Н. — …это своего рода удар в обратную сторону. Нечто похожее происходит со мной, когда я, совершив ошибку, хочу ударить себя ногой по затылку…
Л. — Слово «исправить» в этом случае как нельзя более к месту. Действительно, позволь напомнить тебе, что обратная связь своего рода утешительное средство от всех бед: она уменьшает все искажения — частотные, нелинейные и, наконец, фазовые.
Н. — Да, я вспоминаю. Все, что ты назвал, ослабляется благодаря тому, что напряжение, повторно вводимое на вход, содержит в противофазе все эти искажения. Поступая в обратном направлении, они компенсируют возникающие в самом усилителе искажения.
Л. — Браво, Незнайкин! Ты ничего не забыл. А знаешь ли ты, что, кроме того, обратная связь уменьшает искажения, которые могут возникать из-за колебаний напряжения питания?
Н. — Это очень ценно. Мне следует, пожалуй, прибавить цепи обратной связи ко всем каскадам телевизора, что стоит в нашем загородном домике. Напряжение электросети там очень нестабильно. И изображение весьма любопытно искажается: то оно слишком темное, то слишком яркое. Да и его размеры изменяются, и я нередко вижу, как головы действующих лиц то расширяются, то сжимаются… Это очень забавно.
Л. — Для таких случаев обратная связь хорошее средство, так как все появляющиеся на выходе искажения исправляются путем частичного возвращения на вход искаженного сигнала. Однако в твоем случае целесообразнее поставить между розеткой электросети и телевизором стабилизатор напряжения.
Н. — Почему? Ведь обратная связь имеет только положительные качества?
Л. — Мой друг, ты еще слишком молод и не знаешь, что за все приходится платить: если обратная связь уменьшает искажения, то она также снижает коэффициент усиления усилителя. Вот почему ее применение возможно лишь в том случае, если имеется запас усиления… Если уж мы начали об этом говорить, то не мог бы ты, Незнайкин, начертить основные схемы обратной связи, используемые в усилителях на лампах?
Н. — Обратную связь можно создать, включив между катодом и отрицательным полюсом источника анодного напряжения резистор Ro.c без блокировочного конденсатора (рис. 60, а).
Pиc. 60. Обратная связь в ламповом каскаде.
а — обратная связь по току (обусловлена общим для цепей сетки и анода резистором Rо. с);
За исключением этой детали, схема совпадает с нарисованной мною в прошлый раз схемой сеточного смещения на резисторе в цепи катода (рис. 57). Но эта «небольшая деталь» все изменяет. Теперь, если под действием усиливаемого сигнала сетка становится более положительной, анодный ток возрастает и, проходя через резистор Ro.c, увеличивает на нем падение напряжения, что в свою очередь делает сетку более отрицательной. Таким образом, анодный ток пытается оказать противодействие влиянию первичного сигнала.
Л. — Прекрасно, Незнайкин, ты начинаешь изъясняться так же ясно, как мой дядюшка Радиоль, который некогда вбил мне в голову элементарные принципы радиотехники… Твоя схема создает обратную связь под воздействием анодного тока, и она называется последовательной обратной связью или обратной связью по току.
Н. — Если это так, то параллельную обратную связь или обратную связь по напряжению можно создать при помощи второй моей схемы (рис. 60, б), так как здесь я ввожу на сетку переменное напряжение, создаваемое на выходном резисторе Rа. Я осуществляю это с помощью резистора Roc и, разумеется, отделяю постоянное напряжение конденсатором С2.
Pиc. 60, б — обратная связь по напряжению (достигается подачей на сетку части переменного напряжения с резистора Rа при помощи делителя напряжения Rо. сRс через конденсатор С2).
Л. — Правильно. Подаешь ли ты на сетку все входное напряжение?
Н. — О нет, этого было бы слишком много. Резисторы Roc и Rc образуют делитель напряжения, позволяющий подавать на сетку только остающуюся на резисторе Rc часть выходного напряжения, и так как величина Ro.c подбирается значительно большей, чем величина Rc, сетка получает лишь небольшую часть выходного напряжения.
Л. — Своими блестящими объяснениями ты значительно облегчил мою задачу, потому что я как раз собирался рассказать тебе об обратной связи в транзисторных схемах. Вот относящиеся к транзисторам схемы обратной связи по току и по напряжению (рис. 61). Различают также последовательную и параллельную обратную связь[14].
Н. — Позволь мне разобраться в них самому. На твоей первой схеме (рис. 61, а) резистор Ro.c — общий для цепей базы и коллектора подобно тому, как на моей ламповой схеме (рис. 60, а) тот же резистор — общий для цепей сетки и анода. Следовательно, действия этих резисторов аналогичны. Если ты позволишь, я воспользуюсь нашим испытанным методом полярностей.
Л. — Пожалуйста, я даже прошу тебя об этом.
Н. — Допустим, что один полупериод сигнала на входе увеличит отрицательное напряжение на базе. Ток коллектора возрастает, и в результате падения напряжения на резисторе Roc эмиттер тоже станет более отрицательным. Но это значит, что напряжение базы относительно эмиттера изменится в направлении, обратном первоначальному. Из сказанного следует, что в этом случае мы имеем отрицательную обратную связь, так как ответный удар противоположен первому.
Л. — Ты прекрасно проанализировал создавшееся положение. Перейдем теперь ко второй схеме (рис. 61, б).
Рис. 61. Применение к транзисторам обоих методов создания обратной связи, показанных на рис. 60.
а — обратная связь по току (последовательная); б — обратная связь по напряжению (параллельная).
Н. — Там тоже бросается в глаза аналогия со схемой на лампе (рис. 60, б). Ты ловко использовал резистор смещения базы Rсм, чтобы вместе с резистором Ro.c создать делитель для отвода напряжения с выхода на вход. Здесь часть выходного напряжения uк прикладывается между базой и эмиттером и, разумеется, в противофазе. Кроме того, конденсатор С, свободно пропуская переменные напряжения, отделяет постоянные; поэтому постоянный потенциал базы не зависит от резистора Ro.c.
