Pengiraan penguat dengan maklum balas. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Pengiraan penguat dengan maklum balas. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Radio amatur pemula

Komen artikel

Maklum Balas (FB) digunakan secara meluas dalam amplifier. OS membolehkan anda meningkatkan parameternya dengan ketara, dan dalam beberapa kes mencipta peranti baharu berdasarkan penguat - pencetus, penjana, dsb. Litar umum penguat dengan OS ditunjukkan dalam rajah. 55.

Pengiraan penguat dengan maklum balas

Isyarat input Uc dan isyarat OS Uoc disalurkan ke penambah A1 dan kemudian ke penguat A2 dengan pekali pemindahan Ko (biasanya Kc>>1). Isyarat daripada keluaran penguat Uo melalui litar maklum balas dengan keuntungan p (biasanya p<<1), membentuk isyarat maklum balas Uoc. Mari kita anggap bahawa penguat mahupun litar maklum balas tidak memperkenalkan peralihan fasa. Kemudian, untuk kes penjumlahan isyarat dalam A1, kita boleh menulis Uo = (Uc + UoC)Ko. Pada masa yang sama, Uoc = βUo. Menggantikan, kami dapati keuntungan keseluruhan peranti K:

Uo = UC.Ko(1-Koβ),

K = Uo/Uc = Ko/(1-Koβ).

Kami melihat bahawa keuntungan meningkat dan, pada Koβ = 1, pergi ke infiniti. Dan ini bermakna pengujaan diri - penguat menjadi penjana. OS jenis ini dipanggil positif (POS), ia sering digunakan untuk mencipta penjana, penjana semula, dan peranti yang serupa. Dalam penguat frekuensi audio (UZCH), ia hampir tidak pernah berlaku.

Sekarang mari kita tidak penjumlahan, tetapi penolakan isyarat dalam nod A1. Pengiraan tetap sama, tetapi tanda-tanda akan berubah dalam formula:

K = Uo/Uc = Ko/(1+Koβ).

Maklum balas telah menjadi negatif (NF) dan kini mengurangkan keuntungan. Nampaknya ini adalah kelemahan utamanya. Walau bagaimanapun, ia membuahkan hasil sepenuhnya dengan kualiti berguna OOS yang lain, dan mendapatkan keuntungan awal (Ko) yang besar dalam peranti transistor moden bukanlah masalah besar.

Sifat berguna pertama OOS ialah pengurangan herotan bukan linear. Tugas penguat adalah untuk mengeluarkan semula pada output salinan tepat isyarat input, tetapi dengan voltan dan / atau kuasa yang besar. Isyarat keluaran herot boleh diwakili sebagai jumlah isyarat tidak herot dan produk herotan. Yang terakhir tidak berada dalam isyarat input, tetapi ia pergi dari output ke input melalui litar maklum balas. Dan kerana ia adalah negatif, produk herotan yang datang daripada input, seolah-olah, mengimbangi diri mereka sendiri, dan bahagian mereka dalam isyarat keluaran berkurangan secara mendadak.

Satu lagi kualiti berguna OOS ialah penyamaan dan pengembangan tindak balas frekuensi penguat. Pada frekuensi di mana keuntungan lebih besar, pengaruh CNF, yang mengurangkan puncak keuntungan ini, juga menjadi lebih besar. Jika Koβ>>1, maka, seperti yang boleh dilihat daripada formula, K - 1/β.

Setelah melengkapkan litar OOS dalam bentuk pembahagi bebas frekuensi dua perintang, kami mendapat tindak balas frekuensi rata dalam julat frekuensi yang luas.

Terdapat kelebihan lain: jika isyarat OOS dikeluarkan dari output penguat secara selari dan digunakan pada input secara bersiri dengan isyarat input (dalam antifasa dengannya, supaya penolakan dilakukan), maka impedans keluaran penguat berkurangan , dan rintangan input meningkat.

