Giriş: Modern Devre Tasarımında Balancing Yasası

En az güç tüketmekken yüksek performans sağlayan elektronik sistemler talep asla daha büyük olmamıştır.Vitrix IoT sensörleri ve sofistike ses önbellekleri için, tasarımcılar sürekli bir meydan okuma ile karşı karşıya kalır: bataryayı nasıl elde etmek veya aşırı ısıyı üretmek, geri bildirimin en güçlü ve çok yönlü araçlardan biri olarak analog tasarımcının bu tür bir cephanelik tasarımını ve mevcut verileri dengelemek için bir yol sunmak.Bu çatışma sonrası sinyalin bir kısmını geri almak için, geri dönüşler için geri dönüştürmek, geri dönüşler yapmak için, geri dönüşler yapmak için, doğrulanmış performans ve gerçek güçlendiricileri artırmak için bir yol sunmak.

Elektronik Devrelerdeki Geri Dönüşümlerin Temelleri

Anada, geri bildirim, bir devrenin çıktı sinyalinin bir kısmının örneklendiği ve girişe geri döndüğü bir süreçtir. Bu geri dönüş sinyali, elde etmek veya güç hedefleri almak için geri bildirimle birleştirilmiştir.

Olumlu Geri bildirime karşı Olumsuz

Olumsuz geri bildirimler lineer amplifikasyon ve sinyal işlemede kullanılan baskın tekniktir. girdiden çıktının bir kısmını çıkartarak, otomatik olarak doğru sapmalar, bozulmaya yol açan, daha geniş bant genişliğine ve süzmelere göre, girişin güçlendirilir ve genellikle osilatörlerde kullanılır ve rejeneratif devreler için devreler yapılır.

Geri bildirimli Kuramı

Bir geri bildirim döngüsü üç temel bölümden oluşur: ileri seviye (genellikle operasyonel bir yükselteç veya ayrı transistör sahne), geri bildirim ağı (tipik olarak bir direnç faktörüdür), ve geri bildirim sinyalinin tam olarak giriş ile birlikte yapıldığı yer.

Geribildirim Yüksek İLGİLİ Nasıl Olabilir

Geri bildirimin en karşı taraflarından biri, tasarımcıların binlerce veya daha fazla çok aşamalı topoloji elde etmesinin aslında mümkün olduğu bir devrenin elde edilebildikleridir.Bir transistör aşamasının kazanılması, birkaç yüz ile sınırlı olabilir, geri bildirimler tasarımcıların çoklu aşamalar aracılığıyla istikrarlı kazanımlar elde etmesine izin verir.

Geri bildirim yoluyla gelişmişlikler

İyi tasarlanmış bir geri bildirim sistemi, artırılmış-loop kazancı neredeyse tamamen geri bildirim ağı tarafından belirlenir. Örneğin, 100 geri bildirime dayalı bir yükselteçli yükseltici oranı, artırılmış-loop kazancının tam olarak 10 bin veya 100.000 $ değerinde olup olmadığı konusunda, busitleştirmenin, tasarımcının genel kazanç elde ettiği anlamına gelir.

Kararlılık ve Yıkım Azaltımı

Kombinasyonlar aktif cihazlarda doğrusal olmayan olmayanlardan ortaya çıkar.Rekreksiyon, alt güçteki transistörlerin (örneğin, açık-loop toplam harmonik bozulmanın yüzde 1'i ve döngü kazançlarının yüzde 100'ü, yüksek oranda azaltılabileceği bir devredir. Bu dramatik geliştirme, daha yüksek önyargılı bölgelerde (örneğin, daha fazla kesintiye uğrama) çalıştırmaya olanak sağlar.

Band Wide Extension

Geri bildirim ayrıca bir yükselticinin kullanılabilir bant genişliğini genişletir.Eksiyonel üstolojiler için yaklaşık sabittir.Eğer geri bildirimler 10 faktör tarafından kazanılırsa, bu özellik düşük güç, orta bant genişliği aşamalarını geniş bant kazanç bloklarına dönüştürmek için sağlar.For applications thating both high gain and wideband, such as video amplifikasyonu veya yüksek hızlı erişim, geri bildirim gerektirir.

Daha derin bir şekilde, genişletilmiş ticaret-offlara, bu tür akantılara atıfta bulunun:0) Analog cihazlardan gelen teknik makale, af-amps).

Geri bildirimle Düşük Güç Tüketimini Geri Bildirim

Kombinasyonlarda güç tüketimi, çıktı aşaması ve aktif cihazların zihresi ile akan önyargı akımları tarafından yönetilir.Rekreksiyon mekanizmaları hem de orantılı olarak artan güç çekmeden yüksek kazanç sağlar.

