A negatív visszacsatolások osztályozása

Hasonló dokumentumok
1. Fejezet. Visszacsatolt erősítők. Elektronika 2 (BMEVIMIA027)

Tartalom. Soros kompenzátor tervezése 1. Tervezési célok 2. Tervezés felnyitott hurokban 3. Elemzés zárt hurokban 4. Demonstrációs példák

ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK)

13. gyakorlat Visszacsatolt műveletierősítők. A0=10 6 ; ω1=5r/s, ω2 =1Mr/s R 1. Kérdések: uki/ube=?, ha a ME ideális!

Villamosság biztonsága

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Elektronika Oszcillátorok

Dr. Gyurcsek István. Példafeladatok. Helygörbék Bode-diagramok HELYGÖRBÉK, BODE-DIAGRAMOK DR. GYURCSEK ISTVÁN

10.1. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Áramtükrök. A legegyszerűbb két tranzisztoros áramtükör:

SZABÁLYOZÁSI KÖRÖK 2.

Analóg áramkörök Műveleti erősítővel épített alapkapcsolások

ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL 1. EGYENÁRAM

Elektrotechnika. 7. előadás. Összeállította: Dr. Hodossy László

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Zh1 - tételsor ELEKTRONIKA_2

BUDAPESTI MŰSZAKI FŐISKOLA KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI FŐISKOLAI KAR AUTOMATIKA INTÉZET ELEKTRONIKA MINTAPÉLDÁK

Hálózatok számítása egyenáramú és szinuszos gerjesztések esetén. Egyenáramú hálózatok vizsgálata Szinuszos áramú hálózatok vizsgálata

X. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

RC tag mérési jegyz könyv

Passzív és aktív aluláteresztő szűrők

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba. Tihanyi Attila 2007 március 27

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Elektronika 1. (BMEVIHIA205)

Fourier-sorfejtés vizsgálata Négyszögjel sorfejtése, átviteli vizsgálata

23. ISMERKEDÉS A MŰVELETI ERŐSÍTŐKKEL

RENDSZERTECHNIKA 8. GYAKORLAT

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

AUTOMATIKAI ÉS ELEKTRONIKAI ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

Bipoláris tranzisztoros erősítő kapcsolások vizsgálata

1. ábra A Wien-hidas mérőpanel kapcsolási rajza

Automatizált frekvenciaátviteli mérőrendszer

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Wien-hidas oszcillátor mérése (I. szint)

Tranziens jelenségek rövid összefoglalás

A 2009-es vizsgákon szereplő elméleti kérdések

VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Lineáris rendszerek stabilitása

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Irányítástechnika (BMEGERIA35I) SOROS KOMPENZÁCIÓ. 2010/11/1. félév. Dr. Aradi Petra

Elektronika 11. évfolyam

VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK. Váltakozóáramú hálózatok

( X ) 2 összefüggés tartalmazza az induktív és a kapacitív reaktanciát, amelyek értéke a frekvenciától is függ.

Segédlet a gyakorlati tananyaghoz GEVAU141B, GEVAU188B c. tantárgyakból

Elektrotechnika- Villamosságtan

Hálózati egyenirányítók, feszültségsokszorozók Egyenirányító kapcsolások

21.B 21.B. Szinteltoló Erısítı Szinteltoló. A mőveleti erısítı tömbvázlata

Elektronika zöldfülűeknek

HARDVEREK VILLAMOSSÁGTANI ALAPJAI. 9. Gyakorlat

1. Mérés. Áramkör építési gyakorlat I Összeállította: Mészáros András

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

Irányítástechnika GÁSPÁR PÉTER. Prof. BOKOR JÓZSEF útmutatásai alapján

1. Milyen módszerrel ábrázolhatók a váltakozó mennyiségek, és melyiknek mi az előnye?

Összetett hálózat számítása_1

Elektronika Előadás. Analóg és kapcsolt kapacitású szűrők

L-transzformáltja: G(s) = L{g(t)}.

Versenyző kódja: 31 15/2008. (VIII. 13) SZMM rendelet MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA. Országos Szakmai Tanulmányi Verseny

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Oszcillátorok. Párhuzamos rezgőkör L C Miért rezeg a rezgőkör?

Elektronika II. laboratórium

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Számítási feladatok megoldással a 6. fejezethez

Fizika A2E, 9. feladatsor

Tranzisztoros erősítő vizsgálata. Előzetes kérdések: Mire szolgál a bázisosztó az erősítőkapcsolásban? Mire szolgál az emitter ellenállás?

