Menu English Ukrainian Tiếng Nga Trang Chủ

Thư viện kỹ thuật miễn phí cho những người có sở thích và chuyên gia Thư viện kỹ thuật miễn phí


ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Cân nhắc thiết kế cho Bộ khuếch đại phản hồi thông thường

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Đài thiết kế nghiệp dư

Bình luận bài viết Bình luận bài viết

Gần đây, lại có thêm một đợt thảo luận sôi nổi về một chủ đề có thể tạm gọi là “ủng hộ” hoặc “chống lại” phản hồi tiêu cực trong bộ khuếch đại. Thật không may, những cuộc thảo luận này hiếm khi chứa bất kỳ lập luận hợp lý nào, đồng thời thể hiện sự thiếu hiểu biết rõ ràng về “những điều nhỏ nhặt” khi làm việc và thiết kế hệ thống OOS. Tình hình trở nên phức tạp bởi thực tế là trong hầu hết các trường hợp, các thiết bị trở thành ví dụ về việc sử dụng phản hồi không thành công hoặc không thành công đều được coi là lý do biện minh cho việc phản đối việc sử dụng phản hồi. Và sau đó, theo truyền thống tồi tệ nhất của logic học đường, kết luận được rút ra: "phản hồi là tệ!"

Đồng thời, các ví dụ về việc sử dụng OOS hợp lý dường như ngày càng trở nên hiếm, rất có thể là do sự vắng mặt của các tài liệu hiện đại về chủ đề này.

Đó là lý do tại sao chúng tôi thấy đặc biệt thích hợp khi xuất bản một số tài liệu dành cho các tính năng ít được biết đến của thiết kế bộ khuếch đại tuyến tính cao có phản hồi.

Chúng ta hãy nhớ lại rằng lý do chính cho việc Harold Black phát minh ra bộ khuếch đại có vòng phản hồi vào năm 1927 chính là nhu cầu tăng tính tuyến tính của bộ khuếch đại được sử dụng trong hệ thống liên lạc điện thoại đa kênh qua một cặp dây.

Vấn đề là yêu cầu về độ tuyến tính của các bộ khuếch đại này tăng rất mạnh khi số lượng kênh tăng lên. Có hai lý do cho việc này. Đầu tiên là số lượng sản phẩm xuyên điều chế có thể tạo ra nhiễu.

Nguyên nhân thứ hai là khi băng thông tín hiệu tăng thì tổn hao cáp cũng tăng, đó là lý do tại sao các bộ khuếch đại phải được đặt ở khoảng cách ngắn hơn (và đáp ứng tần số của chúng phải được điều chỉnh mạnh hơn), và trên tuyến đường 2500 km, số lượng của chúng tăng lên Ba nghìn. Vì các sản phẩm biến dạng trong đường truyền được tổng hợp lại nên các yêu cầu đối với từng bộ khuếch đại riêng lẻ cũng nghiêm ngặt hơn tương ứng.

Để làm rõ đẳng cấp của thiết bị này, chúng tôi lưu ý rằng bộ khuếch đại dành cho hệ thống có 10800 kênh có mức méo xuyên điều chế bậc ba ở cuối băng thông (60 MHz) không quá -120...- 126 dB và giá trị chênh lệch âm không quá - 130...-135 dB. Độ méo xuyên điều chế bậc cao thậm chí còn thấp hơn. Đáp ứng tần số của đường dẫn chứa từ hai đến ba nghìn bộ khuếch đại (!) Trong suốt thời gian sử dụng của nó (khoảng 30 năm hoạt động suốt ngày đêm) thay đổi không quá vài decibel, chủ yếu là do cáp bị lão hóa. Theo tiêu chuẩn của thiết bị thông thường, điều này thật tuyệt vời, nhưng trên thực tế, nó chỉ là kết quả của việc sử dụng OOS thành thạo.

Vấn đề tăng độ tuyến tính của bộ khuếch đại X. Black làm việc tại Bell Labs từ năm 1921. Chính ông là người đã phát triển hầu hết các phương pháp bù méo đã biết, đặc biệt là hiệu chỉnh méo bằng cái gọi là khớp nối trực tiếp, cũng như bù méo bằng tổng hợp tín hiệu đầu ra bị méo bằng tín hiệu chống méo pha chuyên dụng. Tất nhiên, những biện pháp này có tác dụng nhưng vẫn chưa đủ.

Giải pháp cơ bản cho vấn đề tuyến tính là việc phát minh ra các bộ khuếch đại có phản hồi âm và quan trọng nhất là việc triển khai chúng một cách chính xác trong thực tế, điều này là không thể nếu không tạo ra một lý thuyết phù hợp (“không có gì thực tế hơn một lý thuyết tốt!”) . Bước đầu tiên trong việc xây dựng lý thuyết được thực hiện bởi Harry Nyquist, người đã tìm ra một phương pháp vẫn được sử dụng cho đến ngày nay để xác định độ ổn định ngay cả trước khi đóng vòng phản hồi môi trường dựa trên loại đáp ứng tần số và đáp ứng pha của hệ thống vòng hở. (Hodograph của Nyquist).