Ini adalah teori OS yang paling primitif, seperti yang anda mungkin sudah meneka, sedikit sepadan dengan realiti. Ternyata tiada maklum balas negatif atau positif semata-mata dalam mana-mana julat frekuensi yang luas. Selain itu, NOS pada beberapa kekerapan boleh bertukar menjadi POS. Ini akan berlaku jika penguat memperkenalkan anjakan fasa menghampiri 180 °, dan isyarat maklum balas berada dalam fasa dengan input. Sekiranya terdapat keuntungan yang mencukupi, pada frekuensi itu penguat akan teruja sendiri, dan pepatah radio amatur lama akan menjadi kenyataan: "apabila anda membuat penguat, anda mendapat pengayun."

Ungkapan yang kami berikan tetap benar, tetapi dengan kaveat yang kecil, walaupun sangat penting - adalah perlu untuk menggantikan di dalamnya fungsi kompleks pekali pemindahan penguat itu sendiri Ko(jω) dan litar OS β(jω) . Kemudian hasilnya akan betul. Formula terakhir kini akan ditulis seperti berikut;

K(jω)=Ko(jω)/[1+β(jω)Ko(jω)].

Mari kita jelaskan apa yang telah dikatakan dengan contoh mudah. Biarkan terdapat peringkat penguatan transistor dengan keuntungan 100 (Gamb. 56).

Pengiraan penguat dengan maklum balas

Rantaian berat sebelah tidak ditunjukkan untuk kesederhanaan, walaupun rantaian OS sedia ada boleh digunakan untuk berat sebelah juga. Keuntungan kompleks penguat ditentukan oleh rantai RC, di mana R dibentuk oleh sambungan selari rintangan beban R1 dan rintangan pembahagi OS R2 + R3:

R = R1 (R2 + R3)/(R1 + R2 + R3),

dan kapasitansi C \u1d CXNUMX ialah jumlah kapasitans keluaran transistor, kapasitans pelekap dan kapasitansi kabel terlindung keluaran (jika ada). Jumlah keuntungan penguat melata dan litar RC didapati sebagai produk mereka:

Ko(jω) = 100-1/(1 + jωRC).

Kami melihat bahawa, bermula dari frekuensi tertentu ωc = 1/RC, modulus keuntungan berkurangan, dan kadar penurunannya ialah 2 kali untuk peningkatan dua kali ganda dalam kekerapan, atau 6 dB setiap oktaf. Tindak balas frekuensi (pergantungan modulus keuntungan pada frekuensi) penguat kami ditunjukkan pada skala logaritma dalam rajah. 57 garis nipis.

Pengiraan penguat dengan maklum balas

Mari kita keluarkan isyarat OS daripada keluaran penguat secara selari (lihat Rajah 56) dan, setelah melemahkannya dengan pembahagi dengan keuntungan bebas frekuensi β=R3/(R2+R3)=0,09, suapkannya ke input bersiri dengan isyarat masukan. OS adalah negatif kerana peringkat transistor menyongsangkan isyarat. Dengan kemasukan ini, OOS akan menurunkan output dan meningkatkan galangan input penguat sebanyak 1 + βKo, iaitu, 10 kali ganda. Kami mendapati keuntungan kompleks penguat dengan OOS

K(jω) = Ko(jω)/[1+β(jω)Ko(jω)] = 100/(1 + jωRC)[ 1+9/(1 + jωRC)] = 10/(1 + jωRC*) ,

di mana C* = C/10.

Apa yang kita nampak? Keuntungan jatuh sebanyak 10 kali dan menjadi sama dengan 10. Tetapi kekerapan potong bagi tindak balas frekuensi meningkat sebanyak 10 kali, yang bermaksud pengembangan lebar jalur penguat yang sama. Paparan carta modul | K(jω) | kekal sama, ia ditunjukkan oleh garis tebal dalam Rajah. 57. Tiada fenomena yang tidak diingini (pengujaan diri, puncak dalam tindak balas frekuensi) diperhatikan dalam penguat ringkas dengan OOS ini.

Perkara lain ialah apabila OOS meliputi beberapa lata. Contoh litar penguat tiga transistor praktikal dengan sambungan terus antara peringkat ditunjukkan dalam rajah. 58.

Pengiraan penguat dengan maklum balas

Dua transistor pertama beroperasi dalam mod "penghalang" yang dipanggil, apabila voltan asas adalah sama dengan voltan pengumpul dan 0,5 ... 0,6 V. Mod ini agak sesuai untuk menguatkan isyarat kecil. Peringkat keluaran (VT3) beroperasi secara normal dengan voltan pengumpul sama dengan separuh voltan bekalan.