MUNKAANYAG. Miterli Zoltán. Aktív áramkörök mérése. A követelménymodul megnevezése: Távközlési alaptevékenység végzése

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

ÁRAMKÖRÖK SZIMULÁCIÓJA

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

M ű veleti erő sítő k I.

Jelgenerátorok ELEKTRONIKA_2

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

A soros RC-kör. t, szög [rad] feszültség áramerősség. 2. ábra a soros RC-kör kapcsolási rajza. a) b) 3. ábra

Elektronika alapjai. Témakörök 11. évfolyam

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

a hurokerősítés. Ez azt jelenti, hogy a visszacsatolt erősítő a A 1 érték elérésekor bemeneti jel nélkül is szolgáltat kimeneti jelet, mivel A

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

C 1 T. U ki R t R 2 U g R E

Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

Gingl Zoltán, Szeged, :25 Műszerelektronika - Műveleti erősítők 1

(Az 1. példa adatai Uray-Szabó: Elektrotechnika c. (Nemzeti Tankönyvkiadó) könyvéből vannak.)

Elektromechanika. 6. mérés. Teljesítményelektronika

17/1. Négypólusok átviteli függvényének ábrázolása. Nyquist diagram.

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

1. Visszacsatolás nélküli kapcsolások

DR. KOVÁCS ERNŐ MŰVELETI ERŐSÍTŐK MÉRÉSE

= 163, 63V. Felírható az R 2 ellenállásra, hogy: 163,63V. blokk sorosan van kapcsolva a baloldali R 1 -gyel, és tudjuk, hogy

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba. Tihanyi Attila április 17.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Tartalom. Robusztus stabilitás Additív hibastruktúra Multiplikatív hibastruktúra

RC tag Amplitúdó és Fáziskarakterisztikájának felvétele

Fizika 1 Elektrodinamika beugró/kis kérdések

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Átírás:

negatí isszacsatolások osztályozása meneti jel és a isszacsatolt jel más-más elektródára kerül: soros isszacsatolás (SV) gyanazon elektródára kerül: párhzamos isszacsatolás (PV) isszacsatoló jel a terhelésen ellépő eszültséggel arányos: eszültség isszacsatolás (FV) a terhelésen átolyó árammal arányos: áram isszacsatolás (ÁV) Konkrét kapcsolás esetén néha az tóbbit a nehezebb megállapítani. Általánosan köethető módszer: Módosítsk a menetre kapcsolt terhelő ellenállás értékét extrém értékek irányába ( zérs agy égtelen) és nézzük meg hogy a isszacsatolás ezen terhelések mellett megszűnik-e? Pld. Ha t akkor és a isszacsatolt jel is akkor FV. Ha t akkor de a isszacsatolt jel akkor ÁV. Ha t akkor I és a isszacsatolt jel = akkor ÁV. isszacsatolás hatása az áramkör paramétereire: SFV nő csökken SÁV nő nő PFV csökken csökken PÁV csökken nő hrokerősítés: VCs g VCs y x Felágjk a hrkot egy tetszőleges csomópontban. elágott hrkot lezárjk a megelelő impedanciáal azért hogy a iszonyok ne áltozzanak. hrokerősítés: y x -

Áramköri példák a isszacsatolások megalósítására: Soros eszültség isszacsatolás Párhzamos eszültség isszacsatolás t t g CC T C T C C C g CC T C T C C g E C E E t g E C E E t C Soros áram isszacsatolás Párhzamos áram isszacsatolás t t g CC C C C g CC T C T C C C g E t g E C E E t -

eszültség és az áram isszacsatolás hatása a menő ellenállás értékére Soros eszültség isszacsatolás Soros áram isszacsatolás Δ i K Δ i K Δ t Δ t K K két kapcsolás nagymértékn hasonlít egymásra. meneten léő - ill. t - ellenállásokból alakított eszültségosztó jelét ezetjük issza a műeleti erősítő negatí menetére. isszacsatolás típsa mindkét esetn soros mert teljesül az: = Δ + egyenlet. isszacsatolás típsa szempontjából a lényeges eltérés abban mtatkozik hogy a menet (a K-K kapocspárra kapcsolódó t terhelés ) hol helyezkedik el. isszacsatolás típsát úgy tdjk eldönteni hogy a terhelést extrém értékűnek ( t agy t ) álasztjk majd megizsgáljk hogy mikor szűnik meg a isszacsatolás. Feszültség isszacsatolásnál az t esetn áram isszacsatolásnál az t estn lesz az =. ü menő ellenállás értékét mindkét esetn az képlettel számoljk ahol: ir ü : az t értékhez tartozó üresjárási menő eszültség ir : az t értékhez tartozó rözárási áram. Feszültség isszacsatolás: Üresjárásban: t hol: Valamint: ( Feltesszük hogy >> ) ü özárásban: t és ir Ezzel: i ü r 3-