Tuy nhiên, không phải tất cả đều đơn giản như vậy. Bất chấp sự đơn giản và rõ ràng của nguyên tắc hoạt động của OOS, để thực sự đạt được những lợi ích có thể đạt được khi sử dụng nó, cần phải tạo ra một lý thuyết phản hồi rất rộng rãi, không hề giới hạn trong việc đảm bảo sự ổn định ( thiếu thế hệ). Việc xây dựng nó trên thực tế đã được hoàn thành bởi nhà toán học xuất sắc người Mỹ gốc Hà Lan, Hendrik Wade Bode, chỉ vào năm 1945 [1]. Để làm rõ mức độ phức tạp thực sự của các vấn đề, chúng tôi lưu ý rằng ngay cả bằng sáng chế đầu tiên của Black về bộ khuếch đại có OOS, không mô tả tất cả các vấn đề, cũng có độ dày bằng một cuốn sách nhỏ - nó có 87 trang. Nhân tiện, tổng cộng X. Black đã nhận được 347 bằng sáng chế, một phần đáng kể trong số đó có liên quan cụ thể đến việc triển khai bộ khuếch đại với OOS. So với khối lượng tác phẩm như vậy, tất cả những tuyên bố của những “kẻ lật đổ” hiện đại, những người chưa tạo ra bất cứ thứ gì thậm chí ở mức độ tương đương, và thường thậm chí chưa bao giờ đọc (hoặc hiểu) các tác phẩm của Black, Nyquist và Bode, ít nhất hãy xem xét. quá tự tin. Vì vậy, câu hỏi không phải là về việc sử dụng OOS (trong thực tế nó luôn ở đó, chỉ không phải lúc nào cũng ở dạng rõ ràng), mà là về việc đảm bảo rằng việc sử dụng này có hiệu quả và mang lại kết quả mong muốn.

Vậy, điều gì “không được mô tả trong sách giáo khoa” bạn nên chú ý khi thiết kế và đánh giá thiết kế mạch khuếch đại phản hồi?

Đầu tiên, hãy nhớ lại rằng trong công thức hệ số truyền (hàm truyền) của hệ thống phản hồi

H(s) = K(s)/[1+b(s)K(s)]

số phức và hàm số xuất hiện, cụ thể là:
b(s) - hệ số truyền phức (hàm truyền) của mạch OS;
K(s) là hệ số truyền phức (hàm truyền) của bộ khuếch đại gốc.

Để có được kết quả chính xác, các phép tính phải được thực hiện theo các quy tắc số học số phức [2], điều mà ngay cả các tác giả sách giáo khoa cũng thường quên. Ví dụ: với góc pha khuếch đại vòng gần ±90°, ±270°, độ phi tuyến biên độ của bộ khuếch đại ban đầu gần như được chuyển đổi hoàn toàn thành pha (tức là thành điều chế pha ký sinh, mặc dù bị suy giảm |bК| lần). Trong trường hợp này, điều chế biên độ ký sinh thực tế biến mất và kết quả đo của biến dạng xuyên điều chế có thể lạc quan hơn 20...30 dB so với những gì máy phân tích phổ (và thính giác trong trường hợp UMZCH) sẽ thực sự hiển thị. Thật không may, đây chính xác là tình huống xảy ra với hầu hết các op-amp và nhiều UMZCH.

Một ví dụ điển hình là bộ khuếch đại phản hồi hiện tại được mô tả bởi Mark Alexander [3]. Mức độ biến dạng xuyên điều chế thực tế (viết tắt bằng tiếng Anh - IMD) của bộ khuếch đại này trên tín hiệu hai âm có tần số 14 và 15 kHz theo máy phân tích phổ là khoảng 0,01%, rất phù hợp với biểu đồ độ méo hài so với tần số (khoảng 0,007% ở tần số 15 kHz). Nếu độ méo xuyên điều chế của bộ khuếch đại này được đo bằng kỹ thuật tiêu chuẩn (chỉ tính đến điều chế biên độ), thì giá trị IMD thu được sẽ thấp hơn nhiều. Ở tần số 7 kHz, chúng ta sẽ chỉ nhận được 0,0002% không đáng kể và ở 15 kHz - khoảng 0,0015%, thấp hơn đáng kể so với giá trị thực (tương ứng khoảng 0,005 và 0,01%). Hiệu ứng này cũng được ghi nhận ngắn gọn trong tác phẩm của Matti Otala [4].

Điểm tiếp theo. Điều quan trọng là phải hiểu rằng vòng phản hồi không thể làm giảm giá trị tuyệt đối của các sản phẩm méo và nhiễu áp dụng cho đầu vào so với tình huống khi vòng phản hồi mở và mức tín hiệu đầu ra giống nhau trong cả hai trường hợp. Ở tần số đủ cao, mức tăng của bất kỳ bộ khuếch đại nào cũng giảm xuống; kết quả là tín hiệu chênh lệch trong bộ khuếch đại có phản hồi âm tăng lên. Do đó, ở vùng tần số cao hơn, đầu vào và các giai đoạn tiếp theo chắc chắn sẽ bắt đầu thể hiện tính phi tuyến tính của chúng, vì sự gia tăng tín hiệu chênh lệch trong bộ khuếch đại có OOS có thể tăng gần gấp đôi giá trị đầu vào [5] do lệch pha . Cũng lưu ý rằng với vòng phản hồi khép kín, các sản phẩm bị biến dạng, đặc biệt là các sản phẩm bậc cao, chẳng hạn như “răng” chuyển nhánh của tầng đầu ra, tương tự như tín hiệu đầu vào tần số cao và bộ lọc thông thấp đầu vào. không thể giúp đỡ ở đây. Đó là lý do tại sao, để ngăn chặn sự mở rộng thảm khốc của phổ biến dạng xuyên điều chế khi đưa ra phản hồi âm, điều cực kỳ mong muốn là đảm bảo sự phân rã nhanh hơn của đường bao phổ của các sản phẩm biến dạng không có phản hồi âm so với tốc độ phân rã của vòng lặp. nhận được. Thật không may, điều kiện này không những ít được biết đến (Bode chỉ gợi ý về nó, coi đó là điều hiển nhiên), mà còn cực kỳ hiếm khi được đáp ứng.

Vì lý do tương tự, việc hiệu chỉnh tần số được đưa ra để đảm bảo độ ổn định sẽ không dẫn đến suy giảm độ tuyến tính của bộ khuếch đại trên toàn bộ dải tần, cho đến tần số đạt được sự thống nhất và thậm chí cao hơn một chút. Cách rõ ràng nhất để đạt được điều này là thực hiện hiệu chỉnh theo cách giảm trực tiếp cường độ của tín hiệu đầu vào, như đã được thực hiện trong bộ khuếch đại nổi tiếng của M. Otala (Hình 1). Lưu ý rằng việc "dập tắt" tín hiệu chênh lệch ở đầu vào của chuỗi R6C1 được sử dụng ở đây cuối cùng sẽ mang lại kết quả tốt hơn nhiều so với mạch hiệu chỉnh tần số mẫu của loại op-amp, mặc dù có sự hiện diện trong các mạch phát của các tầng tăng cường vi sai tụ điện C2, C4, C6 làm tăng đáng kể tính phi tuyến động.

Các vấn đề trong thiết kế bộ khuếch đại có phản hồi chung. Sơ đồ nguyên lý của bộ khuếch đại M. Otala
Hình.1. Sơ đồ nguyên lý của bộ khuếch đại M. Otala (bấm vào để phóng to)

Phần trên giải thích sự mong muốn của biên độ tuyến tính lớn trong các giai đoạn trước giai đoạn hình thành sự suy giảm chính trong đáp ứng tần số - trong các bộ khuếch đại có phản hồi âm, điều này chủ yếu là cần thiết để ngăn chặn sự mở rộng đáng kể phổ của các sản phẩm bị méo.

Để tăng tính tuyến tính của các tầng đầu vào, người ta thường khuyến nghị sử dụng các bóng bán dẫn hiệu ứng trường trong đó, tuy nhiên, khuyến nghị này chỉ có ý nghĩa khi sử dụng các bóng bán dẫn hiệu ứng trường rời rạc có điện áp cắt cao (trên 5 V). ) và cài đặt chế độ thích hợp (khoảng một nửa dòng điện ban đầu, tuy nhiên, mức khuếch đại như vậy là nhỏ). Các tầng khuếch đại dựa trên bóng bán dẫn lưỡng cực, với sự ra đời của phản hồi cục bộ, cung cấp độ dẫn điện hiệu quả tương tự và hoạt động ở cùng dòng điện như các tầng dựa trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường, luôn mang lại độ tuyến tính tốt hơn đáng kể, đặc biệt là ở tần số cao, do tỷ số tốt hơn của điện dung truyền qua đến độ dẫn điện [6 ]. Việc sử dụng các op-amp tiêu chuẩn với đầu vào “trường”, trong đó các bóng bán dẫn đầu vào, để đạt được độ ổn định nhiệt, hoạt động ở chế độ cách xa mức cắt khoảng 0,6...0,7 V, chỉ mang lại mức tăng tuyến tính khi so sánh với giai đoạn vi sai trên các bóng bán dẫn lưỡng cực, trong đó điện trở bộ phát giảm không quá 0,1...0,2 V. Trong các op-amps tốc độ cao có đầu vào “lưỡng cực”, điện áp rơi trên các điện trở bộ phát thường không thấp hơn 300...500 mV, do đó độ tuyến tính của các tầng đầu vào của chúng cao hơn và điện dung đầu vào của chúng nhỏ hơn. Chính vì những lý do này mà các bộ khuếch đại thuật toán hiệu ứng trường tốc độ cao, tuyến tính cao (chẳng hạn như OPA655 và AD843) thường được chế tạo dưới dạng kết hợp các tầng bóng bán dẫn lưỡng cực với các bộ theo dõi nguồn đầu vào.

