Учебно- методическое пособие на тему: «Методика определения вида и знака обратной связи»
методическая разработка на тему

Министерство среднего профессионального образования, подготовки и расстановки кадров РС (Я)

Якутский колледж связи и энергетики имени П.И.Дудкина

Лаборатория «Электронная техника»

Учебно-методическое пособие

По предмету «Электронная техника»

Раздел: Обратная связь в усилителях

Тема: «Методика определения вида и знака обратной связи»

        Для студентов дневного и заочного отделения специальностей:        

                        № 210406  «Сети связи и системы коммутации»

                        № 210407  «Эксплуатация средств связи»

                        № 210308  «Техническое обслуживание и ремонт радиоэлектронной техники»

                        №2013     «Аудиовизуальная техника и звукотехническое

                                           обеспечение аудиовизуальных программ»

.

          Составил преподаватель                                             Рассмотрено и утверждено

          спец. дисциплин                                                                  на заседании ПЦК РТД и СПС

         __________/ Ермолаева В.Г./                                              Протокол 4 от 10.01.10 г

                                                                                                  Председатель  ПЦК РТД и СПС

                                                                                                         _____________/  Ермолаева В.Г./

г. Якутск

2010

Методика определения вида обратной связи.

Классификация вида внешней обратной связи даётся по способу снятия её , то есть по способу подключения к нагрузке, и по способу подачи на вход усилителя, то есть по подключению к источнику сигнала.

 Она может быть двух видов:

1. по току или напряжению;
2. последовательная или параллельная.

Для определения вида обратной связи необходимо последовательно выполнить несколько этапов рассмотрения по следующей схеме:

1. Подать на вход сигнал любой полярности.
2. Указать путь переменной составляющей входного тока.
3. Выделит элемент, с которого снимается Uос.
4. Выделить цепь, посредством которой это Uос подается на вход усилителя.
5. Определить по току она или по напряжению:

Для этого рассмотреть, как элемент ОС включен по отношению к нагрузке: последовательно (по току) или параллельно (по напряжению).

6. Определить последовательная или параллельная по способу подачи напряжения с цепи обратной связи на вход усилителя:

Для этого рассмотреть, как Uос подается на вход усилителя по отношению  к источнику сигнала.

7. Определить частотно зависимая обратная связь или нет : для этого рассмотреть содержит ли цепь ОС частотно зависимый элемент или нет.

Закрепим методику рассмотрением примера.

Пример 1.

Работаем по предложенной методике.

      1.  Подадим на вход «–»  полуволну сигнала, в результате на выходе появится переменная составляющая выходного тока коллектора Iкm.

2.Укажем направление переменного тока Iкm.

Iкm: Э; к*R3; (-)Eк; _|_; (+)Eк; R4; Э

     Этот ток Iкm, протекая по цепи элементов R3 и R4 делает на них падения напряжения.

Это U выходное, так как создается выходным  током Iкm.

                                   U R3=U’вых; U R4 =U’’вых

Если эти напряжения каким-то образом можно подать на вход, то это напряжение и и будет напряжением  Uос обратной связи. Напряжение U R3 на вход не попадает, напряжение U R4 может попасть на вход, это ОС, т.е. Uос=U R4.

3. Определяем цепь, посредством которой Uос попадает на вход:  это цепь последовательно соединённых  элементов : общий провод и источник сигнала;

4. Напряжение U на следующий каскад снимается с R3 т.е. R3- это нагрузка. Выясним, как элемент ОС включен по отношению к нагрузке R3=Rн. Определяем , что R4  включен к R3=Rн последовательно , т.е. через R3 и R4 протекает один ток , значит это ОС по току.

Чем больше будет ток в нагрузке, тем сильнее будет проявление действия обратной связи.

5. Выясним, как Uос подается на вход каскада по отношении к источнику входного сигнала: последовательно через общий  провод, значит это  ОС последовательного типа.

6.В цепи обратной связи /по петле / отсутствуют элементы, коэффициенты передачи которых зависят от частоты. Значит это ОС частотно-независимая.

Итак, вид полученной обратной связи определён - это обратная связь по току последовательного типа.

ПРИМЕР 2.

 1.При наличии на входе напряжение  «-» фазы переменного сигнала в выходной цепи возникает переменная составляющая Iкm:

 2.Путь Iкm:  Э,К,R3,(- )Ek,(+) Ek,R4,Э    

 3.Элемент ОС R4, т.е.Uoc = U R4;

 4.Подается на вход усилителя через общий провод и источник сигнала;

 5.По отношению к источнику Uoc подается последовательно, то есть это ОС последовательная по типу;

 6.Uoc = U R4, но R4 это нагрузка ,так как с нее снимается усиленный сигнал фактически , значит элемент ОС включен по отношению к нагрузке параллельно и  это ОС напряжения то есть Uoc пропорционально напряжению на нагрузке U R4;

7.В цепи ОС нет частотно-зависимых элементов, то есть ОС частотно-независимая.