Tehát a menő ellenállás jelentősen csökkenthető eszültség isszacsatolással. Áram isszacsatolás: Üresjárásban: t ] i ü özárásban: t Δ Δ i t K K hol: ( a isszacsatolás nélküli menő ellenállás.) Toábbá: ir ü Ezzel: ir Áram isszacsatolással a menő impedancia jelentősen nöelhető. 4-

Visszacsatolt erősítők rekenciaüggése z erősítő nem eális: (s) ( de = és = ) i Δ i (s) Tentsük pld az inertáló kapcsolást: csomóponti potenciálok módszeréel elírható egyenlet: i ahol: s Ezekből: s s s s s s s hol esetünkn most: és keretezett összeüggés általánosan igaz. s hrokerősítés deiníciószerűen: s y x y x (s) Példánkban: (ott ágtk el a hrkot ahol nem olyik áram) y s s x műeleti erősítők alláteresztő jellegű rekencia üggést mtatnak ( miel DC csatolt dierenciál erősítő okozatokból épülnek el)..) z egy pólst tartalmazó modell: s isszacsatolt rendszer mindig stabil. isszacsatolt erősítő átitele: s 5 6 s s s s s p megáltozott póls rekencia: p Általában miel 5-

5 4 3 j j p - 3 4 5 log(ω)..) két pólst tartalmazó modell: s 5 6 és isszacsatolt rendszer mindig stabil. isszacsatolt erősítő átitele: s s ( ω : az.n. domináns póls ) s s s s p s p s s megáltozott póls rekencia: p ( Ha akkor alós gyökök annak!!) Most is : miel 5 4 3 j j p - 3 4 5 log(ω) 6-

.4 z egységgrás gerjesztésre adott álasz őüggénye. értékek esetére és.8.6.4. 3 4 5 6 7 8 9 és t p z átiteli üggény rekencia üggése 5-5 - értékek esetére és -5 - -5-3 -35-4 és p -45 - isszacsatolt rendszer pólsainak elhelyezkedése az s síkon: s sík jω s sík jω j ωp s sík jω j ωp ωp σ 45 σ 6 σ x / / Kritiks csillapítású Maximális lapos 45 -os ázistartalék (két alós gyök) (Btterworth) (közelítőleg).3.) több pólst tartalmazó modell: s Instabilitás lehetősége enn áll: Lásd Stabilitásizsgálat s s s... 3 ( alóságban minden ME több pólssal bír de ezek a toábbi pólsok már olyan nagy rekencián annak ahol a hrokerősítés már jóal sebb mint az egység.) 7-

Stabilitás izsgálat Bode-diagram segítségéel Visszacsatolt rendszerek menet/menet típsú átiteli üggénye: s s s hol s a hrokerősítés j rendszer a stabilitás határhelyzetén an ha: j e Bode-diagram: a lg j rc j amplitúdó karakterisztika b ázis karakterisztika hrokerősítés Bode-diagramja alapján eldönthető a stabilitás: a(ω). rendszer φt > ázistartalékkal stabil ha:. rendszer ha: db t a és b db a t < amplitúdó tartalékkal stabil db a db b és a t db -π b(ω) φt ω ω db a t log(ω) log(ω) Minimálázisú rendszerekn (nincs zérs a jobb élsíkon) elég az amplitúdó karakterisztika ismerete gyanis Bode-tétele szerint: d lg j b d lg d da lg M hol M(ω) az amplitúdó karakterisztika meredeksége db/dekád-ban 3 4 Pld: ha M(ω) = -3 db/d b 8-