Penstabilan mod ketiga-tiga lata dicapai dengan menggunakan maklum balas daripada output kepada input penguat melalui perintang R4.

Ia juga mencipta arus pincang yang diperlukan ke pangkalan transistor VT1. NFB digunakan selari dengan isyarat input, jadi impedans input penguat adalah rendah.

Selalunya dalam penguat seperti pengujaan diri diperhatikan pada frekuensi tinggi. Percubaan untuk menghapuskannya dengan menambah kapasitansi C1, C2, C3, sebagai peraturan, tidak berjaya - pengujaan menjadi lebih kuat, walaupun frekuensi penjanaan berkurangan. Sebabnya terletak tepat pada kapasitansi ini, dan kapasitansi interelektrod transistor adalah mencukupi untuk pengujaan. Perkara ini juga diburukkan oleh kemuatan input C4. Mari kita andaikan bahawa keempat-empat rantai R1C1-R4C4 mempunyai pemalar masa yang sama. Kemudian, pada kekerapan potong, mereka mengalihkan fasa sebanyak 45° setiap satu, dan secara keseluruhan sebanyak 180°.

Oleh itu, OOS pada kekerapan cutoff bertukar menjadi POS! Pengecilan isyarat oleh rantai pada frekuensi cutoff hanya 0.74 = 0,25, pembahagi yang dibentuk oleh perintang R4 dan rintangan input lata pada transistor VT1 membuat pengecilan yang agak besar, tetapi keuntungan boleh menjadi puluhan ribu. Walaupun keuntungan tidak mencukupi untuk pengujaan diri, puncak yang sama sekali tidak diperlukan muncul pada tindak balas frekuensi penguat dengan maklum balas pada frekuensi yang lebih tinggi, seperti ditunjukkan dalam Rajah. 59.

Pengiraan penguat dengan maklum balas

Puncak sedemikian akan kekal walaupun pada pemalar masa yang berbeza bagi semua litar RC (pengiraan yang tepat mesti dilakukan dengan mengambil kira sambungan selari rintangan input transistor VT2, VT3 dan perintang R1, R2). Ia akan berada pada kekerapan di mana jumlah peralihan fasa ke atas keseluruhan gelung penguat - litar OS menghampiri 180 °.

Bagaimana untuk menghilangkan kesan yang tidak menyenangkan ini? Hanya ada satu cara - untuk menjadikan keuntungan gelung (produk Cor) kurang daripada perpaduan pada frekuensi tersebut di mana OOS bertukar menjadi POS. Untuk ini, adalah mungkin, sebagai contoh, untuk meningkatkan kapasiti C4 dengan ketara. sekali gus menurunkan kekerapan potong rantai R4C4, dan, akibatnya, pekali penghantarannya pada frekuensi tinggi. Jika shunting input dengan kapasiti yang ketara adalah tidak diingini, perintang dengan rintangan beberapa kiloohms boleh disambungkan secara bersiri dengan C4 (rintangan R4 biasanya diukur dalam megaohm).

Dalam sesetengah kes, impedans keluaran rendah sumber isyarat boleh berfungsi sebagai perintang sedemikian; dalam kes ini, kapasitor C4 sedang berpisah. Penguat akan menjadi stabil apabila sumber isyarat disambungkan, tetapi akan teruja sendiri apabila ia dimatikan. Adalah lebih baik untuk membuat perintang R4 daripada dua yang disambungkan secara bersiri, dan menyambungkan kapasitor besar antara titik sambungan mereka dan wayar biasa.

Terdapat juga kaedah pembetulan frekuensi yang lebih canggih, contohnya, dengan bantuan pautan menyepadukan secara berkadar (Rajah 60). Rintangan perintang R2 (Rajah 60, a) dipilih beberapa kali kurang daripada rintangan R1, maka pekali pemindahan sama dengan perpaduan pada frekuensi rendah berkurangan kepada nilai R2 / (R1 + R2) pada frekuensi tinggi. Peralihan fasa mula-mula meningkat dengan peningkatan frekuensi, kemudian menurun dan menghampiri sifar pada frekuensi yang cukup tinggi. Pautan lain mempunyai ciri yang serupa (Rajah 60,b), tetapi galangan masukannya bersifat kapasitif dan berkurangan pada frekuensi tinggi.

