Amplifiers-feedback
アンプのフィードバック
アンプ回路は、単に信号強度を増加させます。 しかし、増幅している間は、情報が含まれているか、情報とともにノイズが含まれているかに関係なく、入力信号の強度が増加します。 突然の温度変化や漂遊電場や磁場により*ハム*が発生する傾向が強いため、このノイズまたは何らかの外乱が増幅器に導入されます。 したがって、すべての高ゲインアンプは出力に信号とともにノイズを与える傾向があり、これは非常に望ましくありません。
増幅回路のノイズレベルは、入力信号に対して逆位相で出力の一部を注入することによって行われる*負帰還*を使用することにより、大幅に低減できます。
フィードバックアンプの原理
フィードバックアンプは通常、2つの部分で構成されています。 それらは*アンプ*と*フィードバック回路*です。 通常、フィードバック回路は抵抗で構成されます。 フィードバック増幅器の概念は、次の図から理解できます。
上記の図から、アンプのゲインはAとして表されます。 アンプのゲインは、入力電圧V〜i〜に対する出力電圧V〜o〜の比率です。 フィードバックネットワークは、アンプの出力V〜o〜から電圧V〜f〜=βV〜o〜を抽出します。
この電圧は、正のフィードバックの場合は加算され、負のフィードバックの場合は信号電圧V〜s〜から減算されます。 Now,
V_i = V_s + V_f = V_s + \ beta V_o
V_i = V_s-V_f = V_s-\ beta V_o
量β= V〜f〜/V〜o〜は、フィードバック比またはフィードバック割合と呼ばれます。
負帰還の場合を考えてみましょう。 出力V〜o〜は、アンプのゲインAを掛けた入力電圧（V〜s〜-βV〜o〜）に等しくなければなりません。
したがって、
（V_s-\ beta V_o）A = V_o
Or
A V_s-\ beta V_o = V_o
Or
A V_s = V_o（1 + A \ベータ）
したがって、
\ frac \ {V_o} \ {V_s} = \ frac \ {A} \ {1 + A \ beta}
A〜f〜をアンプの全体的なゲイン（フィードバック付きゲイン）にします。 これは、出力電圧V〜o〜と印加信号電圧V〜s〜の比、つまり
A_f = \ frac \ {出力\：電圧} \ {入力\：信号\：電圧} = \ frac \ {V_o} \ {V_s}
したがって、上記の2つの式から、それを理解できます。
負帰還を備えた帰還増幅器の利得の方程式は、
A_f = \ frac \ {A} \ {1 + A \ beta}
正帰還を備えた帰還増幅器の利得の方程式は、
A_f = \ frac \ {A} \ {1-A \ beta}
これらは、フィードバックアンプのゲインを計算するための標準方程式です。
フィードバックの種類
一部のデバイスの出力エネルギーの一部を入力に戻すプロセスは、「フィードバック」と呼ばれます。 フィードバックは、ノイズを減らし、アンプの動作を安定させるのに非常に役立つことがわかっています。
フィードバック信号が入力信号を「援助」するのか「反対」するのかに応じて、2種類のフィードバックが使用されます。
正のフィードバック
フィードバックエネルギー、つまり電圧または電流のいずれかが入力信号と同相であるため、入力信号を支援するフィードバックは、*正帰還*と呼ばれます。
入力信号とフィードバック信号の両方が180 ^ o ^の位相シフトを導入するため、ループの周りに360 ^ o ^の結果の位相シフトが発生し、最終的に入力信号と同位相になります。
正のフィードバックはアンプのゲインを増加*しますが、次のような欠点があります。
- 歪みの増加
- 不安定
これらの欠点があるため、アンプには正帰還をお勧めしません。 正のフィードバックが十分に大きい場合、発振につながり、それによって発振回路が形成されます。 この概念については、OSCILLATORSチュートリアルで説明します。
負のフィードバック
フィードバックエネルギー、つまり電圧または電流のいずれかが入力と位相がずれており、入力に対抗するフィードバックは、「負のフィードバック」と呼ばれます。
負帰還では、増幅器は180 ^ o ^の位相シフトを回路に導入しますが、フィードバックネットワークは、位相シフトを発生させないか、ゼロの位相シフトを発生させるように設計されています。 したがって、結果のフィードバック電圧V〜f〜は、入力信号V〜in〜と位相が180°ずれています。
負帰還アンプの*ゲイン*は*減少*しますが、次のような負帰還の多くの利点があります。
- ゲインの安定性が向上しました
- 歪みの低減
- 騒音の低減
- 入力インピーダンスの増加
- 出力インピーダンスの減少
- 均一な塗布範囲の拡大
これは、これらの利点により、負帰還が増幅器で頻繁に使用されるためです。