Bias Current Optimizasyon

Bir sınıf yükselteçinde, önyargı akımı, doğrusal bölgede çıktı cihazı tutmak için beklenen sinyal salımı yerine getirmek için yeterince yüksek olmalıdır.Rektör, bipolar transistörlerde veya kaynak dejenerasyonu FET'lerde kullanmak gibi, bu gereksinimi sürekli olarak geri almak için işletim noktasını düzeltmeli olarak rahatlatmalıdır.Bu, mevcut düzeltmeleri gereken şekilde daha da teorik minimuma daha yakınlaştırmaya olanak sağlar.

Sınıf-AB ve Geri Bildirim Verimliliği

Sınıf-AB çıkışları, yaygın olarak ses yükselteçleri ve kulaklık sürücülerinde kullanılır, çünkü sınıfsal olarak yüksek verimlilik sunar, ancak bu bozulmayı bastırmak için geri bildirim kullanılır, çıktı aşamasının daha düşük quiescent akımlarında çalışmasını sağlar. geri bildirim döngüsü sıfırdaki doğrusal olmayanlığı düzeltir, yükselticinin yüksek kazanç sağlamasını önemli ölçüde azaltılabilir.Bu klasik bir ticaretle ilgilidir: geri bildirim döngüsü, bazı güç kullanımını azaltır, ancak sahnedeki net tasarruflar önemlidir.

Geri bildirimle ilgili olarak

Modern bütünleşik devreler, önyargının dinamik olarak ayarlandığı, sinyal seviyesine göre ayarlanabilir. Bir geri bildirim döngüsü, yalnızca büyük sinyal salaklarının mevcut olduğunda önyargıyı arttırır. Düşük sinyal seviyelerinde, önyargı minimuma indirgenir, sınıf-G veya sınıf-H işlemine dayanan, tedarik gerilimi veya önyargıyı tamamen geri bildirime dayanır.

Anahtar Tasarım Geri Dönüşüm Devreleri için Gözlenebilir

Yüksek kazanç ve düşük güç için geri bildirim devreleri, bileşen seçimi, topoloji seçimi ve istikrar tazminatı için dikkatli bir şekilde dikkat gerektirir.Bu faktörlerden fazlası, zayıf geçici yanıt veya geri bildirim ağındaki aşırı güç tüketimine yol açabilir.

Doğru Geri Bildirim Topolojisini Seçin

Dört temel geri bildirim topoloji vardır: gerilim serisi, gerilim-shunt, mevcut-emperyalist ve mevcut geri bildirimler giriş ve çıkış hatasına ilişkin farklı etkiler vardır, bu da kaynak ve artış için yüklenebilir.

Bitirme ve Hoşgörüler

Geri bildirim ağının kendisi güç tüketiyor, özellikle düşük direnç değerleri gürültüyü azaltmak için kullanılıyorsa, düşük güç tasarımlarında, geri bildirim itirazcılar doğrudan kazanç elde etmek için yeterince yüksek seçilmelidir.For ultra-low-power tasarımları, ince film direnişi veya parasitic kapasitance degradsiyonel performans.

Geri bildirim ağlarında kullanılan bileşen seçimi için faydalı bir referans, [[0ConTexas Instruments' application note on feedback object Oppoor Selection for low-power op-amps).

Stability Analysis and Compensation

Geri bildirim döngüsü, yeterli bir faz marjını sağlamak için döngü yaklaşımlarını 180 derece azaltabilir, ancak düşük güç tasarımlarında, kapasitör değerlerinin büyük şarj akımlarından kaçınmak için küçük tutulması gerekir ve tazminat programı belirli kazanç ve yük koşullarını sağlamak için yüksek frekanslarda uygun hale gelir.

Kazanma ve Verimlilik için Gelişmiş Geri Bildirim Teknikleri

Temel topolojilerin ötesinde, birkaç gelişmiş geri bildirim tekniği kazanç ve güç verimliliği sınırlarını zorlamak için geliştirildi.

Ger Serisi Detaylı Bilgide Geri Dönüşüm

Gerilme geri bildirim yüksek geri yükleme tasarımının işkozidir.Bu yapılandırmada geri bildirim ağı, girişten gelen girişe bağlı ve giriş sinyali, R f = 1 x R f / R g) kullanılarak yapılır.Bu işlemden gelen geri bildirim ağı, mevcut olan geri bildirim ağının aşırı yüklemelere eklenmemesini sağlar.

Mevcut Geri Bildirimlemeleri

Mevcut geri bildirimler yükselticileri (CFAs) geri bildirim sinyalinin çok yüksek frekanslarda olduğu farklı bir mimari kullanıyor.Bu, iç düğümler büyük kapasiteliliğe karşı direnmeye ihtiyaç duymadığı için, geri bildirim ağının çoğu zaman düşük maliyetli bir şekilde tutulması gerektiği konusunda önemli bir avantaj sağlar.

