Ενισχυτές με ΑνασύζευξηΑνάδραση Ανασύζευξη ή Ανάδραση είναι το φαινόμενο εκείνο στο οποίο μέρος του σήματος εξόδου επιστρέφεται στην είσοδο του ενισχυτή Υπάρχουν : Αρνητική Ανάδραση έχουμε όταν μέρος του σήματος εξόδου επιστρέφει στην είσοδο, με την κατάλληλη συνδεσμολογία και με τέτοιο τρόπο ώστε το σήμα ανάδρασης να αφαιρείται από το αρχικό σήμα εισόδου στον ενισχυτή Θετική Ανάδραση έχουμε όταν το σήμα ανάδρασης επιστρέφει στην είσοδο αλλά προστίθεται στο αρχικό σήμα εισόδου Αρνητική Ανάδραση χρησιμοποιούμε στους Ενισχυτές και Θετική στους ταλαντωτές και σε κυκλώματα συγκριτή mth Trgger Όταν χρησιμοποιούμε Αρνητική Ανάδραση στους ενισχυτές πετυχαίνουμε τα παρακάτω Αύξηση της σταθερότητας κέρδους του ενισχυτή ( το κέρδος δεν εξαρτάται από τις παραμέτρους του τρανζίστορ) 2 Μείωση της παραμόρφωσης στο σήμα εξόδου (λειτουργία στη γραμμική περιοχή) 3 Επέκταση του εύρους ζώνης συχνοτήτων (Band Wdth) 4 Μείωση του θορύου ( Θόρυος Θερμικός από τα εξαρτήματα του κυκλώματος, ηλεκτρικές διαταραχές) 5 Μείωση ή αύξηση της Αντίστασης Εισόδου του ενισχυτή 6 Μείωση ή αύξηση της Αντίστασης Εξόδου του ενισχυτή Τα είδη της Ανάδρασης είναι : Ανάδραση Τάσης 2 Ανάδραση Ρεύματος Μπορούμε δε να έχουμε και άλλους δύο ακόμη τρόπους ανάδρασης α) Ανάδραση Σειράς και ) Ανάδραση Παράλληλης διακλάδωσης Το κύκλωμα ανάδρασης μπορεί να είναι συνδεμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να δίνει στην είσοδο του ενισχυτή μια τάση ανάλογη της τάσης ή του ρεύματος εξόδου του ενισχυτή που θα επιστρέψει σε σειρά στην είσοδο του Μπορεί ακόμη να δίνει ρεύμα ανάλογο της τάσης εξόδου ή του ρεύματος εξόδου του ενισχυτή και να το επιστρέφει παράλληλα στην είσοδο 35
Δομικό διάγραμμα ενισχυτή με ανάδραση Σήμα Εισόδου Μίκτης Σήμα Διαφοράς Σήμα Εξόδου Σήμα Ανάδρασης Κύκλωμα Ανάδρασης Ενισχυτής με Ανάδραση Τάσης Στο προηγούμενο σχήμα φαινόταν ένας ενισχυτής με ανατροφοδότηση τάσης Αναλυτικότερα φαίνεται στο παρακάτω σχήμα Ενισχυτής s Αν o L f Κύκλωμα Ανασύζευξης v o Στο μίκτη φθάνουν δύο σήματα τα οποία αθροίζονται, το σήμα της πηγής εισόδου και το σήμα f που προέρχεται από την έξοδο διαμέσου του κυκλώματος ανάδρασης Η τάση εξόδου λαμάνεται στα άκρα της αντίστασης φορτίου L, καθώς και της εισόδου του κυκλώματος ανάδρασης Απολαή Τάσης του κυκλώματος με Ανάδραση Ορίζουμε Συντελεστής Ανάδρασης (ανάστροφη απολαή) ν o Η Απολαή Τάσης του Ενισχυτή ανοιχτού κυκλώματος (χωρίς ανασύζευξη) o v Στην Είσοδο του Ενισχυτή έχουμε : είναι Η Απολαή τάσης κλειστού ρόγχου είναι 36
