Negatīvā atbilde. 3.daļa: Trokšņu, lineāritātes un pretestības uzlabošana

Why people believe weird things | Michael Shermer (Jūlijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Negatīvā atbilde. 3.daļa: Trokšņu, lineāritātes un pretestības uzlabošana


Varat izmantot negatīvas atsauksmes, lai palielinātu pastiprinātāja signāla-trokšņa attiecību, samazinātu tās nelineāro deformāciju un uzlabotu ieejas un izejas pretestības īpašības.

Iepriekšējie raksti šajā sērijā

  • Negatīvā atbilde, 1.daļa: Vispārējā struktūra un būtiskie jēdzieni
  • Negatīvās atsauksmes, 2.daļa: Paaugstinātas jutības un joslas platuma uzlabojumi 316 207

Atbalsta informācija

  • Ievads operatīvajos pastiprinātājos
  • Operatīvie pastiprinātāji: negatīvā atbilde
  • B klases audio pastiprinātājs 512

Tikai tā, ka katru reizi, kad vēlaties pārdomāt vispārējo atgriezeniskās saiknes struktūru, jums nav jāmaina lapas, šeit ir sniegta diagramma pirmajā rakstā:

Mazāk zināmie ieguvumi

Ir grūti pilnībā nezināt negatīvās atsauksmes sniegtās priekšrocības, kas apskatītas iepriekšējā rakstā. Pat ja neesat izpētījis teorētisko raksturu, kā iegūt jutību un joslas platumu, jūs, iespējams, zināt no savas pieredzes ar opampiem, ka negatīvās atsauksmes pastiprinātāju shēmas 1) būtiski neietekmē konkrētā op-amp tiek izmantots, un 2) tiek regulēts peļņas joslas platuma produkts, kas norāda, vai op-amp var nodrošināt pietiekamu joslas platumu jūsu izvēlētā slēgtā cikla palielināšanā. Lai šo diskusiju padarītu vispusīgāku, mums jāapskata trīs citi veidi, kā negatīvās atsauksmes var būtiski uzlabot pastiprinātāju veiktspēju.

Tomēr šīs derīgās īpašības ir nedaudz smalkākas un specializētas nekā pirmās divas. Kāpēc "" src = "// www.allaboutcircuits.com/uploads/articles/NF3_noisyamp.JPG" />

Kā jūs varat redzēt, mēs esam modelējuši trokšņainu pastiprinātāju kā ieguvumu HP sērijveidā ar trokšņa spriegumu, kas tiek pievienots ieejas signālam. Mēs atsaucamies uz ieguvumu kā A HP, jo šī trokšņa samazināšanas tehnikas tipiska izmantošana ietver lieljaudas jaudas pastiprinātāju, kuru iepriekš iezīmē zems trokšņa pre-amplifier (apzīmē ar A LN ). No iepriekš diagrammas redzams, ka ieejas signāla SNR ir V signāla / V troksnis, un, tā kā abus terminus vienādi pastiprina A HP, izejas SNR ir arī V signāla / V troksnis .

\ (SNR = \ frac {V_ (signāls)} {V_ {troksnis}} \)

Tagad mums ir nepieciešams zems trokšņa pastiprinātājs trokšņainā pastiprinātāja priekšā. Es zinu, ko jūs domājat: labadēļ, kāpēc ne tikai izvēlēties zemu trokšņu pastiprinātāju pirmajā vietā? Nu, izrādās, ka ir grūti (vai dārgi) saglabāt labu trokšņu veiktspēju ar pastiprinātājiem, kas izraida lielu strāvas daudzumu no to (iespējams, slikti filtrētām) lieljaudas barošanas avotiem. Tādējādi šī atgriezeniskās saites trokšņa mazināšanas metode būtībā ir veids, kā izmantot zemas jaudas pastiprinātāju augstākos trokšņu rādītājus, lai mazinātu trokšņa ietekmi, ko rada lieljaudas pastiprinātājs. Tātad, šeit ir jaunais shēmas modelis:

No šī vienādojuma jāatzīmē, ka izejas spriegumam ir gan trokšņa signāls, gan sākotnējais ieejas signāls, bet signāla komponente ir lielāka par trokšņa komponentu ar koeficientu A LN . Tādējādi signāla attiecība pret troksni ir reizināta ar A LN .

\ (SNR_ {jauns} = \ frac {V_ {sign}} {V_ {troksnis}} \ reizes A_ (LN) \)

Tas ir nozīmīgs rezultāts, jo ar mazām problēmām un izdevumiem mēs varam ievērojami palielināt SNR; paturiet prātā, ka priekšpiegādes pieaugums nevar būt tik liels, ka signāls var pārsniegt strāvas pastiprinātāja piegādes spriegumos noteiktos ievades sprieguma ierobežojumus. Arī A HP pārstāvētajam jaudas pastiprinātāja posmam parasti ir vienotības sprieguma pieaugums; tās mērķis ir piegādāt lielu strāvu slodzei, nevis palielināt sprieguma amplitūdu. Līdz ar to mēs izvēlētos β = 1, lai panāktu SNR uzlabojumu, vienlaikus saglabājot atbilstošu kopējo pieaugumu.

Darbs ar traucējumiem

Ideāls pastiprinātājs nodrošina vienmērīgu jaudu jebkuram ievades signālam. Mēs jau esam redzējuši, ka reāllaika pastiprinātāji galu galā zaudē pieaugumu, jo ievades frekvence palielinās. Cits praktisku pastiprinātāju shēmu standarta raksturlielums ir nelineāra deformācija, kas izriet no tā, ka neideālie pastiprinātāji dažādiem amplitūdas ieejas signāliem uzrāda atšķirīgus palielinājuma lielumus. Mēs neiegūstam matemātiskos datus par šo tēmu, taču mēs tomēr varam secināt no intuīcijas, ka negatīvās atsauksmes samazinās pastiprinātāja nelineāro deformāciju: ja atsauksmes rezultāts ir slēgta cikla atbilde, kas ir tikai daļēji atkarīga no pastiprinātāja atvērtā cikla pieauguma un frekvences īpašības, no tā izriet, ka slēgtā cikla atbildi tikai daļēji ietekmēs pastiprinātāja izkropļošanas īpašības.

Tātad negatīvās atsauksmes pievienošana pastiprinātājam faktiski samazina nelineāro izkropļojumu daudzumu izejas signālā. Ja jūs atradīsit šo pārsteidzošo vai romānu, atcerieties, ko mēs teicām raksta sākumā par šiem "mazāk zināmiem priekšrocības": tie nav tieši vai vispārēji piemērojami op-amp shēmām. Izkropļojumu gadījumā mēs nedomājam par atgriezeniskās saites ietekmi, jo tiek pieņemts, ka op-amp vienmēr tiks izmantots atsauksmju konfigurācijā. Citiem vārdiem sakot, paša op-amp izkropļošana lielā mērā nav nozīmes. Šis fakts ir redzams šādā AD8044 pastiprinātāja diagrammā no analogajām ierīcēm:

Ekspertu Padomi

Daloties Pieredze