9 Цепи с обратной связью Электрическая цепь

9. Цепи с обратной связью

Электрическая цепь с обратной связью - электрическая цепь с зависимыми источниками, которая имеет два пути прохождения сигнала: прямой путь от входа цепи к выходу цепи и обратный путь с выхода цепи ко входу цепи.

Любую цепь с обратной связью можно представить состоящей из двух четырехполюсников

• Если фаза входного напряжения совпадает с фазой напряжения ОС, то обратная связь – положительная (ПОС) • Если фазы противоположны, то обратная связь – отрицательная (ООС)

Усилитель – активный четырехполюсник (транзистор, ОУ) Звено обратной связи – пассивный четырехполюсник Операторная передаточная функция цепи с обратной связью

Комплексная передаточная функция цепи Разомкнем цепь обратной связи передаточная функция разомкнутой цепи или петлевое усиление

Устойчивая электрическая цепь – цепь, в которой свободные колебания с течением времени затухают

Характеристическое уравнение цепи с ОС Для того, чтобы цепь была устойчива, необходимо и достаточно, чтобы корни характеристического уравнения лежали в левой полуплоскости.

устойчивая цепь

цепь на границе устойчивости

неустойчивая цепь

Автогенератор (АГ) - цепь с зависимым источником, в которой без посторонних воздействий возникают электрические колебания

АГ – замкнутая система с обратной связью - частотнозависимая обратная связь - усилительный элемент с ограничением амплитуды питание

Условие самовозбуждения

Условие стационарного режима Условие баланса амплитуд (УБА) Условие баланса фаз (УБФ)

10 Корректирующие цепи

Любую цепь передачи сигнала принято рассматривать в виде четырехполюсника ЧП В зависимости от строения ЧП сигнал на выходе может претерпевать различные искажения по сравнению с входным.

Данные искажения можно разделить на 2 типа: 1) Линейные искажения Обусловлены наличием в цепях L и С (спектр сигнала на выходе цепи содержит те же гармоники, что и спектр сигнала на входе цепи, но с другими значениями амплитуды и начальной фазы)

2) Нелинейные искажения Обусловлены наличием в цепях НЭ (спектр сигнала на выходе цепи имеет большее число гармоник, чем спектр входного сигнала)

Виды линейных искажений: 1) Амплитудные (влияют на аудио- и видеоканалы) 2) фазовые (влияют на видеоканалы)

Условие безыскаженной передачи Комплексная передаточная функция неискажающей цепи

Четырехполюсник не вносит амплитудночастотных искажений, если его АЧХ является постоянной, т. е. не зависит от частоты ослабление

Четырехполюсник не вносит фазочастотных искажений, если его ФЧХ является линейной функцией Групповое время пробега (ГВП)

Для выполнения условия безыскаженной передачи сигналов в цепях используют корректирующие цепи. Различают: -Амплитудные корректоры АК - Фазовые корректоры ФК -Амплитудно-фазовые корректоры АФК

Амплитудный корректор (АК) - ЧП постоянного характеристического сопротивления, работающий в режиме согласованного включения. Ослабление, вносимое этим ЧП, дополняет ослабление, вносимое цепью, до постоянной величины в рабочем диапазоне частот. АК включается в разрыв линии связи каскадно, поэтому удобно работать с ослаблением

Требования к АК: 1) Входное сопротивление не зависит от частоты в рабочем диапазоне частот, т. е. 2) Ослабление корректора является изменяющейся величиной, обратной ослаблению искажающей цепи (линии связи)

не зависит от частоты

В основном, используют схему корректора:

Основное условие построения АК: - прямое звено корректора, двухполюсник вида RLC, Определяет: • порядок корректора ( = числу реактивных элементов) • Характер ослабления - обратное звено корректора (обратный двухполюсник)

Анализ работы схем корректоров

1) Звено первого порядка

2) Звено второго порядка