Η παραπάνω σχέση εκφράζει την απολαή σαν συνάρτηση του συντελεστή ανάδρασης v και της Απολαής ανοιχτού ρόχου v Κριτήριο για Αρνητική Ανάδραση (negatve feedback) Κριτήριο για Θετική Ανάδραση (postve feedback) Σε πρακτικά κυκλώματα η απολαή ανοιχτού ρόχου είναι πολύ μεγάλη >> οπότε Αντίσταση Εισόδου Κυκλώματος με ανάδραση τάσης Η αντίσταση εισόδου κυκλώματος με ανάδραση δεν είναι η ίδια με την αντίσταση εισόδου του ανοιχτού κυκλώματος Η αντίσταση εισόδου της ενισχυτικής αθμίδας είναι : Η αντίσταση του κυκλώματος μαζί με το κύκλωμα ανάδρασης είναι : ν ( Α ) ν u όπου η αντίσταση εισόδου του κυκλώματος χωρίς ανάδραση και η αντίσταση εισόδου του κυκλώματος με ανάδραση ( Α ) ν u ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ : Όταν εφαρμόζουμε αρνητική ανάδραση σε κύκλωμα τότε η αντίσταση εισόδου του είναι μεγαλύτερη από την αντίσταση εισόδου χωρίς ανασύζευξη Ι Ενισχυτής o o s v o L _ f Κύκλωμα Ανασύζευξης v o 37
Αντίσταση Εξόδου Για να ρούμε την αντίσταση εξόδου του κυκλώματος με ανάδραση δεν πρέπει να εφαρμόσουμε σήμα στην είσοδο δηλαδή 0 Οπότε Και ακόμη ότι στην έξοδο συνδέουμε μια υποθετική πηγή τάσης Από το προηγούμενο σχήμα έχουμε ότι Η αντίσταση εξόδου του κυκλώματος μαζί με το κύκλωμα ανάδρασης είναι: ( ) ( ) ( ) Με την χρήση αρνητικής Ανάδρασης τάσης, η αντίσταση εξόδου είναι πολύ μικρότερη από την αντίστοιχη χωρίς Ανάδραση Άσκηση Στο παρακάτω κύκλωμα φαίνεται ένας ενισχυτής με δύο τρανζίστορ με ανάδραση τάσης Δίνονται 200, ι 0KΩ (αντίσταση εισόδου του τρανζίστορ), 5KΩ Να ρεθεί πως επηρεάζονται τα παραπάνω μεγέθη με την χρήση της ανάδρασης cc 3 5 7 C5 o s C Tr C3 Tr2 2 4 C2 6 8 C4 0 200ΩΜ 2000ΩΜ 9 C5 38
Ο ενισχυτής αποτελείται από δύο αθμίδες σε σειρά οι οποίες είναι σε συνδεσμολογία κοινού εκπομπού η κάθε μία Το σήμα εισόδου στην έξοδο της πρώτης αθμίδας εμφανίζεται ενισχυμένο και με διαφορά 80 0 και στην έξοδο της δεύτερης αθμίδας με 360 0 ή 0 ο σε σχέση με την είσοδο Η ανάδραση λαμάνεται από την έξοδο του ενισχυτή και μέσω του C 5 και της 9 εφαρμόζεται σαν είσοδος στον εκπομπό του ου τρανζίστορ Στην περίπτωση αυτή η ανάδραση λέπει το πρώτο τρανζίστορ σε συνδεσμολογία κοινής άσης Οπότε η τάση εξόδου της πρώτης αθμίδας για την ανάδραση είναι σε φάση και για την κανονική είσοδο(συνδεσμολογία κοινού εκπομπού) σε αντίφαση, τα δε δύο αυτά σήματα εισόδου αφαιρούνται Ο συντελεστής ανάδρασης για το κύκλωμα είναι : 0 200 0,09 200 2000 0 9 Επομένως 0,09* 200 9 Η Απολαή τάσης κλειστού ρόχου (με Ανάδραση ) του κυκλώματος είναι : 200 0,52 9 Η Αντίσταση εισόδου του τρανζίστορ με ανάδραση είναι : ( Α ) 0ΚΩ*9 90ΚΩ ν u Η Αντίσταση εισόδου του κυκλώματος είναι // 2 // Η Αντίσταση εξόδου του κυκλώματος με ανασύζευξη είναι : 5ΚΩ 263, 5ΩΜ 9 39
