Răspunsul de frecvență al bucla de feedback

Am presupus până acum că bucla de feedback are un răspuns de frecvență plat, această ipoteză este adevărată în cazurile în care un separator de tensiune rezistiv este folosit ca o buclă de feedback. Cu toate acestea, uneori devine necesar să se modifice răspunsul de frecvență al amplificatorului (de exemplu, în cazul unui diferențiator sau integrator) sau o buclă de feedback pentru a mări marja de stabilitate a circuitului. Amintiți-vă că în astfel de cazuri este necesar să utilizați diagramele Bode pentru coeficientul de transmisie al întregii buclă de feedback, mai degrabă decât graficele variației câștigului amplificatorului cu bucla de feedback deschisă. Pe scurt, într-un caz ideal, curba câștigului față de feedback-ul închis de la frecvență ar trebui să traverseze curba câștigului față de circuitul de reacție deschis la un unghi de 6 dB / octavă. Pentru a realiza acest lucru, de cele mai multe ori, de exemplu, în amplificatoarele convenționale de inversare și neinversoare, un condensator mic (cu o capacitate de mai mulți picofarade) este conectat în paralel cu rezistorul de reacție. În Fig. 4.89 este prezentat un exemplu de astfel de schemă și diagrama Bode corespunzătoare.

Dacă răspunsul de frecvență al circuitului de reacție a fost orizontal, amplificatorul ar fi în partea de instabilitate, deoarece la intersecția curbelor, înclinația lor reciprocă ar fi de 12 dB / octava. Condensatorul asigură intersecția curbelor la un unghi de 6 dB / octavă și garantează astfel stabilitatea circuitului. Este deosebit de important să nu uităm acest lucru atunci când dezvoltăm diferențiatori, deoarece într-un diferențiator ideal factorul de amplificare cu o buclă de feedback închis crește cu o creștere de 6 dB / octava; la o frecvență intermediară este necesar să se slăbească proprietățile de diferențiere ale circuitului și la frecvențe înalte pentru a asigura o scădere a câștigului cu o panta de 6 dB / octava. Integratorii în acest sens nu creează probleme, deoarece ei înșiși oferă o scădere a câștigului - 6 dB / octavă. Este necesar să încercați foarte greu să provocați auto-oscilații în integrator!

Rectificarea bazată pe utilizarea efectului Miller, are avantajul că este insensibil la schimbările în amplificarea în tensiune, cu o temperatură sau valori răspândit câștig tehnologic: mai mare câștig, cu atât mai pronunțată capacitate de feedback și cu atât mai mult shiftate caracteristic Regiunea cu frecvență joasă și frecvența corespunzătoare câștigului unității rămân neschimbate. În acest caz, frecvența corespunzătoare punctului - 3 dB, de la care se aplică corecția, nu este menținută constantă, dar frecvența este de fapt fixată. în care caracteristica intersectează axa câștigului unitar (Figura 4.86).

Unele amplificatoare oferă o altă oportunitate de schemă „corectă“, care nu necesită nici o componentă externă de corecție, pot fi utilizate în circuite pentru care câștigul este mai mare decât unu. De exemplu, pentru a disponibile pe scară largă de precizie de tip op-amp OR-27 cu zgomot redus (scheme ajustate la câștig unitate) există două scheme de variantă „igienizat“ - acest tip de sistem de operare PR-37 (câștig minim este egal cu 5), de 7 ori mai repede decât cea corectată și un op-amp de tip HA-5147 (câștigul minim este de 10), de 15 ori mai rapid.

Exemplu: sursa de alimentare cu curent alternativ cu o frecvență de 60 Hz. OS nu sunt corectate oferă posibilitatea de a modifica circuitul de corecție, astfel încât problema este rezolvată ușor, de a crea schimburi suplimentare de fază care apar din cauza elementelor adverse de circuit de feedback. În Fig. 4.90 este un bun exemplu. Acest amplificator de joasă frecvență adaptată pentru a primi tensiune de curent alternativ, cu o amplitudine de 115 V frecvența semnalului sinusoidal de intrare de 60 Hz (obținută folosind schema descrisă în Sec. 8,31). Amplificatorul operațional împreună cu rezistoarele R2 și R3 formează un amplificator de tensiune cu câștig de 100 de ori; Mai mult, este folosit ca un amplificator cu un câștig relativ mic "deschis", atunci când întregul circuit este acoperit de o buclă de feedback comună. Ieșirea op-amp comandă stadiul de ieșire cu două cicluri încărcat pe înfășurarea primară a transformatorului. Circuit comun feedback-ul de frecvență joasă conectat la ieșirea transformatorului printr-o rezistență R10 și oferă o distorsiune mică și o tensiune de ieșire stabilă cu modificări ale curentului de sarcină. Prezența unor schimbări de fază foarte mari în transformator la frecvențe înalte duce la necesitatea introducerii unei bucle de feedback suplimentare prin condensatorul C3 la frecvențe înalte. conectat la înfășurarea de joasă tensiune a transformatorului. Rezistoarele R9 și R10 sunt alese pentru a se potrivi cu adâncimea de reacție la toate frecvențele. În ciuda faptului că circuitul de operare de înaltă frecvență este conectat direct la o etapă de ieșire push pull, încă mai există decalaje de fază cauzate de sarcină reactivă (transformator înfășurare primară) în tranzistori de ieșire. Pentru diagrama posedă o stabilitate suficientă, chiar și în prezența unor sarcini de ieșire reactive cu o tensiune de 115 V, în sistemul de operare se face corecție excesivă prin condensator 82 pF (pentru corectarea unității câștig suficient pentru a avea un 30 pF) și restricția asociată de lățime de bandă nu contează - circuitul este utilizat la frecvențe joase.

Fig. 4.90. Amplificator de ieșire cu o frecvență de 50 Hz.

Circuitul prezentat este un exemplu de soluție de compromis, deoarece în cazul ideal este de dorit să se obțină cât mai mult câștig de bucla pentru a asigura o tensiune de ieșire stabilă care să fie stabilă la modificările curentului din sarcină. Cu toate acestea, un câștig mare de bucla amplifică tendința amplificatorului de auto-oscilație, în special atunci când se utilizează o sarcină reactivă. Acest lucru se datorează faptului că sarcina reactivă combinată cu impedanța finală de ieșire a transformatorului determină o schimbare suplimentară de fază în buclă de reacție cu frecvență joasă. Deoarece acest circuit este proiectat pentru a controla motoarele sincrone ale telescopului (care este o sarcină foarte inductivă), coeficientul de transfer al bucla sistemului de operare este special făcut mic. Dependența tensiunii de ieșire AC de sarcină este prezentată în Fig. 4.91. Judecând după curbă, circuitul asigură o bună stabilizare a tensiunii (dar nu prea mare).

Frecvențe auto-oscilații cu frecvență joasă. În amplificatoarele de feedback cu cuplaj AC interstatic, problemele de sustenabilitate pot apărea la frecvențele cele mai scăzute. Ele sunt asociate cu acumularea unei deplasări avansate de fază, care poate apărea într-un amplificator alcătuit din mai multe etape, conectate între ele prin condensatori. Fiecare condensator de blocare în combinație cu impedanța de intrare cauzată de circuitele de amestecare și alte elemente similare ale circuitului amplificator creează o schimbare de fază în avansarea porțiunea de joasă frecvență a caracteristicii, care este o frecvență care corespunde punctului - 3 dB, este egal cu 45 °. iar la frecvențe mai joase se apropie de 90 °. Dacă circuitul OC are un factor de transmisie suficient, atunci pot apărea oscilații de joasă frecvență în circuit, ceea ce se numește uneori zgomotul unei barci cu motor - "motorboating". În prezent, când este întotdeauna posibil să se folosească amplificatoare cu conexiuni de curent continuu, autocalanțele cu frecvență joasă nu se produc niciodată în practică. Cei care au fost implicați în electronică de mult timp, probabil că s-au confruntat cu aceste fenomene în trecut.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: