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 kuo , kzo),
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 kio , kyo),
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. kuo , ku , kuef , przykładowo
i
.
E. Podstawowa wielkość, określająca stopień (głębokość) USZ to tzw. różnica zwrotna,
; im większa, tym mocniejsze USZ, mniejszy wpływ czwórnika k na wypadkową kf :
i stąd
.
Spróbuj samodzielnie wyprowadzić zależność względnej zmiany kf spowodowanej względnymi zmianami transmitancji bloków k1 i k2 , tworzącymi blok k ≈ k1⋅k2 , jak w punkcie F. Wskazówka: należy wyznaczyć pochodne cząstkowe ∂kf /∂k1 i ∂kf /∂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 Xd dostają się między nie, to przy USZ sygnał wejściowy Xi jest wzmacniany
razy, a zakłócenie
, czyli k1 razy mniej.
Dr inż. Piotr Madej