Để tăng độ tuyến tính của các giai đoạn đầu vào, hiệu quả nhất là sử dụng các vòng phản hồi phụ thuộc tần số cục bộ, đồng thời cung cấp mức giảm cần thiết trong đáp ứng tần số và tăng độ tuyến tính (ví dụ: với cuộn cảm trong mạch phát của đầu vào giai đoạn [7]). OOS cục bộ phụ thuộc vào tần số cho phép bạn giảm tổn thất về độ sâu của OOS chung trong dải tần hoạt động; nó được áp dụng cả trong các giai đoạn khuếch đại điện áp (ví dụ: trong op-amps LM101, LM318, NE5534 [8]) và trong các giai đoạn đầu ra (ví dụ: trong op-amps OP275, LM12 và trong các vi mạch UMZCH TDA729x và LM3876/3886) .

Do đó, khi phát triển bộ khuếch đại có OOS, cần đảm bảo độ tuyến tính có thể chấp nhận được (trong mọi trường hợp, không tệ hơn vài phần trăm) và độ ổn định tốt hơn của các đặc tính không có OOS, chính xác trong dải tần có mức tăng vòng lặp nhỏ và không ở mức thấp. tần số, trong đó mức tăng vòng lặp cao. Một số biện pháp để cải thiện độ tuyến tính ở tần số thấp và trung bình (ví dụ: việc đưa ra cái gọi là khớp nối theo dõi trong bộ khuếch đại cascode) ​​đồng thời dẫn đến suy giảm độ ổn định của các đặc tính và (hoặc) giảm độ tuyến tính ở HF. Vì vậy, việc đưa chúng vào bộ khuếch đại có OOS là không thực tế.

Trong trường hợp sử dụng OOS cục bộ, để thu được kết quả tốt, cần phải tối ưu hóa các đặc tính tần số của chúng, vì mỗi đặc tính tần số của chúng không chỉ làm tăng độ tuyến tính của một tầng nhất định mà còn làm giảm mức tăng vòng lặp trong mạch OOS chung. Đây là một nhiệm vụ không hề tầm thường; nó không thể được thực hiện nếu không có sự tối ưu hóa và mô hình hóa máy tính hết sức cẩn thận. Theo quy tắc gần đúng đầu tiên, chúng ta có thể giả định rằng tùy chọn gần tối ưu là tùy chọn trong đó sự đóng góp của tất cả các giai đoạn vào sự biến dạng gây ra của bộ khuếch đại có phản hồi âm (với vòng phản hồi kín!) là gần như nhau. Hơn nữa, đối với các bộ khuếch đại có phản hồi chung, việc không xảy ra lỗi theo dõi động trong vòng phản hồi là rất quan trọng. Điều này có nghĩa là sự phi tuyến động là không thể chấp nhận được, dẫn đến những thay đổi đột ngột về đặc tính, ví dụ, do tắc nghẽn hoặc bão hòa (gần như bão hòa) của bóng bán dẫn hoặc do sự xuất hiện của dòng điện lưới trong đèn khi tín hiệu được cung cấp qua tụ điện cách ly. Nếu vì lý do nào đó không thể loại trừ những hiện tượng như vậy thì cần phải thực hiện các biện pháp để giảm bớt ảnh hưởng của chúng ở các vùng tần số có độ lợi vòng lặp nhỏ (đặc biệt là ở vùng tần số khuếch đại đơn vị), chẳng hạn như sử dụng OOS cục bộ.

