Következõ : Impedancia-változások | Tartalomjegyzék | Elözö : Második fejezet : Bevezetés

A negatív visszacsatolás hatása az erõsítésre

A 2.1.1. ábra azt a legegyszerûbb esetet mutatja, amikor egy erõsítõ kimenõjelének $\beta$ -szorosát visszavezetjük és a bemenõjelhez elõjelesen hozzáadjuk. $\beta$ általában kisebb mint egy, mivel nagyon sokszor ez a hálózat egy egyszerû ellenállás-osztó. Eléggé érdekes eset, amikor egységnyi: ilyenkor a teljes kimenõjelet visszavezetjük és a bemenõjel és a kimenõjel közötti különbség vezérli az erõsítõt. A visszacsatolás hatására az erõsítõ bemenetére jutó ún. vezérlõjel vagy nagyobb, vagy kisebb lesz, mint visszacsatolás nélkül lenne. Az elõzõ esetet nevezzük pozitív visszacsatolásnak, az utóbbit negatívnak. (Az elõjel függ tehát az erõsítõ fázisfordításától; a kis körrel jelzett összegezõtõl, amely esetleg különbségképzõ; a $\beta$ hálózat elõjelétol stb.)

$\displaystyle{u_{ki} = A u_v}$

$\displaystyle{u_v = u_{be}+\beta u_{ki}}$ $\displaystyle{A^\prime = {u_{ki}\over u_{be}} = {A\over 1-\beta A}}$

2.1.1. ábra

Viszonylag egyszerûen kaphatjuk meg a visszacsatolt erõsítõre vonatkozó erõsítés nagyságát. Különböztessük meg a pozitív és negatív visszacsatolásra vonatkozó összefüggéseket:

VISSZACSATOLÁS

pozitív: $\displaystyle{\quad A^\prime = {A\over 1-\beta A}}$ negatív: $\displaystyle{\quad A^\prime = {A\over 1+\beta A}}$

A pozitív visszacsatolásra vonatkozó képlet "veszélyes" - a nevezõ lehet zérus, és eredményül végtelen nagy erõsítést kapunk. Ezzel a látszólagos furcsasággal késõbb, az oszcillátorok kapcsán foglalkozunk részletesebben. A negatív visszacsatolás mindig csökkenti az eredeti erõsítés nagyságát. Ezt a csökkenést azonban érdemes tudomásul vennünk, elfogadnunk. Ugyanis:

$\begin{displaymath}{\Delta A^\prime \over A^\prime}={ 1\over 1-\beta A}{\Delta A\over A},\end{displaymath}$

$\begin{displaymath}\beta A \gg 1 \longrightarrow A^\prime \simeq {1\over \beta},\end{displaymath}$

így a visszacsatolás hatására a eredeti erõsítõ változásai (pl. a hõmérséklet, vagy tápfeszültség hatására) relatíve sokkal kisebb mértékben érvényesülnek. Sot azt látjuk, hogy ha $\beta A \gg 1$ , akkor az erõsítést lényegében $1/\beta$ értékével szabhatjuk meg. Ez annyit jelent, hogy nagyon különbözõ áramerõsítésû tranzisztorokból is lehet mondjuk tömeggyártás esetén egészen egyforma erõsítésû rendszereket készíteni. Ezt a "trükköt" a biológia is eléggé kiaknázza.... (Két érdekes példát már láttunk. Az emitterkövetõ feszültségerõsítése azért lesz közel egységnyi, mivel a teljes kimeneti feszültséget kivonjuk a bemenõ feszültségbõl. Az emitterellenállást tartalmazó erõsítõ erõsítése pedig azért lesz látszólag független a tranzisztor paraméterektõl, mivel "elfeledkeztünk" arról, hogy ez csak akkor igaz, ha a rendszer $A\beta$ erõsítése jóval nagyobb egynél, ami persze tranzisztor nélkül nem állhat fenn....) Érdekes jeleségre világít rá a 2.1.2. ábra. Itt azt látjuk, hogy az erõsítõ kimeneténél egy újabb jel érkezik a rendszerbe, ezt értelmezzük zavarjelnek. Ez a zavarjel különbözõ okokból állhat elõ. Lehet, hogy a hálózati 50 Hz-es jelek tökéletlen egyenirányításából és szûrésébõl származó ún. "hálózati brumm". Az is elõfordulhat, hogy a kimenõfokozatban a végerõsítõ tranzisztor már korántsem tekinthetõ lineáris karakterisztikájúnak és így az eredeti jel mellett annak felharmonikusai is megjelennek és e felharmonikusok a zavarjelek; stb.

$\displaystyle{u_{ki} = A u_v + u_z}$

$\displaystyle{u_v = u_{be}+\beta u_{ki}}$

$\displaystyle{u_{ki} = {A\over 1-\beta A}u_{be}+ {1\over 1-\beta A}u_z}$

2.1.2. ábra

Jól látszik, hogy zavarjelre vonatkozó erõsítés a hasznos jel erõsítéséhez képest igen kicsiny. Azt is mondhatjuk, hogy a zavarjel ellenkezõ fázisban kerül vissza a bemenetre, így szinte kioltja sajátmagát. Ez is jelentõs érdeme a negatív visszacsatolásnak.

Következõ : Impedancia-változások | Tartalomjegyzék | Elözö : Második fejezet : Bevezetés

1999-09-23