amplifier with feedback MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÓ HỒI TIẾP

A:Hệ số khuếch đại vòng hởβ: Hệ số hồi tiếp S S A  Hồi tiếp dương: tín hiệu hồi tiếp cùng pha với tín hiệu nguồn Hồi tiếp âm: tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu nguồn... Điện áp-

MẠCH KHUẾCH ĐẠI

CÓ HỒI TIẾP

A:Hệ số khuếch đại vòng hở

β: Hệ số hồi tiếp

S

S

A 

Hồi tiếp dương: tín hiệu hồi tiếp cùng pha với tín hiệu nguồn

Hồi tiếp âm: tín hiệu hồi tiếp ngược pha với tín hiệu nguồn

I ƯU ĐIỂM VÀ KHUYẾT ĐIỂM CỦA HỒI TIẾP ÂM

 Ưu điểm:

• Ổn định hàm truyền

• Mở rộng băng thông

• Giảm nhiễu, Giảm méo

• Cải thiện tổng trở vào và tổng trở ra

 Khuyết điểm:

• Giảm độ lợi

• Có thể mạch không ổn định (sinh ra dao động) tại tần số cao

* Giảm hệ số khuếch đại:

Ta có:

A A

A S

S S

S S S

S S

S S

S A

O

fb O

i O O

fb i

O S

O

F       1    1  

1

Nhận xét: độ lợi của mạch khi có hồi tiếp giảm đi (1+βA) lần

so với khi chưa có hồi tiếp Vậy hồi tiếp âm làm giảm hệ số

KĐ của mạch KĐ

fb S

i s s

s  

II Phân loại hồi tiếp:

• Có nhiều loại mạch hồi tiếp nhưng về cơ bản có thể phân ra làm bốn loại hồi tiếp dựa vào các đặc điểm sau:

– Tín hiệu hồi tiếp (điện áp hay dòng điện).

– Cách mắc tín hiệu với ngõ vào (nối tiếp hay song song).

• Vậy có 4 dạng mạch hồi tiếp cơ bản.

1 Hồi tiếp điện nối tiếp với điện áp ngõ vào

2 Hồi tiếp điện áp song song với điện áp ngõ vào

1 Hồi tiếp dòng điện nối tiếp với dịng ngõ vào

2 Hồi tiếp dòng điện song song với dịng ngõ vào

Điện áp-nối tiếp

Điện áp-song song

Dòng điện-song song

Dòng điện-nối tiếp

VS

VS

Is

Is

Hồi tiếp điện nối tiếp với điện áp ngõ vào

1 Hồi tiếp điện áp song song với điện áp ngõ vào

V

V





MẠCH HỒI TiẾP ĐiỆN ÁP NỐI TiẾP

i

o V

V V

b Hồi tiếp dòng điện song song (khuếch đại dòng điện):

Ổn định tín hiệu điện áp ngõ ra theo điện áp ngõ vào, ổn địnhhàm truyền là hệ số khuếch đại điện áp

Hệ số khuếch đại vòng hở:

i

o i

I

I

IS

c Hồi tiếp dòng điện nối tiếp (khuếch đại truyền dẫn)

Ổn định tín hiệu dòng điện ngõ ra

theo điện áp ngõ vào, ổn định hàm

truyền là hệ số khuếch đại truyền

dẫn

Hệ số khuếch đại vòng hở:

i

o g

V V

A 

d Hồi tiếp điện áp song song (khuếch đại truyền trở)

Ổn định tín hiệu điện áp ngõ ra theo

dòng điện ngõ vào, ổn định hàm

truyền là hệ số khuếch đại truyền

trở

Hệ số khuếch đại vòng hở:

i

o z

I

V

A 

IS

1 Oån định hàm truyền

Xét về độ bất ổn định của hàm truyền trong một mạch KĐ khi chưa có hồi tiếp:

) 1

(

1 )

1 (

1

A A

A A

dA A

) 1

A

A dA

A A

) 1

Nếu mạch có hệ số hồi tiếp đủ lớn sao cho βA>>1, thì có thể xem như giá trị hàm truyền của mạch không đổi hay nói cách khác là mạch có độ ổn định cao Lúc đó độ lợi của mạch là:

Ví dụ: Một mạch khuếch đại có độ bất ổn định là 10% và có

độ lợi là 100 Để tăng tính ổn định của mạch người ta dùngthêm một mạch hồi tiếp âm mắc vào mạch khuếch đại này cóhệ số hồi tiếp là 0.1 vậy độ bất ổn định của mạch sau khi cóhồi tiếp bằng bao nhiêu?

