Lndem 16. aprl 2013 Tlbakekplng - Feedback Kap. 23 Paynter Feedback bruke tl : 1. Lnearerng 2. Stablerng 3. Regulerng g kntrll Tlbakekplng fnne de flete ytemer : Teknke ytemer - ekempler lgke ytemer - ekempler Øklgke ytemer - ekempler Øknmke ytemer - ekempler Uten feedback : X = X S X O = X β er uavhengg av R S g 1 Negatv feedback f 1 Ptv feedback f > Negatv feedback f < 1
Tlbakekplng - Feedback Kap. 23 Paynter Ptv tlbakekplng R S X S + X X = X + X f = β X Ptv feedback β Når 1 f 1 vl f Ptv tlbakekplng gr en utabl kret. ruke gnalgeneratrer/cllatrer Negatv tlbakekplng Negatv tlbakekplng lnearerer ytemet. V taper frterknng men v får økt tabltet. I prak betyr dette : Ønker v en kret med tr frterknng er det vktg å erekple flere frterkere hvr hver av frterkerne er kraftg tlbakekplet. RS R F RS R F RS R F RS R F F = 1000 F = 10 F = 10 F = 10 2
Tlbakekplng - Feedback Ocllatr - Kap. 23 Paynter Ocllatr - løyfefrterknngen (Lp Gan) F = β = 1 X S = 1 mv = 100 X O = 100 mv ( X S ) = 100 X O = 100 mv = 100 100 mv X F = 1 mv X F = 1 mv β = 0,01 β = 0,01 β = 0,01 Hv gnalet m kple tlbake på nngangen (X F ) er dentk med det pprnnelge gnalet X S vl gnalet ut fra kreten (X O ) ppretthlde elv m v fjerner X S. Fr et nufrmet gnal må ampltude, fae g frekven tl X S g X F være dentke. Dv. Lp Gan faekft = 0 (n 2π) RKHUSN krteret fr cllajn : (Lp Gan) F = β = 1 Hv β < 1 vl cllajnene dø ut Hv β > 1 vl gnalet øke g frterkeren går metnng (aturatn) 3
Tlbakekplng Feedback Nyqut Frterkere med negatv tlbakekplng Kreten m gr tlbakekplng (β) må kke faedree gnalet å mye at nen frekvenkmpnenter får ptv feedback. Hv nen frekvener får ptv feedback er det vktg at de har et Lp Gan β < 1 Dv. de ppfyller kke kravet tl arkhauen Skal v underøke m en frterker er tabl kan v tegne pp den kmpleke vektren β m funkjn av frekvenen det kmpleke planet. n lk kurve kalle et Nyqut-dagram etter Harry Nyqut.. Nyqut : V kan betemme tablteten tl den lukkede løyfa (led lp) ved å analyere frekvenrepnen tl den åpne løyfa (Open lp) Dette bekrve enere kur m FYS-3220 Lneær kretter eller kur gnalbehandlng Σ G() H() 4
Tlbakekplng frekvenrepn - Mller-effekt (Jhn H. Mller - 1919 ) Hva kjer når v etter en kndenatr mellm nngang g utgang på en nverterende frterker? V kal e at denne kndenatren vl pptre m en veentlg tørre kndenatr kplet ver nngangen. Fenmenet har fått navnet Mller-effekt. Sgnalet er nn mt en mpedan (reaktan) Spørmålet blr hvrdan Z INN kan uttrykke ved g. INN Markerer kndenatren med reaktanen : Z v Sgn. klde R g + X 1 1 ( ) j 2 f Frterkeren betrakte m deell, - dv. meget tr X f nngangmttand - ngen trøm nn tl frterkeren. Det betyr at hele trømmen må gå gjennm X. v + v = v v Sgnaltrømmen kan uttrykke ved X c, v g v 5
V Z INN Tlbakekplng frekvenrepn - Mller-effekt Frterkeren betrakte m deell, - dv. meget tr nngangmttand - ngen trøm nn tl frterkeren. Det betyr at hele trømmen må gå gjennm X. Sgnaltrømmen kan uttrykke ved X, v g v er at v X v v v v X g X 1 1 j (1 ) f h v v 2 R g Z 1 (1 ) nn v v X v v Sgn. klde R g R g v v + v Sgn. klde r g + f X M = (+1) Det betyr at gnalet pplever en kndenatr m er (1+) ganger tørre enn den fyke kndenatren m lgger mellm utgang g nngang Denne kndenatren har fått navn: Mllerkapateten M = ( 1+ ). Denne effekten har tr betydnng fr høyfrekvenrepnen tl frterkere. Str frterknng vl medføre tdlg kutt av høye frekvener. Se f.ek. på frekvenrepnen tl perajnfrterkere.. f h f 6
Tlbakekplng frekvenrepn - Mller-effekt Trantrekvvalent π µ I en bplar trantr har v 2 kapateter : µ mellm ba kllektr g π mellm ba emtter Ved høye frekvener vl de kndenatrene få tr betydnng. Speelt vl µ m kpler gnalet fra utgangen tlbake mt nngangen bl dmnerende pga Mllereffekt M = µ (1+). Mllerkapateten M vl ammen med gnalklden utgangmpedan danne et R lavpaflter m effektvt kutter høye frekvener. Trantrer fr høye frekvener må kntruere lk at µ blr mnt mulg µ R G M π π π M 7
Tlbakekplng frekvenrepnen tl trantrfrterker Frterkerekvvalenten har 3 verjner en fr lave en fr mdlere g en fr høye frekvener R 1 R 2 V v 1 v R 1 R 2 R R 2 v Lave frekvener utvendge kapateter betemmer f L 1 v R 2 R GND v R 1 R 2 R v Mdlere frekvener v kan e brt fra alle kapateter mågnalmdell Med alle kmpnenter av betydnng 1 µ v R 1 R 2 R π R 2 v v π R 2 R 1 R M = µ (1+) v Høye frekvener nterne kapateter betemmer f H Mllerkapateten M = µ (1+) 8
Frekvenrepnen tl trantrfrterker / deplt v R 1 R 2 R R 2 V v 1 v GND mågnalmdell Med alle kmpnenter av betydnng 1 µ R 1 R 2 R π R 2 v de plt ver amtdg frekvenrepn g faekft 100-0 -100-100 -200-200 -300-300 10Hz 100Hz 10KHz 1.0MHz 100MHz P(V(Sgnalut)) D(V(Sgnalut)) PSpce Frequency 1.0GHz 9
Tlbakekplng - Feedback Ocllatr - Kap. 23 Paynter R S X S + X X = X + X f = β X Ptv feedback β f 1 Når 1 vl f arkhauenkrteret : Hv lp-gan < 1 vl cllajnene dø ut etter nen få perder Hv lp-gan > 1 vl cllajnene øke nntl Hv lp-gan = 1 vl Ocllajnene hlde kntant ampltude. nd 10