o knjizi

akustika prostorija

zvučnici

pojačala

spojni kabeli

mjerenja

pitanja i odgovori

Links

Site Map

Pojačala snage

Feedback

Kondenzatori i zvuk

Ispravljači u Top-Endu

Cijevna pojačala

Cijevna pojačala2

NEGATIVNA POVRATNA REAKCIJA I UNAPRIJEDNA VEZA

Negativnu povratnu reakciju, koja se danas rutinski primjenjuje, otkrio je H. S. Black 1927. godine. Praktički svako pojačalo snage ima primijenjenu negativnu povratnu reakciju. Međutim, negativna povratna reakcija svojim teoretskim principom ne može potpuno otkloniti greške koje nastaju u sklopovima pojačala snage; ona je može samo smanjiti. Za razliku od negativne povratne reakcije, princip "unaprijedne reakcije" svojim teoretskim principom potpuno eliminira nastale greške pojačala. Interesantno je to da je "unaprijednu reakciju" otkrio također H. S. Black, ali 1923. , 4 godine prije otkrića negativne povratne reakcije. Još je zanimljivije da je do danas realizirano samo jedno komercijalno uspješno pojačalo snage koje je primijenilo unaprijednu reakciju.

Uz pomoć slike VII.25. razmotrit ćemo detaljnije ove postavke.

Dovedemo li na ulaz pojačala A, dio - njegovog izlaznog sign ala e0 u protufazi s ulaznim signalom ei, ukupno pojačanje sustava smanjit će se za faktor (1+Gb ) u odnosu na pojačanje otvorene petlje G. Dakle, da bi pojačalo imalo isto pojačanje, kao i prije uvođenja negativne povratne veze, potrebno je dodatno pojačati signal za faktor (1+Gb ). U zamjenu za ovaj mali gubitak pojačanja, pri zatvaranju negativne povratne veze realizira se niz pogodnosti, ali nastaju i neke nepovoljne nove okolnosti. Prednosti su:

-pojačanje signala stabilizira se na vrijednost 1/b

-izlazna impedancija se smanjuje za faktor (1+Gb )

-u usporedbi s pojačalom bez negativne povratne veze, izobličenja se smanjuju za isti faktor.

Nažalost, sve ove prednosti mogu se realizirati samo u ograničenim iznosima, zbog samog teoretskog principa negativne povratne veze definirane relacijom na slici VII.25. a.

Pojačanje otvorene petlje bilo kojeg pojačala je frekvencijski ovisno kako po amplitudi, tako i po fazi. Ako vrijednost izraza (1+Gb ) postane jednaka 0, nazivnik izraza koji definira pojačanje Gfb postaje neodređen - što ima za posljedicu nestabilnost. Za stabilan rad pojačalo mora apsolutnu vrijednost produkta |Gb | stabilizirati na vrijednost 1, prije nego fazni kut (r) (Gb ) postane jednak 180o. Na višim frekvencijama fazni pomak otvorene petlje pojačala će se povećati zbog polova ili nezanemarive propagacije signala. Uslijed toga izlazni signal može doći u protufazu s ulaznim signalom. Na toj frekvenciji pojačanje petlje mora biti manje od 1 pa povratna veza više ne može ispraviti pogreške.

Dakle, u teoretskom principu, negativnom povratnom vezom moguće je ispraviti samo konačne iznose pogrešaka, pa je u praksi nemoguće potpuno poništiti greške primjenom negativne povratne veze.

Slika a) Pojačalo s pojačanjem otvorene petlje G i negativnom povratnom vezom s

atenuacijom - . Pojačanje signala Gfb teži 1/- kad pojačanje zatvorene petlje teži beskonačnoj vrijednosti. Izobličenje A se smanjuje za faktor (1+Gb )

b) Princip "unaprijedne veze", s glavnim pojačalom A1 čije greške poništava pomoćno

pojačalo A2 tako da je G2- =1. Pojačanje signala Gff=1/b .

Za razliku od negativne povratne veze, osnovni princip "unaprijedne veze" prikazan je na slici VII.25.b). Princip je izvorno opisao H. S. Black. Za razumijevanje sklopa u prvoj aproksimaciji zanemarujemo linije za kašnjenje T 1 i T 2. Izlaz glavnog pojačala A1 je e1. Taj izlaz, e1, umanjen za iznos - oduzima se od ulaznog signala ei. Zbog toga se samo signal greške (ei-e1b ) pojačava pomoćnim pojačalom A2. Pojačana greška e2, kombinira se s izlazom glavnog pojačala A1, kako bi se dobio izlazni signal e0 u kojem su greške nastale uslijed nepravilnog rada A1 potpuno poništene.