Một ví dụ điển hình là tầng đầu ra kéo đẩy NE5534 [8] sử dụng các bóng bán dẫn có cùng cấu trúc dẫn điện. Có vẻ như dòng thác rất phi tuyến tính: nhánh trên là bộ phát, nhánh dưới là một bóng bán dẫn có bộ phát chung. Tuy nhiên, trong op-amp, do độ sâu phản hồi cục bộ theo tần số tăng lên, thậm chí không có dấu vết của các “bước” (tất nhiên, với điều kiện là bảng mạch được bố trí chính xác). Do đó, nguồn gây biến dạng chính trong bộ khuếch đại này thường là do quá tải ở tầng đầu vào, tầng này không chứa điện trở bộ phát (để giảm thiểu nhiễu)! Tuy nhiên, độ méo trong dải tần âm thanh của op-amp này không tăng lên ngay cả khi khuếch đại với OOS là 40 dB (P = 0,01), khi độ sâu của OOS tổng thể ở 20 kHz không vượt quá 30dB. Trong trường hợp này, độ méo không vượt quá 0,005% (và điều này xảy ra với độ dao động tín hiệu đầu ra là 20 V từ đỉnh này sang đỉnh khác) và phổ của nó thực tế bị giới hạn ở sóng hài thứ ba. Đồng thời, kết nối tải lên tới 500 Ohms hầu như không ảnh hưởng đến hiện tượng méo tiếng.

Trong số các lỗi mạch khác, đặc biệt nguy hiểm là hiện tượng trễ động (được tạo ra bởi hầu hết các mạch được thiết kế để chuyển đổi “trơn tru” các nhánh của giai đoạn đầu ra kéo đẩy), cũng như “ngắt trung tâm” xảy ra ở tần số cao - một bước (a bệnh tiêu chuẩn của các giai đoạn đầu ra trên bóng bán dẫn tổng hợp theo sơ đồ Sziklai hoặc dựa trên bộ khuếch đại "song song"). Từ quan điểm về độ ổn định, những khuyết tật này tương đương với sự xuất hiện của một sự dịch pha bổ sung, đạt tới 80°... 100°. Trong một số op-amps và một số mẫu bộ khuếch đại mạnh, mạch bỏ qua RF cho các phần tử phi tuyến được sử dụng để khắc phục những thiếu sót này (HĐH đa kênh).

Vấn đề chọn loại đáp ứng tần số của khuếch đại vòng lặp được đề cập khá kỹ trong tài liệu cổ điển, chẳng hạn như trong [1]. Việc lựa chọn số tầng khuếch đại tối ưu, có tính đến tốc độ tương đối của chúng và thiết kế hệ thống có phản hồi đa kênh được thảo luận chi tiết trong [9], vì vậy dưới đây chúng tôi chỉ cung cấp thông tin ngắn gọn.

Do nút “chậm nhất” của UMZCH thường là giai đoạn đầu ra mạnh mẽ nhất nên số giai đoạn tối ưu trong UMZCH theo quan điểm về độ tuyến tính và độ sâu phản hồi chắc chắn không ít hơn ba (như Bode đã thiết lập, với tỷ lệ xấp xỉ bằng nhau). tốc độ của các tầng, bộ khuếch đại ba giai đoạn là tối ưu). Trong trường hợp thực hiện hiệu chỉnh với các mạch bỏ qua các tầng ở HF, số tầng chỉ bị giới hạn bởi độ phức tạp của thiết bị.

Việc chia vòng lặp OOS chung thành nhiều vòng cục bộ, được một số tác giả ủng hộ, mặc dù đã đơn giản hóa thiết kế, là không thực tế. Việc bao phủ nhiều tầng trong bộ khuếch đại bằng phản hồi “cục bộ”, như Bode đã chỉ ra, dẫn đến mất tính tuyến tính có thể đạt được. Ví dụ, hai tầng được kết nối nối tiếp với phản hồi cục bộ 30 dB, mỗi tầng rõ ràng sẽ có độ tuyến tính kém hơn so với hai giai đoạn giống nhau được bao phủ bởi phản hồi chung 60 dB trong cùng một dải tần.

Tất nhiên, có một số ngoại lệ cho quy tắc này. Do đó, để hình thành đáp ứng tần số của khuếch đại vòng lặp, sẽ rất hữu ích khi sử dụng OOS cục bộ phụ thuộc tần số, khi chúng thực tế bị tắt trong phạm vi tần số hoạt động của bộ khuếch đại và không làm giảm độ sâu có thể đạt được của OOS tổng thể. Một ví dụ khác là trong các bộ khuếch đại vi sóng được chế tạo trên các thành phần rời rạc, độ lệch pha vượt quá do các phần tử tích cực và mạch thụ động gây ra bắt đầu vượt quá độ lệch pha tự nhiên, được xác định bởi sự suy giảm đáp ứng tần số và độ sâu có thể đạt được của phản hồi tổng thể là nhỏ. Trong trường hợp này, thay vì một OOS chung, việc sử dụng các chuỗi OOS cục bộ đan xen vào nhau sẽ thực tế hơn.

