Обратная связь – это вербальные и невербальные сообщения, которые человек намеренно или ненамеренно посылает в ответ на сообщения другого.

Действия человека, в которых обнаруживается его способность слышать, именно в силу их «реактивного» (то есть реагирующего на стимул) характера создают саму возможность обратной связи, а все рассмотренные выше факторы, улучшающие эту способность или препятствующие ей, непосредственно влияют на содержание обратной связи.

Среди видов обратной связи выделяют оценочную и безоценочную обратную связь.

Оценочная обратная связь – сообщение своего мнения, своего отношения к тому, о чем идет речь.

Оценки могут быть положительными («здорово это у тебя получается») или отрицательными («ну что за чушь ты несешь»). Позитивная оценочная обратная связь выполняет функцию поддержки «Я-концепции» нашего партнера и сложившихся с ним межличностных отношений.

Негативная оценочная обратная связь выполняет корректирующую функцию, направленную на устранение нежелательного поведения, изменение или модификацию наших отношений.

Структура оценочной обратной связи предполагает использование оборотов, которые указывают на то, что речь идет о собственном мнении человека: «мне кажется», «я думаю», «на мой взгляд». Если такие обороты отсутствуют, а оценка высказана вполне определенно и открыто, то высказывание приобретает статичный характер, часто воспринимается как грубость или хамство и вызывает у собеседника психологическую защиту. Из-за этого отношения становятся напряженными или даже разрушаются их. Сравним высказывания:

«Мне кажется, это не так» и «Какая глупость!»;

«По-моему, ты была чересчур резкой» и «Ну ты и грубиянка»;

«Думаю, ты слишком зависишь от нее» и «Тряпка».

Безоценочная обратная связь - вид обратной связи, который не содержит нашего отношения к обсуждаемому вопросу. Мы используем ее, когда хотим больше узнать о чувствах человека или помочь ему сформулировать мысли по конкретному поводу, при этом прямо не вмешиваясь в действия собеседника. Эти цели достигаются посредством таких приемов, как уточнение, перефразирование, прояснение, эмпатия. Оба вида связи находят своё выражение как в нерефлексивном, так и в активном (рефлексивном) слушании.

26. Контексты межличностного взаимодействия

Межличностное взаимодействие инструментально-технологическая сторона общения; взаимные действия участников общения, направленные на соотнесение целей каждой из сторон и организацию их достижения в процессе общения.

Определив ситуацию, люди начинают выстраивать позиции, позволяющие им достичь своих целей в заданных обстоятельствах. Соотношение позиций, пристройка к позициям друг друга или «проверка их на прочность» – еще один важный структурный аспект межличностного взаимодействия, который может быть проанализирован в пространственных терминах. Можно утверждать, что условием межличностного взаимодействия является формирование пространства такого взаимодействия. Как это происходит, будет рассмотрено во втором параграфе данной главы.

Уровни взаимодействия предполагают соответствующие процедуры (или механизмы) его реализации, иначе говоря, владение «сценариями» поведения в определенной ситуации. Какова их природа и чем они отличаются друг от друга – этим вопросам посвящен третий параграф данной главы.

Если мы хотим понять смысл и содержание взаимодействия между людьми, нам требуется знание контекста происходящего. Рассмотреть поведение человека в определенном контексте означает поместить его в такие рамки, в которых оно приобретает более или менее однозначный смысл. Отсутствие таких рамок сбивает человека с толку, не позволяет ему сориентироваться в ситуации. Между людьми нередко возникают диалоги следующего рода:

«Ну наконец-то вы появились. – А что, собственно, произошло?» или

«Как вам такое могло прийти в голову?! – А что вы имеете в виду?» и т. п.

Подобные примеры иллюстрируют поиск одним из собеседников контекста, который позволил бы ему выбрать линию последующего поведения.

Обращение к контексту выполняет по меньшей мере две задачи в межличностном взаимодействии. Для наблюдателя – это условие объяснения того, что происходит между людьми, почему именно так, а не иначе общаются индивиды; для действующего лица – это возможность формирования собственного отношения к происходящему, выбора способов поведения, адекватных определенной ситуации, то есть возможность соотнесения действия и ситуации.

