Это интересно

В простейшем виде усилитель с обратной связью может быть представлен как совокупность обычного усилителя, или μ-цепи, и пассивного четырехполюсника, или β-цепи, при помощи которого часть энергии с выхода системы может быть подана обратно на вход. Подобная комбинация изображена на фиг. 14. Обе цепи, μ и β, являются, само собой разумеется, четырехполюсниками и только ради простоты обозначены на фиг. 14 одной линией.
    Если часть энергии с выхода возвращается обратно ко входу, в схеме, естественно, могут возникнуть паразитные колебания. В этом случае схема обычно не может работать как усилитель. Однако характеристики устройства могут быть легко определены, если мы предположим, что подобные колебания в схеме отсутствуют. Необходимо только учитывать, что процессы, происходящие как в μ- так и в β-цепях, полностью определяются напряжением на зажимах этих четырехполюсников. При этом можно не принимать во внимание, что последние являются частями замкнутой цепи обратной связи. Обозначим соответственно через Е0 и ER напряжение, подводимое от источника ко входу, и напряжение, снимаемое с выхода схемы, как это показано на фиг. 14. Пусть E1 будет некоторое дополнительное напряжение, подаваемое β-цепью с выхода схемы на вход. Ввиду того, что μ-цепь работает как обычный усилитель, должно удовлетворяться уравнение
    Аналогично, если β является коэффициентом передачи β-цепи, то напряжение, подводимое к входным зажимам посредством обратной связи, может быть представлено в виде
    Исключая Е1 из этих двух уравнений, находим
    При отсутствии β цепи выходное напряжение может быть записано в виде
    Отсюда следует приводимая ниже теорема:
    Теорема. Обратная связь уменьшает коэффициент усиления усилителя в 1 — μβ раз.
    Величина μβ может быть названа коэффициентом обратной связи.
    Очевидно, что эта величина определяет коэффициент передачи напряжения по замкнутой петле от входа усилителя обратно к этому же входу. На практике обычно μβ значительна больше единицы. При этом уравнение (3.4) удобно переписать следующим образом
    Учитывая, что если μβ велико, то первый множитель в правой части (3.5) близок но абсолютной величине к единице, мы можем заключить, что коэффициент усиления усилителя примерно обратно пропорционален коэффициенту передачи (3-цепи или, другими словами, примерно пропорционален затуханию в β-цепи.
    Получаемая при этом погрешность за счет отклонения | μβ/(l — μβ) | от единицы будет в дальнейшем называться μβ-погрешностью.
    Из (3.5) следует, что на величину коэффициента усиления в значительной степени влияют небольшие изменения в β-цепи, в то время как изменения в μ-цепи почти не оказывают никакого действия. Чтобы последнее положение стало более ясным, продифференцируем (3.4), считая β постоянной величиной. Разделив затем обе части полученного уравнения на (3.4), имеем
    В этом выражении величины dER/ER и dμ/μ, очевидно, представляют соответственно изменения коэффициента усиления усилителя в целом и коэффициента усиления μ-цепи в случае, когда обе величины выражены в логарифмических единицах — неперах или децибелах. Отсюда следует теорема:
    Теорема. Изменение общего коэффициента усиления усилителя (в дб) на каждый децибел изменения коэффициента усиления μ-цепи уменьшается обратной связью в отношении (1 —- μβ):1.
    Последнее свойство обратной связи является особо важным с точки зрения уменьшения действия помех или нелинейных искажений, возникающих в μ-цепи. В широком физическом смысле помехи, так же как и нелинейные искажения в некотором элементе схемы, могут рассматриваться как некоторые “изменения” в данном элементе. Чувствительность цепи к такого рода изменениям всегда находится в определенном соответствии с чувствительностью цепи к нормальным изменениям параметров данного элемента. Поэтому указанное свойство систем с обратной связью является следствием только что выведенной теоремы. Однако для того чтобы доказать это независимым образом, положим, что в каком-либо внутреннем звене μ-цепи включен генератор D0, как показано на фиг. 15. D0 может представлять собой напряжение помех, которые возникают за счет плохого контакта или фона переменного тока, либо напряжение, получающееся за счет нелинейных искажений в μ-цепи.
    Обозначим через Ed выходное напряжение, обусловленное генератором шумов, а через D1 — дополнительное напряжение, появляющееся между μ1, и μ2 благодаря связи по петле μβ. Учитывая, что общее напряжение в месте включения генератора равно D0 + D1 а коэффициент усиления между этим .участком и выходными зажимами схемы равен μ2, мы можем .записать выражение для Ed в следующем виде:
    Далее...