Biên độ ổn định pha ở tần số cao cho UMZCH không được chọn nhỏ hơn 20°...25° (thấp hơn là không đáng tin cậy) và sẽ không có lợi nếu tăng nó lên trên 50°...70° (tổn thất đáng chú ý khi khuếch đại diện tích, tức là về tốc độ và chiều sâu bảo vệ môi trường). Để tăng độ sâu phản hồi trong dải tần hoạt động, nên đưa vào đáp ứng tần số một phần khuếch đại vòng lặp có độ dốc khoảng 12 dB trên mỗi quãng tám. Sẽ tốt hơn nữa nếu hình thành đáp ứng tần số của độ lợi vòng lặp chẳng hạn như cắt Bode hoặc ổn định Nyquist (với sự thay đổi pha vượt quá 180°), tuy nhiên, việc thực hiện chính xác chúng khá phức tạp và do đó không phải lúc nào cũng hợp lý. Đó là lý do tại sao các UMZCH có đáp ứng tần số khuếch đại vòng lặp “theo Nyquist,” theo như những gì được biết, không được sản xuất hàng loạt. Các thiết kế được mô tả trong tài liệu có những hạn chế vận hành đáng kể (đặc biệt là không thể chấp nhận tín hiệu tần số cao đi vào đầu vào, khả năng phục hồi kém khi bị “cắt” ở điện áp đầu ra). Loại bỏ những hạn chế này là có thể, nhưng cồng kềnh.

Một yếu tố khả thi rất quan trọng khác thường bị bỏ qua là thiết kế các tầng được phản hồi. Nó phải đảm bảo không có các đỉnh cộng hưởng ký sinh khi đáp ứng tần số giảm và vượt ra ngoài băng thông, buộc phải giảm toàn bộ tốc độ của bộ khuếch đại một cách giả tạo để đảm bảo sự ổn định (xem ví dụ về đáp ứng tần số của các bộ khuếch đại có vòng phản hồi mở được hiển thị trong hình 2). Sự hiện diện của các đỉnh ký sinh trong đáp ứng tần số làm giảm đáng kể độ sâu phản hồi có thể đạt được mà không cần tự kích thích. Đường cong 1 thể hiện khả năng cung cấp biên độ ổn định lớn (10 dB) ở tần số đạt được đơn vị khoảng 2 MHz. Độ sâu OOS ở 20 kHz ít nhất là 40 dB. Đường cong 2 có đỉnh ký sinh, hệ số chất lượng của nó là khoảng 20 (trong thực tế có thể nhiều hơn). Để ngăn bộ khuếch đại có bộ khuếch đại như vậy bị kích thích (với biên độ ổn định chỉ 2...3 dB), độ lợi vòng lặp và băng thông hoạt động của bộ khuếch đại đó sẽ phải giảm 20 lần so với đường cong 1, và tần số tự kích thích có thể xảy ra sẽ cao hơn một trăm lần so với tần số đạt được sự thống nhất danh nghĩa!

Các vấn đề trong thiết kế bộ khuếch đại có phản hồi chung. Ví dụ về đáp ứng tần số của bộ khuếch đại có phản hồi mở
Hình 2. Ví dụ về đáp ứng tần số của bộ khuếch đại có phản hồi mở

Để tóm tắt đánh giá ngắn gọn, chúng tôi lưu ý rằng bất kỳ thiết kế nào cũng là một tập hợp các thỏa hiệp, do đó, điều rất quan trọng là các giải pháp được sử dụng phải có mối liên hệ với nhau và thiết kế đại diện cho một tổng thể duy nhất. Ví dụ, liên quan đến UMZCH, không có lý do cụ thể nào để đạt được độ sâu phản hồi trên 80...90 dB trong dải tần âm thanh, vì nguồn sản phẩm méo tiếng chính trong trường hợp này sẽ không còn là các phần tử hoạt động nữa, nhưng những cái mang tính xây dựng, chẳng hạn, sự can thiệp từ các giai đoạn đầu ra kéo-đẩy. Rõ ràng là trong trường hợp như vậy, việc phát triển thiết kế cẩn thận là quan trọng hơn, như đã được thực hiện trong một trong các thiết kế của tác giả [10] hoặc trong các bộ khuếch đại nước ngoài của thương hiệu Halcro và Dynamic Precision.