Замкнутый контур, образуемый цепью обратной связи и частью схемы усилителя, к которой эта цепь присоединена, называют петлей обратной связи. Если в усилителе имеется только одна петля обратной связи, связь называют одно-петлевой или одноканальной (рис. 2.9, а ), если петель несколько, ее называют много петлевой или многоканальной (рис. 2.9, б и в ). Связь, охватывающую один каскад усилителя, нередко называют местной обратной связью (рис.2.9, в ).

Рисунок 2.9 – Виды обратной связи: а – однопетлевая,

б – двухпетлевая с независимыми петлями, в – многопетлевая с одной петлей

Цепь обратной связи можно присоединить к входу и выходу схемы разными способами. Если цепь обратной связи присоединить к выходу схемы параллельно нагрузке, то напряжение обратной связи будет пропорционально напряжению на нагрузке; такую обратную связь называют обратной связью по напряжению (рис. 2.10, а ). Если же цепь обратной связи присоединить к выходу устройства последовательно с нагрузкой, напряжение обратной связи будет пропорционально току в нагрузке, и обратную связь называют обратной связью по току (рис. 2.10, б ). Если в схеме осуществлена комбинация обоих способов (рис. 2.10, в ), связь называют комбинированной по выходу или смешанной по выходу обратной связью.

Рисунок 2.10 – Способы снятия обратной связи:

а – по напряжению, б – по току, в – смешанная по выходу ОС

К входу устройства цепь обратной связи также можно подключить тремя способами: последовательно с источником сигнала (рис. 2.11, а ), параллельно ему (рис. 2.11, б ) и смешанным способом (рис. 2.11, в ); в первом случае связь называют последовательной обратной связью, во втором – параллельной обратной связью, и в последнем – комбинированной по входу или смешанной по входу обратной связью.

Рисунок 2.11 – Способы введения обратной связи:

а – последовательная, б – параллельная, в – смешанная по входу ОС

Обратную связь называют положительной (ПОС), если ее напряжение находится точно в фазе с напряжением сигнала, подводимым ко входу устройства, и складывается с последним, увеличивая таким образом напряжение сигнала на входе. Если же напряжение обратной связи находится точно в противофазе с входным, а следовательно, вычитается из него, уменьшая сигнал на входе, обратную связь называют отрицательной ООС. При сдвиге фаз между напряжением обратной связи и входным напряжением, отличающимся как от 0°, так и от 180°, обратную связь называют комплексной.

Если цепь обратной связи не содержит реактивных сопротивлений (индуктивностей, емкостей), а поэтому отношение напряжения обратной связи на выходе цепи к напряжению на ее входе от частоты не зависит, обратную связь называют частотно-независимой; если же цепь обратной связи содержит реактивные сопротивления и указанное отношение напряжений зависит от частоты, связь называют частотно-зависимой.

Структурные схемы основных типов обратной связи и примеры соответствующих принципиальных схем приведены на рис. 2.12.

Рисунок 2.12 – Структурные схемы основных типов обратной связи и примеры соответствующих принципиальных схем:

а – последовательная по напряжению (эмиттерный повторитель); б – последовательная по току; в – параллельная по напряжению; г – смешанная обратная связь

Обратной связью (ОС) называется явление передачи части энергии усиленных колебаний из выходной цепи усилителя в его входную цепь.

Причинами, способствующими передаче энергии с выхода на вход усилителя, могут быть :

а) физические свойства и конструктивные особенности применяемых транзисторов (наличие емкостей и индуктивностей выводов, емкостей р -п -переходов и пр.). Возникающая при этом ОС называется внутренней обратной связью ;

в) специальные цепи, введенные конструктором для передачи колебаний с выхода усилителя на его вход с целью придать устройству нужные свойства. Такую обратную связь называют внешней обратной связью.

Из перечисленных видов ОС первые два являются нежелаемыми, поэтому конструктор вынужден принимать дополнительные меры к их устранению.

Цепь, по которой осуществляется передача энергии с выхода усилителя на его вход, называется цепью обратной связи .

Обычно цепь ОС представляет собой некоторый линейный пассивный четырехполюсник с коэффициентом передачи g, вход которого присоединен к выходу усилителя, а выход - ко входу усилителя (рисунок 2.9). В общем случае четырехполюсник ОС может быть линейным или нелинейным, с частотозависимым или частотонезависимым коэффициентом передачи.

Рисунок 2.9 - Усилитель с цепью обратной связи

Цепь обратной связи может быть общей , охватывающей все или несколько каскадов усилителя (рисунок 2.10, а , б ), или местной , охватывающей отдельные каскады (рисунок 2.10, б , цепь ОС с коэффициентом передачи g 1).

а

б

Рисунок 2.10 - Виды обратных связей

При сложении колебаний источника сигнала с колебаниями, поступающими с выхода усилителя через цепь ОС, на входе усилителя образуется результирующее колебание. Результирующее колебание равняется сумме двух колебаний, если оба эти колебания складываются в фазе , или разности двух колебаний, если они складываются в противофазе . В первом случае имеет место положительная обратная связь (ПОС),во втором - отрицательная обратная связь (ООС).

Практическое совпадение или противоположность фаз возможно только в ограниченном диапазоне усиливаемых частот, так как присущие усилителям фазовые сдвиги изменяются с частотой. Это может привести к тому, что обратная связь, отрицательная для одних частот, превратится в положительную для других. Поэтому принято относить обратную связь к отрицательной или положительной по тому, какой знак она имеет в основной части диапазона усиливаемых частот (то есть в пределах полосы пропускания усилителя).

Внешнюю обратную связь, создаваемую с помощью специальной цепи обратной связи, всегда можно отнести к тому или иному виду, зная способ соединения этой цепи с усилителем.

Различают следующие четыре основных вида обратных связей в усилителе (первая часть названия определяет способ подключения выхода цепи ОС ко входу усилителя, а вторая - способ подключения входа цепи ОС к выходу усилителя):

- последовательная ОС по напряжению ;

- параллельная ОС по напряжению ;

- последовательная ОС по току ;

- параллельная ОС по току .

Если источник входного сигнала соединен последовательно с входом усилителя и выходом цепи ОС, то обратная связь называется последовательной (рисунок 2.11, а ). В этом случае сигнал обратной связи u св подается на вход усилителя последовательно с входным сигналом и вх .

Параллельная обратная связь имеет место тогда, когда цепь обратной связи включается параллельно источнику входного сигнала (рисунок 2.11, б ). При параллельной обратной связи на входе усилителя происходит алгебраическое сложение (с учетом полярности или начальной фазы) токов, а не напряжений, как в случае последовательной обратной связи.

Таким образом, при последовательной отрицательной обратной связи в качестве сигнала обратной связи используется напряжение, которое вычитается из напряжения источника сигнала, а при параллельной отрицательной обратной связи в качестве сигнала обратной связи используется ток, который вычитается из тока внешнего источника сигнала.

а б

Рисунок 2.11 - Последовательная (а ) и параллельная (б ) ОС

По способу включения обратной связи на выходе усилителя различают обратную связь по напряжению и току. При обратной связи по напряжению выход усилителя, нагрузка и цепь обратной связи соединены параллельно друг другу (рисунок 2.12, а ). В этом случае сигнал обратной связи пропорционален выходному напряжению усилителя. Если выход усилителя, нагрузка и цепь обратной связи соединены последовательно (рисунок 2.12, б ), то имеет место обратная связь по току, при которой сигнал обратной связи пропорционален току через нагрузку.

а б

Рисунок 2.12 - ОС по напряжению (а ) и по току (б )

Для определения, какая ООС имеет место, по току или по напряжению, необходимо учитывать следующее. В режиме короткого замыкания нагрузки (при R Н = 0) обратная связь по напряжению исчезает, а по току - сохраняется. В режиме холостого хода (то есть при R Н ® ¥) обратная связь по напряжению сохраняется, а по току - исчезает.

Влияние отрицательной обратной связи на основные параметры и характеристики усилителей

Влияние ООС на коэффициенты усиления усилителя .

Усилитель, охваченный обратной связью (рисунок 2.13), можно представить в виде собственно усилителя (без обратной связи) с коэффициентом усиления K U , на входе которого действует напряжение U , и четырехполюсника обратной связи, обладающего коэффициентом передачи g.

Рисунок 2.13 - Усилитель с цепью последовательной ООС

Рассмотрим случай, когда имеет место последовательная ООС по входу. Тогда напряжение U вх , поступающее с выхода источника сигнала на вход усилителя противоположно по фазе напряжению обратной связи U св . В этом случае можно записать

. (2.24)

Разделим левую и правую части уравнения (2.24) на U вых :

. (2.25)

В равенстве (2.25) - коэффициент усиления напряжения усилителя без ОС. Отношение представляет собой коэффициент усиления напряжения усилителя, охваченного цепью ООС, а - коэффициент передачи четырехполюсника цепи ООС. Тогда равенство (2.25) можно переписать в виде

,

. (2.26)

Таким образом, из полученного выражения видно, что при последовательной ООС по входу коэффициент усиления напряжения усилителя, охваченного обратной связью K U ООС , меньше, чем его собственный коэффициент усиления K U (то есть коэффициент усиления напряжения этого же усилителя, но без цепи ООС). Причем выражение справедливо, независимо от того, какой вид ООС по выходу - последовательная по току или последовательная по напряжению . Произведение gK U называется петлевым усилением , а величина F = 1 + gK U - глубиной ООС. Для положительной ОС глубина обратной связи определяется выражением: F = 1 - gK U .

Глубина обратной связи показывает, во сколько раз изменится коэффициент усиления усилителя при введении цепи ОС. Если при наличии ООС выполняется условие gK U >> 1, то говорят, что усилитель охвачен глубокой (стопроцентной) обратной связью. В этом случае коэффициент усиления усилителя с обратной связью не зависит от его собственного коэффициента усиления и определяется только коэффициентом передачи цепи обратной связи g. Действительно при условии gK U >> 1

. (2.27)

При последовательной обратной связи коэффициент усиления тока не изменяется , так как в этом случае коэффициент усиления тока равен

, (2.28)

то есть не отличается от коэффициента усиления тока усилителя без обратной связи K I . Это объясняется следующим. При неизменных параметрах источника сигнала и нагрузки усилителя отрицательная обратная связь уменьшает напряжение сигнала на выходе усилителя в F раз и во столько же раз уменьшается выходной ток. Но так как при последовательной обратной связи увеличивается входное сопротивление усилителя также в F раз (будет показано позже), то уменьшается входной ток и коэффициент усиления тока не изменяется.

При параллельной отрицательной обратной связи (и по току, и по напряжению, рисунок 2.14) коэффициент усиления напряжения не изменяется, то есть в этом случае можно записать

. (2.29)

Рисунок 2.14 - Усилитель с цепью параллельной ООС

Выведем соотношение для определения коэффициента усиления тока в усилителе при наличии параллельной обратной связи по входу.

Собственный коэффициент усиления тока усилителя K I равен:

. (2.30)

Учитывая, что , получим

. (2.31)

Можно показать, что полученное выражение справедливо, независимо от того, какой вид отрицательной обратной связи по выходу - параллельная по току или параллельная по напряжению .

Влияние ООС на входное и выходное сопротивления усилителя .

Обратная связь оказывает существенное влияние на входное и выходное сопротивления усилителя.

Входное сопротивление усилителя с ООС зависит от способа подключения цепи ООС ко входу усилителя и не зависит от способа ее подключения к выходу. Выходное сопротивление усилителя с ООС наоборот зависит от способа подключения цепи ООС к выходу усилителя и не зависит от способа ее подключения ко входу этого усилителя.

Рассмотрим, как проявляется влияние различных видов ООС на входное сопротивление усилителя .

Для определения влияния последовательной обратной связи на входное сопротивление усилителя воспользуемся схемой, приведенной на рисунке 2.13. Анализ схемы показывает, что выражение для определения входного сопротивления усилителя с последовательной ООС будет иметь вид

(2.32)

где R вх - входное сопротивление усилителя без ООС;

K U - коэффициент усиления напряжения усилителя без ООС в пределах полосы пропускания (в области средних частот).

Из последнего выражения следует, что при последовательной ООС входное сопротивление усилителя увеличивается в (1 + gK U ) раз.

Однако входное сопротивление усилителя обычно носит комплексный характер, поэтому для полной оценки влияния ООС на входное сопротивление последнее необходимо записать в комплексном виде

. (2.33)

Для определения влияния параллельной ООС на входное сопротивление усилителя воспользуемся схемой, приведенной на рисунке 2.14. Анализ схемы показывает, что параллельная ООС уменьшает входное сопротивление усилителя, так как при таком виде ООС к входному сопротивлению усилителя R вх как бы присоединяется параллельно сопротивление R св .

Для количественной оценки влияния параллельной ООС на входное сопротивление усилителя используют выражение:

, (2.34)

или, в общем случае, выражение

. (2.35)

Таким образом, ООС позволяет управлять значением входного сопротивления усилителя и обеспечивать как достаточно высокие (сотни кОм - десятки МОм) - при последовательной ООС, так и достаточно низкие (десятые - тысячные доли Ом) - при параллельной ООС входные сопротивления.

Выходное сопротивление усилителя сильно зависит от того, каким образом снимается сигнал ООС. Если он снимается по напряжению, то выходное сопротивление уменьшается, а если по току - то увеличивается.

Для количественной оценки влияния ООС по напряжению на выходное сопротивление усилителя используют выражение:

, (2.36)

где R вых - выходное сопротивление усилителя без ООС.

Для расчета выходного сопротивления усилителя в диапазоне частот за пределами полосы пропускания используют выражение:

. (2.37)

Из последнего выражения следует, что введение в усилитель ООС по напряжению уменьшает его выходное сопротивление в F раз.

Физический смысл действия ООС по напряжению заключается в следующем. Любая ООС стремится поддержать неизменным значение того параметра, который используется для получения обратной связи. Поэтому ООС по напряжению при действии внешних возмущений, в частности, при изменении выходного тока, стремится поддержать неизменным значение выходного напряжения усилителя. Это эквивалентно уменьшению его выходного сопротивления.

Оценка влияния ООС по току на выходное сопротивление электронного усилителя осуществляется на основе выражения

или, соответственно,

Из (2.39) следует, что при ООС по току выходное сопротивление усилителя увеличивается .

Таким образом, введение ООС может быть использовано для целенаправленного изменения выходного сопротивления усилителя и позволяет реализовать усилитель с очень малым (сотые доли Ом) или очень большим (сотни кОм - десятки МОм) выходным сопротивлением. При использовании ООС по напряжению усилитель приближается к идеальному источнику напряжения, выходной сигнал которого мало изменяется при различных сопротивлениях нагрузки. ООС по току стабилизирует ток нагрузки, приближая усилитель к идеальному источнику тока.

Влияние ООС на нелинейные искажения и амплитудную характеристику усилителя .

Ранее было установлено, что последовательная ООС уменьшает коэффициент усиления напряжения, а, следовательно, уменьшает угол наклона амплитудной характеристики (рисунок 2.15). Из рисунка видно, что введение в усилитель последовательной ООС приводит к расширению его динамического диапазона (поскольку ) и к снижению величины нелинейных искажений.

Рисунок 2.15 - Изменение амплитудной характеристики усилителя при наличии цепи ООС

Если напряжение U вых 2 (рисунок 2.15) - максимальное напряжение на выходе усилителя, при котором его еще можно считать линейным устройством - принять одинаковым для усилителя без ООС и усилителя с ООС (это допустимо, поскольку величина U вых 2 в основном зависит от параметров используемого активного элемента и напряжения источника питания), то можно записать

F раз. Но при этом амплитуда первой гармоники в выходном напряжении, при неизменном напряжении , также увеличится в F раз. Тогда можно записать

. (2.42)

Таким образом, введение в усилитель последовательной ООС позволяет расширить его динамический диапазон и уменьшить коэффициент гармоник (снизить нелинейные искажения) примерно в 1 + gK U раз.

