הבנה של משככי כאבים בעיצוב מוגבר

(ב) אלקטרוניקה אנלוגית, בחירת הטופולוגיה של משוב קובעת כיצד מגבר מתנהג על פני מצבים שונים של הפעלה.אכילה כרוכה בדגימה חלק מהתצוואה והאכילה בחזרה לקלט, שם הוא משולב עם האותות המקוריים, הדרך שבה האותות הספציפיים האלה מוזרקים – בין אם בסדרה או בפיגור של 7 נקודות מבט יסודיות: 4 LTF2:

ארבעת הגרסאות הקלאסיות של The Four Classic Feedback Arranges

משוב להתנצלות מסווגים על ידי שני פרמטרים: כיצד אות משוב מעורב עם קלט (סדרה או shunt) וכיצד הפלט הוא מדגם (מתח או זרם) ערבוב בסדרה מוסיף את מתח משוב בסדרה עם מתח קלט, אשר מגביר את הפלט היעיל ניכוי הפלט הנוכחי. מיקסינג מוסיף משוב במקביל עם זרם קלט הנוכחי, מוריד את הקלט.

  • (FLT:0Series-voltage משוב (סדרה - סנט)FLT:1: מגביר את תנופה הקלט ולהפחית את הפלט אימפולסיביות.Get הופכת לייצב נגד וריאציות בעומס ופרמטרים פעילים.זהו הטופולוגיה הנפוצה ביותר בממריצים המשמשים אודיו, כלי, ומיזוג כללי.
  • (FLT:0Series-הווה משוב (סדרה-series)FLT:1: מגביר הן את הקלט והן את הפלט מאימפולסיבית.הנוכח משוב הוא פרופורציה לתפוקה הנוכחית, מה שהופך אותו מתאים למגברי טרנסנדציה שבו זרם הפלט נשלט על ידי מתח הקלט.
  • (הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ): ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (הופנה מהדף LT:0) ,hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

מוסכמות השמות יכולות להיות מבלבלות: המונח הראשון מתאר את השילוב (סדרה / צ'וינט), המונח השני מתאר את הדגימה (התחילה / ההווה) חלק מהטקסטים במקום זאת, על ידי סוג של רווח שהם מייצבים: מתחים, סצנות עכשוויות, וכו 'הבנת ההשפעה על קלט ופלטים היא המפתח לבחירת העליון של יישום נתון.

השפעה של Feedback Topology על ביצועי מפתח

קבל את ההסכמה ואת היציבות

משוב שלילי מגביר את הרגישות של רווח הסגור למגוון הרחב של וריאציות רווח פתוח-לשונית. עם זאת, מידת הייצוב תלויה בטופולוגיה.ב משוב רצף-המתח הסגור נקבע כמעט לחלוטין על ידי מתנגדי רשת משוב, כל עוד רווח פתוח-loop הוא גדול מספיק.זה הופך את הבחירה המועדפת על קצבת מתח מדויקת.

Bandwidth

בדרך כלל Feedback מרחיב את רוחב הפס של מגבר על ידי המסחר ברווח.המוצר הרווח-פסווי (GBW) נשאר קבוע בערך עבור מגברי מתח-הנקה.עם זאת, הנקה הנוכחית להתנצלות, במיוחד אלה המשתמשים בתערובת shunt ערבוב בקלט, יכול להציע שיעורי סלואו גבוה מאוד רוחב פס רחב כי רשת משוב אינו מגביל את הזרם בפיצות התגמול ללא הבדל מהיר כזה (ret) או משיכה ליישומים מתוחים) כגון משיכה וידאו (מפרקים) או מושכת) או משיכה) כגון משיכה וידאו (מפרקים).

רעש ומשמעת

משוב שלילי מפחית עיוות הרמוני על ידי גורם שווה רווח הלולאה. זה גם מפחית את ההשפעה של מקורות רעש בתוך המגבר, אבל הטופולוגיה משוב יכול להשפיע על כמה זוגות רעש חיצוני לתוך המעגל.לדוגמה, צמתים בלחץ גבוה (sמיקסing) רגישים יותר לאיסוף קפיטלטיבי, בעוד צומת נמוך (shunt ערבוב) הם יותר חסינות על הסביבה מבוססת על ידי הפעלתם.