Kesimpulannya, mari kita lihat bagaimana isu kestabilan diselesaikan dalam penguat operasi (op-amp), kerana ia mesti membenarkan operasi dengan 100% OOS (β = 1), dan keuntungan mereka sendiri Ko mencapai puluhan dan ratusan ribu. Sebagai peraturan, mereka cuba menjadikan semua peringkat op-amp sangat jalur lebar, hanya satu peringkat (biasanya ia juga memberikan keuntungan maksimum) dilakukan dengan frekuensi cutoff yang rendah, kadang-kadang juga menggunakan kapasitor pembetulan luaran (perhatikan kapasitor C1 dalam litar op-amp bab sebelumnya). Dalam kes ini, tindak balas frekuensi penguat dalam julat frekuensi yang sangat luas mempunyai cerun 6 dB setiap oktaf (lihat Rajah 57), dan anjakan fasa tidak melebihi 90 °.

Kami telah mempertimbangkan hanya penguat dengan sambungan terus antara peringkat, menguatkan isyarat frekuensi rendah sewenang-wenangnya, bermula dari arus terus. Dalam penguat dengan kapasitor gandingan, yang juga mempunyai frekuensi jalur laluan yang lebih rendah, dengan pengenalan maklum balas, puncak dalam tindak balas frekuensi di rantau frekuensi rendah boleh diperhatikan. Pengujaan diri dalam kes ini menunjukkan dirinya dalam bentuk "bunyi motor", "menitis", dan lain-lain. Dalam kes ini, adalah perlu untuk mengira anjakan fasa yang diperkenalkan oleh litar RC yang terdiri daripada kapasitor gandingan dan rintangan input peringkat berikutnya. Walau apa pun, adalah tidak diingini bahawa terdapat lebih daripada satu rantaian sedemikian di dalam gelung OS.

Jadi, mari kita rumuskan kesimpulan utama perkara di atas: penguat dengan maklum balas harus direka supaya keuntungan gelung adalah kurang daripada perpaduan pada frekuensi tersebut di mana peralihan fasa dalam gelung melebihi 90 dan menghampiri 180 °. Secara lebih terperinci, dan pada tahap yang lebih tinggi, isu yang dibincangkan dibincangkan dalam artikel oleh S. Ageev "Pertimbangan Reka Bentuk untuk Penguat Maklum Balas Biasa"dalam "Radio", 2003, No. 4, ms. 16-19. Terdapat juga pautan ke sumber primer.

Pengarang: V.Polyakov, Moscow

Lihat artikel lain bahagian Radio amatur pemula.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Dell Latitude 2100 Education Netbook 25.07.2009

Netbook Latitud 2100 dengan skrin 10 inci, menurut pengeluar Dell, direka terutamanya untuk institusi pendidikan. Peranti ini disertakan dalam perumah bergetah yang cukup tahan lasak dan lebih tahan renjatan daripada rakan sejawatannya.

Selain itu, Dell Latitude 2100 menampilkan paparan skrin sentuh dan papan kekunci tahan bakteria, yang amat penting kerana ia akan digunakan oleh kanak-kanak.

Berita menarik lain:

▪ Daging lembu marmar dicetak pada pencetak 3D

▪ iPhone seterusnya akan mendapat perubahan terbesar

▪ Radio dalam talian muzik dan stesen radio Apple Beats 1

▪ 5 W DC-DC penukar TRACO TDN 5WI

▪ Kota itu tenggelam di bawah beban manusia

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Bateri, pengecas. Pemilihan artikel

▪ artikel Tidak mustahil bagi kita. Ungkapan popular

▪ artikel Mengapa wanita zaman pertengahan memakai bulu marten dan cerpelai? Jawapan terperinci

▪ artikel Kurator muzium. Deskripsi kerja

▪ artikel Arahan am untuk mewarna kulit biri-biri dan bulu. Resipi dan petua mudah

▪ artikel Bekalan kuasa tanpa pengubah kunci. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web