Văn chương

  1. Lý thuyết mạch Bode G.V. và thiết kế bộ khuếch đại có phản hồi. - M.: GIIL, 1948.
  2. Bronshtein I. N., Semendyaev K. A. Cẩm nang toán học dành cho kỹ sư và sinh viên các trường cao đẳng kỹ thuật. - M.: GITTL, 1953.
  3. Alexander M. Bộ khuếch đại công suất âm thanh phản hồi hiện tại. - Hội nghị lần thứ 88 của Audio Eng. Xã hội, tái bản số 2902, tháng 1990 năm XNUMX.
  4. Otala M. Phi tuyến pha do phản hồi tạo ra trong Bộ khuếch đại âm thanh. - Công ước AES ở Luân Đôn, tháng 1980 năm 1976, in lại năm XNUMX.
  5. W. Marshall Leach, Jr. Tiêu chí thiết kế giai đoạn đầu vào của bộ khuếch đại để ngăn chặn hiện tượng biến dạng động. - JAES, Tập. 29, không. ngày 4 tháng 1981 năm XNUMX.
  6. Self D. FET và BJT - cuộc cạnh tranh về tính tuyến tính. - Thế giới Điện tử & Không dây, tháng 1995 năm 387, tr. XNUMX.
  7. Vitushkin A., Telesnin V. Độ ổn định của bộ khuếch đại và âm thanh tự nhiên. - Đài phát thanh, 1980, số 7, tr. 36, 37.
  8. Vitushkin A., Telesnin V. Độ ổn định của bộ khuếch đại và âm thanh tự nhiên. - Đài phát thanh, 1980, số 7, tr. 36, 37.
  9. Lurie B. Ya. Tối đa hóa độ sâu phản hồi trong bộ khuếch đại. - M.: Truyền thông, 1973.
  10. Ageev S. UMZCH siêu tuyến tính với phản hồi môi trường sâu sắc. - Đài phát thanh, 1999, số 10-12; 2000, số 1,2,4-6.

Tác giả: S. Ageev, Mátxcơva; Ấn phẩm: radioradar.net

Xem các bài viết khác razdela Đài thiết kế nghiệp dư.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang 05.05.2024

Thế giới khoa học và công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, hàng ngày các phương pháp và công nghệ mới xuất hiện mở ra những triển vọng mới cho chúng ta trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những đổi mới như vậy là sự phát triển của các nhà khoa học Đức về một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học, phương pháp này có thể dẫn đến tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử học. Nghiên cứu gần đây đã cho phép các nhà khoa học Đức tạo ra một tấm sóng có thể điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng lớp tinh thể lỏng, cho phép người ta thay đổi hiệu quả sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Bước đột phá công nghệ này mở ra triển vọng mới cho việc phát triển các thiết bị quang tử nhỏ gọn và hiệu quả có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Việc điều khiển phân cực quang điện được cung cấp bởi phương pháp mới có thể cung cấp cơ sở cho một loại thiết bị quang tử tích hợp mới. Điều này mở ra những cơ hội lớn cho ... >>

Bàn phím Primium Seneca 05.05.2024

Bàn phím là một phần không thể thiếu trong công việc máy tính hàng ngày của chúng ta. Tuy nhiên, một trong những vấn đề chính mà người dùng gặp phải là tiếng ồn, đặc biệt là ở các dòng máy cao cấp. Nhưng với bàn phím Seneca mới của Norbauer & Co, điều đó có thể thay đổi. Seneca không chỉ là một bàn phím, nó là kết quả của 5 năm phát triển để tạo ra một thiết bị lý tưởng. Mọi khía cạnh của bàn phím này, từ đặc tính âm thanh đến đặc tính cơ học, đều được xem xét và cân bằng cẩn thận. Một trong những tính năng chính của Seneca là bộ ổn định im lặng, giúp giải quyết vấn đề tiếng ồn thường gặp ở nhiều bàn phím. Ngoài ra, bàn phím còn hỗ trợ nhiều độ rộng phím khác nhau, thuận tiện cho mọi người dùng. Mặc dù Seneca vẫn chưa có sẵn để mua nhưng nó được lên kế hoạch phát hành vào cuối mùa hè. Seneca của Norbauer & Co đại diện cho các tiêu chuẩn mới trong thiết kế bàn phím. Cô ấy ... >>

Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới 04.05.2024

Khám phá không gian và những bí ẩn của nó là nhiệm vụ thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học từ khắp nơi trên thế giới. Trong bầu không khí trong lành của vùng núi cao, cách xa ô nhiễm ánh sáng thành phố, các ngôi sao và hành tinh tiết lộ bí mật của chúng một cách rõ ràng hơn. Một trang mới đang mở ra trong lịch sử thiên văn học với việc khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới - Đài thiên văn Atacama của Đại học Tokyo. Đài quan sát Atacama nằm ở độ cao 5640 mét so với mực nước biển mở ra cơ hội mới cho các nhà thiên văn học trong việc nghiên cứu không gian. Địa điểm này đã trở thành vị trí cao nhất cho kính viễn vọng trên mặt đất, cung cấp cho các nhà nghiên cứu một công cụ độc đáo để nghiên cứu sóng hồng ngoại trong Vũ trụ. Mặc dù vị trí ở độ cao mang lại bầu trời trong xanh hơn và ít bị nhiễu từ khí quyển hơn, việc xây dựng đài quan sát trên núi cao đặt ra những khó khăn và thách thức to lớn. Tuy nhiên, bất chấp những khó khăn, đài quan sát mới mở ra triển vọng nghiên cứu rộng lớn cho các nhà thiên văn học. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Giao thức thiết kế trạng thái đa chiều 23.12.2021