Рекомендации практическому определению вида ОС

Как можно практически определить вид ОС:

1. по току или напряжению
2. последовательная или параллельная

 Существует следующее правило:

1.Если при холостом ходе на входе Uoc исчезает, то это ОС последовательного типа

2. Если при коротком замыкании на входе Uoc исчезает ,то это ОС параллельного типа

Режим холостого хода на входе реализуется размыканием цепи связи от источника входного сигнала ко входу усилителя, то есть обеспечивается Iвх = 0.

Режим короткого замыкания на выходе реализуется шунтированием нагрузки путём замыкания выхода усилителя с точкой общего провода ,то есть обеспечивается Uвых = 0.

Методика определения знака обратной связи.

Для того, чтобы определить знак обратной связи ПОС или ООС петлевого усиления,  необходимо определить знак петлевого усиления ,поступить следующим образом:

1. Подать на вход анализируемой схемы переменное напряжение любой полярности.
2. Выяснить, какой полупериод выходного тока. Указать путь переменной составляющей выходного тока.
3. На элементе, с которого снимается обратная связь, проставить знаки падения напряжения, создаваемого током.
4. Проследить подачу этого напряжения на вход схемы и сравнить напряжения О.С. и входное по фазе
5. Сделать вывод: если напряжения О.С. не совпадает по фазе с напряжением источником сигнала, такая О.С. называется отрицательной (если фазы напряжения совпадает то О.С. положительная )

Для закрепление методики рассмотрим несколько примеров:

Пример 1 Резисторный каскад

Работаем по предложенной методике:

1. Подаем положительную полуволну входного сигнала, т.е. знак входного напряжения  «+»  
2. Транзистор прямой проводимости P- N- P при подаче на вход напряжения положительной фазы полуволны  сигнала подзакрывается , то есть постоянная составляющая Iко и переменная составляющая Iкm направлены противоположно. Рассмотрим в схеме путь постоянного тока и  Iкm,  направим их противоположно.
3. Рассмотрим в схеме путь постоянного тока ( правило:Iко всегда направлен от +E к –Eк через интересующую цепь) и переменного Iкm.

4. Выделим элемент ОС, с которого снимается ОС. Это резистор R4.

Следовательно, переменная составляющая Iкм делает на R4 падения напряжения со знаком + – (т.к. токи всегда текут по направлению от  мест с высоким потенциалом в места с низким потенциалом, т.е. как бы стекают)

5. Во входной цепи транзистора: напряжение от  источника сигнала со знаком «+» и Uос, которое подается на вход усилителя со знаком «–» с R4 через общий провод  и резистор R2.

То есть два напряжения действуют на входе усилителя в противофазе.

В схеме действует ООС.

Пример 2.

     2.1. Предположим:

Переменный входной сигнал подан со знаком «–»,  т.е. на входе отрицательная полуволна входного сигнала.

1. 2.2. Транзистор проводимости p-n-p при подаче на базу отрицательной полуволны входного сигнала транзистор приоткрывается,  общий ток транзистора увеличивается, т.е. направление Iко и Iкм совпадают, имеет место положительный полупериод выходного тока.
2. 2.3. Укажем падение напряжения на элементе обратной связи R4, создаваемое Iкм. Оно начинается с + на общем проводе, если смотреть по направлению тока.
3. 2.4. Проследим подачу напряжения с R4 через общий провод во входную цепь транзистора по отношению к источнику сигнала.

Два напряжения Uвх и Uос между базой и эмиттером действуют в противофазе.

В схеме  действует ООС.

Пример3.

Выявим элемент обратной связи. Часть Uвых через С1 обратной связи поступает обратно  на вход усилителя.

1. На вход схемы подадим Uвх положительную полуволну, т.е.  «+» полуволну.
2. Транзистор проводимости P-N-P при «+» Uвх подзакрывается и  мгновенное значение коллекторного тока iк уменьшается. Укажем направление постоянного и переменного тока в цепи, замкнутой через источник.
3. Через R3, с которого снимается Uос, Iкм проходит сверху вниз, знак напряжения , создаваемого им тот же:  + R3 –
4. Проследим подачу Uос с R3 через С1 на вход транзистора. Приходим на базу (–) по цепи ОС.

           В схеме  действует ООС.

Пример 4

Знак обратной связи определяется практическим путем:

1. Замерим Uвых (допустим получилось 3В)
2. Перепаяем концы первичной обмотки, т.е. поменяем их местами. Если Uвых будет меньше 3В, то это ООС, если более 3В, то ПОС.