Giải:

Từ công thức trên, ta có:

% 1

%

10 1

0 100

1

1 1

2 Ảnh hưởng của hồi tiếp âm đến độ lợi băng thông:

Hình trên chỉ rõ cho ta thấy khi có hồi tiếp âm độ lợi băng

thông của mạch lớn hơn khi chưa có hồi tiếp (do hệ số khuếch đại của mạch giảm)

fb i

i

i if

I

V V

i i i fb

V

V V

V I

V V

I V

V





Vậy hồi tiếp nối tiếp làm tăng tổng trở ngõ vào lên (1+βA) lần

so với mạch khuếch đại chưa có hồi tiếp

o

fb v

V

V

i

b Tổng trở ra:

b.1 Hồi tiếp điện áp:

Từ sơ đồ mạch hồi tiếp điện áp nối tiếp lý tưởng, ta có khi ngắn mạch ngõ vào

Tổng trở ngõ ra của mạch khuếch đại có hồi tiếp nối tiếp là:

x

x V

O

O Of

I

V I

V R

x O

i v x

x

R

V A

V R

V A

x Of

A

R I

V R

Vi

Vi

Kết hợp phần a.1 và b.1, ta được sơ đồ tương đương của mạchkhuếch đại hồi tiếp điện áp nối tiếp như hình sau:

VS

b.2 Hồi tiếp dòng điện:

Xét sơ đồ mạch hồi tiếp dòng điện lý tưởng để định điện trở ngõ ra.

Tổng trở ngõ ra

x

x I

O

O Of

I

V I

V R

I   

O i

i x

O x

i x

O i

i x

x I A I R I A I R I A R

) 1

O x

Kết hợp phần a.2 và b.2, ta được sơ đồ tương đương của mạch khuếch đại hồi tiếp dòng điện song song

IS

Bảng so sánh các dạng hồi tiếp:

Tín hiệu ngõ ra

Hàm truyền Điện trở ngõ

vào Điện trở ngõ ra

v i

O vF

A

A V

V A

( v v

R  

) 1

o A

R





i i

i i

O iF

A

A I

I A

g i

O gF

A

A V

I A

z i

O zF

A

A I

V A

KHẢO SÁT HỒI TIẾP CỦA MỘT SỐ MẠCH KĐ:

1 Mạch hồi tiếp điện áp nối tiếp:

Độ lợi vòng hở:

ie

E fe ie

b

E b fe O

v

h

R h h

I

R I h V

E fe ie

E fe

ie E fe v

v

v i

O vF

R h h

R h h

R h

h R h A

A V

V A

1 1

1 

E fe

v

v i

O vF

A

A V

V A

2 Mạch hồi tiếp dòng điện song song:

Độ lợi vòng hở là:

2

1 i i

1 1

1 1 2

2 2

2 1

1

1

1

] )

1 (

[(

||

{

b B

ie B

b fe E

fe ie

B c

c

o

i

I R

h R

I

h R

h h

R R

R I

2 2

2 2

2 2

2 2 2

2

1

2

] )

1 (

[

b B

E fe

ie B

b fe L

C c

o

o i

I R

R h

h R

I

h R R

R I

I A

F E

E o

fb i

h R

R R

R I

1

E

ie B

F E

i

iF

R

h R

i

i

O iF

A

A I

I A

Và nếu R F  (R B1 || h ie1)

2

11

E

F i

3 Mạch hồi tiếp điện áp song song:

C fe b

C b fe O

I

R I h I

V



ie F

O

fb g

h R

C fe

C fe z

g

z i

O zF

h R

R h

R h A

A I

V A

ie F

4 Mạch hồi tiếp dòng điện nối tiếp:

Độ lợi vòng hở

) ( C L

ie

C fe

ie b

b fe L

C

C

O g

R R

h

R h h

I

I

h R R

R V

I A

L C

E

b fe L C

C

E fe b

O

fb z

R

R R

R I

h R R

R

R h

I I

( )

( 1

) (

C fe

ie

E fe

L C

ie

C fe

g z

g i

O gF

R R

R h h

R h h

R h

R R

h

R h A

A V

I A

R R

R

R A

Hệ số hồi tiếp

Vậy độ lợi vòng kín là:

Nếu

Nhận xét: hệ số khuếch đại điện áp của mạch khá ổn định vàbằng hằng số khi thoả điều kiện

.