Sprzężenie zwrotne wzmacniaczy

Obwód wzmacniacza po prostu zwiększa siłę sygnału. Ale wzmacniając, po prostu zwiększa siłę sygnału wejściowego, niezależnie od tego, czy zawiera informacje, czy też jakiś szum wraz z informacją. Ten szum lub jakieś zakłócenie jest wprowadzane do wzmacniaczy z powodu ich silnej tendencji do wprowadzaniahumz powodu nagłych zmian temperatury lub rozproszonych pól elektrycznych i magnetycznych. Dlatego każdy wzmacniacz o dużym wzmocnieniu ma tendencję do generowania szumu wraz z sygnałem na wyjściu, co jest bardzo niepożądane.

Poziom szumów w obwodach wzmacniacza można znacznie zmniejszyć stosując negative feedback odbywa się poprzez wprowadzenie ułamka wyjścia w fazie przeciwnej do sygnału wejściowego.

Zasada działania wzmacniacza sprzężenia zwrotnego

Wzmacniacz sprzężenia zwrotnego zazwyczaj składa się z dwóch części. Oni sąamplifier i feedback circuit. Obwód sprzężenia zwrotnego zwykle składa się z rezystorów. Koncepcję wzmacniacza sprzężenia zwrotnego można zrozumieć na poniższym rysunku.

Z powyższego rysunku, wzmocnienie wzmacniacza jest reprezentowane jako A. wzmocnienie wzmacniacza to stosunek napięcia wyjściowego V _o do napięcia wejściowego V _i . sieć sprzężenia zwrotnego wydziela napięcie V _f = β V _o z wyjścia V _o wzmacniacza.

Napięcie to dodaje się do dodatniego sprzężenia zwrotnego i odejmuje ujemnego sprzężenia zwrotnego, na podstawie napięcia sygnału V _s . Teraz,

$$ V_i = V_s + V_f = V_s + \ beta V_o $$

$$ V_i = V_s - V_f = V_s - \ beta V_o $$

Wielkość β = V _f / V _o nazywana jest stosunkiem sprzężenia zwrotnego lub ułamkiem sprzężenia zwrotnego.

Rozważmy przypadek negatywnej opinii. Wyjście V _o musi być równe napięciu wejściowemu (V _s - βV _o ) pomnożonemu przez wzmocnienie A wzmacniacza.

W związku z tym,

$$ (V_s - \ beta V_o) A = V_o $$

Lub

$$ A V_s - A \ beta V_o = V_o $$

Lub

$$ A V_s = V_o (1 + A \ beta) $$

W związku z tym,

$$ \ frac {V_o} {V_s} = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$

Niech A _f będzie ogólnym wzmocnieniem (wzmocnieniem ze sprzężeniem zwrotnym) wzmacniacza. Jest to definiowane jako stosunek napięcia wyjściowego V _o do przyłożonego napięcia sygnałowego V _s , tj.

$$ A_f = \ frac {Wyjście \: napięcie} {Wejście \: sygnał \: napięcie} = \ frac {V_o} {V_s} $$

Zatem z powyższych dwóch równań możemy zrozumieć, że

Równanie wzmocnienia wzmacniacza sprzężenia zwrotnego, z ujemnym sprzężeniem zwrotnym jest podane przez

$$ A_f = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$

Równanie wzmocnienia wzmacniacza sprzężenia zwrotnego, z dodatnim sprzężeniem zwrotnym jest podane przez

$$ A_f = \ frac {A} {1 - A \ beta} $$

Są to standardowe równania do obliczania wzmocnienia wzmacniaczy sprzężenia zwrotnego.

Rodzaje informacji zwrotnych

Proces wstrzykiwania ułamka energii wyjściowej jakiegoś urządzenia z powrotem do wejścia jest znany jako Feedback. Stwierdzono, że sprzężenie zwrotne jest bardzo przydatne w redukcji szumów i zapewnianiu stabilnej pracy wzmacniacza.

W zależności od tego, czy sygnał zwrotny aids lub opposes sygnał wejściowy, stosowane są dwa rodzaje sprzężeń zwrotnych.

Pozytywne opinie

Sprzężenie zwrotne, w którym energia sprzężenia zwrotnego, tj. Napięcie lub prąd, jest w fazie z sygnałem wejściowym, a zatem wspomaga je jako Positive feedback.

Zarówno sygnał wejściowy, jak i sygnał sprzężenia zwrotnego wprowadza przesunięcie fazowe o 180 ^o, powodując w ten sposób 360 ^o wynikowe przesunięcie fazowe wokół pętli, aby ostatecznie być w fazie z sygnałem wejściowym.

Chociaż pozytywne opinie increases the gain wzmacniacza ma takie wady jak

• Rosnące zniekształcenia
• Instability

Z powodu tych wad nie zaleca się stosowania pozytywnego sprzężenia zwrotnego dla wzmacniaczy. Jeśli dodatnie sprzężenie zwrotne jest wystarczająco duże, prowadzi to do oscylacji, w wyniku których powstają obwody oscylatora. Ta koncepcja zostanie omówiona w samouczku OSCILLATORS.

Negatywne opinie

Sprzężenie zwrotne, w którym energia sprzężenia zwrotnego, tj. Napięcie lub prąd jest poza fazą z wejściem, a tym samym przeciwdziała mu, nazywa się negative feedback.

W ujemnego sprzężenia zwrotnego wzmacniacz wprowadza się przesunięcie fazowe 180 ^O do obwodu sprzężenia zwrotnego, podczas gdy sieć jest tak zaprojektowana, że nie wytwarza przesunięcie fazowe lub przesunięcie fazy zerowej. Zatem wypadkowe napięcie sprzężenia zwrotnego V _f jest przesunięte w fazie ^o 180 ^o z sygnałem wejściowym V _in .

Chociaż gain wzmacniacza z ujemnym sprzężeniem zwrotnym reduced, istnieje wiele zalet negatywnych opinii, takich jak

• Poprawiona stabilność wzmocnienia
• Redukcja zniekształceń
• Redukcja hałasu
• Wzrost impedancji wejściowej
• Zmniejszenie impedancji wyjściowej
• Zwiększenie zakresu jednolitego zastosowania

To właśnie ze względu na te zalety we wzmacniaczach często stosuje się ujemne sprzężenie zwrotne.