doc9. Sprzężenie zwrotne
download 
Reklamacja Transkrypt
9. Sprzężenie zwrotne
___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ 9. Sprzężenie zwrotne ___________________________________ ___________________________________ 1 Wojciech Wawrzyński – Wykład z przedmiotu Podstawy Elektroniki - wykład 9 ___________________________________ Sprzężenie zwrotne (feedback) jest to podanie części sygnału wyjściowego z układu na jego wejście Sygnały te są sumowane algebraicznie i ta kombinacja służy do sterowania układu. k – transmitancja wzmacniacza k β - transmitancja sprzężenia zwrotnego ___________________________________ X2 X in ___________________________________ X f X2 - sygnał wejściowy X1 Xin - sygnał sterujący Xf - sygnał zwrotny ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Xin = X1 + Xf transmitancja całego układu ze sprzężeniem zwrotnym kf kf X2 X2 X1 X in X f k 1 k 1 - kβ X2 X2 k Xf X f X 2 1 k X in 1 X in 1 X in X in X 2 - współczynnik sprzężenia zwrotnego Wojciech Wawrzyński – Wykład z przedmiotu Podstawy Elektroniki - wykład 9 2 ___________________________________ kf ___________________________________ k 1 k 1 - kβ - współczynnik sprzężenia zwrotnego ___________________________________ ___________________________________ Sprzężenie ujemne - gdy wzmocnienie układu maleje po zastosowaniu sprzężenia, tj. gdy Wtedy 1 k 1 Sprzężenie dodatnie - gdy wzmocnienie układu rośnie po zastosowaniu sprzężenia, tj. gdy Wtedy Warunek generacji drgań - gdy . kf k kf k 1 k 1 ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ 1 k 0 Wojciech Wawrzyński – Wykład z przedmiotu Podstawy Elektroniki - wykład 9 3 1 ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Ze względu na sposób połączenia bloków (czwórników) k i β na wejściu i wyjściu układu, rozróżnia się cztery układy sprzężenia zwrotnego: a) sprzężenie napięciowe - równoległe b) sprzężenie napięciowe - szeregowe c) sprzężenie prądowe - równoległe d) sprzężenie prądowe - szeregowe ZL- obciążenie Wojciech Wawrzyński – Wykład z przedmiotu Podstawy Elektroniki - wykład 9 4 ___________________________________ Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na właściwości wzmacniaczy ___________________________________ 1) Uniezależnienie wzmocnienia wzmacniacza ze sprzężeniem zwrotnym od wzmocnienia samego bloku wzmacniacza kf k 1 1 k 1 1 1 k 1 ___________________________________ ___________________________________ gdy k 1 ___________________________________ ___________________________________ wzm ___________________________________ 2) Zmniejszenie wrażliwości (sensitivity) wzmocnienia wzmacniacz ze sp.zw. . kf k k kf k 1 1 S f k kf k k f (1 k) 2 1 k k 5 Wojciech Wawrzyński – Wykład z przedmiotu Podstawy Elektroniki - wykład 9 ___________________________________ Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na właściwości wzmacniaczy c.d. ___________________________________ 3) Redukcja zniekształceń nieliniowych polepszająca liniowość wzmacniaczy wskaźnikiem wielkości zniekształceń - współczynnik zawartości harmonicznych w poniższym wzorze: indeks 1 – wartość skuteczna składowej podstawowej sygnału, indeksy wyższe - składowe harmoniczne h ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ U22 U23 ........ U2n U1 ___________________________________ ___________________________________ Na skutek działania ujemnego sprzężenia zwrotnego współczynnik zawartości harmonicznych w sygnale wyjściowym zmniejsza się zgodnie z: hf h 1 k Wojciech Wawrzyński – Wykład z przedmiotu Podstawy Elektroniki - wykład 9 6 2 ___________________________________ Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na właściwości wzmacniaczy c.d. ___________________________________ 4) Ujemne sprzężenie zwrotne wpływa na impedancję wejściową, wyjściową oraz wzmocnienie. ___________________________________ Można te parametry kształtować stosując odpowiedni układ. ___________________________________ ___________________________________ TYP SPR Z ĘŻ E NIA PARAMETR napięcioweszeregowe napięciowerównoległe prądoweszeregowe prądowerównoległe wzmocnienie napięciowe maleje bez zmian maleje bez zmian wzmocnienie prądowe bez zmian maleje bez zmian maleje impedancja wejściowa wzrasta maleje wzrasta maleje impedancja wyjściowa maleje maleje wzrasta wzrasta Wojciech Wawrzyński – Wykład z przedmiotu Podstawy Elektroniki - wykład 9 ___________________________________ ___________________________________ 7 ___________________________________ Wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego na właściwości wzmacniaczy c.d. 5) Ujemne sprzężenie zwrotne wpływa na kształtowanie charakterystyk częstotliwościowych wzmacniaczy – poszerza pasmo f = fg fd pole wzmocnienia GB (gain-bandwith product) pozostaje wartością stałą ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ GB = k 0 ( fg fd ) k 0f ( fgf fdf ) const ___________________________________ ma tu miejsce zamiana wzmocnienia na pasmo ___________________________________ ___________________________________ fgf fg (1 0 k 0 ) fdf fd (1 0 k 0 ) Ilustracja zachowania pola wzmocnienia wzmacniacza: a) wzmacniacz bez sprzężenia zwrotnego, b) wzmacniacz ze sprzężeniem zwrotnym ujemnym Wojciech Wawrzyński – Wykład z przedmiotu Podstawy Elektroniki - wykład 9 8 ___________________________________ Wpływ dodatniego sprzężenia zwrotnego na właściwości wzmacniaczy ___________________________________ ___________________________________ W układach analogowych stosowane rzadko. Przede wszystkim w generatorach dla podtrzymania wytwarzanych przebiegów ___________________________________ harmonicznych. W ograniczonym zakresie w układach wzmacniaczy, głównie w celu uzyskania dużej impedancji wyjściowej. ___________________________________ ___________________________________ W układach impulsowych wykorzystywane są właściwości forsujące dodatnich sprzężeń zwrotnych. Oznacza to, że stany elementów tych układów muszą ___________________________________ maksymalnie szybko zmieniać się z jednego stanu krańcowego do drugiego. Pokonywany jest w międzyczasie stan przejściowy, w którym obecność układu z punktu widzenia zastosowania jest niepożądana, ale konieczna z powodów czysto fizycznych. Wojciech Wawrzyński – Wykład z przedmiotu Podstawy Elektroniki - wykład 9 9 3