Ενισχυτές με Ανάδραση Ρεύματος s o f Ενισχυτής Α o Κύκλωμα Ανατροφοδότητης o Μπλόκ διάγραμμα ενισχυτή με ανασύζευξη ρεύματος Για αρνητική ανάδραση ισχύουν οι φορές των ρευμάτων όπως ορίζονται στο σχήμα δηλαδή το Ι Ι Συντελεστής Ανάδρασης Ρεύματος o Απολαή ρεύματος χωρίς ανασύζευξη με ραχυκυκλωμένη έξοδο Η απολαή ρεύματος με ανατροφοδότηση και ραχυκυκλωμένη έξοδο είναι : * * * * * Στην πράξη Α Ι >> οπότε η παραπάνω σχέση μπορεί να γραφεί Η σχέση αυτή εκφράζει ότι η ολική ενίσχυση ρεύματος κάποιου κυκλώματος με ανάδραση ρεύματος και ραχυκυκλωμένη έξοδο, δεν εξαρτάται από τις παραμέτρους του ενισχυτή, αλλά από τα στοιχεία που απαρτίζουν το κύκλωμα ανάδρασης (,C κλπ) 40
4 Αντίσταση Εισόδου σε Ενισχυτή με Ανάδραση Ρεύματος Η αντίσταση εισόδου της ενισχυτικής αθμίδας χωρίς ανάδραση είναι : Το είναι ίσο με Ι Η αντίσταση του κυκλώματος μαζί με το κύκλωμα ανάδρασης είναι : f s * * * * όπου η αντίσταση εισόδου του κυκλώματος χωρίς ανάδραση και η αντίσταση εισόδου του κυκλώματος με ανάδραση ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ : Όταν στο κύκλωμα εφαρμόζεται αρνητική ανάδραση, τότε η αντίσταση εισόδου του είναι μικρότερη από την αντίσταση χωρίς ανάδραση Η αρνητική ανάδραση ρεύματος υποιάζει την αντίσταση εισόδου του κυκλώματος Αντίσταση Εξόδου σε ενισχυτή με Ανάδραση Ρεύματος Η αντίσταση εξόδου του κυκλώματος μαζί με το κύκλωμα ανάδρασης είναι: για 0 οπότε και 0 ) ( ) ( Η Αντίσταση εξόδου του ενισχυτή ρεύματος με αρνητική ανάδραση είναι μεγαλύτερη από την αντίστοιχη χωρίς ανάδραση κατά (Α Ι Ι ) Άσκηση Στο παρακάτω κύκλωμα φαίνεται ένας ενισχυτής με δύο τρανζίστορ με ανάδραση ρεύματος Δίνονται Ι 000, ι 0KΩ (αντίσταση εισόδου του τρανζίστορ), 5KΩ Την ανάδραση στο κύκλωμα αποτελούν οι αντιστάσεις 8 220 ΩΜ και 9 5 ΚΩ Να ρεθεί πως επηρεάζονται τα παραπάνω μεγέθη με την χρήση της ανάδρασης
CC Ι 3 5 7 C3 C5 o Ι C T T2 2 4 C2 6 8 9 C4 Ο συντελεστής ανάδρασης ρεύματος για το κύκλωμα είναι : 8 220 0,0424 220 5000 8 9 Επομένως 0,0424*500 22 Η Απολαή Ρεύματος κλειστού ρόχου (με Ανάδραση ) του κυκλώματος είναι : 500 22,72 22 Η Αντίσταση Εξόδου του τρανζίστορ με ανάδραση είναι : ( Α ) 5ΚΩ * 22 0ΚΩ Η Αντίσταση εισόδου του κυκλώματος είναι // 2 // Η Αντίσταση Εισόδου του τρανζίστορ με ανάδραση είναι : 0ΚΩ 454,54 ΩΜ 22 42