Элементарная теория схем с обратной связью

Типы схем с обратной связью

Проще всего классифицировать схемы с обратной связью, выбирая в качестве основного критерия способ соединения μ- и β-цепей между собой, а также с входной и выходной внешними цепями. Чтобы показать возможность получения различных вариантов соединений, неудобно, конечно, пользоваться изображением μ- и β-цепей в виде одиночных линий, как это было сделано на фиг. 14, ибо эти цепи так же, как входная и выходная внешние цепи, являются двухпроводными. Учитывая это обстоятельство, мы приходим к схеме, изображенной на фиг. 16, где три цепи соединены между собой при помощи шестиполюсников. Классификация схем обратной связи определяется видом этих соединительных шестиполюсников. Представляется, конечно, возможным построить весьма большое число подобного рода устройств. Простейшие и в то же время наиболее часто употребляемые из них показаны на фиг. 17—21. Зажимы на каждой из этих фигур обозначены в соответствии с фиг. 16. На фиг. 17, например, показана схема обратной связи по току. Здесь μ-цепь представляет обычный трехкаскадный усилитель, междукаскадные импедансы которого обозначены через I₁ и I₂. Цепь β представлена в виде П-образного соединения ветвей A, В и С. В частном случае число ветвей может быть уменьшено до одной. В других случаях β-цепь может иметь более сложную конфигурацию. Зажимы входной и выходной цепей e—f и e´—f´ соответствуют обмоткам трансформаторов, подключенных к лампам. В этом случае трансформаторы и внешние цепи не входят в общую схему и должны быть учтены дополнительно.

Фиг. 16

Фиг. 17

Характерной особенностью данного усилителя является то, что μ- и β-цепи соединены между собой на обоих концах усилителя последовательно, если смотреть со стороны внешних цепей.

На фиг. 18 показана схема обратной связи по напряжению.

Фиг. 18

Здесь β-цепь взята типа T, но, как и в предыдущем случае, она может представлять любой четырехполюсник.

В этой схеме, как легко видеть, μ- и β-цепи, а также внешние цепи как на входе, так и на выходе усилителя включены параллельно друг другу. Схемы обратной связи по току и по напряжению являются простейшими, но в то же время для большинства случаев, вероятно, наиболее удобными устройствами. Помимо того, эти схемы позволяют обычно получить максимальную величину обратной связи. Однако, с другой стороны, этим схемам присущи два важных недостатка.

Первый из них заключается в том, что за счет обратной связи сопротивления усилителя, измеренные со стороны внешних цепей, становятся либо очень большими, либо очень малыми. Поэтому эти схемы непригодны в тех случаях, когда необходимо получить удовлетворительную величину коэффициента отражения от внешней цепи. Вторым недостатком приведенных схем является то обстоятельство, что сопротивления внешних цепей представляют собой части μβ-канала. Поэтому изменение сопротивлений внешних цепей может влиять на μβ-характеристики, что приводит к неустойчивости схемы.

Фиг. 19

Эти недостатки можно устранить применением мостовой схемы обратной связи, изображенной на фиг. 19. Данная схема содержит три новых ветви, обозначенных через Z₂, Z₃ и Z₄ и включенных на каждой стороне усилителя. Четвертая ветвь, Z₁, позволяет регулировать, если это необходимо, входное и выходное сопротивления μ-цепи.

Фиг. 20

Три новых ветви совместно с сопротивлениями μ- и β-цепей, а также внешних цепей, образуют устройство, имеющее в общей сложности шесть ветвей. Если какую-либо из этих ветвей представить как сопротивление генератора, то остальные пять ветвей дадут четыре плеча моста и диагональную ветвь. Например, если в качестве сопротивления генератора взять внешнюю цепь, то в диагональ оказывается включенным сопротивление β-цепи. При сбалансированном мосте сопротивление внешних цепей, очевидно, не оказывает влияния на μβ-петлю. Кроме того, в этом случае уничтожается влияние обратной связи на величины входного и выходного сопротивлений усилителя, которые путем подбора элементов моста сделаны равными такой величине, какая необходима для согласования с внешними цепями.

Фиг. 21

Недостатком мостовой схемы следует считать то, что при ней могут получиться либо слишком большие, либо слишком малые значения сопротивлений усилителя. Кроме того, здесь имеет место расход части выходной мощности в ветвях схемы, введенных для обеспечения баланса мостов. Эти трудности могут быть преодолены путем замены моста трехобмоточным трансформатором или же соответствующим балансным трансформатором. Замена такого рода может быть проведена различным образом, так как существуют разные пути, с помощью которых возможно осуществить эквивалентность между мостом и трехобмоточным трансформатором. На фиг. 20, например, изображена схема, в которой обратная связь подается с обмотки “высокого напряжения”. В этом случае Z_n представляет “балансирующее” сопротивление. На фиг. 21 представлена схема с обратной связью по “низкому напряжению”.

Фиг. 22

В предыдущих случаях на входе и на выходе усилителя применялись соединения одного и того же типа, что делалось для простоты рассмотрения. Число возможных вариантов схем может быть значительно увеличено путем комбинирования различных типов соединений на входе и на выходе схемы. В качестве примера такого рода на фиг. 22 приведена схема с последовательным соединением на входе при параллельном соединении на выходе.

Фиг. 23

На фиг. 23 показана комбинация последовательной схемы входа с балансным трансформатором на выходе.

Часть [1]  [2]  [3]

Статьи

Ламповый звук Тайны лампового звука Волшебство лампового звука [1] [2] Когда лампа лучше, чем транзистор [1] [2] Почему вакуумный триод звучит музыкально Схемотехника ламповых усилителей Лампы или транзисторы? Лампы! Однотактный ламповый усилитель для начинающих Двухтактные ламповые усилители Оконечный пушпульный усилитель - схема Уильямсона-Хафлера-Кероеса Рекомендации по повторению реплики схемы Уильямсона-Хафлера-Кероеса Однотактный усилитель с непосредственной связью. Схема Loftin-White [1] [2] Трехламповый усилитель Губина Однотактник на 300В Усилители низкой частоты Расчет каскада с нагрузкой в аноде Однотактный усилитель на лампе 807 [1] [2] Циклотрон. Мощный усилитель с выходными лампами ГУ-50 SE на RB300 Однотактный усилитель мощности на 300В. Модель WE91 для 90-х годов [1] [2] Как улучшить звучание HI-FI системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] Лампы и звук: назад, в будущее [1] [2] [3] [4] [5] Однотактный ламповый ... [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Апгрейд усилителя XD845MKIII [1] [2] "Усилитель" для наушников на SRPP [1] [2] [3] [4] [5] [6] Ламповый High-End [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [...] Обзор журнала Glass Audio за 1998 год [1] [2] Обзор журнала Glass Audio за 1999 год Корректор для винила Компенсированные регуляторы громкости Усилитель НЧ Даешь ONGAKU! Tubesaurus Rex Усилитель НЧ с комбинированной обратной связью Прибор для измерения напряжения накала высоковольтных кенотронов George Ohm живет в Харькове Ревизия однотактного усилителя с межкаскадным трансформатором Усилитель мощности НЧ с высоким КПД Двухканальный усилитель НЧ Усилитель НЧ с клавишным переключателем Радиотрансляционные установки ТУ-50 и ТУ-100 Портативный проигрыватель Усилитель НЧ Усилитель без выходного трансформатора Усилители без выходного трансформатора Лампово-полупроводниковый УМЗЧ Акустика Бытовые акустические системы [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Там, где живут басы [1] [2] [3] [4] [5] [6] The Onken Enclosure Категории слухового восприятия [1] [2] Три взгляда на акустику помещений [1] [2] Акустика в которой мы живем [1] [2] Акустика офисов Мифы звукоизоляции Акустика отделочных материалов Акустический агрегат с объемным звучанием Акустические свойства домашней мебели Акустические линзы для громкоговорителей Акустические измерения в практике радиолюбителя Акустический фазоинвертор Акустика студий [1] [2] Полезные советы разработчиков Hi-End Триод против пентода. Что выбрать? [1] [2] SINGLE-ENDED VS PUSH-PULL [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] Одноламповые усилители низкой частоты Как пользоваться характеристиками электронных ламп Многоламповые усилители НЧ на импортных лампах Контактно-резисторный коммутатор входов Как проверять аппаратуру в салоне Что лучше: 4 или 8 Ом акустика? Выходной трансформатор для однотактника. Быть или не быть линейным Простая и быстрая проверка трансформаторов Десять способов усовершенствовать вашу аудиокомнату Испытатель ламп Понижение уровня фона в усилителях Evolution Пять правил рационального питания Трансформаторы в однотактных усилителях Выходные трансформаторы Измерение характеристик выходного трансформатора [1] [2] Однотактный «Magnum» Какая лампа нам нужна Какая лампа нам нужна и будет ли она? Улучшенная конфигурация листов трансформаторной стали Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление? [1] [2] Звук: интересные наблюдения Вся правда об акустике ProAc Немного теории лампового звука О заметности искажений История лампы 300B Краткая история возникновения Hi-Fi Возможен ли "виниловый ренессанс?" [1] [2] [3] Hi-End: Мифы и реальность [1] [2] Как не заблудиться в кабельных джунглях? Побалуйте свои уши! [1] [2] Ограничение сигнала усилителем – можно ли работать в клиппинге? "Хай-Энд" умер, да здравствует "Хай-Энд"! [1] [2] Блестящие звукозаписи [1] [2] [3] Семь слов об ошибках аудиоэкспертизы Частотные, нелинейные и фазовые искажения Внешние факторы, влияющие на восприятие звука Многоканальный окружающий звук [1] [2] [3] [4] Магнитная запись: мифы и реальность Теория схемотехники и звукотехники Для начинающих. Как работает усилитель [1] [2] Принципы схемотехники электронных ламп [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Хрестоматия радиолюбителя, 1963г. [1] [2] [3] [4] [5] Конструктивный расчет входных и выходных трансформаторов [1] [2] Как работают звуковые трансформаторы Элементарная теория схем с обратной связью [1] [2] [3] Теория звукотехники Двухтактно-параллельный усилитель НЧ Особенности стандартов, описывающих мощность в звукотехнике Отрицательная обратная связь в усилителях Классы усилителей мощности Элементарная теория триода [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] Как работает лучевой тетрод О мощности, ваттах, децибелах... [1] [2] Теория звука [1] [2] [3] [4] Звук и цифровые технологии [1] [2] [3] [4] [5] [6] Проектирование абсолютно устойчивых усилителей [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Звуковые форматы Описание стандарта MP3 Правильная мощность Начинающим. Радиолампа Высококачественный усилитель низкой частоты Объемный звук [1] [2] [3] Парадоксы электрона Вибратор к гитаре Ламповый авометр Старая и популярная 12АХ7/ЕСС83 Принцип устройства и работы электро-вакуумных приборов Двухэлектродные лампы Трехэлектродные лампы Рабочий режим триода Многоэлектродные и специальные лампы Электронно-лучевые трубки Газоразрядные и индикаторные приборы Фотоэлектронные приборы Собственные шумы электронных ламп Особенности работы электронных ламп на СВЧ Специальные электронные приборы для СВЧ Надежность и испытание электровакуумных приборов Основы схемотехники ламповых усилителей Искажения в усилителях, их измерение, меры по снижению искажений Основные сведения о радиокомпонентах Источники питания Каскады усиления мощности Каскады предварительного усиления Широкополосные усилители Усилительный каскад с катодной нагрузкой [1] [2] Life in Vacuum. EL34 Life in Vacuum. 6H8C, 6H9C Life in Vacuum. SV572 SV6550 6C5C 6C3П/6C4П Двойной триод 6Н3П Пентод 6Ж5П 6П42С / 6П45С Лучевой тетрод 6П1П Пентод 6П14П в оконечном каскаде Двойной триод 6Н14П Кенотрон 1Ц11П Демпферный диод 6Ц10П Что и как мы слышим

Найти на сайте

Информация

Витая пара

Плазменные панели для домашнего кинотеатра 3D

Обучение танцам в детском хореографическом ансамбле "Синяя птица".

