Какво е обратна връзка
Обратна връзка е, когато част от изхода се връща обратно на входа. Ако се връща обърната, тя се изважда от входа – отрицателна ОВ (ООВ). Тогава усилвателят „се поправя по резултата“: усилва по-малко, но по-точно, по-чисто и в по-широка лента.
В предусилвателя това става с един резистор. Емитерният резистор RЕ = 1 kΩ се разделя на две. Горната част 100 Ω остава без кондензатор, останалото се шунтира с CЕ. Сигналният ток минава през RЕ1 и вдига емитера след базата. Затова на прехода база–емитер остава по-малко – изходът сам намалява входа. Работната точка не се мени (общото RЕ е същото).
Сега K = 39 вместо 236 – дълбочина на ООВ F ≈ 6,04. Rвх се вдигна от 2,66 kΩ на 6,11 kΩ.
изход при 5 mV на входа
С RЕ1 = 0 изходът е ~1 V; със 100 Ω – ~0,2 V; с 820 Ω – ~25 mV. Усилването пада, но вече не зависи от β и температурата на транзистора.
Какво печелим: по-малко изкривявания
Тук входът е силен – 30 mV, при които стъпалото без ООВ хрипти (kh = 12,7 %). С RЕ1 = 100 Ω клирфакторът е 0,615 %. Изкривяванията падат приблизително F пъти и дори по-бързо, защото по-малкото усилване значи и по-малко люлеене на изхода.
изход
Спектър на изхода · клирфактор kh = 0,62 %
амплитуда на хармониците
Входът: звукът, както е записан
входът x(n)
Изходът: звукът с ООВ
изходът y(n)
Изходът е в свой мащаб, за да се сравнява само формата. С RЕ1 = 0 думата хрипти; около 47 Ω kh пада под 2 %; от 100 Ω нагоре е чиста. Сега тя е по-тиха, но това се наваксва с второ стъпало (тема 6).
Какво печелим: по-широка лента
Микрофон с 10 kΩ и паразитен капацитет база–колектор 20 pF режат високите при ~16,6 kHz. С ООВ (RЕ1 = 100 Ω) fв = 53,2 kHz. Произведението K·fв почти не се мени: 0,788 MHz без ООВ и 0,753 MHz с нея. ООВ разменя усилване за лента – същото като GBW при ОУ (тема 8).
без ООВ с ООВ, RЕ1 = 100 Ω
Пунктирът е без ООВ. С ООВ кривата слиза надолу и се разширява надясно (и малко наляво).
Видове обратни връзки
Обратната връзка може да взима от изхода напрежение или ток и да подава на входа последователно (в серия с източника) или паралелно.
| Вид | Тип | Rвх | Rизх |
|---|---|---|---|
| паралелна по напрежение | Y | ↓ | ↓ |
| последователна по ток | Z | ↑ | ↑ |
| последователна по напрежение | H | ↑ | ↓ |
| паралелна по ток | K | ↓ | ↑ |
Правило: последователната на входа вдига Rвх, паралелната го сваля; по напрежение на изхода сваля Rизх, по ток го вдига. RЕ1 в нашето стъпало е последователна по ток (Z) – затова Rвх порасна. Неинвертиращият ОУ от тема 8 е последователна по напрежение (H).
Положителната ОВ се връща във фаза и усилва сама себе си. Ако βK = 1 при някоя честота, усилвателят се самовъзбужда и писука – микрофон пред колона. За генератор (тема 11) точно това трябва.
Самопроверка
1. K = 1000, β = 0,009. Колко е усилването с ООВ? А клирфакторът, ако без ООВ е 5 %?
F = 1 + 9 = 10 → K₀в = 100; kh ≈ 0,5 %.
2. Какво прави RЕ без кондензатор в стъпалото ОЕ?
Последователна ООВ по ток: намалява K до ≈ RК/(rе + RЕ), вдига Rвх, стабилизира работната точка и намалява изкривяванията.
3. Кога усилвателят се самовъзбужда?
При положителна ОВ с βK = 1 на някоя честота.