Немного теории.

Однотактный УНЧ. Влияние ООС на параметры УНЧ.

Задача: исследовать влияние ООС на КНИ и АЧХ усилителя низкой частоты.

Оборудование: АРМ – СпектраЛАБ, макетная плата с УНЧ фото 1, 2; пульт коммутации фото 3, 4.

фото 1 фото 2

фото 3 фото 4

Необходимые сокращения:

УНЧ - усилитель низкой частоты,

АЧХ – амплитудно-частотная характеристика,

КНИ – коэффициент нелинейных искажений,

ИМД – интермодуляционные искажения,

МООС – местная отрицательная обратная связь,

ООС – отрицательная обратная связь,

ОООС – общая отрицательная обратная связь,

ЦОС – цепь обратной связи,

АС – акустическая система,

ТВЗ – трансформатор выходной звуковой,

ФЧХ – фазово-частотная характеристика

ЭРЭ - электрорадиоэлемент.

Немного теории.

Как мы знаем из теории (Теория-это накопленный опыт человечества (в какой либо области), опирающийся на законы природы и описанный формулами.) АЧХ УНЧ ровной не бывает, это в идеале можно предположить, что АЧХ УНЧ ровная линия рис.1 линия 1. На практике же имеем АЧХ с пиками и провалами рис.1 кривая 2, в следствии того что физические законы вступают между собой в противоборство или в резонанс. Задача исследователей максимально выровнять АЧХ (а возможности такие есть) рис.1 кривая 3, приблизив её, таким образом к идеалу рис.1 линия 1.

Рис.1 АЧХ усилителя низкой частоты, 1 идеальная АЧХ усилителя низкой частоты,

2- АЧХ усилителя НЧ без ООС, 3- АЧХ усилителя НЧ с ООС

Одним из способов выровнять АЧХ является, введение в усилитель низкой частоты ООС, кривая 3. Задача ООС выровнять АЧХ от пиков и провалов, поднять по уровню края характеристики, ну и конечно максимально снизить КНИ. Следовательно, АЧХ усилителя низкой частоты без ООС будет иметь вид кривой 2, с полосой пропускания f1-f2. После введения в усилитель ООС, его характеристика примет вид кривой 3, с полосой пропускания f3-f4. Все виды ООС снижают усиление УНЧ, но при этом снижаются КНИ и расширяется полоса пропускания УНЧ. По способу реализации ООС (напомню, положительная обратная связь в УНЧ не применяется, т.к. последний «превращается» в генератор) бывает: МОС и ОООС. МОС охватывает один или два каскада усилителя, почему и называется местной. ОООС охватывает УНЧ в целом. На практике, в УНЧ может применяться одновременно как местная, так и общая ООС.

Теперь рассмотрим виды ООС: параллельная отрицательная обратная связь по напряжению рис.2а, такая ООС снижает входное и выходное сопротивление УНЧ. Последовательная ООС по напряжению рис.2б, увеличивает входное сопротивление и снижает выходное сопротивление усилителя. Далее, параллельная ООС по току рис.2в снижает входное сопротивление усилителя и увеличивает выходное сопротивление. Последовательная ООС потоку рис.2г, увеличивает входное и выходное сопротивление усилителя. Поскольку ламповые УНЧ имеют по выходу ТВЗ, который имеет и так высокое выходное сопротивление, которое плохо влияет на демпфирование АС, следовательно схемы рис.2в и рис.2г рассматриваться не будут. Забегая вперёд скажу, что схема ОООС предложенная Юрием Васильевичем (форум ВТОРАЯ ЖИЗНЬ СТАРОГО РАДИО, тема Делаем ламповый усилитель сами) имеет вид рис.2б. Не заблокированный резистор ООС в цепи катода драйвера несколько увеличивает входное сопротивление усилителя, но для нас это не холодно и не жарко, так как источники сигнала сейчас низкоомные (ДиВиДи, выход компьютера, выход сотового телефона, да вертушка на полупроводниках), то это обстоятельство никак не повлияет на их работу, а вот то, что цепь ООС снижает выходное сопротивление усилителя трудно переоценить, так как дополнительное снижение выходного сопротивления усилителя будет благотворно влиять на акустику.

Рис.2 Структурная схема ООС в усилителях НЧ

В данной работе рассмотрим: работу УНЧ без ООС, и работу УНЧ с ОООС которая будет снижать выходное сопротивление оконечного каскада, тем самым расширяя полосу пропускания и уменьшать КНИ.

Теперь всё сказанное подтвердим (или опровергнем) на практике.