На рис. 4.1 представлена структурна схема каналу зв'язку, в якій ін-
формаційні сигнали проходять через підсилювальні каскади передавальної і
приймальні частин каналу. Сучасна слабкострумова електроніка будується на Мікросхемние елементній базі, що представляє найчастіше лінійні підсилювачі - чотириполюсники з системою Н-параметрів, які використовуються при розрахунках робочих параметрів схем. Кожен такий підсилювач можна замінити формальної еквівалентною схемою заміщення, представленої на рис. 4.1. Мал. 4.1. Формальна схема замеще-
Цією схемою відповідають рівнянням
ня з h-параметрами:
де h11 = U1 / I1 при U2 = 0 - вхідний опір чотириполюсника при короткому замиканні виходу;
h12 = U1 / U2 при I1 = 0 - коефіцієнт зворотного зв'язку по напрузі при обриві ланцюга на вході;
h21 = I2 / I1 при U2 = 0 - коефіцієнт посилення по току при короткому замиканні виходу;
h22 = I2 / U2 при I1 = 0 - вихідна провідність чотириполюсника при обриві ланцюга на вході.
H-параметри мають різну розмірність, тому система називається змішаною. Так, h11 - опір; h12 і h21 - безрозмірні величини;
h22 - провідність. Це так звані статичні параметри, що характеризують роботу активного чотириполюсника без реального навантаження (RH = 0).
Статичні параметри для будь-якого чотириполюсника можуть бути виміряні спеціальними вимірювальними приладами, наприклад, ІППМ-1,
Л2-22 і ін. Проте для практики набагато більший інтерес представляють динамічні параметри навантаженого чотириполюсника, що працює з реальним генератором R г і реальним навантаженням Rн ≠ 0: Кi. Кu. Кp. Rвх. Rвих.
Коефіцієнт посилення по струму
Коефіцієнт посилення по напрузі
де # 916; h - визначник в рівняннях (4.1), (4.2).
Коефіцієнт посилення по потужності
Частотні і фазові властивості підсилювачів в комплексній формі оцінюються модулем передавальної функції чотириполюсника, в основі якої використовується вираз (4.4):
де | K (# 937;) | - амплітудно-частотна характеристика чотириполюсника;
# 966; К (# 937;) - фазочастотная характеристика чотириполюсника;
# 937; = 2πF - кутова частота сигналу.
Реальний підсилювач характеризується наявністю ланцюгів зворотного зв'язку, які видозмінюють його частотну і фазову характеристики. Структурна схема підсилювача з послідовною зворотного Рис. 4.2. Структурна схема підсилювача зв'язком (ОС) по напрузі поки-
зі зворотним зв'язком
Підсилювач без зворотного зв'язку характеризується власним коефіцієнтом посилення КСР. На вхід підсилювача крім корисного сигналу генератора U I 1 подається напруга зворотного зв'язку Uос = U # 946 ;. отримане на виході підсилювача і перетворене в каскаді зворотного зв'язку по амплітуді з коефіцієнтом передачі # 946 ;.
Напруга на вході підсилювача при зворотного зв'язку
Коефіцієнт посилення підсилювача зі зворотним зв'язком
де - коефіцієнт петлі зворотного зв'язку;
- глибина зворотного зв'язку.
Зворотній зв'язок може бути позитивною і негативною. Так, якщо твір - позитивне число або має позитивну дійсну частину комплексного числа, то зворотний зв'язок - позитивна (ПОС). Формулу для обчислення коефіцієнта посилення при цьому можна переписати у вигляді:
т. е. з ростом коефіцієнта петлі зворотного зв'язку буде збільшуватися і коефіцієнт. У разі підсилювач перетворюється в автогенератор, коли на вхід підсилювача подається тільки напруга ПОС, потреба в напрузі збудження відпадає.
Якщо твір негативне або має негативну дійсну частину комплексного числа, то буде мати місце негативний зворотний зв'язок (ООС):
З введенням ООС розширюється смуга пропускання частот підсилювача,
зменшуються коефіцієнт посилення і його відносна нестабільність:
де відносна нестабільність коефіцієнта підсилення підсилювача відповідно без зворотного зв'язку і при наявності її. Зворотній зв'язок буває частотно-незалежної і частотно-залежною. Якщо ланцюг ООС містить реактивні елементи, наприклад, ємності С, то в підсилювачі має місце частотно-залежна зворотний зв'язок.