ניכויים ועומס על יכולת הנהיגה

משוב וולטאג להתנצלות (סדרה-voltage ו- shunt-voltage) באופן פעיל מוריד את הפלט, מה שהופך אותם אידיאליים לנהיגה עומסים של מחסור נמוך כגון רמקולים, כבלים, או קווי שידור. משוב נוכחי להתנצלות להעלות את הפלט, אשר רצוי כאשר המגבר חייב לפעול כמקור נוכחי, למשל, עבור צינורות LEDs או קו מגנטי.

התאמת משככי כאבים ליישומים ספציפיים

אודיו Amplifiers (Voltage Amplification)

מגברי אודיו גבוהים דורשים עיוות נמוך, תגובה בתדר שטוח, ואת היכולת לנהוג 4-8 ⁇ עומסים.הבחירה הקלאסית היא FLT:0series-voltage משוב משוב משוב חוזר (1) (נקרא גם שלבים מתח או צום מבוקר מתח) זה מספק ביצועים נמוכים, המאפשרים משככי לב, ולהשיג נזק מוחלט (למשל, לדוגמה, אודיו-מתאים) לשימוש פנימי של 20.00).

המונחים: amplifier and Signal Conditioning

אגדות מטרות כלליות נועדו לשמש עם רשתות משוב חיצוניות, ומאפשרות למהנדס להגדיר את כל ארבעת ההתנצלותים.עם זאת, המעגל הפנימי של ה-O-amp עצמו בדרך כלל משתמש בשני שלבים או שלושה שלבים העליון עם תצורה של FLT:0shunt-voltage) על שלבים מוקדמים יותר כדי להגדיר את רוחב הפס הפתוח ו-Foration מדויק, מנפח משוב חיצוני (מתאים) מצמצם משובים (מעיטים) ומפחיתים) מצמצם משובים (מעיטים) מצמצם משובים (מתאים) ומפחיתים (מתאים באופן מצמצם את משובים) ומפחיתים (מתאים באופן מצמצם את משובים) ומפחיתים) על גבי שלבים) ומפחיתים (מתאים באופן בלתי-מתאים (מתאים (מתאים) ומפחיתים) ומפחיתים) ומפחיתים (מתאים באופן בלתי-מתאים (מתאים באופן בלתי-מתאים באופן בלתי-מתאים) על גבי שלבים) ומפחיתים) בתאים (מתאים לצמצום משובים) באופן בלתי-מתאים (מתאים (מתאים (מתאים) בתאים לצמצום משובים) בתאים לצמצום משובים) באופן בלתי-מתאים (מתאים

Transimpedance Amplifiers (צילום: צילום)

Photodiodes לייצר שיעור נוכחי לעוצמה קלה.כדי להמיר זרם זה למתח לעיבוד נוסף, apLT:0shunt-voltage משובFLT:1 (transresistance) הוא מועסק.ההתחישוב נמוך של תצורה ליטוש אופטי מבטיח כי photodiode פועל כמעט אפס נטייה (או הטיה הפוכה), מיני נטייה כהה ורווחה עם תצורה של ריצוף העליון, לעומת זאת, עומד בפני תצורה של ריצוף ייצוב, לעומת תצורה של תצורה של ריצוף ריצוף ריצוף ייצוב, מנוגדת, כאשר תצורה של תצורה של תצורה של תצורה של ריצוף מקבילה, לעומת זאת, כאשר ריצוף ריצוף ריצוף ריצוף מקבילה, מנוגדת, הוא התנגדות תצורה של תצורה של ריצוף ריצוף ריצוף מקבילה.

מהירות גבוהה ו- RF Amplifiers

עבור מגברי פס רחב הפועלים בעשרות או מאות מגה-הרץ, הנקה:0-הווה-back (shunt-current)FLT:1 טופולוגיה המועדפת לעתים קרובות.בדגימה הנוכחית-back, ההפחתה של קלט הוא נמוך-מסוגל (משלבים) נמוך יותר, אשר מאפשר למגבר להגיב במהירות לשינויים בדמוי ה-Freative-Freative, בדרך כלל, כמו גם ל-Fal-Freative-upt-upt-upt-up-up-up-up-uptected, הוא בעל השפעה נמוכה יותר, אשר מאפשר ל-F.

Power Amplifiers ו- Servo Drivers

מגברי חשמל המניעים מנועים, סולידיים, או רמקולים אודיו לעתים קרובות להשתמש (FLT:0series-הווה משוב חוזר) 1 (סדרה-סדרה) כדי לשלוט בתפוקה הנוכחית במדויק. על ידי חישה את הזרם באמצעות התנגדות קטנה בסדרה עם העומס, לולאת משוב מאלץ את הפלט להיות פרופורציונלי למתח, מה שהופך אותו למקור מבוקר זה דורש הדמיה מדויקת עבור זרם בקרה נוכחית או הדמיה נוכחית (Dic) עם בקרה נוכחית של שליטה על ידי שליטה נוכחית (Dque) או בקרה נוכחית) עם חומר בקרה נוכחית של תאים אופטית (איור) או בקרה נוכחית של שליטה נוכחית (Dquei) עם חומרת של שליטה על ידי הדמיה מדויקת של שליטה נוכחית של שליטה נוכחית של תאים) עם חומרת (DREDREDREDREDREDicial של שליטה על ידי שימוש ביישומים בקרה נוכחית (מתאים מתקדמים של שליטה נוכחית) עם חומר בקרה נוכחית) עם חומר בקרה נוכחית (מחדשהספקית) עם חומר בקרה נוכחית של שליטה על מנת להיות בעל השפעה נוכחית) או הדמיה נוכחית של שליטה נוכחית) עם חומר בקרה נוכחית) עם חומר בקרה נוכחית (אפקט הנוכחי.

Amplifiers (LNA) עבור חיישנים

בחיישנים בעלי השפעה נמוכה בשימוש עם thermocouples, מדצי זנים, או מערכות מיקרואלקטרוניקה (MEMS) חיישנים, המטרה העיקרית היא למזער רעש נוסף תוך מתן רווח יציב.FLT:0Series-voltage משוב דחייה התנגדות אימפולסיבי (FLT:1) עם אימפולס גבוה הוא בדרך כלל נבחר להימנע לטעון את החיישן.

המונחים: Feedback Network design

תוצאות בחירה ואפקטים פרציטיים

רזיטורים ו- capacitors במסלול משוב מציגים רעש תרמי ויכולים לגרום לשינוי בשלב בתדרים גבוהים.בהזנת מתח-back להתנצלות, ערכי התנגדות משוב חייבים להיות נבחרים כדי לאזן רווח רעש עם יציבות.עבור דחייה-voltage להתנצלות, את הזרמים ההטיה של קלט באמצעות משוב התנגדות, יצירת מתח מבהק שעשוי לדרוש לנטרל.

יציבות וסגיעה

כל מגברי משוב הם נוטים להתבודד אם גודל הלולאה עולה על אחדות כאשר השינוי מגיע 180 מעלות.הטופולוגיה משפיעה על הקטבים והאפסים בתפקוד העברת ה-Open-loop.סדרה - מתחולל להתנצלות עם עומסים גדולים של קצבי קיבול עשויים לדרוש פיצוי חיצוני (למשל, סדרה קטנה התנגדות או כטקטור בדרך) לדמיית (Flowing) עם עומסים נמוכים יותר, אך ורקמות (Frety) עם גירוי קבוע) עם משוב יחיד (למשל, לעתים קרובות יותר, עם גירוי קבוע) נמוך יותר, עם גירוי קבוע (למשל, מפואר) ו-Frepopive) עם גירוי קבוע (למשל, , , , עם גירוי קבוע יותר).

השפעות עליות ודפוסי

משוב שלילי מפחית את התלות על רווח פתוח-loop, אבל זה לא מבטל את כל הסחף.טמפרטורות coefficients של מתנגדים ברשת משוב להשפיע ישירות על רווח הסגור-loop.שימוש בהתנגדות מדויקת עם משככי טמפרטורה נמוכה (±25 ppm/ ° C או טוב יותר) הוא קריטי ביישומים בעלי דיוק גבוה.בנוסף, חימום עצמי של המגבר יכול לשנות את הקלט; באמצעות מתח גבוה, עדיין עוזר להפחתה גבוהה עם מעצב זה, אבל עדיין.

מסגרת החלטה לבחירת Topology Feedback

מהנדסים יכולים להשתמש ב- Checklist הבא בעת בחירת טופולוגיה משוב עבור עיצוב חדש:

  1. (ב) [ה]הרווחה: [ה] [ה] [ה]]: רווחת וולט (הסדרה-האביב], רווח נוכחי (הנוכחי-הנוכחי), טרנספרסיוניזם (השעבוד-הפועל), או טרנסנדנדציה (Series-הווה).
  2. (ב) ,0) ניכויים ופלט מזהמים: אימפולסי הזנת גבוה קורא בדרך כלל לשילוב סדרה; תפוקה נמוכה דורשת דגימה מתח, ולהיפך.
  3. (FLT:0 אסאסה רוחב פס ושיעור הצמיגים דורשות ההרחבה:1): יישומים מהירים עשויים ליהנות מהנקה הנוכחית להתנצלות, בעוד יישומים מדויקים נמוכים- ⁇ מוגשים היטב על ידי הנקה מתח.
  4. (FLT:0) להעריך את סוג העומס 1FLT: Resistive, capacitive, או inductive העומסים משפיעים על יציבות ועשויים לדרוש הגדרות משוב ספציפיות (למשל, סדרה - במקביל לעומסים המונעים על ידי ימינו).
  5. (FLT:0) ,Evaluate רעש ומפרטים עיוותים: השתמש בערכים של משוב הנמוך ביותר עקבי עם פיזור כוח ורוחב הפס כדי למזער רעש תרמי.
  6. (FLT:0)Check זמין מכשירים פעילים של ®FLT:1: מגבר תפעולי זמינים הן בגרסאות של הנקה מתח והן בגרסאות הנקה הנוכחית.

על ידי התייחסות שיטתית נקודות אלה, המעצב יכול לצמצם את ההתנצלות המתאימה ולבצע סימולציות מפורטות.

ניתוח השוואתי של התנצלויות

בטבלה שלהלן מסכם את המאפיינים המחוסנים של ארבעת הבקשות הבסיסיות להתנצלות:

Topology Input Impedance Output Impedance Stabilized Gain Typical Application
Series–Voltage High Low Voltage Audio amplifiers, voltage regulators
Series–Current High High Transconductance Current sources, power stage drivers
Shunt–Voltage Low Low Transresistance Photodiode amplifiers, I-to-V converters
Shunt–Current Low High Current High-speed amplifiers, current mirrors

השוואה זו מספקת התייחסות מהירה, אבל עיצובים בעולם האמיתי לעתים קרובות משלבים לולאות משוב מרובות (שוב זניח) כדי להשיג הן דיוק גבוה והן רוחב פס רחב.לדוגמה, מגבר מורכב עשוי להשתמש בלולאה פנימית של פס פנימי-הווה עבור רוחב פס גבוה וגלולה סדרה חיצונית-וולגל לעיוות נמוך.

משאבים חיצוניים למחקר נוסף

כדי להעמיק את ההבנה של בחירת טופולוגיה משוב, לשקול לסקור את המקורות הסמכותיים הבאים:

  • (FLT:0) מכשירים אנלוגים: יישומי Op Amp HandbookFLT 1:1 - מכיל פרקים מפורטים על תיאוריית משוב ועיצוב מגבר מעשי.
  • (FLT:0)Texas Instruments: Feedback topologies for AmplifiersFLT:1 - יישום הערה המסביר את ארבעת סוגי משוב עם דוגמאות עבודה.
  • (ב) [13] ויקיפדיה: Feedback AifiersFLT 1:1 - מספק סקירה תמציתית של המודלים המתמטיים העומדים בבסיס כל טופולוגיה.
  • (FLT:0) עיצוב אוטורוני: משככי סליחות ב Power AmplifiersFeloph:1 - מתמקד בנושאים מעשיים כגון יציבות ועומס נהיגה.

הפניות אלה מציעות גם יסודות תיאורטיים והנחיות מעשיות שמשלים את מסגרת ההחלטה שנדון כאן.

מסקנה

בחירת טופולוגיה משוב נכונה היא צעד יסוד בעיצוב מגבר המשפיע ישירות על דיוק, רוחב פס, קלט / קידוד אימפולס, לינאריות ויציבות. סידרה-voltage משוב נשאר העבודה עבור הדגימה מתח ב אודיו ומכשיר, בעוד משוב מתאמת-מתאים המוצגים ביישומים ממושכים.