Nyqist stabilitás izsgálat Nyqist stabilitás izsgálattal a nyitott rendszer hrokerősítésének ismeretén izsgálni tdjk a isszacsatolt (zárt) rendszer stabilitását. nyitott rendszer átitele ( a hrokerősítés): j zárt rendszer átitele: j zárt rendszer a stabilitás határhelyzetén j j akkor an ha an olyan ω rekencia amikor: j agy: j Nyqist stabilitás izsgálat:.) Kiszámítjk és ábrázoljk a komplex síkon az j hrokerősítés komplex értékét a alós ω paraméter tartományában. (Ez a helygör).) Megállapítjk az j ektor ázisának áltozását a rc j tartományában: 3.) k n összeüggésből meghatározzk n-et a zárt rendszer jobb élsíkra eső pólsainak számát. Ha n = akkor a zárt rendszer stabil ellenkező esetn instabil. (k: a nyílt rendszer jobb élsíkra eső pólsainak száma ez általában ismert tipiksan zérs) (s) β rc{+ (β) (jω)} Im{(β) (jω)} ω = e{(β) (jω)} - Stabil ω ω = Instabil + (β) (jω) (β) (jω) Példa : Legyen k =. z -es helygörbén a teljes ázisáltozás eredője zérs: n n = stabil Példa : Legyen k =. -es helygörbén az összes ázisáltozás: teljes ordlat az óramtató járásáal egyezően. n n = zárt rendszern így db póls an a jobb élsíkon ezért a zárt rendszer nem stabil. 9-

negatí isszacsatolás hatása a nemlineáris torzításra Tentsünk egy a ezérelhetőség határhelyzetéig igény ett tranzisztoros erősítőt! menő mérőjelünk legyen egy ω rekenciájú harmoniks jel: t cost zt tapasztaljk hogy az erősítő menő jele az ω (alapharmoniks) rekenciájú jelen kíül számos más (elharoniks) komponenset is tartalmaz. elharmoniksok az alapharmoniksnak egész számú többszörösei (ω3ω4ωstb) (Lásd Forier sor): t cos t cos t 3 cos3 t... (cost k cos t k3 cos3t...) torzított menő jelre deiniálhatnk egy.n. torzítási tényezőt: k... k k 3 3 elharmoniksok 3 amplitúdói erősen üggenek attól hogy az erősítő milyen mértékn an ezérele. ögzítsük ezért a meneti alapharmoniks amplitúdóját (pld. a maximális értéken) és az ehhez a jelszinthez tartozó értéket jelentse a k. nemlineáris erősítőt helyettesítsük most egy olyan lineáris (torzítás mentes) erősítőel melynek menő jeléhez hozzá adjk a torzítási tartalmat!... a NEMLIN a a LIN a hol a torzítási tartalom ejezhető a torzítási tényezőel: a k enti módszerrel linearizált erősítőnket most csatoljk issza! teljes menő jel β- szorosát onjk a menő jelből és ezt a különbségi jelet ezessük rá az erősítőre! Természetesen az erősítés-iszonyok megáltoznak. Változtassk meg a menő jelet a úgy hogy a menő jel alapharmoniksa legyen gyanakkora mint előzőleg. torzítási tartalmat tentsük úgy mint egy második menetet melynek nagysága az a előzőek szerint ügg az alapharmoniks amplitúdójától: k a LIN k a + β z így kapott lineáris hálózatra a szperpozíciót használa két transzer üggényt írhatnk el: -

a a a k β - β a a k a z tóbbiból a isszacsatolt rendszer torzítási tényezője: k a k negatí isszacsatolással a torzítás drasztiksan csökkenthető. Példál egy hangrekenciás erősítő k =% -os torzítása (a széd érthetőség határa) az β= hrokerősítés érték mellett kb. k =. %-re csökkenthető (HiFi minőség). Megjegyzendő hogy számításainkban egy s pontatlanság an mert igyelmen kíül hagytk hogy az erősítő eredő meneti amplitúdója egy csit megáltozott.a elharmoniks tartalom lecsökkenése köetkeztén. Ez a nagyonalúság azonban csak másodlagosan csi pontatlanságot okoz ezért elhanyagoltk. z eredmény csit meglepő: Hogyan lehetséges a sebb torzítás mikor a nemlineáris karakterisztikát gyan olyan amplitúdó nagyságra ettük igény? magyarázat az hogy az erősítő menetére nem csak az alapharmoniks hanem a elharmoniks jel negáltjának egy része is rákapcsolódik ami mintegy előtorzítja a jelet. z előtorzított jel annyira torzl issza hogy az eredmény a jóal sebb torzítási tényező. égokozatok tárgyalásánál tehát helyesen jártnk el amikor a ogyasztó áramát (és ezzel az ellenálláson ellépő meneti eszültséget) szinszosnak tételeztük el. égerősítők a enti okoknál oga gyanis általában erősen (negatían) isszacsatoltak. -