next up previous
Következő : Impedancia-változások | Tartalomjegyzék | Elözö : Második fejezet : Bevezetés

A negatív visszacsatolás hatása az erősítésre

A 2.1.1. ábra azt a legegyszerűbb esetet mutatja, amikor egy erősítő kimenőjelének $\beta$ -szorosát visszavezetjük és a bemenőjelhez előjelesen hozzáadjuk. $\beta$ általában kisebb mint egy, mivel nagyon sokszor ez a hálózat egy egyszerű ellenállás-osztó. Eléggé érdekes eset, amikor egységnyi: ilyenkor a teljes kimenőjelet visszavezetjük és a bemenőjel és a kimenőjel közötti különbség vezérli az erősítőt. A visszacsatolás hatására az erősítő bemenetére jutó ún. vezérlőjel vagy nagyobb, vagy kisebb lesz, mint visszacsatolás nélkül lenne. Az előző esetet nevezzük pozitív visszacsatolásnak, az utóbbit negatívnak. (Az előjel függ tehát az erősítő fázisfordításától; a kis körrel jelzett összegezőtől, amely esetleg különbségképző; a $\beta$ hálózat előjelétol 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 egyszerűen kaphatjuk meg a visszacsatolt erősítőre vonatkozó erősítés 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 nevező lehet zérus, és eredményül végtelen nagy erősítést kapunk. Ezzel a látszólagos furcsasággal később, az oszcillátorok kapcsán foglalkozunk részletesebben. A negatív visszacsatolás mindig csökkenti az eredeti erősítés 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 erősítő változásai (pl. a hőmérséklet, vagy tápfeszültség hatására) relatíve sokkal kisebb mértékben érvényesülnek. Sot azt látjuk, hogy ha $\beta A \gg 1$, akkor az erősítést lényegében $1/\beta $ értékével szabhatjuk meg. Ez annyit jelent, hogy nagyon különböző áramerősítésű tranzisztorokból is lehet mondjuk tömeggyártás esetén egészen egyforma erősítésű rendszereket készíteni. Ezt a "trükköt" a biológia is eléggé kiaknázza.... (Két érdekes példát már láttunk. Az emitterkövető feszültségerősítése azért lesz közel egységnyi, mivel a teljes kimeneti feszültséget kivonjuk a bemenő feszültségből. Az emitterellenállást tartalmazó erősítő erősítése pedig azért lesz látszólag független a tranzisztor paraméterektől, mivel "elfeledkeztünk" arról, hogy ez csak akkor igaz, ha a rendszer $A\beta$ erősítése jóval nagyobb egynél, ami persze tranzisztor nélkül nem állhat fenn....) Érdekes jeleségre világít rá a 2.1.2. ábra. Itt azt látjuk, hogy az erősítő kimeneténél egy újabb jel érkezik a rendszerbe, ezt értelmezzük zavarjelnek. Ez a zavarjel különböző okokból állhat elő. Lehet, hogy a hálózati 50 Hz-es jelek tökéletlen egyenirányításából és szűréséből származó ún. "hálózati brumm". Az is előfordulhat, hogy a kimenőfokozatban a végerősítő tranzisztor már korántsem tekinthető 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 erősítés a hasznos jel erősítéséhez képest igen kicsiny. Azt is mondhatjuk, hogy a zavarjel ellenkező fázisban kerül vissza a bemenetre, így szinte kioltja sajátmagát. Ez is jelentős érdeme a negatív visszacsatolásnak.

next up previous
Következő : Impedancia-változások | Tartalomjegyzék | Elözö : Második fejezet : Bevezetés


1999-09-23