Sự hiện diện không thể tránh khỏi của tiếng ồn và những thiếu sót trong các đặc tính của thiết bị thí nghiệm làm giảm chất lượng tổng thể của việc tạo ra các trạng thái đa chiều. Để khắc phục những hạn chế này, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Sapienza của Rome, Đại học Queen's Belfast và Đại học Palermo đã sử dụng một giao thức tối ưu hóa thích ứng có khả năng tạo ra các trạng thái đa chiều tùy ý.

Giao thức tối ưu hóa thích ứng xây dựng các trạng thái đa chiều tùy ý để giải quyết các vấn đề thông tin lượng tử yêu cầu tìm các giá trị tối ưu của các tham số thực nghiệm trong điều kiện nhiễu.

Việc tạo ra các trạng thái lượng tử đa chiều trong các giao thức thông tin lượng tử mang lại hiệu suất tốt hơn trong các ứng dụng từ giao tiếp lượng tử an toàn đến tính toán lượng tử có khả năng chịu lỗi. Một thành tựu đáng kể sẽ là sự phát triển của các giao thức phổ quát có khả năng xây dựng các trạng thái lượng tử đa chiều tùy ý. Vì vậy, một số chiến lược và nền tảng đã được đề xuất và phát triển.

Trong một kịch bản hoàn toàn hộp đen, giao thức do các nhà khoa học tại Đại học Sapienza đề xuất sẽ điều chỉnh các thông số thí nghiệm thích hợp, chỉ dựa trên sự phù hợp đo được giữa trạng thái được tạo ra và trạng thái đích, mà không cần mô tả thiết lập thế hệ.

Sơ đồ một nền tảng tự động để xây dựng các trạng thái qudit tùy ý từ mômen động lượng quỹ đạo của các photon. Các thông số thử nghiệm được tối ưu hóa một cách thích ứng để tạo ra các trạng thái mục tiêu.

Các nhà khoa học đã thử nghiệm thực nghiệm giao thức sử dụng mô men động lượng quỹ đạo (OAM) của ánh sáng cổ điển và các photon đơn lẻ. OAM là bậc tự do của trường điện từ liên kết với cấu hình không gian và pha của nó. Vì OUM là bậc tự do vô hạn chiều, nó thích hợp để mã hóa các trạng thái lượng tử đa chiều tùy ý. Các tác giả đã thực hiện thử nghiệm giao thức bằng cách sử dụng nền tảng tạo trạng thái dựa trên động lực của bước đi lượng tử trong OAM và bậc tự do phân cực. Bằng cách điều chỉnh các tham số của các toán tử tác động lên trạng thái phân cực, có thể thiết kế một trạng thái bộ hành tùy ý được mã hóa trong không gian OAM. Sau đó, thuật toán tối ưu hóa được đề xuất thực hiện điều chỉnh trực tuyến các thông số thử nghiệm chi phối động lực học để thu được kết quả mong muốn.

Giao thức tối ưu hóa đã được chứng minh là hoạt động tốt trong các điều kiện thí nghiệm ồn ào đối với một số trạng thái mục tiêu XNUMXD của OUM. Cuối cùng, nhóm đã khám phá khả năng thích ứng của giao thức bằng cách đưa nhiễu thay đổi theo thời gian như một tác động bên ngoài lên các giá trị tham số. Giao thức đã tìm ra giải pháp tối ưu mới sau khi giới thiệu những nhiễu bên ngoài này. Giao thức được đề xuất có thể áp dụng trong nhiều trường hợp, ngay cả khi có nhiễu, mà không cần phải tinh chỉnh đáng kể.

Tin tức thú vị khác:

▪ Bộ chuyển đổi máy tính xách tay đa năng nhỏ gọn

▪ Intel mở rộng hỗ trợ cho công nghệ siêu phân luồng

▪ mực bay

▪ Màn hình E Ink Mobius cho đồng hồ thông minh

▪ Tàu nhanh không phải là tốt nhất

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

 

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Radio Control. Lựa chọn bài viết

▪ bài Tóm tắt các tác phẩm văn học Nga nửa đầu thế kỉ XNUMX

▪ bài báo Tại sao các dự án chuyển hướng các con sông phía bắc sang sông Volga xuất hiện và sau đó biến mất? đáp án chi tiết

▪ Bài báo Làm việc trên máy cắt giấy một dao. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động

▪ bài báo Xi măng có vôi ăn da. Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên

▪ bài báo Sạc cho ô nhỏ. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Имя:


Email (tùy chọn):


bình luận:





Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024