Влияние ООС на частотную и фазовую характеристики усилителя .

Ранее при анализе влияния ООС на различные параметры усилителя мы исходили из того, что коэффициент усиления усилителя K U и коэффициент передачи цепи ООС g являются вещественными (то есть оценивалось влияние ООС на частотах в пределах полосы пропускания). Однако как показано в п. 2.1.3.2, за пределами полосы пропускания коэффициент усиления носит комплексный характер.

Коэффициент передачи цепи ООС в общем случае также может быть комплексным. А это значит, что реальный усилитель всегда вносит дополнительные фазовые сдвиги в усиливаемый сигнал, значения которых зависят от параметров компонентов, схемы усилителя и диапазона усиливаемых частот. Эти фазовые сдвиги обусловлены наличием реактивных элементов в цепях усилителя и инерционными свойствами активных приборов (например, транзисторов).

С учетом названных причин выражение (2.26) должно быть записано в виде:

, (2.43)

где (j к - угол сдвига фаз между выходным и входным напряжениями усилителя);

(j g - угол сдвига фаз между напряжениями на выходе и входе цепи обратной связи).

Обычно комплексный характер учитывают на частотах и меньше, чем изменения

Для какой-либо частоты петлевое усиление представляет собой действительную отрицательную величину (баланс фаз);

Величина петлевого усиления на этой частоте больше или равна единице (баланс амплитуд).

В однокаскадных усилителях чаще всего можно применять достаточно глубокую ООС, не опасаясь за то, что на краях частотного диапазона она может вызвать самовозбуждения в усилителе. В то же время в многокаскадных усилителях (которые в большинстве случаев применяются на практике) приходится применять дополнительные меры для предотвращения самовозбуждения. Особенно важно это в широкополосных усилителях.

На рисунке 2.17 приведен пример АЧХ однокаскадного усилителя без ООС (K U (w)) и этого же усилителя, охваченного цепью ООС (K UООС (w)). Из рисунка видно, что при охвате каскада цепью ООС одновременно с уменьшением коэффициента усиления напряжения происходит расширение полосы пропускания усилителя. Граничные частоты полосы пропускания однокаскадного усилителя с ООС определяют из выражений

, (2.45)

Рисунок 2.17 - Иллюстрация влияния ООС на ширину полосы пропускания усилителя

Подводя итог изложенному выше, отметим, что введение частотно-независимой ООС улучшает частотные характеристики усилителя, способствует расширению полосы пропускания и снижению частотных искажений в пределах заданного диапазона частот. Кроме этого ООС по напряжению обеспечивает стабилизацию выходного напряжения и коэффициента усиления напряжения усилителя, а ООС по току - стабилизацию выходного тока.

Лекция 5

Обратная связь и ее назначение в усилительных устройствах

1. Понятие обратной связи и ее назначение в усилительных устройствах

Обратной называется связь, при которой происходит передача сигнала (напряжения, тока) из выходной цепи усилителя во входную. В усилительных устройствах обратная связь используется для уменьшения искажений и повышения стабильности усиления и режима работы усилительного элемента. Как видно из рисунка в узле 1 складываются сигналы, поступающие от источника сигнала и с выхода усилителя. Если фазы этих сигналов совпадают, то общая амплитуда возрастает по сравнению с амплитудой как в узле 1, так и в узле 2, а такой вид обратной связи называется положительным.

Обратная связь называется частотно-независимой, если сопротивление или коэффициент передачи напряжения или тока цепи обратной связи не зависит от частоты. Под местной ОС понимают ОС охватывающую один каскад усилителя, а под общей − ОС охватывающую весь усилитель или несколько каскадов. По способу передачи тока или напряжения с выхода на вход существует 4 вида обратной связи.

1. Основные параметры, характеризующие обратную связь

U 0 ,I 0 – напряжение и ток на входе усилителя без учета ОС;

U 1 ,I 1 – напряжение и ток на входе усилителя с учетом ОС;

U 2 ,I 2 – напряжение и ток на выходе усилителя;

U oc ,I oc – напряжение и ток обратной связи.

Коэффициент передачи без обратной связи

.

Коэффициент обратной связи

,

.

Петлевое усиление

,

.

Фактор обратной связи

,

.

Фактор обратной связи при разомкнутой цепи в нагрузке

.

Фактор обратной связи при разомкнутой цепи источника сигнала

.

1. Последовательная ОС по току

Этот вид ОС является самым распространенным видом. При этом виде связи четырехполюсники K и включаются этажно. Иначе этот тип ОС называется ОСZ -типа.

,

,

при условии, что

,

,

.

ОС имеет максимальную эффективность, и подключение цепи ОС не оказывает влияния на условия работы.

;

;

;

;

или, что то же самое

;

;

;

;

.

В резистивном каскаде последовательная ООС по току осуществляется цепочкой R э,С э в каскаде на биполярном транзисторе, илиR н,С н в каскаде на полевом транзисторе. При этом принципиальная схема не отличается от схемы обычного резистивного каскада, за исключением того, что емкостьС э илиС н выбирается таким образом, чтобы придать каскаду требуемые свойства.Y э =G э +pC э;С э выбирается небольшим таким, чтобы на низких и средних частотах он не шунтировалR э. Следовательно, на низких и средних частотах в каскаде действует активная ОС по току, уменьшающая усиление. На высоких частотах сказывается шунтирующее действие конденсатора, что приводит к уменьшению глубины ОС, что в свою очередь несколько компенсирует спад усиления на высоких частотах и расширяет полосу пропускания каскада. Поэтому цепочкаR э,С э осуществляет коррекцию частотных характеристик в области ВЧ.

1. Последовательная ОС по напряжению

При такой ОС четырехполюсники K иK ос соединяются этажно параллельно. Эта обратная связь называется обратной связьюh -типа.

,

,

при условии, что

,

,

.

ОС имеет максимальную эффективность и подключение цепи ОС не оказывает влияния на условия работы, далее аналогично, как при ОС z -типа.

,

,

,

,

.

Из данных соотношений очевидно, что последовательная ОС по напряжению уменьшает выходное сопротивление, коэффициент усиления по напряжению и сквозной коэффициент усиления, сохраняет неизменным коэффициент усиления по току и увеличивает входное сопротивление.

1. Параллельная ОС по току

При данном виде обратной связи четырехполюсники прямой и обратной передачи соединяются параллельно-этажно. Такая ОС называется обратной связью f- типа.

,

,

,

,

,

,

,

.

Из рассмотренных соотношений видно, что параллельная обратная связь по току уменьшает входное сопротивление, коэффициент усиления по току и сквозной коэффициент усиления, увеличивает выходное сопротивление, сохраняет неизменным коэффициент усиления по напряжению.

1. Параллельная обратная связь по напряжению

Для данного вида обратной связи, как и в предыдущих примерах, можно определить схемные функции.

,

,

,

,

.

1. Многоканальные местные обратные связи

На рис. 6. показаны многоканальные местные обратные связи: а – последовательная,б – параллельная.

1. Влияние обратной связи на характеристики усилителя

Амплитудная характеристика представляет зависимость амплитуды выходного напряжения от амплитуды входного напряжения. При ООС по напряжению последовательного вида, действующих на входах и выходах усилителя и цепи ОС, можно записать:

U вх =U 1 +U ос

U вых =f (U 1) – амплитудная характеристика цепи без ОС,

U oc =

U вых – амплитудная характеристика цепи ОС линейная, если цепь ОС состоит только из пассивных элементов.

U вых =f (U вх) – амплитудная характеристика усилителя с ОС.

Соотношение позволяет графически найти амплитудную характеристику усилителя с ОС по амплитудной характеристике усилителя без ОС. Для этого на одном графике, представленном на рис. 7, строятся амплитудные характеристики усилителя без ОС (сплошная линия) и цепи с ОС (пунктирная линия). Затем задаются значениями U oc =

U вых и находят соответствующие значенияU вх =U 1 +U ос.

Повторяя эту процедуру многократно, по точкам получаем искомую амплитудную характеристику усилителя с ОС. Как видно из рисунка, амплитудная характеристика усилителя с ОС получается суммированием линейной характеристики цепи ОС с нелинейной характеристикой усилителя без ОС. Суммарная характеристика имеет существенно большую линейность. Это позволяет при тех же значениях выходного напряжения обеспечить меньший уровень нелинейных искажений.

Приближенную количественную оценку влияния ос на нелинейные искажения можно найти в предположении, что сам усилитель линеен, а нелинейные искажения обусловлены действием внешнего источника гармоник, амплитуда которых определяется только уровнем выходного напряжения. В этом случае нелинейные искажения уменьшаются обратной связью во столько раз, во сколько раз падает при введении ОС усиление устройства:

Приближенность такого рассмотрения состоит в том, что не учитывается вторичное искажение сигнала гармоник при прохождении по контуру ОС.

Такие же выводы можно сделать о влиянии ОС на любой источник шумов, фона и.д. Если источник находится в цепи усилителя, охва­ченного ООС, то эффект от его действия на выходе усилителя умень­шается в

раз.

Зависимость коэффициента усиления и фазового сдвига от частоты обусловлена наличием в усилителе реактивных элементов. Применение ОС способствует расширению полосы пропускания частот и снижению частотных искажений в пределах этой полосы.

Расширение полосы равномерного усиления способствует уменьшению фазового сдвига и переходных искажений.

С помощью ОС удается в значительной степени снизить внутренние помехи на выходе усилителя. Допустим, что источник ЭДС расположен где-либо в средней части схемы усилителя, и что коэффициенты усиления от входа и до этой ЭДС, и от этой ЭДС до выхода усилителя равны соответственно K 1 е иK 2 , причемK е =K 1 е K 2 . Усилитель усиливает ЭДС помехи вK 2 раз, а коэффициент передачи по цепи ОС равен

, при этом возвратное отношение оказывается таким же, как и для ЭДС на входе, т.е.. Следовательно, напряжение помехи на выходе ослабляется в цепи обратной связи так же, как и сигнал, т.е. в число раз, равное ее глубине. Поскольку ОС ослабляет в равной степени и сигнал, и помеху, то отношение сигнал/шум при действующей ОС остается прежним. Но если при введении ОС с глубинойF одновременно повысить амплитуду сигнала на входе, то отношение сигнал/шум при этом повысится вF раз. Однако отношение сигнал/шум такого вида, как тепловой шум источника, сигналы или шумы во входной цепи усилителя, не удается повысить, применяя ОС. Введение ОС позволяет уменьшить нелинейные искажения, возникающие в усилителе. Физически это определяется тем, что посторонние составляющие выходного напряжения или тока – гармоники и комбинационные частоты – по цепи ОС попадают на вход усилителя и снова попадают на выход, но уже в противофазе. При небольших исходных коэффициентах гармоник усилитель допустимо считать линейным, и тогда гармоники и комбинационные частоты изменяются так же, как и внутренние помехи при сохранении одного и того же значения сигнала на выходе. Это значит, что при одном и том же значении сигнала на выходе при отсутствии и действии ОС коэффициент гармоник окажется меньше в число раз равное глубине ОС. В практических схемах часто встречается не один вид обратной связи, а комбинации различных видов. Обратными связями могут охватываться как отдельные каскады, так и группы каскадов и усилитель в целом. Применение обратных связей может привести в некоторых случаях к самовозбуждению усилителя, что является нежелательным явлением, поэтому особую актуальность имеют вопросы обеспечения устойчивости при охвате усилителей обратной связью. Для анализа устойчивости усилителей с обратной связью применяют либо алгебраические, либо частотные критерии устойчивости. На практике наиболее широко используется частотный критерий Найквиста, позволяющий проводить экспериментальную проверку устойчивости усилителя.