Feedback amplificatori

Un circuito amplificatore aumenta semplicemente la potenza del segnale. Ma durante l'amplificazione, aumenta solo la forza del segnale di ingresso sia che contenga informazioni o del rumore insieme alle informazioni. Questo rumore o qualche disturbo viene introdotto negli amplificatori a causa della loro forte tendenza a introdurrehuma causa di sbalzi di temperatura o campi elettrici e magnetici vaganti. Pertanto, ogni amplificatore ad alto guadagno tende a fornire rumore insieme al segnale nella sua uscita, il che è molto indesiderabile.

Il livello di rumore nei circuiti dell'amplificatore può essere notevolmente ridotto utilizzando negative feedback fatto iniettando una frazione di uscita in opposizione di fase al segnale di ingresso.

Principio dell'amplificatore di feedback

Un amplificatore di feedback è generalmente composto da due parti. Loro sono ilamplifier e il feedback circuit. Il circuito di feedback è solitamente costituito da resistori. Il concetto di amplificatore di feedback può essere compreso dalla figura seguente.

Dalla figura sopra, il guadagno dell'amplificatore è rappresentato come A. il guadagno dell'amplificatore è il rapporto tra la tensione di uscita V o e la tensione di ingresso V i . la rete di retroazione estrae una tensione V f = β V o dall'uscita V o dell'amplificatore.

Questa tensione viene aggiunta per il feedback positivo e sottratta per il feedback negativo, dalla tensione del segnale V s . Adesso,

$$ V_i = V_s + V_f = V_s + \ beta V_o $$

$$ V_i = V_s - V_f = V_s - \ beta V_o $$

La quantità β = V f / V o è chiamata rapporto di retroazione o frazione di retroazione.

Consideriamo il caso di feedback negativo. L'uscita V o deve essere uguale alla tensione di ingresso (V s - βV o ) moltiplicata per il guadagno A dell'amplificatore.

Quindi,

$$ (V_s - \ beta V_o) A = V_o $$

O

$$ A V_s - A \ beta V_o = V_o $$

O

$$ A V_s = V_o (1 + A \ beta) $$

Perciò,

$$ \ frac {V_o} {V_s} = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$

Sia A f il guadagno complessivo (guadagno con il feedback) dell'amplificatore. Questo è definito come il rapporto tra la tensione di uscita V o e la tensione di segnale applicata V s , cioè,

$$ A_f = \ frac {Output \: voltage} {Input \: signal \: voltage} = \ frac {V_o} {V_s} $$

Quindi, dalle due equazioni precedenti, possiamo capire che,

L'equazione del guadagno dell'amplificatore di feedback, con feedback negativo è data da

$$ A_f = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$

L'equazione del guadagno dell'amplificatore di feedback, con feedback positivo è data da

$$ A_f = \ frac {A} {1 - A \ beta} $$

Queste sono le equazioni standard per calcolare il guadagno degli amplificatori di feedback.

Tipi di feedback

Il processo di iniezione di una frazione dell'energia di uscita di un dispositivo nell'input è noto come Feedback. È stato riscontrato che il feedback è molto utile per ridurre il rumore e rendere stabile il funzionamento dell'amplificatore.

A seconda che il segnale di feedback aids o opposes il segnale di ingresso, ci sono due tipi di feedback utilizzati.

Riscontro positivo

Il feedback in cui l'energia di feedback, cioè la tensione o la corrente è in fase con il segnale di ingresso e quindi lo aiuta, è chiamato come Positive feedback.

Sia il segnale di ingresso che il segnale di retroazione introducono uno sfasamento di 180 o così facendo uno sfasamento risultante di 360 o attorno al loop, per essere finalmente in fase con il segnale di ingresso.

Nonostante il feedback positivo increases the gain dell'amplificatore, ha gli svantaggi come

  • Distorsione crescente
  • Instability

È a causa di questi svantaggi che il feedback positivo non è consigliato per gli amplificatori. Se il feedback positivo è sufficientemente grande, porta a oscillazioni, mediante le quali si formano i circuiti dell'oscillatore. Questo concetto sarà discusso nel tutorial OSCILLATORS.

Feedback negativo

Il feedback in cui l'energia di feedback, ovvero tensione o corrente è sfasata rispetto all'ingresso e quindi si oppone, è chiamato come negative feedback.

In feedback negativo, l'amplificatore introduce uno sfasamento di 180 o nel circuito mentre la rete di feedback è progettata in modo da non produrre sfasamenti o sfasamenti zero. Pertanto la tensione di retroazione risultante V f è sfasata di 180 o con il segnale di ingresso V in .

Sebbene il gain dell'amplificatore a feedback negativo è reduced, ci sono molti vantaggi del feedback negativo come

  • La stabilità del guadagno è migliorata
  • Riduzione della distorsione
  • Riduzione del rumore
  • Aumento dell'impedenza di ingresso
  • Diminuzione dell'impedenza di uscita
  • Aumento della gamma di applicazione uniforme

È a causa di questi vantaggi che il feedback negativo viene spesso utilizzato negli amplificatori.