Influența feedback-ului asupra principalilor indicatori ai amplificatorului - stadopedia

Amplificatoarele folosesc feedback negativ. Aplicarea sa permite îmbunătățirea calității amplificatorului, în special: îmbunătățirea stabilității câștigului; reduce frecvența, faza și distorsiunea tranzitorie; reduce distorsiunea neliniară; pentru a limita influența propriului zgomot.







În același timp, diferite tipuri de conexiuni negative afectează diferiți parametri tehnici ai amplificatorului în moduri diferite.

Influența cuplării negative asupra câștigului și asupra stabilității acestuia. Într-un amplificator cu feedback, tensiunea de intrare se modifică ca urmare a acțiunii de reacție, adică

unde Uin este tensiunea la intrarea amplificatorului;

Uis este tensiunea sursei de semnal;

Uoc este tensiunea de feedback.

Tensiunea de reacție este parte a producției:

unde - coeficientul de transmitere a buclei de feedback.

Factorul de amplificare a amplificatorului cu feedback negativ este

Din această expresie, devine clar că feedback-ul negativ reduce câștigul de tensiune cu (1 + 946; Ku) ori. Suma (1 + # 946; Ku) se numește adâncimea de feedback. Afișează de câte ori câștigul scade atunci când este introdus feedback-ul. Lucrarea Ku este numit coeficientul de câștig de buclă. Este egal cu raportul tensiunii de reacție la tensiunea inițială:

Figura 1.14 - Schema de determinare a câștigului în sens invers

tensiune

Câștigul trebuie să fie constant. Cu toate acestea, există un număr de factori destabilizatori asupra performanței amplificatorului: instabilitatea surselor de alimentare, variațiile parametrilor elementelor de circuit și îmbătrânirea acestora, modificările temperaturii ambiante etc. Toate acestea determină instabilitatea parametrilor, inclusiv factorul de câștig.

Cu feedback negativ, instabilitatea coeficientului de câștig scade proporțional cu adâncimea feedback-ului.

Esența fizică a stabilizării câștigului este după cum urmează. Dacă, de exemplu, câștigul crește din anumite motive, tensiunea de ieșire va crește, provocând o creștere a tensiunii de reacție, ceea ce duce la o scădere a tensiunii de intrare și, în consecință, la ieșire. Ca urmare, tensiunea de ieșire se va schimba ușor. Stabilizarea se efectuează și cu amplificare descrescătoare.

Influența feedback-ului negativ asupra caracteristicilor de frecvență, fază și tranzitorie. Feedback-ul negativ independent de frecvență îmbunătățește frecvența, faza și caracteristicile tranzitorii ale amplificatorului, extindând banda de frecvențe amplificate. Acest lucru se datorează faptului că, la frecvențele extreme ale intervalului, unde câștigul de feedback scade, adâncimea feedback-ului. de asemenea, scade. Și din moment ce tensiunea de feedback scade, tensiunea totală la intrare crește, iar câștigul crește. Ca rezultat, raza de frecvență crește și lărgimea de bandă a frecvențelor amplificate se extinde, așa cum se arată în figura 1.15, în care curba 1 este caracteristica de frecvență a amplificatorului fără feedback, curba este o caracteristică de 2 frecvențe a amplificatorului cu feedback negativ. Astfel, feedback-ul negativ egalizează răspunsul de frecvență.

Figura 1.15 - Egalarea răspunsului la frecvență la

feedback negativ

Răspunsul negativ reduce schimbările de fază ale amplificatoarelor, răspunsul de fază se apropie de cel liniar. Distorsiunea în fază în amplificator sub influența feedback-ului negativ scade.

Răspunsul tranzitoriu în amplificatoare cu feedback negativ se îmbunătățește, pe măsură ce timpul de recuperare scade. Aceasta se datorează unei scăderi a capacității de intrare a dispozitivelor de amplificare datorate feedback-ului negativ. Declinul vârfului impulsului scade ca urmare a stabilizării factorului de amplificare al amplificatorului, adică ridicarea răspunsului la frecvență.

În amplificatoare, este adesea necesară corectarea (corecta) a unei anumite porțiuni a răspunsului la frecvență. Pentru aceasta, se folosește un feedback negativ dependent de frecvență, în circuitul căruia există elemente dependente de frecvență (inductanță, capacitate).







Principiul feedback-ului negativ dependent de frecvență va fi luat în considerare în exemplul unui circuit compus dintr-un rezistor Roc și un condensator Soc (Figura 1.16.a). La frecvențe înalte, rezistența condensatorului este redusă prin manevrarea ieșirii buclei de reacție.

