Как определить, что схема имеет отрицательную или положительную обратную связь?

Мне трудно определить, является ли обратная связь отрицательной или положительной (я не говорю о топологии обратной связи)

Мой учитель сказал, что есть метод, в котором после деактивации независимых источников мы разрываем петлю и движемся от этой точки разрыва вокруг петли, затем и возвращаемся к ней, пройдя какой-то путь. Это позволяет определить коэффициент усиления контура.

Он говорит, что мы можем сломать его в любой момент, когда захотим, но он всегда ломает его на выходе операционного усилителя. Он сказал, что это для удобства, не объясняя причин; в своих демонстрациях он всегда движется от выхода к входу и к выходу.

Если рассчитанное усиление контура отрицательное, то цепь имеет отрицательную обратную связь. Если рассчитанное усиление контура равно нулю, то обратная связь в схеме равна нулю. Если рассчитанное усиление контура положительное, то схема имеет положительную обратную связь.

После этого он привел несколько примеров (во всех примерах присутствовал хотя бы один операционный усилитель). Но я хочу знать: работает ли этот метод только для операционных усилителей, и если он не работает для всех схем, то почему бы и нет?

Пожалуйста, дайте мне понять интуицию, стоящую за таким методом. Извините за длинный вопрос

спасибо за ответ

Ответы (3)

  1. Он будет работать практически со всеми схемами, а не только с операционными усилителями.
    1. И я говорю «почти все», потому что всегда есть исключения — просто предположим, что это всегда работает.
    2. Это может быть сложно, если вы разорвете его в точке, где выходное сопротивление результирующей схемы близко к входному сопротивлению результирующей схемы. Затем вы должны учитывать, как этот «вход» загружает этот «выход».
    3. Также обратите внимание, что для некоторых схем и для некоторых точек разрыва вы можете захотеть рассматривать обратную связь как ток, а не напряжение - есть некоторые транзисторные усилители, подобные этому.
  2. Ваш инструктор, вероятно, разрывал цепь на выходе операционного усилителя, потому что выходное сопротивление низкое, и он «смотрит» на относительно высокое входное сопротивление. В качестве упражнения вы всегда можете взять некоторые из его примеров и попробовать разорвать цепь в какой-нибудь другой точке (следующей наиболее удобной точкой в ​​схеме операционного усилителя будет В − приколоть). Поработайте с математикой и посмотрите, получите ли вы ответ, который будет таким же или по существу таким же.
да, это работает и для отрицательной клеммы ........ хорошо, так что выход и клемма -ve (поскольку ток равен нулю в клеммах операционного усилителя) узлы примерно видят разомкнутую цепь, т.е. высокое сопротивление. это причина для выбирая их как удобные точки. Но если я возьму другую точку (кроме выхода, клеммы -ve), то я должен принять во внимание сопротивление, просматриваемое этим узлом, то где я буду подключать это сопротивление (я думаю, между этим узлом и землей). ). я просто хочу спросить, как учитывать нагрузку?
Да все верно.
Обычно я не рекомендую студентам использовать В − контакт, поскольку он предполагает, что он является частью петли обратной связи, что не обязательно так. Если операционный усилитель использует обратную связь, выход всегда является ее частью.
@SvenB Это хороший момент. Когда я преподаю, я обнаруживаю, что существует баланс между направлением людей к достижению достаточного успеха, чтобы узнать то, что им нужно сейчас , и без того, чтобы случайно загнать их прямо в колею, из которой им потом будет трудно выбраться.

Логику можно использовать с транзисторами, поскольку каждый коллектор или сток инвертируют (= 180 градусов) от входа.

Поскольку операционные усилители имеют много транзисторов, каждый из которых имеет фазовый сдвиг 45 градусов на частоте единичного усиления, он становится по своей природе нестабильным, если внутрь не включен колпачок, действующий как интегратор, поэтому точка останова слышит 10 Гц с усилением без обратной связи и фазовым сдвигом 90 градусов.

Таким образом, когда применяется отрицательная обратная связь, этот запас по фазе уменьшается с 90 градусов до 60 градусов (типичная идеальная конструкция) и меньше, если есть внешние фазовые сдвиги от фильтров компонентов RC или RLC, которые уменьшают этот запас по фазе. Поскольку RC-фильтр 1-го порядка добавляет фазовый сдвиг на 45 градусов в точке излома и на 90 градусов на несколько десятилетий выше, на некоторой промежуточной частоте, если запас по фазе единичного усиления становится равным нулю или отрицательным (положительная обратная связь), переходная характеристика превращается из легкого звона к устойчивым колебаниям (см. Критерии Баркгаузена ).

Например, если к выходу добавляется открытый коллектор с подтяжкой, вам нужно поменять местами входы +/-, чтобы использовать топологию с отрицательной обратной связью. Это повышает выходной ток в одном направлении, но также снижает запас по фазе в целом.

Таким образом, мы используем метод, описанный вашим профессором, чтобы исследовать соотношение усиления разомкнутого контура к фазе и частоте и решить, какое минимальное усиление возможно без неадекватного усиления или запаса по фазе до того, как возникнут критерии Бархаузена для колебаний. Некоторые микросхемы и система не могут быть стабильными, если не добавлена ​​пользовательская компенсация опережения/запаздывания RC/C.

Это не всегда применимо к драйверам текущего режима или системам более высокого порядка, чем операционные усилители 1-го порядка с внутренней компенсацией, такие как системы управления машинами. Затем вместо графиков Боде используются другие аналитические инструменты, такие как Root Locus, для запаса по усилению/фазе.

я еще не читал осцилляторы и компенсаторы. Так что этот запас по фазе выходит за рамки моей головы, но спасибо за ответ :)

Удобно разорвать цикл, где Rout=0 или Rin=бесконечность, так анализ станет проще. Итак, поскольку выход «идеального» операционного усилителя имеет нулевое сопротивление, поэтому проще выполнить анализ, разорвав петлю на выходе операционного усилителя.

Как определить, что схема имеет отрицательную или положительную обратную связь?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v