Aktif geri bildirim ve Feed forward

Bazı yüksek çözünürlük tasarımlarında, pasif geri bildirim ağları, doğrudan çıkış yolu ile değiştirilir, yüksek uçlu ses ve yükselticilerin termal gürültüleri olmadan çok yüksek döngü kazanılabilir, aynı anda daha düşük güç tüketimine izin vermek için. Feed forward tazminatı, girdinin küçük bir kısmı doğrudan doğrudan elde edilen seviyeye kadar stabiliteyi artırabilir.

Mevcut geri bildirim yükseltici tasarımının kapsamlı bir bakış için, mevcut geri bildirim yükselticileri üzerinde makale pratik rehberlik sunar.

Modern Elektronik Uygulamaları

Yüksek kazanç ve düşük güç için geri bildirim ilkeleri, geniş bir gerçek dünya ürünleri yelpazesinde ortaya çıkmaktadır.

Portatif Seslendiriciler

Akıllı telefonlarda ve taşınabilir DAC'lerde bulunan sünger yükselteçleri, düşük devreli kulaklık kulaklıklar kullanarak düşük şarjlı kulaklıklar elde etmek için yüksek kazanç sağlamalı ve düşük çözünürlükteki bir dizi algılamaya güvenerek, geri bildirimde bulunulmaktadır. Bazı tasarımları tam olarak yüzde 0.001'in altına almak için kullanılır.Sessiz kontrol için bir çift yüksek çözünürlükte kontrol için bir miktar sağlar.

Sensör Interface Devreleri

IoT sensörlerinde, termo çift yükselteçleri veya fotodiode transimpedans yükselticileri gibi, sensörden gelen sinyal genellikle çok küçük (mikrovoltlar için milivolta kadar) ve analog dönüşümden önce yüksek kazanç gerektirir. geri bildirim sistemleri genellikle yüksek değerli geri dönüşümden elde edilirken, en az güç tasarrufu sağlar.Bu devrelerin çoğu doğrudan ölçümden çalışır.

Biomedical Instrumentation

Elektrocardiogram (ECG) ve elektroenseseogram (EEG) yükselticiler son derece yüksek kazanç gerektirir (genellikle 60-100 dB) ve çok düşük gürültüyü, batarya gücünden çok düşük önyargılara izin verirken, DC'nin elektrot potansiyellerinden uzaklaştırılması ve yüksek ortak noktanın reddedilmesi için gereklidir.

Geri bildirimde Trendler Gelişen Düşük Güç Tasarımı

Teknoloji ölçekleri ve uygulamaları geliştikçe, yeni geri bildirimler stratejileri ortaya çıkmaya devam ediyor.

Adaptasyon ve Dijital Geri Bildirim

Dijital geri bildirimler, düşük güç mikro kontrolleri veya özel dijital sinyal işlemcileri ile uygulanan, geri bildirim ağı gerçek zamanlı olarak ayarlayabilir. Örneğin, geri bildirim yolunda dijital güçlü birometre, sabit-biyasal tasarımlara kıyasla elde edilen miktarın değiştirilmesine olanak sağlar. Adaptif önyargı devreleri, geri dönüşleri izlemek için geri dönüşümleri kullanan geri dönüşümleri dinamik olarak ayarlar ve önyargılı akımları ses ve sensör arayüzlerde yaygın hale getirebilir.

Low-Voltage Low-Power Design

Tedarik gerilimleri gelişmiş CMOS proseslerinde 1 V'nin altında kalırken, yüksek kazanç sağlamak zorlaşır çünkü mevcut kafa odası, yığınlama tekniklerinin yığınlamadığı yükseltici aşamalara güvenir.Rekreksiyonel V malzemelerinin işletilmesi için en yüksek çözünürlükte bulunur. Bulk-güdümlü yükselteçler, yüzen-gate transistörler ve alt işlemler tüm yanıtları lineerize eder ve faydalı kazanımlar elde eder.

Düşük gerilim geri yükleme tasarımı hakkında daha fazla okuma için, buETHFLT:0)ScienceDirect düşük gerilim yükselteç tekniklerinin genel bakışını gör).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Geri bildirim elektronik devrelerdeki basit bir doğrulayıcı mekanizmadan çok daha fazlasıdır.Mükemmel bir tasarım prensibidir, mühendislere aktif cihazların doğal sınırlamalarını kırabilmelerini sağlar, yüksek gerilim tüketimine sahip olmak, geri bildirim stratejisini dikkatle seçerek, tasarımcılar, daha düşük güç ve tazminat stratejileri için yükseltilebilir, istikrarlı ve verimli bir şekilde yükseltilebilir.Günümüzde tüketici elektroniklerinin önemli tıbbi ve endüstriyel sistemlere yönelik olarak, herhangi bir sinyalin güçlü bir şekilde çıkarılmasını sağlamak için güçlü bir kaynak tasarrufu sağlar.