Паразитные электромеханические связи
Паразитные электромеханические связи проявляются в устройствах, корпус которых имеет жесткую механическую связь с включенным на выход усилителя громкоговорителем; в усилителях, расположенных вблизи от громкоговорителя, а также в усилителях, подвергающихся вибрации (сотрясению). Механические колебания диффузора близкорасположенного громкоговорителя через корпус последнего и шасси усилителя, а также через воздух передаются усилительным элементам. Вследствие микрофонного эффекта эти колебания вызывают в цепях усилителя появление переменной составляющей тока, создающего паразитную обратную связь.
Транзисторы почти не обладают микрофонным эффектом, поэтому паразитная электромеханическая связь проявляется в основном в ламповых усилителях.
Обратная связь в усилителях звуковых частот
Обратная связь представляет собой передачу сигналов из последующих цепей в предыдущие, т.е. в направлении, обратном нормальному - например, из выходной цепи усилительного элемента или усилителя в его входную цепь (рис. 49); здесь и далее К - коэффициент усиления усилителя без обратной связи, равный отношению его выходного напряжения к входному, и ? - коэффициент передачи напряжения цепи обратной связи, равный отношению ее входного напряжения Vсв к выходному напряжению Vвых усилителя, являющемуся входным напряжением цепи обратной связи.
Обратная связь может вызываться:
1. Физическими свойствами и конструкцией усилительных элементов; такую обратную связь называют внутренней обратной связью.
2. Паразитными индуктивными, емкостными и другими связями между входными и выходными цепями, создающими пути для обратной передачи сигналов; такую обратную связь называют паразитной обратной связью.
Паразитные обратные связи не всегда поддаются расчету и могут существенно изменять свойства усилителей. Если напряжение обратной связи Vсв совпадает по фазе с входным напряжением Vвх и имеет с ним одинаковое направление, обратную связь называют положительной. Для положительной обратной связи коэффициент усиления усилителя можно
Эти уравнения показывают, что положительная обратная связь при вк < 1 увеличивает коэффициент усиления усилителя.
Из выражения (*) видно, что при положительной обратной связи и вК == 1 Ксв становится бесконечно большим. В этом случае даже при отсутствии сигнала на входе усилителя ничтожно малые составляющие напряжения его собственных шумов усилятся до полной амплитуды выходного напряжения. Такое явление называют самовозбуждением усилителя. При положительной обратной связи и значении вК > 1 усилитель обычно самовозбуждается и переходит в режим паразитной генерации.
Самовозбуждение может возникнуть и в усилителе с отрицательной обратной связью из-за того, что на частотах, где усилитель вместе с цепью обратной связи вносит сдвиг фазы в 180 градусов, отрицательная обратная связь превращается в положительную, и если на этих частотах значение вК равно единице или больше нее, то усилитель самовозбуждается. Самовозбуждение усилителей обычно происходит на очень низких или очень высоких частотах, выходящих за пределы рабочей полосы частот (вплоть до частоты KB диапазона). В этом случае акустические сигналы, поступающие на усилитель, модулируют частоту самовозбуждения и излучаются в эфир усилителем как обычным радиопередатчиком.
В системах с обратной связью, используемых в качестве усилителей, термином "устойчивость" определяют наличие или отсутствие собственных установившихся колебаний. В то время как система, не имеющая цепей обратной связи, всегда устойчива, введение обратной связи может оказаться причиной возникновения колебаний в системе.
Амплитудные и фазовые характеристики усилителя и цепи обратной связи являются функциями частоты, и по этой причине обратная связь может быть положительной при одних частотах и отрицательной при других. Следовательно, система, имеющая отрицательную обратную связь в среднечастотном диапазоне, может оказаться системой с положительной обратной связью при частотах, удаленных от этого диапазона. Итак, при определенных условиях в системе могут возникать колебания, и в этих случаях говорят, что система неустойчива.