Pojačavač sa negativnom povratnom spregom — разлика између измена

{{сређивање|||||Електротехника}}

'''Negativna povratna sprega''' je sprega koja dovodi dio izlazne veličine na ulaz tako da smanji ulaznu veličinu, i preko nje, finalnu vrijednost izlazne veličine. Da bi se ovo postiglo dio izlazne veličine mora biti invertiran, u suprotnom dobijamo [[pozitivna povratna sprega|pozitivnu povratnu spregu]].

 

== Istorijat ==

Prvi čovjek koji je uveo pojam negativne povratne sprege bio je Herold Blek (-{Harold Stephen Black}-) (-{US patent}- 2,102,671, izdat 1937). Zanimljivo je to da mu je ta ideja pala na pamet dok je putovao iz mjesta Lakavana Feri (-{Lackawanna Ferry}-) prema mjestu gdje je radio, Belovim laboratorijama (-{Bell Laboratories}-) 2. avgusta 1927. Herold Blek je naporno radio na smanjenju izobličenja u [[repetitor]]u pojačavaca koji se koristio za prenos [[telefon]]skog [[signal]]a. U praznom prostoru svog primjerka novina [[Njujork Tajms]] „-{New York Times}-“ zabilježio je šemu (dijagram) koja izgleda kao na slici:

 

Harold je predao zahtjev za patentiranje svog izuma u američki patentni zavod -{U. S. Patent Office}- 8. avgusta 1928, gdje će i ostati i čekati na red više od devet godina da bi bio izdat. Blek je kasnije napisao: „Jedan od razloga zasto se toliko čekalo na izdavanje patenta za moj izum je taj što U. S. Patent Office nije verovala da će moj pronalazak uopšte funkcionisati“.

 

== Uvod ==

'''Povratna veza ili reakcija''' omogućava djelovanje [[napon]]a sa izlaza nekog sklopa na njegov ulaz. Ako se primjenom reakcije ulazni signal smanjuje, odnosno ako se smanjuje pojačanje, tada je povratna veza negativna. Ako se, pak, primjenom reakcije povećava efektivni ulazni signal tada se govori o pozitivnoj povratnoj sprezi. Reakcija može biti: serijsko-naponska, serijsko-strujna, paralelno-naponska i paralelno-strujna.

 

[[Pojačavač]]i se mogu koristiti u osnovnoj formi, ali se najčešće radi poboljšanja karakteristika koristi povratna sprega. Suština povratne sprege je da se deo izlaznog signala kombinuje sa ulaznim signalom i na taj način dođe do poboljšanja karakteristika pojačavača.

Ako povratna sprega smanjuje pojačanje osnovnog pojačavača tada imamo negativnu povratnu spregu, dok u slučaju kada povratna sprega povećava pojačanje tada imamo pozitivnu povratnu spregu. U praksi se uglavnom koristi negativna povratna sprega. Na slici 1. prikazana je blok šema pojačavača sa povratnom spregom.

 

Elementi ovog kola su: izvor pobudnog signala Xi, pojačavač sa pojačanjem A, [[potrošač]] na kome se dobija izlazni signal Xo, kolo povratne sprege sa pojačanjem β koje na svom izlazu daje signal reakcije Xr i kolo za sumiranje ulaznog signala i signala reakcije koje na svom izlazu daje signal greške Xe.

=== Paralelno – naponska veza ===

Prenosna karakteristika osnovnog sklopa RM (otpornički pojačavač) i prenosna funkcija kola povratne veze (prenosna provodnost kola) su:

 

*'''Serijsko-strujna povratna sprega (strminski sklop)'''

 

Prenosna funkcija osnovnog sklopa je određena izrazom:

Vα=Vi+Vβ.

Struja Io dolazi na ulaz β grane, koja na svom izlazu generiše napon Vβ te je prenosna funkcija β grane: β=Vβ/I. Prenosna funkcija kompletnog sklopa sa povratnom vezom iznosi: Gmr=Gm/1-βGm.

 

== Veza između pozitivne i negativne povratne sprege ==

 

Da bi povratna sprega bila pozitivna, tada:

* Smanjuje osetljivost pojačavača

* Smanjuje nelinearna izobličenja

* Smanjuje šumove generisane unutar pojačavača

 

== Analiza pojačavača sa negativnom povratnom spregom ==

Pri analizi sklopova sa povratnom vezom postoji više metoda počevši od klasičnih putem ekvivalentnih šema i matrične metode do manje ili više približnih metoda. U opštem slučaju potrebno je uočiti niz koraka:

* Određivanje tipa reakcije po ulazu i po izlazu.

 

== Uticaj negativne povratne sprege na osetljivost pojačavača ==

Parametri kola (vrednosti otpornika, dinamički parametri aktivnog elementa: koeficijent pojačanja,

[[strmina]], unutrašnja otpornost,...) menjaju vrednost usled promena temperature, starenja, i sl.

Mera zavisnosti odziva na promenu vrednosti parametara definiše se kroz '''''Koeficijent osetljivosti'''''.

Koeficijent osetljivosti odziva y na promenu vrednosti parametra p u kolu definiše se kao:

 

Koeficijent osetljivosti pojačanja sa povratnom spregom Ar na promenu vrednosti pojačanja pojačavača bez povratne sprege A definiše se kao:

 

Očigledno je da će osetljivost pojačavača sa povratnom spregom na promenu pojačanja pojačavača bez povratne sprege biti manja ako je funkcija povratne sprege veća.

 

Još bolji uvid daje relativna osetljivost:

odakle se vidi da je relativna osetljivost pojačanja sa PS (1-AB) puta manja od relativne osetljivosti pojačanja pojačavača bez PS. Negativna povratna sprega smanjuje osetljivost odziva na promene parametra pojačavača (u otvorenoj petlji).

 

 

== Uticaj negativne povratne sprege na nelinearna izobličenja ==

 

Kada se primeni povratna sprega od B=0.01 dobija se za pojačavač sa PS prenosna karakteristika kod koje je Ar1=90.9 i Ar2=50 prikazana na sledećoj slici:

 

Očigledno je smanjena nelinearnost karakteristike. Pored toga, povećan je dinamički opseg ulaznog signala što znači da se na ulaz pojačavača može dovesti signal veće amplitude, a da izlazni signal neće ući u zasićenje.

 

== Uticaj negativne povratne sprege na frekvencijsku karakteristiku ==

Promena amplitudske i fazne karakteristike direktno se odslikava na odziv signala, odnosno na linearna i fazna izobličenja.

Ranije je rečeno da se usled negativne povratne sprege smanjuje amplituda signala.

 

Pod izvesnim uslovima negativna PS može da smanji uticaj šumova, odnosno da poveća odnos signal-šum.

 

Odnos signal-šum: S/Š=vg/vn

 

I signal i šum pojačaće se A1 puta, tako da odnos signal/šum ostaje konstantan.

 

Generalizovani prikaz pojačavača sa PS:

 

 

==Vidi još==

 

{{DEFAULTSORT:Негативна повратна спрега}}

[[Категорија:Elektrotehnika]]

[[Категорија:Elektronika]]

[[Категорија:Elektronske komponente]]

 

[[de:Negative Rückkopplung]]

[[es:Realimentación negativa]]

[[fr:Contre réaction]]

[[gl:Realimentación negativa]]

[[nl:Tegenkoppeling]]

[[no:Negativ tilbakekobling]]

[[ru:Отрицательная обратная связь]]

[[sv:Negativ återkoppling]]