Podstawy Elektroniki W5 Etk i AiR

Pomocnicze zestawienia i uwagi do Ujemnego Sprzężenia Zwrotnego (USZ).

Tab. 1. Przeliczenie transmitancji nieobciążonego czwórnika, bez USZ: wyj. napięciowe - rozwarcie, wyj. prądowe - zwarcie.
mnożniki do przekształcania transmit. ↵	np. wzm. operacyjny kuo × ↓	kzo × ↓	np. tranz. unipolarny kyo × ↓	np. tranz. bipolarny kio × ↓
kuo ← =	1	(Zi)^−^1	Zo	Zo /Zi
kzo ← =	Zi	1	Zi Zo	Zo
kyo ← =	(Zo)^−^1	(Zi Zo)^−^1	1	(Zi)^−^1
kio ← =	Zi /Zo	(Zo)^−^1	Zi	1

Zalecam dołączenie tej strony do notatek wykładowych „Podstawy Elektroniki 2”.

A. Tabele 1 i 2 umożliwiają formalne przekształcenie transmitancji k opisującej czwórnik, w celu dostosowania do typu USZ, które zapniesz na czwórniku.

B. W zależności od stopnia obciążenia wyjścia czwórnika k , także wejściem bloku β posłuż się tab. 1 lub 2.

C. Przeliczenie transmitancji „nieobciążonej” na „obciążoną” zależy od zdefiniowanego rodzaju sygnału wyj.: gdy wyjście napięciowe (transmitancje k_uo , k_zo),

zawsze dzielnik napięcia wyj.

Tab. 2. Przeliczenie transmitancji czwórnika bez USZ obciążonego na wyjściu impedancją ZL .
mnożniki do przekształcania transmit. ↵	ku × ↓	kz × ↓	ky × ↓	ki × ↓
ku ← =	1	(Zi)^−^1	ZL	ZL /Zi
kz ← =	Zi	1	Zi ZL	ZL
ky ← =	(ZL)^−^1	(Zi ZL)^−^1	1	(Zi)^−^1
ki ← =	Zi /ZL	(ZL)^−^1	Zi	1
Zauważ, że w stosunku do tab.1 na miejsce wyj. Zo weszła ZL obciążenia.

i

gdy wyjście prądowe (transmitancje k_io , k_yo),

zawsze dzielnik prądu wyj.

i

Tab. 3. Wpływ pętli USZ na parametry robocze wynikowego czwórnika; F - różnica zwrotna.
Parametr: „z USZ” do „bez USZ”.	typ USZ (pierwszy człon nazwy - wyj.)
		napięciowo- szeregowe	napięciowo- równoległe	prądowo- szeregowe	prądowo- równoległe
Zif /Zi	F	F^−^1	F	F^−^1
Zof /Zo	F^−^1	F^−^1	F	F
kuf /ku	F^−^1	1	F^−^1	1
kzf /kz	1	F^−^1	1	F^−^1
kyf /ky	F^−^1	1	F^−^1	1
kif /ki	1	F^−^1	1	F^−^1

D. Podstawowa zależność sprzężenia zwrotnego
obowiązuje dla wszystkich trzech wersji tej samej transmitancji, np. k_uo , k_u , k_uef , przykładowo
i
.

E. Podstawowa wielkość, określająca stopień (głębokość) USZ to tzw. różnica zwrotna,
; im większa, tym mocniejsze USZ, mniejszy wpływ czwórnika k na wypadkową k_f :

i stąd
.

Spróbuj samodzielnie wyprowadzić zależność względnej zmiany k_f spowodowanej względnymi zmianami transmitancji bloków k₁ i k₂ , tworzącymi blok k ≈ k₁⋅k₂ , jak w punkcie F. Wskazówka: należy wyznaczyć pochodne cząstkowe ∂k_f /∂k₁ i ∂k_f /∂k₂ a następnie przekształcić je w zmiany względne.

F. Zakłócenia (sygnały niepożądane) wchodzące na wejście główne są wzmacniane tak samo jak sygnał użyteczny. Im bliżej wyjścia bloku k jest źródło zakłóceń (np. nieliniowy blok, blok wrażliwy na niestabilizowane zasilanie, blok „łapiący” zakłócenia z otoczenia) tym mocniej, przy silnym USZ jest tłumiony taki sygnał w stosunku do sygnału użytecznego. Gdy np. blok k składa się z dwóch odrębnych k₁ , k₂ i zakłócenia X_d dostają się między nie, to przy USZ sygnał wejściowy X_i jest wzmacniany
razy, a zakłócenie
, czyli k₁ razy mniej.

Dr inż. Piotr Madej