Входное сопротивление

Введение обратной связи может существенно изменить входное и выходное сопротивление каскада, что в свою очередь приведет к изменению характеристик предыдущего и последующего (по отношению к рассматриваемому) каскадов. Изменение величины входного сопротивления зависит от способа подключения обратной связи к входу усилителя (параллельная или последовательная связь), а изменение величины выходного сопротивления зависит от способа подключения обратной связи к выходу усилителя (по току или напряжению).

Входное сопротивление усилителя не зависит от способа снятия напряжения с его выхода, но зависит от способа подачи напряжения на вход усилителя, то есть от того, какая (последовательная или параллельная) ООС применяется в усилителе.

При последовательной ООС входное сопротивление увеличивается, а при параллельной − уменьшается.

При последовательной ООС входное сопротивление RВХ.ОС равно

RВХ.ОС = RВХ (l+βKU). (5.14)

Таким образом, последовательная ООС увеличивает входное сопротивление усилителя в (l+βKU) раз. Поэтому ее целесообразно использовать в транзисторных усилителях с малым входным сопротивлением.

Так как входное сопротивление, как правило, имеет активную и емкостную составляющие, то RВХ можно заменить на ZВХ:

ZВХ.ОС = ZВХ ∙ (l+βKU) . (5.15)

При этом активная составляющая входного сопротивления RВХ.ОС растет, а входная емкость С ВХ.ОС уменьшается

RВХ.ОС = RВХ (l+βKU); . (5.16)

В случае параллельной ООС входное сопротивление ZВХ.ОС определяется выражением

, (5.17)

где ZОС – сопротивление цепи обратной связи.

Следовательно, параллельная ООС уменьшает входное сопротивление усилителя.

Выходное сопротивление

Выходное сопротивление усилителя не зависит от способа подачи напряжения обратной связи на его входе, но зависит от способа снятия напряжения ООС с цепи выхода, то есть от того, какая ООС (по току или напряжению) применяется в усилителе.

При обратной связи по напряжению выходное сопротивление уменьшается, а ООС по току увеличивает его.

При ООС по напряжению выходное сопротивление усилителя ZВЫХ.ОС определяется выражением

. (5.18)

Следовательно, выходное сопротивление при введении ООС по напряжению уменьшается. Это свойство определяет применение ООС по напряжению для обеспечения работы усилителей на низкоомную и меняющуюся в больших пределах нагрузку.

При ООС по току выходное сопротивление ZВЫХ.ОС равно

ZВЫХ.ОС = ZВЫХ · (l+βKU) .(5.19)

Введение ООС по току увеличивает выходное сопротивление усилителя, что стабилизирует величину выходного тока при изменении сопротивления нагрузки.

Нелинейные искажения сигнала

Нелинейные искажения проявляются в искажении формы выходного сигнала и, как следствие, появления новых составляющих в спектре сигнала. Напряжение отрицательной обратной связи представляет собой часть выходного напряжения сигнала, следовательно, оно также содержит дополнительные (2-ю и выше) гармоники. Так как напряжение отрицательной обратной связи подается в противофазе с входным, то импульсы усиленного напряжения, вызванные дополнительными (2-й и выше) гармониками, будут в противофазе с импульсами уже имеющихся высших гармоник. Это приведет к уменьшению результирующих амплитуд всех гармоник выходного сигнала в (l+βKU) раз. Следовательно, уменьшается и коэффициент гармоник

. (5.20)

Коэффициент гармоник оценивает величину нелинейных искажений. Чем меньше нелинейные искажения сигнала в усилителе, тем меньше коэффициент гармоник.