Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [ 64 ] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

Выходное напряжение данной схемы Vq определяется выражением Vo = {Vs -Vo) а - loRa. Отсюда Vq {\ + а) « VsA - IqRs, откуда

Vo = 51/(1 + А)- loRs/il + Л) =

= VsA/{l + а)-loRs, (3.79)

где Rs ~ Rs {\ + Л) ~ выходное сопротивление этой схемы при наличии обратной связи. Для обычного случая очень большого усиления без обратной связи а > 1 имеем Vo Vs - Rslo, где Rs Rs/A. Отсюда следует, что выходное сопротивление при наличии обратной связи много меньше, чем при ее отсутствии.


Рис. 3.29. Усилитель с отрицательной обратной связью и с эмиттерным повтори-teлeм на выходе схемы.

Очень часто рассмотренный каскад с эмиттерным повторителем, преобразующий импеданс, служит выходным каскадом усилителя. Кроме того, каскад с эмиттерным повторителем часто подключают к выходу усилителя, чтобы расширить диапазон изменения тока на выходе. Пример такой схемы показан на рис. 3.29. Выходное сопротивление схемы без обратной связи, как было йоказано выше, имеет вид

Ro = Rs/Ф + 1) + Геь = Rs/i?> + 1) + Vt/Io- (3.80) В схеме с обратной связью на рис. 3.29 соответствующее выходное сопротивление равно Ro = Ro/i + 1). Например, для Rs 1000 Ом и тока /о = 1,0 мА Ro = (1000/101) + + (25 мВ/1,0 мА) = 35 Ом. Если коэффициент усиления усилителя без обратной связи на низких частотах равен 10 ООО, то вы-одное сопротивление схемы с обратной связью равно

Ro = Ro/(A + 1) = 35 Ом/10 = 3,5. Ю- Ом = 3,5 мкВ/мА. (3.81)

Следовательно, выходное сопротивление этой схемы очень Мало - 3,5-10" Ом, или 3,5 мкВ/мА. Это означает, что уменьшение выходного напряжения при увеличении выходного тока 6а 1 мА составит всего лишь 3,5 мкВ. Это действительно очень малое изменение, и по этой причине схема является очень близким приближением к идеальному источнику напряжения.



Полученное выше значение динамического выходного сопротивления для схемы источника напряжения справедливо лишь на низких частотах. На более высоких частотах уменьшение коэффициента усиления и появление фазового сдвига напряжения вызывают соответствующие изменения выходного импеданса к;;к по величине, так и по углу. Для большинства усилителей, и особенно для ОУ, коэффициент усиления по напряжению можгю записать в виде Л (/) = Л (0)/[1 + / ( /О К где Л (0) - коэффициент усиления схемы без обратной связи на нулевой частоте н fi - частота в точке перегиба. Для частот, больше чем на no.no. вину декады превышающих частоту в точке перегиба, усиление схемы без обратной связи можно приближенно записать в виде Л (/) « Л (0) fi/jf = /„ /, где /и = Л (0) /х - частота при единичном значении коэффициента усиления. В результате выходной импеданс схемы с обратной связью имеет вид

Zs = Ro/{A + 1) « Ro/du/if) = jfRo/fu-

Поэтому в области более высоких частот выходной импеданс становится реактивным и для схемы с обратной связью записывается в следующем виде:

Zs » jfRo/fu = i(i>Ro/2nf, = /(oLs, (3.82)

где Ls = Ro/2nfu = Rolu - выходная индуктивность схемы. Для предыдущего примера в предположении, что частота единичного коэффициента усиления равна 1,0 МГц, имеем Zs » » (35 Ом/1 МГц). Частота в точке перегиба равна /i == = fJA (0) = 1,0 МГц/10 кОм = 100 Гц. Таким образом, на частоте 1 кГц динамический выходной импеданс равен /35 мОм = = /35 мкВ/мА по сравнению с низкочастотным значением 3,5 мОм. При 10 кГц выходной импеданс увеличивается до -f/0,35 Ом, а при 100 кГц приблизительно равен +/3,5 Ом. Эквивалентную схему источника напряжения на этих частотах можно представить как источник напряжения постоянного тока Vs с последовательным сопротивлением 3,5 мОм и индуктивностью 5,6 мкГн.

3.2.3. Уменьшение потребляемой мощности {линейная стабилизация). Источник напряжения должен иметь очень низкий динамический выходной импеданс, чтобы выходное напряжение очень мало изменялось при изменении выходного тока. Желательно также, чтобы у источников или стабилизаторов напряжения выходное напряжение как можно меньше зависело от напряжения питания. На рис. 3.30 приведен простой пример схемы, обладающей такими свойствами. В этой схеме стабилитрон смещен источником тока. Характеристики стабилитрона таковы, что когда он смещен в область пробоя после перегиба кривой, падение напряжения на нем почти (но все же не полностью) не за-



висит от протекающего через него тока. Изменение падения на-пояжения на стабилитроне, деленное на изменение тока, называемое полным сопротивлением в области лавинного пробоя, определено формулой Zz = dVz/dIz, где Vz - напряжение на стабилитроне и Iz - ток через стабилитрон. Типичные значения лежат в диапазоне от нескольких омов до нескольких десятков омов.


Рнс. 3.30. Источник напряжения с подачей смещения через источник тока дЗИ ослабления влияния напряжения питания,

В схеме рис. 3.30 изменение напряжения питания dVuppi вызовет небольшое изменение тока через источник тока dig = ~ gc4Viuvpi где go - динамическая выходная проводимость Источника тока. Это приведет к изменению тока через стабилитрон dli = dlo, что в свою очередь изменит падение напряжения на стабилитроне на dV = Z diz = Zz dlo = goz У,„рр,. Отношение изменения напряжения на стабилитроне и, следовательно, выходного напряжения Vo, к изменению напряжения питания записывается следующим образом;

dyo/dsuppi = dVz/dV.uppi = goZz. (3.83)

Д примера возьмем Zz = 10 Ом и goЮО нСм, откуда o/Kuppi = 100 нСм-10 Ом=Ы0-в. Итак, изменение наряжения питания на 1 В изменяет выходное напряжение всего лишь на 1 мкВ.

как """ напряжения, используюший напряжение Vse Ром Р 3 показан источник напряжения, в кото-

как "•"" напряжения между базой и эмиттером использовано опорное. Если предположить, что базовый ток мал, то выход-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [ 64 ] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193