Verstärker Feedback
Eine Verstärkerschaltung erhöht einfach die Signalstärke. Während der Verstärkung wird jedoch nur die Stärke des Eingangssignals erhöht, unabhängig davon, ob es neben Informationen auch Informationen oder Rauschen enthält. Dieses Rauschen oder eine Störung wird aufgrund ihrer starken Neigung zur Einführung in die Verstärker eingeführthumaufgrund plötzlicher Temperaturänderungen oder streunender elektrischer und magnetischer Felder. Daher neigt jeder Verstärker mit hoher Verstärkung dazu, Rauschen zusammen mit dem Signal in seinem Ausgang zu erzeugen, was sehr unerwünscht ist.
Der Rauschpegel in den Verstärkerschaltungen kann durch Verwendung erheblich reduziert werden negative feedback Dies erfolgt durch Einspeisen eines Bruchteils des Ausgangs in Phase entgegengesetzt zum Eingangssignal.
Prinzip des Rückkopplungsverstärkers
Ein Rückkopplungsverstärker besteht im Allgemeinen aus zwei Teilen. Sie sind dieamplifier und das feedback circuit. Die Rückkopplungsschaltung besteht normalerweise aus Widerständen. Das Konzept des Rückkopplungsverstärkers kann aus der folgenden Abbildung verstanden werden.
Aus der obigen Figur ist die Verstärkung des Verstärkers als A dargestellt. Die Verstärkung des Verstärkers ist das Verhältnis der Ausgangsspannung V o zur Eingangsspannung V i . Das Rückkopplungsnetzwerk extrahiert eine Spannung V f = β V o aus dem Ausgang V o des Verstärkers.
Diese Spannung wird für eine positive Rückkopplung addiert und für eine negative Rückkopplung von der Signalspannung V s subtrahiert . Jetzt,
$$ V_i = V_s + V_f = V_s + \ beta V_o $$
$$ V_i = V_s - V_f = V_s - \ beta V_o $$
Die Größe β = V f / V o wird als Rückkopplungsverhältnis oder Rückkopplungsfraktion bezeichnet.
Betrachten wir den Fall des negativen Feedbacks. Der Ausgang V o muss gleich der Eingangsspannung (V s - β V o ) multipliziert mit der Verstärkung A des Verstärkers sein.
Daher,
$$ (V_s - \ beta V_o) A = V_o $$
Oder
$$ A V_s - A \ beta V_o = V_o $$
Oder
$$ A V_s = V_o (1 + A \ beta) $$
Deshalb,
$$ \ frac {V_o} {V_s} = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$
Sei A f die Gesamtverstärkung (Verstärkung mit der Rückkopplung) des Verstärkers. Dies ist definiert als das Verhältnis der Ausgangsspannung V o zur angelegten Signalspannung V s , dh
$$ A_f = \ frac {Ausgang \: Spannung} {Eingang \: Signal \: Spannung} = \ frac {V_o} {V_s} $$
Aus den beiden obigen Gleichungen können wir also verstehen, dass
Die Verstärkungsgleichung des Rückkopplungsverstärkers mit negativer Rückkopplung ist gegeben durch
$$ A_f = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$
Die Verstärkungsgleichung des Rückkopplungsverstärkers mit positiver Rückkopplung ist gegeben durch
$$ A_f = \ frac {A} {1 - A \ beta} $$
Dies sind die Standardgleichungen zur Berechnung der Verstärkung von Rückkopplungsverstärkern.
Arten von Rückmeldungen
Der Vorgang des Zurückspritzens eines Bruchteils der Ausgangsenergie eines Geräts in den Eingang ist bekannt als Feedback. Es wurde festgestellt, dass Rückkopplung sehr nützlich ist, um Rauschen zu reduzieren und den Verstärkerbetrieb stabil zu machen.
Abhängig davon, ob das Rückmeldesignal aids oder opposes Für das Eingangssignal werden zwei Arten von Rückkopplungen verwendet.
Positives Feedback
Die Rückkopplung, bei der die Rückkopplungsenergie, dh entweder Spannung oder Strom, mit dem Eingangssignal in Phase ist und somit dessen Unterstützung unterstützt, wird als bezeichnet Positive feedback.
Sowohl das Eingangssignal und Rückkopplungssignal eine Phasenverschiebung von 180 os somit ein 360 machen o resultierende Phasenverschiebung um die Schleife, um schließlich in Phase mit dem Eingangssignal.
Obwohl das positive Feedback increases the gain des Verstärkers hat er die Nachteile wie
- Zunehmende Verzerrung
- Instability
Aufgrund dieser Nachteile wird die positive Rückkopplung für die Verstärker nicht empfohlen. Wenn die positive Rückkopplung ausreichend groß ist, führt dies zu Schwingungen, durch die Oszillatorschaltungen gebildet werden. Dieses Konzept wird im OSCILLATORS-Tutorial erläutert.
Negative Rückmeldung
Die Rückkopplung, bei der die Rückkopplungsenergie, dh entweder Spannung oder Strom, gegenüber dem Eingang phasenverschoben ist und sich daher dieser widersetzt, wird als bezeichnet negative feedback.
Bei negativer Rückkopplung führt der Verstärker eine Phasenverschiebung von 180 ° in die Schaltung ein, während das Rückkopplungsnetzwerk so ausgelegt ist, dass es keine Phasenverschiebung oder Nullphasenverschiebung erzeugt. Somit ist die resultierende Rückkopplungsspannung Vf um 180 ° phasenverschoben zum Eingangssignal V in .
Obwohl die gain des Gegenkopplungsverstärkers ist reducedEs gibt viele Vorteile von negativer Rückkopplung wie z
- Die Stabilität der Verstärkung wird verbessert
- Reduzierung der Verzerrung
- Geräuschreduzierung
- Erhöhung der Eingangsimpedanz
- Abnahme der Ausgangsimpedanz
- Erweiterung des Bereichs der gleichmäßigen Anwendung
Aufgrund dieser Vorteile wird in Verstärkern häufig eine negative Rückkopplung verwendet.