Umpan Balik Amplifier
Sirkuit penguat hanya meningkatkan kekuatan sinyal. Tetapi saat memperkuat, itu hanya meningkatkan kekuatan sinyal inputnya apakah itu berisi informasi atau beberapa gangguan bersama dengan informasi. Kebisingan ini atau beberapa gangguan diperkenalkan di amplifier karena kecenderungannya yang kuat untuk mengenalkanhumkarena perubahan suhu mendadak atau medan listrik dan magnet yang menyimpang. Oleh karena itu, setiap penguat high gain cenderung mengeluarkan noise seiring dengan sinyal pada keluarannya, yang sangat tidak diinginkan.
Tingkat kebisingan di sirkuit penguat dapat dikurangi secara signifikan dengan menggunakan negative feedback dilakukan dengan menyuntikkan sebagian kecil output dalam oposisi fasa ke sinyal input.
Prinsip Penguat Umpan Balik
Penguat umpan balik umumnya terdiri dari dua bagian. Mereka adalahamplifier dan feedback circuit. Rangkaian umpan balik biasanya terdiri dari resistor. Konsep penguat umpan balik dapat dipahami dari gambar berikut.
Dari gambar di atas, gain penguat direpresentasikan sebagai A. gain penguat adalah rasio tegangan output V o ke tegangan input V i . jaringan umpan balik mengekstraksi tegangan V f = β V o dari output V o penguat.
Tegangan ini ditambahkan untuk umpan balik positif dan dikurangi untuk umpan balik negatif, dari tegangan sinyal V s . Sekarang,
$$ V_i = V_s + V_f = V_s + \ beta V_o $$
$$ V_i = V_s - V_f = V_s - \ beta V_o $$
Besaran β = V f / V o disebut rasio umpan balik atau fraksi umpan balik.
Mari kita pertimbangkan kasus umpan balik negatif. Output V o harus sama dengan tegangan input (V s - βV o ) dikalikan dengan gain A dari penguat.
Karenanya,
$$ (V_s - \ beta V_o) A = V_o $$
Atau
$$ A V_s - A \ beta V_o = V_o $$
Atau
$$ A V_s = V_o (1 + A \ beta) $$
Karena itu,
$$ \ frac {V_o} {V_s} = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$
Misalkan A f adalah penguatan keseluruhan (penguatan dengan umpan balik) dari penguat. Ini didefinisikan sebagai rasio tegangan keluaran V o ke tegangan sinyal yang diterapkan V s , yaitu,
$$ A_f = \ frac {Keluaran \: voltase} {Input \: sinyal \: voltase} = \ frac {V_o} {V_s} $$
Jadi, dari dua persamaan di atas, kita dapat memahami bahwa,
Persamaan penguatan penguat umpan balik, dengan umpan balik negatif diberikan oleh
$$ A_f = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$
Persamaan penguatan penguat umpan balik, dengan umpan balik positif diberikan oleh
$$ A_f = \ frac {A} {1 - A \ beta} $$
Ini adalah persamaan standar untuk menghitung penguatan penguat umpan balik.
Jenis Masukan
Proses menyuntikkan sebagian kecil energi keluaran dari beberapa perangkat kembali ke masukan dikenal sebagai Feedback. Telah ditemukan bahwa umpan balik sangat berguna dalam mengurangi kebisingan dan membuat operasi penguat stabil.
Tergantung apakah sinyal umpan balik aids atau opposes sinyal masukan, ada dua jenis umpan balik yang digunakan.
Kritik yang baik
Umpan balik di mana energi umpan balik yaitu, baik tegangan atau arus berada dalam fase dengan sinyal input dan dengan demikian membantunya disebut sebagai Positive feedback.
Kedua sinyal masukan dan umpan balik memperkenalkan sinyal pergeseran fasa 180 o sehingga membuat 360 o pergeseran fasa yang dihasilkan sekitar loop, menjadi akhirnya dalam fase dengan sinyal input.
Padahal umpan baliknya positif increases the gain dari penguat, ia memiliki kelemahan seperti
- Meningkatkan distorsi
- Instability
Karena kekurangan ini, umpan balik positif tidak direkomendasikan untuk amplifier. Jika umpan balik positif cukup besar, itu mengarah pada osilasi, yang dengannya rangkaian osilator terbentuk. Konsep ini akan dibahas dalam tutorial OSILATOR.
Umpan Balik Negatif
Umpan balik di mana energi umpan balik yaitu, tegangan atau arus keluar dari fase dengan input dan dengan demikian menentangnya, disebut sebagai negative feedback.
Dalam umpan balik negatif, penguat memperkenalkan pergeseran fasa 180 o ke dalam sirkuit sedangkan jaringan umpan balik didesain sedemikian rupa sehingga tidak menghasilkan pergeseran fasa atau pergeseran fase nol. Jadi tegangan umpan balik resultan V f adalah 180 o keluar fasa dengan sinyal masukan V in .
Meskipun gain penguat umpan balik negatif reduced, ada banyak keuntungan dari umpan balik negatif seperti
- Stabilitas keuntungan ditingkatkan
- Pengurangan distorsi
- Pengurangan kebisingan
- Peningkatan impedansi masukan
- Penurunan impedansi keluaran
- Peningkatan kisaran aplikasi seragam
Karena kelebihan ini, umpan balik negatif sering digunakan dalam amplifier.