Amplifier Devrelerinde Geri Bildirimye Giriş

Geri bildirim elektronik devre tasarımında temel bir kavramdır, özellikle de geri bildirimde bulunan yükselteç sistemlerinde anahtar performans parametrelerini şekillendirir.In routing a part of the output signal back to the input, mühendisler kazanılabilir, dismeler ve devrelerin zaman davranışını değiştirebilir ve değiştirir.Reformasyonlar ile etkilenen iki kritik parametredir.0)Tezsiz hız ve doğruluk gereksinimlerine ilişkin ayrıntılı bir analiz sağlar.

Slew Rate ve Dinamik Yanıtları

Slew Rate: Tanım ve Significance

[FONT=0]Slew oranı[[Dönetici:0] Bir yükselticinin maksimum değişimi olarak tanımlanır, genellikle mikrosaniyede voltlarda ifade edilir (V/μs).

Dinamik Yanıt: Band geniş, Transient Davranış ve Stability

[FONT:0]Dynamic yanıt[[[DDynamic yanıt[[DDDynamic yanıt[[DDDDDynamic yanıt[[DDDDDDDDDDynamicTR:1], yükselticinin zaman alıcı sinyalleri doğru bir şekilde yeniden üretebilme yeteneğini kapsar: Anahtar yönleri şunlardır:

  • [FONT:0]Band genişlik[[[Dönetici:0)[[Dönetici:0))[[Döneticileri) ve alttakiler (GBW) olarak ifade edilir.
  • [FONT:0)Transient yanıt[[[Dönetici:0)[[Dönetici:0)[[Dönetici:0))[[Dönetici:0)))
  • [FONT:0]Stability - geri bildirim uygulandığında veya aşırı ringlemeden kaçınmak için yükseltici eğilimi. Bu, faz marjı ve marjı ile ölçülmektedir.

Dinamik yanıt, yükselticinin iç kutupları ve sıfırlarla yakından bağlantılıdır ve geri bildirimler bu özellikleri yeniden şekillendirmede önemli bir rol oynar.

Geri bildirim Mechanisms ve onların Sınıfları

Olumsuz Geri bildirim vs. Olumlu Geri Bildirim

Geri bildirim olumsuz veya pozitif olabilir. Olumsuz geri bildirimler girdiye karşı çıkan bir sinyal döndürür, genel kazanç sağlar ancak lineerliği, bant genişliğini ve istikrarı geliştirir.Pozisyon, potansiyel olarak osilasyon veya histerilere neden olur (çözücüler ve osilatörlerde kullanılır).

Olumsuz Geri Bildirim Türleri

  • [FONT=0)Voltage-e (e-shunt)[Döntme:0)[değiştir | kaynağı değiştir][değiştir | kaynağı değiştir]; giriş olmayan yükselteçlere ortak olarak uygulanan geri bildirim gerilimi.
  • [FONT:0)Current-e (e-se)[Dönder: Mevcut sürümlerde kullanılan geri dönüşüm oranı.
  • [FONT:0]Voltage-shunt (shunt-shunt))[Dönderin gerilimine uygun olarak geri dön.
  • [FONT:0)Current-shunt (shunt-e)[Dönetici: Mevcut çıktıya geri dönek olası geri bildirimler.

Her topoloji girdi ve çıktı farklı şekilde etkiler ve bu dürtüsel değişiklikler dolaylı olarak yük etkileri ve bant sınırlamaları nedeniyle oran ve dinamik yanıtları etkiler.

Slew Rate üzerinde Geri Dönüşüm Etkisi

Geri bildirim Slew Rate Nasıl azaltır

Hızlı bir şekilde, negatif geri bildirim ile, iç tazminat kapasitör, özellikle de birlik kazancı elde etmek için devreye inşa edilir. Geri bildirim ağı, doğrudan giriş aşamasına kadar değiştirme limitini değiştirmez (başlangıçta yer alan geri yükleme) ancak geri bildirimin dışsal sinyal koşullarını etkiler.

Mevcut-Feedback Amplifier: A different Story

[FONT=0] Mevcut olmayan kurtarma yükselteçleri [CFA], yarıkırlık oranı, büyük sinyallere karşı olan tepki ile sınırlı değildir: geri dönüşler düşük yükleyicidir ve yanlış geri bildirimler, sadece çıkış aşaması ve parasitik kapasitanslar tarafından sınırlı olabilir.

Deneysel ölçümler

Standart bir gerilim geri dönüşüm artırılmış (örneğin, LM741), geri bildirimde belirtilen hızdaki artışları takip eden veya daha fazla geri yükleme işlemine izin veren bir sistemdir.

Dinamik Yanıtlara Geri Dönüşüm Etkisi

Band Wide Extension

Olumsuz geri bildirimin en önemli etkilerinden biri, kapalı bant genişliğinin yaklaşık olarak artmasını sağlar.(#0)A[D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D D

Transient Response ve Faz Margin

Geri bildirim aynı zamanda geçici cevabı da şekillendirir. Bir geri bildirim sisteminde, kapalı devre geçişi ve -180 °, döngü kazançına bağlı olarak, yüksek çözünürlükte bir kesintiye neden olabilir.

Distortion ve Slew-Indük Distortion

Olumsuz geri bildirimler hata sinyalini minizerek harmonik bozulmayı azaltır. Ancak, yükselticiler, iç doğrusal operasyon bozuldu ve geri bildirim, girdinin daha doğru bir şekilde takip etmesi için baskıyı zorlayamaz.Bu, indüklenen disinksiyon) ile ilgili olarak elde edilir.SID, yüksek frekanslarda, yüksek geri bildirimlerdeki önemli bir konudur.

