Что такое резистор обратной связи и конденсатор? Почему они используются в схемах усилителей?
Чтобы понять, зачем они нужны, вам сначала нужно понять основы операционных усилителей. Есть несколько упрощенных правил, которые помогут решить любую схему на операционных усилителях:
Если вы примените эти два правила к своей схеме, вы обнаружите, что можете использовать любой другой стандартный метод анализа схемы для решения вашей схемы.
Оказывается, вы можете получить некоторые очень простые уравнения для конкретных конфигураций, но все они выведены из анализа цепей в сочетании с правилами, которые я упомянул.
Если у вас есть конкретная конфигурация, и вам трудно понять, как она работает, не стесняйтесь публиковать ее схему, и мы можем помочь объяснить ее.
Обратная связь может использоваться в любой схеме усилителя, а не только в схемах операционных усилителей. Обратная связь может быть достигнута любым компонентом или сетью, которая будет возвращать часть выходного сигнала обратно на вход; резисторы, конденсаторы и сети, построенные из них, являются обычным выбором.
Обратная связь может быть как положительной, так и отрицательной. Положительная обратная связь дополняет входной сигнал таким образом, что увеличение выходного сигнала усиливает входной сигнал, что, в свою очередь, приводит к еще большему выходному сигналу. Отрицательная обратная связь имеет противоположный эффект, сводя на нет ввод и уменьшая вывод.
Отрицательная обратная связь снижает коэффициент усиления усилителя, так что же в ней хорошего? Обычной причиной использования отрицательной обратной связи является улучшение частотной характеристики усилителя. Предположим, что без сети обратной связи усилитель лучше справляется с усилением одних частот, чем других. При добавлении отрицательной обратной связи более сильный отклик на эти предпочтительные частоты приводит к усилению отрицательной обратной связи, что снижает выходной сигнал на этих частотах. Общее усиление снижается, но выигрыш заключается в том, что он существенно выравнивает частотную характеристику усилителя в широком диапазоне частот.
Положительная обратная связь менее распространена, но имеет применение. Положительная обратная связь увеличивает усиление усилителя, и в старой конструкции радио (начало 20 века) положительная обратная связь использовалась именно для этой цели. Однако проблема с положительной обратной связью заключается в том, что когда усиление усилителя в сочетании с потерями в сети обратной связи дает вам «контурное усиление», равное 1 или более, ваш усилитель превращается в осциллятор.
Обратная связь может существовать в усилителе независимо от того, преднамеренная она или нет. Паразитная емкость может соединять выходы со входами, как и магнитная связь. Если есть частота, на которой эти непреднамеренные пути обратной связи могут привести к усилению контура больше 1, схема, предназначенная для усилителя, может быстро превратиться в генератор на этой частоте. Часто к усилителю добавляется сеть обратной связи только для противодействия эффектам паразитной обратной связи.
Резисторы и конденсаторы используются в схемах усилителя для формирования полосы частот отклика и обеспечения стабильности. Большинство схем усилителей имеют большую полосу пропускания, что требует внешнего ограничения, чтобы гарантировать предсказуемый отклик.
Теория управления диктует, что система с обратной связью (которой можно считать усилитель с обратной связью) должна иметь определенные критерии усиления и фазы, чтобы считаться безусловно стабильной (т. е. никогда не колеблющейся).
Как правило, в системе с отрицательной обратной связью, если есть положительное усиление без фазового сдвига, вы получаете колебательный отклик. Как правило, это плохая новость для схем усилителей.
Традиционно как в ламповых, так и в транзисторных усилителях используется отрицательная обратная связь для предотвращения колебаний усилителя.
Точно так же каскад генератора можно построить из базовой схемы усилителя, просто добавив некоторую положительную обратную связь и настроив выходную цепь.
drxzcl