передачи переносов, причем функция генерации

 

 

принимает единичное значение, если из данной группы появляется перенос независимо от наличия или отсутствия входного переноса.

Функция передачи переносов

 

 

принимает единичное значение, если выходной перенос из группы появляется только при наличии входного. Заметим, что функции передачи переносов h и Н называют также функциями прозрачности или транзита. В данном случае термин «функция прозрачности» хорошо поясняет соотношение для H: группа прозрачна при прозрачности всех ее разрядов.

 

Рисунок 4.13 – Схема сумматора с параллельно-параллельным переносом

 

 

Сигнал переноса для группы вырабатывается согласно выражению

 

 

Сумматор с 4 четырехразрядными группами (рисунок 4.13) вырабатывает с помощью групп значения суммы в пределах группы, складывая поля слов А1=a3a2a1a0, В1=b3b2b1b0, А2=a7a6a5a4, B2=b7b6b5b4 и т. д. Сигналы переносов для групп формируются с помощью блоков G, Н и Р, реализующих записанные выше выражения.

Длительность суммирования в структуре с параллельно-параллельным переносом можно оценить следующим образом. После подачи слагаемых в группах вырабатываются функции прозрачности разрядов, после чего становятся известными все аргументы для выработки функций G и Н. Затем по известным значениям G, Н и внешнего переноса р вырабатываются переносы в группы, после чего в группах формируются выходные переменные smsm-1…s0 (для этого, как отмечалось при рассмотрении сумматоров с параллельным переносом, требуется 5...6 элементарных задержек).

Принимая во внимание длительности перечисленных этапов процесса суммирования, можно оценить время суммирования в сумматорах с параллельно-параллельным переносом значением в (10…11)tз. Это время достижимо уже и для многоразрядных сумматоров, поэтому является практически оценкой для сумматоров наибольшего быстродействия. Если число разрядов очень велико, то трудности построения (необходимость элементов с большим числом входов и коэффициентом разветвления) появятся и в сумматоре групповой структуры с параллельно-параллельным переносом. В этом случае можно распространить способ организации параллельных переносов на схему с тремя уровнями, в которой рассмотренный сумматор явится лишь частью всей схемы, а между частями вновь будет организован параллельный перенос. Это означает как бы троекратное вложение друг в друга структур сумматоров с параллельным переносом.

 

© 2019
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру