Retroalimentación de amplificadores
Un circuito amplificador simplemente aumenta la fuerza de la señal. Pero mientras amplifica, solo aumenta la fuerza de su señal de entrada, ya sea que contenga información o algo de ruido junto con información. Este ruido o alguna perturbación se introduce en los amplificadores debido a su fuerte tendencia a introducirhumdebido a cambios bruscos de temperatura o campos eléctricos y magnéticos extraviados. Por lo tanto, todo amplificador de alta ganancia tiende a generar ruido junto con la señal en su salida, lo cual es muy indeseable.
El nivel de ruido en los circuitos del amplificador se puede reducir considerablemente utilizando negative feedback se hace inyectando una fracción de salida en oposición de fase a la señal de entrada.
Principio del amplificador de retroalimentación
Un amplificador de retroalimentación generalmente consta de dos partes. Ellos son lasamplifier y el feedback circuit. El circuito de retroalimentación generalmente consta de resistencias. El concepto de amplificador de retroalimentación se puede entender en la siguiente figura.
De la figura anterior, la ganancia del amplificador se representa como A. la ganancia del amplificador es la relación entre el voltaje de salida V o y el voltaje de entrada V i . la red de retroalimentación extrae un voltaje V f = β V o de la salida V o del amplificador.
Este voltaje se suma para retroalimentación positiva y se resta para retroalimentación negativa, del voltaje de señal V s . Ahora,
$$ V_i = V_s + V_f = V_s + \ beta V_o $$
$$ V_i = V_s - V_f = V_s - \ beta V_o $$
La cantidad β = V f / V o se denomina relación de retroalimentación o fracción de retroalimentación.
Consideremos el caso de los comentarios negativos. La salida V o debe ser igual al voltaje de entrada (V s - βV o ) multiplicado por la ganancia A del amplificador.
Por lo tanto,
$$ (V_s - \ beta V_o) A = V_o $$
O
$$ A V_s - A \ beta V_o = V_o $$
O
$$ A V_s = V_o (1 + A \ beta) $$
Por lo tanto,
$$ \ frac {V_o} {V_s} = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$
Sea A f la ganancia total (ganancia con la retroalimentación) del amplificador. Esto se define como la relación entre el voltaje de salida V o y el voltaje de señal aplicado V s , es decir,
$$ A_f = \ frac {Salida \: voltaje} {Entrada \: señal \: voltaje} = \ frac {V_o} {V_s} $$
Entonces, de las dos ecuaciones anteriores, podemos entender que,
La ecuación de ganancia del amplificador de retroalimentación, con retroalimentación negativa viene dada por
$$ A_f = \ frac {A} {1 + A \ beta} $$
La ecuación de ganancia del amplificador de retroalimentación, con retroalimentación positiva viene dada por
$$ A_f = \ frac {A} {1 - A \ beta} $$
Estas son las ecuaciones estándar para calcular la ganancia de amplificadores de retroalimentación.
Tipos de retroalimentación
El proceso de inyectar una fracción de la energía de salida de algún dispositivo a la entrada se conoce como Feedback. Se ha descubierto que la retroalimentación es muy útil para reducir el ruido y estabilizar el funcionamiento del amplificador.
Dependiendo de si la señal de retroalimentación aids o opposes la señal de entrada, se utilizan dos tipos de retroalimentación.
Retroalimentación positiva
La retroalimentación en la que la energía de retroalimentación, es decir, el voltaje o la corriente, está en fase con la señal de entrada y, por lo tanto, ayuda, se denomina Positive feedback.
Tanto la señal de entrada como la señal de retroalimentación introducen un cambio de fase de 180 °, lo que genera un cambio de fase resultante de 360 ° alrededor del bucle, para finalmente estar en fase con la señal de entrada.
Aunque la retroalimentación positiva increases the gain del amplificador, tiene las desventajas tales como
- Distorsión creciente
- Instability
Debido a estas desventajas, no se recomienda la retroalimentación positiva para los amplificadores. Si la retroalimentación positiva es lo suficientemente grande, conduce a oscilaciones, mediante las cuales se forman los circuitos osciladores. Este concepto se discutirá en el tutorial OSCILLATORS.
Retroalimentación negativa
La retroalimentación en la que la energía de retroalimentación, es decir, el voltaje o la corriente, está desfasada con la entrada y, por lo tanto, se opone a ella, se denomina negative feedback.
En la retroalimentación negativa, el amplificador introduce un cambio de fase de 180 o en el circuito, mientras que la red de retroalimentación está diseñada de manera que no produce ningún cambio de fase o cambio de fase cero. Por tanto, el voltaje de retroalimentación resultante V f está 180 ° fuera de fase con la señal de entrada V in .
Aunque el gain del amplificador de retroalimentación negativa es reduced, hay muchas ventajas de los comentarios negativos, como
- Se mejora la estabilidad de la ganancia
- Reducción de la distorsión
- Reducción de ruido
- Aumento de la impedancia de entrada.
- Disminución de la impedancia de salida
- Aumento del rango de aplicación uniforme
Es debido a estas ventajas que la retroalimentación negativa se emplea con frecuencia en los amplificadores.