Slew Rate ve Dinamik Yanıtlar arasındaki ticaret

Slew Rate at the Expense of Stability

Yüksek bir oran elde etmek için, tasarımcılar genellikle tazminat kapasitansını azaltır veya giriş aşamasını yükseltebilir, her iki eylem degrad aşaması marjını alabilir, dengesizliğe ve zayıf geçici yanıta yol açabilir. Örneğin, uncompensated op-amps (örneğin, düşük kapalı-loop kazanı gibi) düşük kazanımlar elde etmek için dışsal tazminat gerektirir.

Yüksek Hız Uygulamaları için optimizasyon

Yüksek hızlı veri satın alma veya video uygulamaları için, ideal yükseltici hem yüksek oranda yüksek oranda ve geniş bant genişliğine sahip olmalıdır.Bu genellikle mevcut geri besleme mimarisi veya yüksek yoğunluklu veya otomatik-zero yükselteçleri gibi üst düzeyolojileri kullanmak gerekir. geri bildirim ağları dikkatli bir şekilde tasarlanmıştır: düşük değerli dirençli direnç efektleri azaltır ve parasitik kapasitans etkiler, ancak güç tüketimini artırmak gerekir.

Slew Rate in Feedback Systems

Kapalı-loop sisteminde yarı yarıya ölçüldüğü zaman, sabit bir geçiş aşamasına kadar büyük bir giriş aşaması (tipik olarak 10 V) uygulamak önemlidir.Exp>Platformun eğimi % 10 ile% 90 arasında ölçülmelidir.Reefrebilitesi ölçülmüş eğimi değiştirir, ancak operasyonel yükselteçlerin varlığı sabitleme sonrası aşırı yükleme tekniklerin ortaya çıkmasını sağlar.

Deneysel Gözlemler ve Data

Lab Test: OP27 vs. NE5534

İki popüler operasyonel yükselteçleri göz önünde bulundurun: OP27 (precision) ve NE5534 (yüksek hızlı) OP27, 8 MHz'in tipik bir yığın oranına sahiptir ve bir üst düzey puls ürün 8, 10'un sabit olmayan bir oranına göre, her iki yükseltici de küçük imzalı bant genişliğine benzer şekilde sergilenir, ancak OP27'nin zayıf oranı çok daha düşük, hızlı bir şekilde sabitlenme ve yüksek çözünürlükte görünür.

Yükseliş Zamanlı Zaman Faktörünün Etkisi

Sabit bir yükselteç için geri bildirim faktörü (örneğin, kapalı-loop kazancını azaltın) küçük imzalı bant genişliğini arttırır ve bu nedenle küçük adımlar için çıktının yükselişini azaltır. Ancak, adım 10 V adıma kadar büyükyse, yükseliş zamanı yaklaşık 10 V / 0,5 V / μs = 10 μs'lik bir değişiklikle sınırlı değildir.

Faz Margin vs. Slew Rate

Bir inceleme:0)Analog Cihazları[DDDDDDDDDDDDDDDDDD)[Döneticileri)[CFONT=0))) Belirli bir yükselteç için, 10 pF tazminat kapsadığı bir ücret miktarı, kapalı-loop kazançları, faz marjının kritik hale geldiği frekansın altında olduğundan daha yüksek bir ücret elde edilir.

Gerçek Dünya Uygulamaları ve Tasarım Kılavuzları

Ampiifiers

Ses devrelerinde, geri bildirim, 20 kHz için yaygın olarak kullanılır, 10 V zirvesi sinyali: ≥ 2}} × 20 × 10 ⁇ × V / μs olmadan çok sayıda seslendirme kuralı bunu aşıyor: ancak yüksek güç yükselteçleri genellikle mücadele için gereklidir.

Yüksek Hız Data Converter

ADC sürücüsü devrelerinde, af-amp, bir sonraki dönüşümden önce 1/2 LSB'ye yerleşmeli. Hem bant genişliği hem de yarı zamanlı olarak sabitleme sağlar.Its:0Contaas Instruments'ın (örneğin, 0 to 5 V) üzerindeki kılavuzunu kullanarak, incelik oranı yüksek LR (düşük kazanç) daha geniş bant genişliği sağlar, ancak aynı zamanda gürültüyü kullanarak yüksek çözünürlükte elde edebilir.Useur-signal reset time.For large step changes (e.Texas Instruments)

RF ve IFl Ampirasyonlar

RF devrelerinde, dinamik yanıt genellikle yükselticinin minimum bozulma ile modülasyon yapabilme yeteneğini ifade eder. Olumsuz geri bildirimler, uyumsuzluğu sağlamak ve stabilizasyon elde etmek için kullanılır, ancak yüksek frekanslarda, parasitik etkiler, dengesizliğe sahip olmayan geri bildirim miktarını sınırlandırır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Geri bildirim, yükseltici tasarımdaki iki taraflı bir kılıçtır. Bir amplifikatörün dinamik cevabı genişleyen bant genişliğiyle optimize ederken, sabit geri bildirim sistemleri ve büyük ölçüde yüksek geri bildirimlerle elde edilen geri bildirim sistemleri ile ilgili uyarıları azaltılabilir.Ancak, kapalı-loop kazanımı, faz marjı ve geçici davranışları doğrudan geri bildirim oranları ile etkilenebilir.