Задачи для самостоятельной работы
Задача 3
Задача 2
Задача 1
Примеры до темы лекции 3
Вопросы для самопроверки
І Что такое обратная связь, по каким причинам она возникает в усилителе?
2 Составьте структурные схемы усилителей с обратной связью: а)
последовательной по напряжению; б) последовательной по току; в)
параллельной по напряжению; г) однопетлевой; д) многопетлевой.
3 Почему параметры, характеризующие работу усилителя с обратной связью, в
общем случае являются комплексными?
4 Укажите вид обратной связи, если сдвиг фаз между входным напряжением и
напряжением обратной связи равен: а) 0°; б) 100°; в) 180°; г) 270°; д) 360,°.
5 Усилитель состоит из трех каскадов, коэффициенты усиления которых
соответственно равны: К1= 20; К2= 30; К3=15. Последние два каскада
охвачены отрицательной обратной связью, причем β = 0,3. Найдите общий
коэффициент усиления усилителя. Ответ выразить в децибелах.
6 Какое из приведенных выражений характеризует усилитель, охваченный
отрицательной обратной связью:
а ) Ксв = К / (1- βKu ) б) Ксв = К /(1+Кu) в) Ксв = К / 1- Кu
г) Ксв = К / (1+ βKu )
7 Объясните физический смысл изменения величины коэффициента усиления
усилителя при введении отрицательной обратной связи.
8 Как влияет отрицательная обратная связь на стабильность коэффициента
усиления?
9 Почему увеличение входного сопротивления усилителя, охваченного
отрицательной обратной связью, оказывает благоприятное влияние на работу
схемы?
10 Объясните смысл уменьшения нелинейных искажений в усилителе,
охваченном отрицательной обратной связью.
11 Можно ли уменьшить влияние помех, попадающих на вход усилителя, с
помощью обратной связи?
12 Нарисуйте и сравните амплитудно-частотные характеристики типовой
схемы двухкаскадного резистивного усилителя, если:
а) усилитель работает без обратной связи; б) усилитель охвачен
глубокой отрицательной обратной связью; в) усилитель охвачен
положительной обратной связью (βKu < 1).
13 Какие существуют способы снятия обратной связи и чем они
отличаются друг от друга ?
14 Чем отличается отрицательная обратная связь от положительной ?
15 Чем отличается частотно-зависимая обратная связь от частотно-
независимой ?
16 Из каких соображений выбирают схему и глубину обратной связи в
усилителях, используемых в измерительной аппаратуре ?
Определить, во сколько раз уменьшается коэффициент усиления усилителя Кu=200 при охвате его последовательной отрицательной обратной связью по напряжению в виде четырехполюсника R1= 1 000 Ом и R2 19 000 Ом.( рисунок 1.17)
Рисунок 1.17 – Усилитель с последовательной отрицательной обратной связью по
напряжению
Решение :
1 Определите коэффициент передачи четырехполюсника по формуле
β = R2/(R1+R2) ;
β= 1 103/ ( 1 103 + 19 103 ) = 0,05
2 Коэффициент усиления усилителя с последовательной обратной отрицательной
связью по напряжению определите по формуле
К оос = Кu / ( 1 + Кuβ ) ;
К оос = 200/ ( 1 + 200 0,05) = 18
3 Определите во сколько раз уменьшается коэффициент усиления усилителя с
обратной связью
р = Кu / Коос ;
р = 200/ 18 = 11.
Ответ : Коэффициент усиления усилителя с отрицательной ООС уменьшается в 11 раз
Коэффициент усиления RС – усилителя на средних частотах Кср = 100, нижняя граничная частота полосы пропускания fн=200 Гц, верхняя fв = 30 кГц. К усилителю подключена цепочка отрицательной обратной связи с β=0,1. Определите коэффициент усиления усилителя, охваченного ООС, а также новые значения нижней f´н и верхней f´в граничных частот и полосу пропускания усилителя.
Решение :
1 Определите нижнею частоту усилителя с ООС по формуле
f´´н = fн / ( 1 + Кuβ ) ;
f´´н = 200 / ( 1 + 100 0,1 ) = 18 Гц ;
2 Определите верхнию частоту усилителя с ООС по формуле
f´´в = fв · ( 1 + Кuβ ) ;
f´´в= 30 103 · ( 1 +100 0,1) = 330 кГц
3 Определите полосу пропускания усилителя с ООС
∆F = f´´в - f´´н ;
∆F = 330 000 - 18 = 332982 Гц
4 Определите коэффициент усиления усилителя с ООС
Коос = Кu/(1 + Кuβ ) ;
Коос = 100 / (1 + 100 0,1) = 9
Ответ : Коэффициент усилителя с ООС Коос = 9, полоса пропускания усилителя ООС ∆F= 332982 Гц, f´´в = 330 кГц, f´´н = 18 Гц.