Ovaj opis odmah naglašava osnovnu razliku negativne povratne veze i unaprijedne veze. Unaprijedna veza svojim principom omogućava potpuno poništavanje svih grešaka nastalih uslijed nepravilnog rada glavnog pojačala A1. Greške koje ostaju su "greške signala greške" tj. tzv. "greške drugog reda", uslijed nepravilnog rada pomoćnog pojačala greške A2.

Iako nije odmah očita, ukazuje se i druga fundamentalna razlika u odnosu na sklop negativne povratne veze - unaprijedna veza ne tvori zatvorenu petlju, koja je uzrok potencijalne nestabilnosti sklopa. Sklopovi "sume i razlike" su potpuno komplementarni pa zatvaranje unaprijedne veze, ne uzrokuje regeneraciju potencijala. Dakle, kriterij stabilnosti nije ugrožen.

Linije za kašnjenje T1 i T2, omogućavaju sinkronizirano sumiranje i oduzimanje signala. Međutim, nepostojanje ovih linija za kašnjenje neće uzrokovati nestabilnost, nego manje točan rad sklopa.

Iako se "unaprijedna veza" može u sklopovima pojačala realizirati s velikom točnošću, što dokazuju rijetki primjeri, ipak negativna povratna veza ostaje najšire korištena pri realizaciji pojačala snage u cilju smanjenja izobličenja. Načini na koji se može primijeniti negativna povratna veza su različiti. Npr. negativna povratna veza primijenjena za smanjenje izobličenja, povećanje prijenosne širine frekvencijskog pojasa i definiranje naponskog pojačanja. Tako projektirano pojačalo imat će izuzetne karakteristike pri pobudi sa signalima ustaljenih stanja. Međutim, pobudimo li ovako konstruirano pojačalo s impulsnim signalima, rezultati će biti nešto slabiji.

Negativna povratna reakcija

Razlog tome je što se izlaz pojačala stalno uspoređuje s ulaznim signalom te se na taj način ispravljaju pogreške. Kako je brzina prijenosa signala kroz elektroničke sklopove konačna, signal povratne veze stalno kasni prema ulaznom signalu. Ako je pobuda pojačala s ustaljenim signalom, kašnjenje signala nije toliko izraženo jer se na ulazu ponavlja uvijek jedan te isti naponski oblik. Pobudimo li pojačalo različitim i brzim impulsima, signal povratne veze pokušat će "ispraviti" sasvim različit signal od njega samog. Dakle, negativna povratna veza, umjesto ispravljanja signala - izobličavat će ulazni signal.

Osim realizacije pojačala bez negativne povratne veze, jedno od mogućih rješenja je i primjena sklopa gdje lokalna povratna veza smanjuje izobličenje, a vrlo mala negativna povratna veza primijenjena je u cilju stabiliziranja pojačanja te ujedno definira radnu točku pojačala. Problem brzine prijenosa je minimiziran jer se signal povratne veze primjenjuje pojedinačno na svaki stupanj pojačala.

Topologija primijene negativne povratne reakcije

Budući da je vrlo teško značajnije eliminirati izobličenje bez znatnog iznosa negativne povratne reakcije, pojačala bismo mogli podijeliti na ona koja vrlo naglo odrezuju signal pri ulasku u zasićenje i ona koja glatko odrezuju signal.

Odrezivanje vrha signala ovisno o iznosu negativne povratne reakcije

Valni oblici pri odrezivanju signala, u ovisnosti o iznosu negativne povratne reakcije izgledaju različito. Pojačalo bez negativne povratne reakcije pri odrezivanju vrhova signala daje, relativno najbolji oblik.

Umjereni iznos negativne povratne reakcije nešto manje zaobljuje signal pri odrezivanju, a visoki iznos negativne povratne reakcije izaziva vrlo oštro odrezivanje. Ako se iznos negativne povratne reakcije značajno povisi, završni rub odrezanog signala oscilira zbog velike osjetljivosti. Subjektivne karakteristike mekog odrezivanja su vrlo povoljne, dok oštro rezanje generira veliku količinu neparnih harmonika....

| Home Hr | Site Map Hr | English | Contact Us |