A visszacsatolási hurok frekvenciaválaszai
Eddig feltételeztük, hogy a visszacsatoló hurok lapos frekvenciaválaszral rendelkezik, ez a feltevés akkor igaz, ha visszacsatoló hurokként egy rezisztív feszültségelosztót használunk. Néha azonban szükségessé válik, hogy módosítsa a frekvenciamenet az erősítő (például abban az esetben, differenciáló vagy integrátor) vagy visszacsatoló áramkör stabilitásának növelésére különbözet szerinti szabályozás. Megjegyezzük, hogy az ilyen esetekben alkalmazható a Bode diagram együttható minden visszacsatolási hurkokat, és nem grafikus megváltoztatja az erősítő erősítésének során nyílt hurokban. Röviden, az ideális esetben a nyereség görbe zárt visszajelzést a frekvencia görbe metszi a nyitott nyereség a visszacsatolás szögben 6 dB / oktáv. Ennek eléréséhez nagyon gyakran, például hagyományos invertáló és nem invertáló erősítők esetén egy kis kondenzátor (több picofarad) kapcsolódik párhuzamosan a visszacsatoló ellenállással. Az 1. ábrán. 4,89 példa egy ilyen rendszerre és a megfelelő Bode diagramra.
Ha a frekvencia jellemző visszacsatoló áramkör vízszintes, akkor az erősítő lenne a határán instabilitás, mert a metszéspont a kanyarokban való kölcsönös hajlandóság lenne 12 dB / oktáv. A kondenzátor 6 dB / oktáv szögben biztosítja a görbék metszéspontját, így garantálja az áramkör stabilitását. Különösen fontos, hogy ne felejtsük el ezt a differenciálódás kifejlesztésénél, mivel egy ideális differenciátorban a zárt visszacsatoló hurokkal rendelkező amplifikációs tényező 6 dB / oktáv emelkedéssel növekszik; Néhány közbenső frekvencián meg kell gyengíteni az áramkör differenciálási tulajdonságait, és nagy frekvenciákon a 6dB / oktáv lejtésű nyereség csökkenését kell biztosítani. Az integrátorok ebben a tekintetben nem okoznak problémát, mivel maguk is csökkentik a nyereséget - 6 dB / oktáv. Szükséges nagyon keményen próbálkozni az auto-oscillációk okozásában az integrátorban!
Javítás alapján a Miller hatását, megvan az az előnye, hogy kevéssé érzékenyek a feszültség erősítés a hőmérséklet vagy a technológiai terjedését nyereség értéke: minél nagyobb a nyereség, annál kifejezettebb a visszacsatoló kondenzátor és minél több eltolt karakterisztika Az alacsony frekvenciájú és az egységerősítésnek megfelelő frekvencia változatlan marad. Ebben az esetben a 3 dB pontnak megfelelő frekvencia, amelyből a korrekciót alkalmazzák, nem állandó, de a frekvencia ténylegesen rögzített. amelyben a jellemzők metszi a mértékegység tengelyét (4.86. ábra).
Néhány erősítő egy másik lehetőséget kínál: egy olyan "korrigált" áramkör, amely nem igényel külső korrekciós elemeket olyan áramkörökben, amelyeknél az erősítés nagyobb, mint az egység. Például, hogy széles körben elérhető pontosság op-amp típusú OR-27 alacsony zajszint (rendszerek ját egység erősítés) két „megtisztítva” változat program - ez OS típusú PR-37 (minimum nyereség egyenlő 5), 7-szer több gyors mint a korrigált és OS típusú HA-5147 (minimum nyereség 10), 15-szer több gyors.
Példa: 60 Hz-es frekvenciaváltó. Nem korrigált OS biztosítja a képességét, hogy módosítsa a korrekciós áramkör úgy, hogy a probléma könnyen megoldható, hozzon létre további fáziseltolódásra adódó mellékhatások miatt visszacsatoló áramkör elemei. Az 1. ábrán. A 4.90 jó példa. Ez az alacsony frekvenciájú erősítő kialakítva, hogy befogadja a váltakozó feszültség egy amplitúdója 115 V-os szinuszos bemeneti jelet 60 Hz frekvenciájú (előállítható a leírt séma Sec. 8.31). Az OP-AMP együtt R2, R3 ellenállások alkotnak feszültség erősítőt, amelynek 100 - szeres növekedés; Továbbá az erősítőként használni a viszonylag kis együtthatója „nyitott” nyereség, ha az egész áramkört fedi az általános visszacsatolás. DU kimenet vezérli a push-pull kimenet, betöltve a primer tekercs a transzformátor. Circuit közös alacsony frekvenciájú visszajelzést kimenetére csatlakoztatott transzformátor keresztül az R10 ellenálláson és egy kis torzítás és stabil kimeneti feszültség változik a terhelési áram. A jelenléte nagyon nagy fáziseltolódás a transzformátor nagyfrekvenciás vezet bevezetésének szükségességét, további nagyfrekvenciás visszacsatoló áramkör a kondenzátor C3. csatlakozik a transzformátor kisfeszültségű tekercseléséhez. Az R9 és R10 ellenállásokat úgy választják meg, hogy megfeleljenek a visszacsatolás mélységének minden frekvencián. Annak ellenére, hogy nagyfrekvenciás működtető áramkör közvetlenül csatlakozik egy push pull kimenet, még mindig van fáziseltolódások okozta reaktív terhelés (transzformátor primer tekercse) a kimeneti tranzisztorok. Diagram rendelkezik elegendő stabilitással is jelenlétében reaktív kimeneti terhelés, a feszültség 115 V, az OS-hez túlzott korrekció kondenzátoron keresztül a 82 pF (helyesbítéséhez egység erősítés elegendő egy 30 pF) és a kapcsolódó korlátozása sávszélesség nem Fontos - az áramkört alacsony frekvenciákon használják.
Ábra. 4.90. Kimeneti erősítő tápfeszültség 50 Hz frekvenciával.
A bemutatott áramkör egy kompromisszumos megoldás példája, mivel ideális esetekben kívánatos a lehető legtöbb hurokerősítés a stabil kimeneti feszültség biztosítása érdekében, amely stabil a terhelés áramában bekövetkező változásokra. Azonban a nagy hurokerősítés fokozza az erősítő hajlamát az öncsillapításra, különösen ha reaktív terhelést alkalmaz. Ez annak köszönhető, hogy a reaktív terhelés a transzformátor végső kimeneti impedanciájával kombinálva további fáziseltolódást okoz az alacsony frekvenciájú visszacsatolás hurokjában. Mivel ez az áramkör célja a teleszkóp szinkronmotorjainak vezérlése (ami nagyon induktív terhelés), az operációs rendszer hurokátviteli tényezője különösen kicsi. Az AC kimeneti feszültség függősége a terhelésen a 3. ábrán látható. 4.91. A görbe alapján az áramkör jó (de nem túl magas) feszültségstabilizációt biztosít.
Alacsony frekvenciájú auto-oscillációk. Az interstag AC kapcsolással rendelkező visszacsatoló erősítőknél a fenntarthatósági problémák a legalacsonyabb frekvencián is előfordulhatnak. Ezek egy olyan fejlett fázissorrend felhalmozódásával járnak együtt, amely több szakaszból álló erősítőben fordulhat elő, kondenzátorokkal összekötve egymással. Minden levezetőkondenzátor kombinálva a bemeneti impedancia által okozott keverési áramkörök és más hasonló elemek az erősítő áramkör létrehoz egy fáziseltolódás előmozdításában a kisfrekvenciájú részét a jellemző, amely a frekvenciája megfelel a pont - 3 dB, egyenlő 45 °. és alacsonyabb frekvenciákon megközelíti a 90 ° -ot. Ha az OC áramkörnek elegendő átviteli tényezője van, akkor az áramkörben alacsony frekvenciájú rezgések fordulhatnak elő, amit néha motorcsónak zajnak neveznek - "motorcsónak". Jelenleg, amikor mindig lehetséges az egyenáramú csatlakozásokkal rendelkező erősítők használata, az alacsony frekvenciájú ön-oszcilláció szinte soha nem fordul elő a gyakorlatban. Azok, akik hosszú ideje részt vettek az elektronikában, valószínűleg ezekkel a jelenségekkel szembesültek a múltban.