Нелинейные искажения на выходе усилителя напряжения Кu = 500 составляет
Кг = 11% . Чему должен быть равен коэффициент передачи цепи ООС ( рисунок 1.17 ), чтобы нелинейные искажения составляли 1% ? Какова будет верхняя граничная частота полосы пропускания, если без ООС на была равна 8 кГц ?
Решение :
1 Определите коэффициент передачи усилителя с ООС из формулы
К´г = Кг / ( 1 + βКu ) ;
β = ( Кг - К´г) / ( Кu - К´г ) ;
β = ( 11 - 1 ) / ( 500 – 0,01) =0,02.
2 Определите верхнею граничную частоту усилителя с ООС
f´´в = fв · ( 1 + Кuβ ) ;
f´´в= 8 103 · ( 1 +500 0,02) = 88 кГц
Ответ : Коэффициент передачи усилителя с ООС равна 0,02, верхняя граничная частота усилителя равна 88 кГц.
1 Определите входное напряжение Uвх, необходимо для получения выходного напряжения Uвых = 25 В в схеме усилителя (рисунок 1.17). Коэффициент усиления усилителя без обратной связи К=200. Резисторы в цепи обратной связи R1=10 кОм, R2=0,5 кОм.
2 Определить напряжение на выходе и коэффициент усиления усилителя с последовательной обратной связью (рисунок 1.17), если на вход усилителя одновременно с входным сигналом UBX=0,2В поступает напряжение обратной связи Uoc=0,lВ, действующее в противофазе с входным. Коэффициент усиления усилителя без обратной связи Кu=10.
3 Какой по величине необходимо подать сигнал на вход усилителя, охваченного ООС с β=0,05, для того, чтобы получить на выходе усилителя сигнал Uвых=2 В, если Кu=10?
4 Определить напряжение обратной связи Uос, если при подключении последовательной отрицательной обратной связи с коэффициентом передачи β=0,2 (рисунок 1.17) выходное напряжение усилителя стало равным 2 В.
5 Определить напряжение обратной связи Uoc, если при подключении цепи отрицательной последовательной обратной связи коэффициент усиления усилителя (Кu= 10) уменьшился в два раза, а выходное напряжение стало равным 3 В.
6 Определить входной ток Iвх, входное напряжение UBXи коэффициент усиления Косусилителя (рисунок 1.17), работающего от генератора напряжения Ег=0,6 В с внутренним сопротивлением Rг=0,5 кОм. Коэффициент усиления и входное сопротивление усилителя без обратной связи Кu=100, Rвх=0,5 кОм. Выходное напряжение Uвх = 10 В.
7 Для каскада усилителя, охваченного ООС (рисунок 1.17), определить значения:
а) U, Uoc и Кос если Uвх=0,16В, Кu=30, UвыX= 1,2 В;
б) UBX, Uocи Кос, если Кu=40, β=0,02, Uвых=5 В;
в) Uвых, U, U0с и Кос ,если Uвх=5В, Кu=20, β=1.
Вывести расчетные формулы .
8 На вход каскада усилителя, охваченного ООС (рисунок 1.17), поступает сигнал UBX=1 В. Чему равны UBbIX, U, Uос и Кос, если Кu=60, а β=0,07?
9 Абсолютное изменение коэффициента усиления усилителя с Кu=100 составляет ±10%. Определить, с каким коэффициентом передачи необходимо подключить цепь ООС, чтобы изменения коэффициента усиления Кос не превышало 1% ; рассчитать также значение Кос после подключения цепи ООС.
Примечание : нужно воспользоваться формулой
∆Kос/ Кос ={ 1/(1 + βKu)}·∆Кu/Ku
10Определить входное и выходное сопротивления трехкаскадного усилителя, охваченного цепью последовательной ООС по напряжению с коэффициентом передачи β =0,01. Коэффициент усиления каскадов Ku1 = 12, Кu2 =8, Кu3 =5. Входное и выходное сопротивления усилителя без обратной связи Rвх = 500 Ом,
Rвых = 58 Ом.
Примечание : Следует воспользоваться формулами Rвх.ос= Rвх( 1+ β Ku1 Кu2 Кu3 ),
Rвых.ос= Rвых /( 1+ β Ku1 Кu2 Кu3 ),