Это интересно

Катодная обратная связь
    Помимо рассмотренных выше схем, на практике может быть использовано большое число других видов обратной связи. Весьма важной разновидностью, в частности, является так называемая катодная обратная связь. В зависимости от количества каскадов в μ-цепи применяется один из двух вариантов этого типа. Любой из этих вариантов представляет собой видоизменение схемы усилителя с обратной связью по току. Например, на фиг. 24, А показана схема двухкаскадного усилителя с обратной связью по току, а на фиг. 24, β—соответствующая схема с катодной связью. Роль β-цепи здесь осуществляет только ветвь Zβ. B данном случае катодная связь используется для получения напряжения обратной связи в противофазе с входным напряжением.
    Как было указано ранее, каждая последующая лампа μ-цепи поворачивает фазу напряжения на 180°. При нечетном числе ламп обеспечивается требуемый результирующий сдвиг по фазе для обратной связи, исключающей возможность нестабильности работы усилителя. Если, однако, число ламп будет четным, как показано на фиг. 24, А, то при непосредственной подаче обратной связи на вход схемы не будет выполняться необходимое с точки зрения устойчивости условие сдвига по фазе напряжения обратной связи. На фиг. 24, В зажимы β-цепи перекрещены, что позволяет выполнить указанное выше условие, так как при этом создается дополнительный фазовый сдвиг на 180°.
    Ввиду того, что катод первой лампы оказывается при этом незаземленным, обратная связь в этой схеме называется “катодной”.
    Применение катодной обратной связи вместо соответствующей схемы обратной связи по току в случае, когда μ-цепь имеет нечетное количество ламп, показано на фиг. 25.
    Здесь обратная связь служит в основном для уменьшения распределенной емкости относительно земли. В случае схемы обратной связи по току, изображенной на фиг. 25, А, заземленной является точка соединения катодов всех ламп Р1 При этом точка Р2, к которой присоединяются трансформаторы, оказывается незаземленной, что приводит к тому, что паразитные емкости обмоток трансформаторов относительно земли шунтируют β-цепь.
    Если же мы попытаемся заземлить точку Р2, а не Р1, то при этом β-цепь будет шунтироваться емкостью μ-цепи, которая по своей величине может даже превосходить емкость обмоток трансформаторов. Уменьшение величины этих паразитных емкостей может быть достигнуто применением схемы, приведенной на фиг. 25, В. При этом точного поворота фазы на 180° не достигается ввиду того, что в катодах входной и выходной ламп имеется дополнительная нагрузка Zβ.
    Следует отметить особенность схемы с катодной связью, заключающуюся в том, что известная величина обратной связи может иметь место для лампы с независимым катодом даже в том случае, если остальные лампы будут выключены. Например, в схеме, изображенной на фиг. 24, В, анодный ток первой лампы, протекая через сопротивление β-цепи, создает напряжение обратной связи на сетке этой же лампы, которое будет существовать и в том случае, если вторая лампа будет погашена. Это замечание относится также к первой и третьей лампам на фиг. 25, В. Грубо говоря, мы можем полагать, что сопротивление β-цепи действует таким образом, как будто основная обратная связь и дополнительная обратная связь создаются независимо.
    На фиг. 26 показана схема, приближенно эквивалентная в этом смысле схеме, приведенной на фиг. 25, В. Она может быть получена из исходной последовательной схемы (фиг. 25, А) путем включения в катодные цепи первой и третьей ламп сопротивлений, равных по величине сопротивлениям β-цепи. При этом первый и третий каскады могут рассматриваться как элементарные усилители с обратной связью по току. Общая величина обратной связи оказывается при этом большей, чем в случае, когда рассматривается связь только по основной петле обратной связи. С другой стороны, коэффициент передачи по основной петле будет уменьшен из-за понижения коэффициента усиления отдельных каскадов за счет действия местных обратных связей, если, конечно, это не будет каким-либо образом скомпенсировано.
    Усилители с многоканальной обратной связью
    Далее...