Cu o frecvență crescătoare, efectul de manevră al capacității crește
iar tensiunea la ieșirea buclei de feedback scade. frecvență
caracteristică a coeficientului de transfer de tensiune al circuitului invers
Conexiunea p scade (secțiunea BV din figurile 1.16, b), adică efect
feedback-ul scade și câștigul în cascadă crește. Răspunsul de frecvență în domeniul de frecvență corectat
crește (secțiunea BV din Figura 1.16, c). În figura 1.16, în curbă
1 prezintă răspunsul de frecvență al unui amplificator fără feedback,
caracteristica curbei 2-frecvență a amplificatorului cu circuit de reacție

Efectul feedback-ului negativ asupra distorsiunii neliniare și a domeniului dinamic al amplificatorului. În timpul funcționării amplificatorului, din cauza nelinearității caracteristicilor volt-amperi ale dispozitivelor de amplificare (tranzistori, lămpi), apar distorsiuni neliniare, adică există armonici noi, care nu erau la intrarea amplificatorului. Prin buclă de feedback, aceștia intră în intrarea amplificatorului și, trecând prin amplificator, ajung la ieșire, dar deja în antifază cu armonicile inițial apărute. Prin urmare, amplitudinile armonicilor parazitare la ieșirea amplificatorului sunt slăbite. Și valoarea tensiunii semnalului util este adusă la nivelul precedent prin creșterea tensiunii de intrare în (1 + # 946; Ku) ori. În consecință, introducerea feedback-ului negativ mărește raportul dintre semnalul util și armonicile parazitare care apar în amplificator.

Astfel, feedback-ul negativ reduce ieșirea de tensiune a diferitelor interferențe care apar în amplificator. Trebuie remarcat faptul că feedback-ul negativ reduce doar interferențele care apar în amplificatorul propriu-zis, preluate de feedback, dar nu reduce interferențele aduse la intrarea amplificatorului împreună cu semnalul util. Datorită scăderii zgomotului intern, intervalul dinamic al amplificatorului se extinde. Un astfel de efect al feedback-ului negativ este observat pentru toate metodele de introducere a feedback-ului.

a este o schemă cu feedback dependentă de frecvență,

b, c - caracteristicile de frecvență

Figura 1.16 - Diagrama bloc a amplificatorului cu feedback invers dependent de frecvență și caracteristicile sale

Efectul feedback-ului negativ asupra impedanțelor de intrare și ieșire. Diferitele tipuri de feedback negativ afectează impedanța de intrare și ieșire a amplificatorului în moduri diferite.

Natura schimbării impedanței de intrare a amplificatorului acoperită de feedback-ul negativ este determinată de modul în care semnalul este introdus în circuitul de intrare și nu depinde de modul în care este preluat de la circuitul de ieșire.

O feedback secvențial negativ de tensiune mărește impedanța de intrare a amplificatorului. Acest lucru poate fi explicat după cum urmează. Deoarece tensiunea de reacție negativă este opusă în fază față de tensiunea sursei de intrare, tensiunea la intrarea amplificatorului și

Curentul de intrare este redus, ceea ce echivalează cu o creștere a rezistenței la intrare.

Rezistența de intrare a amplificatorului acoperită de feedback-ul negativ poate fi determinată din formula

Rezistența de intrare a amplificatoarelor are de obicei o componentă activă Rvx și o componentă capacitivă Xc. Deoarece nu există nici o schimbare de fază în feedback, componentele active și capacitive ale rezistenței de intrare cresc în același mod în (1 + # 946; Ku) ori:

Creșterea componentei capacitive a rezistenței de intrare este echivalentă cu reducerea capacității de intrare în (1+ # 946; Ku) ori:

Răspunsul la tensiunea paralelă reduce impedanța de intrare a amplificatorului. Acest lucru se datorează faptului că impedanța de feedback schimba impedanța de intrare a amplificatorului.

Modificarea capacității de intrare cu feedback negativ paralel. Dacă feedback-ul este prin intermediul unui condensator, atunci crește capacitatea de intrare, și dacă prin rezistor, modifică capacitatea de intrare.

În mod similar, o serie de feedback negativ curent crește impedanța de intrare a amplificatorului acoperită de feedback, iar paralela o scade.

Pentru toate tipurile de feedback negativ, impedanța de intrare a amplificatorului depinde de câștigul Ku. și în consecință, și pe rezistența la sarcină RN și rămâne instabilă.

În multe amplificatoare, este necesar să se asigure o rezistență stabilă la intrare, independent de câștigul Ku și rezistența la sarcină RH. Aceasta se realizează prin aplicarea unei conexiuni combinate (combinate) negativă, adică succesiv paralel. Prin alegerea raportului de transmisie al circuitelor de feedback, este posibil să se obțină o rezistență stabilă la intrare stabilă.

Schimbarea rezistenței de ieșire a amplificatorului acoperită de o serie de tensiuni negative este determinată de modul în care semnalul este scos din ieșirea amplificatorului și nu depinde de modul în care acesta este aplicat circuitului de intrare al amplificatorului.

Răspunsul secvențial negativ la tensiune reduce impedanța de ieșire a amplificatorului și mărește capacitatea de ieșire:

Scăderea impedanței de ieșire a amplificatorului cu feedback negativ de tensiune se explică prin faptul că, atunci când crește tensiunea de ieșire a amplificatorului, crește tensiunea de reacție. Ca rezultat, tensiunea la intrarea amplificatorului este egală cu diferența U - Uoc. scade, determinând o scădere în Uout. care este echivalentă cu reducerea rezistenței la ieșire.

În mod similar, acțiunea are un feedback paralel negativ al curentului și mărește impedanța de ieșire a amplificatorului și reduce capacitatea de ieșire. Modificări similare sunt, de asemenea, efectuate de feedback-ul paralel negativ actual.

Prin urmare, pentru a reduce dependența rezistenței de ieșire la instabilitatea parametrilor amplificatorului, se folosește un feedback negativ mixt, cu privire la curent și tensiune.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: