Передаточная функция цепи с обратной связью





ЦЕПИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

 

В большинстве электронных схем используется обратная связь, когда часть электромагнитной энергии с выхода устройства поступает обратно на его вход. Обратный путь прохождения сигнала осуществляется с помощью специальной цепи обратной связи. Использование обратной связи (ОС) приводит к возникновению новых практически важных свойств в электронных схемах и позволяет осуществлять температурную стабилизацию характеристик устройства, уменьшать нелинейные искажения и т.д.

 

Передаточная функция цепи с обратной связью

Любую цепь с ОС можно представить состоящей из основной цепи с передаточной функцией H0(p) и цепи ОС с передаточной функцией B(p)

(рис. 1.).

Рис. 1.

 

Основная цепь, как правило, является усилителем, а цепь ОС – пассивной линейной электрической цепью. На входе цепи с ОС осуществляется суммирование входного напряжения и напряжения ОС. Определим общую функцию передачи цепи с ОС H(p)=UВЫХ (p) / UВХ (p). Для этого в соответствии с рис. 1 запишем два уравнения:

 

U1(p)=UВХ(p)+UОС(p)= UВХ (p)+ UВЫХ (p)×В(p),

UВЫХ(p)= U1 (p)×H0 (p)= UВХ(p)×H0 (p)+ UВЫХ (p)×H0 (p)×В(p).

 

Из последнего уравнения найдем функцию передачи цепи с ОС:

 

. (1)

 

В соответствии с полученным соотношением (1) функция передачи цепи с ОС H(p) зависит как от функции передачи основной цепи, так и от функции передачи цепи ОС. Поэтому, изменяя только цепь ОС, которая, как правило, является более простой, чем цепь усилителя, можно добиться изменения в нужную сторону характеристик всей системы.

Для режима гармонических колебаний необходимо рассматривать комплексную функцию передачи

 

. (2)

 

Если на заданной частоте w модуль знаменателя функции передачи |1-H0(jw)×B(jw) | > 1, то введение ОС уменьшает коэффициент передачи усилителя и, следовательно, амплитуду выходного сигнала. Такую ОС принято называть отрицательной.

В противном случае, когда |1-H0(jw)×B(jw) | < 1, ОС называется положительной. Следует иметь в виду, что положительная ОС может привести к неустойчивости системы, так как при условии |1-H0(jw)×B(jw) | < 1 возможен случай, когда на некоторой частоте знаменатель (2) обращается в нуль, т.е. (1 - H0(jw)×B(jw) ) =0. Это приведет к бесконечно большому коэффициенту усиления системы и к ее самовозбуждению на этой частоте от малейших флуктуаций и наводок.

Произведение H0(jw)×B(jw)=W(jw), входящее в (2), представляет собой комплексную передаточную функцию усилителя и цепи ОС при условии, что обратная связь разорвана. Функцию W(jw) называют передаточной функцией по петле ОС или петлевым усилением. Если предположить, что |W(jw)| >> 1, что соответствует глубокой отрицательной ОС, то функция передачи:

. (3)

 

Таким образом, при принятом предположении общая функция передачи не зависит от функции передачи H0(jw) основной цепи (усилителя) и равна обратному коэффициенту передачи цепи ОС со знаком минус. Поэтому исключается, а точнее значительно ослабляется, влияние нестабильности, а также нелинейных искажений основной цепи при усилении сигналов в усилителях с отрицательной ОС.

 





Читайте также:
Пример оформления методической разработки: Методическая разработка - разновидность учебно-методического издания в помощь...
Эталон единицы силы электрического тока: Эталон – это средство измерения, обеспечивающее воспроизведение и хранение...
Фразеологизмы и их происхождение: В Древней Греции жил царь Авгий. Он был...
Конфликтные ситуации в медицинской практике: Наиболее ярким примером конфликта врача и пациента является...

Рекомендуемые страницы:


Поиск по сайту

©2015-2021 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Обратная связь
0.086 с.