Feedback de amplificadores
Um circuito amplificador simplesmente aumenta a força do sinal. Mas enquanto amplifica, ele apenas aumenta a força de seu sinal de entrada, quer ele contenha informações ou algum ruído junto com as informações. Este ruído ou alguma perturbação é introduzido nos amplificadores devido à sua forte tendência para introduzirhumdevido a mudanças repentinas de temperatura ou campos elétricos e magnéticos dispersos. Portanto, todo amplificador de alto ganho tende a gerar ruído junto com o sinal em sua saída, o que é muito indesejável.
O nível de ruído nos circuitos do amplificador pode ser reduzido consideravelmente usando negative feedback feito injetando uma fração de saída em oposição de fase ao sinal de entrada.
Princípio do amplificador de feedback
Um amplificador de feedback geralmente consiste em duas partes. Eles são oamplifier e a feedback circuit. O circuito de feedback geralmente consiste em resistores. O conceito de amplificador de feedback pode ser entendido a partir da figura a seguir.
Na figura acima, o ganho do amplificador é representado como A. o ganho do amplificador é a razão entre a tensão de saída V o e a tensão de entrada V i . a rede de realimentação extrai uma tensão V f = β V o da saída V o do amplificador.
Esta tensão é adicionada para feedback positivo e subtraída para feedback negativo, da tensão do sinal V s . Agora,
$$ V_i = V_s + V_f = V_s + \ beta V_o $$
$$ V_i = V_s - V_f = V_s - \ beta V_o $$
A quantidade β = V f / V o é chamada de razão de feedback ou fração de feedback.
Vamos considerar o caso de feedback negativo. A saída V o deve ser igual à tensão de entrada (V s - βV o ) multiplicada pelo ganho A do amplificador.
Conseqüentemente,
$$ (V_s - \ beta V_o) A = V_o $$
Ou
$$ A V_s - A \ beta V_o = V_o $$
Ou
$$ A V_s = V_o (1 + A \ beta) $$
Portanto,
$$ \ frac {V_o} {V_s} = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$
Seja A f o ganho geral (ganho com o feedback) do amplificador. Isso é definido como a razão da tensão de saída V o para a tensão de sinal aplicada V s , ou seja,
$$ A_f = \ frac {Saída \: voltagem} {Entrada \: sinal \: voltagem} = \ frac {V_o} {V_s} $$
Então, a partir das duas equações acima, podemos entender que,
A equação de ganho do amplificador de feedback, com feedback negativo é dada por
$$ A_f = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$
A equação de ganho do amplificador de feedback, com feedback positivo é dada por
$$ A_f = \ frac {A} {1 - A \ beta} $$
Estas são as equações padrão para calcular o ganho dos amplificadores de feedback.
Tipos de Feedbacks
O processo de injetar uma fração da energia de saída de algum dispositivo de volta para a entrada é conhecido como Feedback. Foi descoberto que o feedback é muito útil para reduzir o ruído e tornar a operação do amplificador estável.
Dependendo se o sinal de feedback aids ou opposes o sinal de entrada, existem dois tipos de feedbacks usados.
Feedback Positivo
O feedback no qual a energia de feedback, ou seja, tensão ou corrente, está em fase com o sinal de entrada e, portanto, ajuda é chamado de Positive feedback.
O sinal de entrada e o sinal de feedback introduzem uma mudança de fase de 180 o , fazendo assim uma mudança de fase resultante de 360 o em torno do loop, para estar finalmente em fase com o sinal de entrada.
Embora o feedback positivo increases the gain do amplificador, ele tem as desvantagens, como
- Aumentando a distorção
- Instability
É por causa dessas desvantagens que o feedback positivo não é recomendado para os amplificadores. Se o feedback positivo for suficientemente grande, ele leva a oscilações, pelas quais os circuitos do oscilador são formados. Este conceito será discutido no tutorial OSCILADORES.
Avaliação negativa
O feedback no qual a energia de feedback, ou seja, a tensão ou a corrente está fora de fase com a entrada e, portanto, se opõe a ela, é chamado de negative feedback.
No feedback negativo, o amplificador introduz um deslocamento de fase de 180 o no circuito, enquanto a rede de feedback é projetada de forma que não produza deslocamento de fase ou deslocamento de fase zero. Assim, a tensão de feedback resultante V f está 180 o fora de fase com o sinal de entrada V in .
Embora o gain do amplificador de feedback negativo é reduced, existem muitas vantagens de feedback negativo, como
- Estabilidade de ganho é melhorada
- Redução na distorção
- Redução de ruído
- Aumento da impedância de entrada
- Diminuição da impedância de saída
- Aumento na faixa de aplicação uniforme
É por causa dessas vantagens que o feedback negativo é freqüentemente empregado em amplificadores.