Negatives Feedback, Teil 1: Allgemeine Struktur und wesentliche Konzepte

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Anonim

Negatives Feedback, Teil 1: Allgemeine Struktur und wesentliche Konzepte


Dieser Artikel, der erste in einer Reihe, wird Ihnen die grundlegenden Konzepte vorstellen, die für das Verständnis und die Analyse von negativen Rückkopplungsverstärkern erforderlich sind.

Nicht nur Op-Amps. . .

In diesem Artikel werden wir die allgemeine negative Feedback-Struktur und die Mengen vorstellen, die uns helfen, diese Struktur zu analysieren und zu implementieren. Genauer gesagt werden wir uns auf den negativen Rückkopplungsverstärker konzentrieren. Der Ausdruck "Verstärker" ist hier etwas irreführend: Diese Struktur ist nicht darauf beschränkt, lediglich die Amplitude eines Signals zu erhöhen. Dieser "Verstärker" könnte ein Einheitsverstärkungssystem sein, das die Eingangs- oder Ausgangsimpedanzcharakteristik einer Schaltung verbessern soll, oder es könnte ein Filter sein, der bestimmte Frequenzen verstärkt, während andere gedämpft werden.

Warum Feedback "text-align: center;"> \ (P \ = \ \ frac {V ^ 2} {R}, \ \ \ \ V \ = \ \ sqrt {PR} \)

Alles, was wir tun müssen, ist, die gewünschte Potenz mit dem Widerstand zu multiplizieren und dann die Quadratwurzel zu nehmen. Dies ist eine relativ einfache Mathematik für einen modernen Mikrocontroller und, was noch wichtiger ist, diese Beziehung gilt für jeden Widerstand unter allen Umgebungsbedingungen. Die zweite Aufgabe ist jedoch nicht so einfach. Hier ist ein Diagramm der Vorwärts- und Vorwärtsspannung für eine LED von Avago:

Die Schlüsselparameter sind hier A und β . Die grünen kursiven Beschriftungen stellen Variablennamen für die durch das System fließenden Signale dar; Wir verwenden Wörter (kursiv auch im Text dieses Artikels) anstelle von subskribierten Variablen in der Hoffnung, dass die bevorstehende Analyse nicht weniger intuitiv erscheint, als sie tatsächlich ist. (Wir behalten jedoch A und β, weil ein Rückkopplungsverstärker einfach kein Rückkopplungsverstärker ohne A und β ist. )

Also was genau sind A und β ? Zu A gibt es nicht viel zu sagen: Es ist die Verstärkung, die das Gesamtsystem in Abwesenheit von Feedback anwenden würde. Im Zusammenhang mit einer Operationsverstärkerschaltung ist der Vergleich besonders geeignet, da der Operationsverstärker eine solche direkte Manifestation des theoretischen Rückkopplungsverstärkers ist. A entspricht der Verstärkung der Operationsverstärkung des Operationsverstärkers. β ist nicht ganz so einfach: Der Rückkopplungsfaktor β bestimmt, wie viel des Ausgangssignals zum Subtraktionsknoten zurückgeführt wird. Sie können sich β als Prozentsatz (ausgedrückt als Dezimalzahl) der Ausgabe vorstellen, die von der Steuerung abgezogen wird. Dies sollte klarer werden, wenn Sie an eine einfache nichtinvertierende Operationsverstärkerschaltung denken: