Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

person.vsb.cz
from person.vsb.cz More from this publisher
31.01.2015 Views

Zˆ Uˆ Iˆ Zˆ 1 Pˆ Pˆ výst2 napěťová 2n 2ZK výst2 a Z (10.23) Zpětná vazba Záporná zpětná vazba napěťová zmenšuje výstupní impedanci - ideálně až k nulové hodnotě 1 P ˆ aP ˆ Z - sytém se chová jako "lepší" zdroj napětí. Na obr. 10. 5. b) při stavu naprázdno (R Z ) je zpětná vazba rozpojena, proto platí Iˆ Iˆ 1 i a tento proud je zesílen "celým" přenosem přímé větve. Napětí naprázdno je potom dáno vztahem Uˆ 2n Pˆ aI ˆ i Yˆ výst 2 Pˆ aI ˆ iZ ˆ výst 2 . Při stavu nakrátko je zpětná vazba uzavřena, platí tedy Výstupní impedance Iˆ Iˆ Iˆ Pˆ 1 Pˆ Pˆ 2 ZK 2ZK i a a Z (10.24) Zˆ ˆ struktury s proudovou zpětnou vazbou je Z V 2 I ˆ ˆ Pˆ Iˆ Zˆ a i výst 2 výst 2 proudová U 2n I2 ZK Z výst 1 Pa PZ Iˆ i Pˆ a 1 Pˆ aP ˆ 2 (10.25) Z Záporná zpětná vazba proudová zvětšuje výstupní impedanci - ideálně až k nekonečné hodnotě 1 Pˆ ˆ – sytém se chová jako "lepší" zdroj proudu. a P Z ˆ ˆ ˆ Příklad 10. 1 Určete vstupní odpor neinvertující struktury na obr. 10.5. Víte-li, že diferenční odpor R d operačního zesilovače je 1 MΩ a stejnosměrné zesílení OZ je 10 5 R d + R 1 R 2 Û 1 Û 2 Obr. 10. 5: Neinvertující strukrura s OZ a reálným vstupním odporem Řešení: Jedná se o sériovou zpětnou vazbu zápornou a napěťovou. V tomto případě téměř splněny předpoklady, které byly požadovány při odvození obecných vztahů. Proto platí Zˆ vst Rd , 224

Zpětná vazba P ˆ Z R1 R1 R2 je přenos zpětnovazebního děliče a Pˆ A ˆ a je přenos OZ. Ze vztahu (10.18) určíme: R 1 6 R 1 5 Zˆ Zˆ vst vst1 ( 1 Pˆ Pˆ a Z ) R 1 Aˆ d 10 1 10 R1 R2 R1 R2 Ke stejnému výsledku dospějeme i bez teorie zpětné vazby – důsledným využitím Kirchoffových zákonů a Ohmova zákona. Předpokládejme, že známe výstupní napětí Û 2 . Tomu přísluší diferenční napětí ˆ U d Uˆ Aˆ . 2 Î d Û d Î d + R 1 R 2 Û 1 Û 2 Obr. 10. 6 Proudové a napěťové poměry v zapojení na obr. 10. 5 Vstupní proud celé struktury je přímo určen proudem Iˆ d Uˆ d R d Uˆ Aˆ R 2 d . Napětí na vstupu struktury je dáno součtem napětí na odporu R 1 a diferenčního napětí Û d . V praxi vždy platí, že proud diferenčním odporem R d je řádově menší než proud odporem R 1 (toto musí být zajištěno při návrhu obvodu). Odpory R 1 a R 2 tvoří prakticky nezatížený dělič a můžeme psát R Uˆ 1 Uˆ Uˆ 1 2 d R1 R2 Celková vstupní impedance je určena vztahem Zˆ vst Uˆ Iˆ d 1 R1 Uˆ R1 R2 Iˆ d 2 Uˆ d R1 R1 R2 Uˆ 2 Uˆ 2 Aˆ R d Uˆ 2 Aˆ R d 1 R1 R R 1 2 Aˆ Impedanční poměry v dalších zpětnovazebních strukturách se řeší obdobně, ale situace může být složitější. Problematika přesahuje rámec základního kurzu a je náplní navazujících kurzů. 225

Zˆ<br />

Uˆ<br />

Iˆ<br />

Zˆ<br />

1<br />

Pˆ<br />

Pˆ<br />

<br />

výst2 napěťová 2n<br />

2ZK<br />

výst2<br />

a Z<br />

(10.23)<br />

<br />

Zpětná vazba<br />

Záporná zpětná vazba napěťová zmenšuje výstupní impedanci - ideálně až k nulové hodnotě<br />

1 P ˆ aP ˆ Z - sytém se chová jako "lepší" zdroj napětí.<br />

Na obr. 10. 5. b) při stavu naprázdno (R Z ) je zpětná vazba rozpojena, proto platí<br />

Iˆ Iˆ<br />

1 i a tento proud je zesílen "celým" přenosem přímé větve. Napětí naprázdno je potom dáno<br />

vztahem Uˆ<br />

2n<br />

Pˆ<br />

aI<br />

ˆ<br />

i Yˆ<br />

výst 2 Pˆ<br />

aI<br />

ˆ<br />

iZ<br />

ˆ<br />

výst 2 . Při stavu nakrátko je zpětná vazba uzavřena, platí tedy<br />

Výstupní impedance<br />

Iˆ<br />

Iˆ<br />

Iˆ<br />

Pˆ<br />

1<br />

Pˆ<br />

Pˆ<br />

<br />

<br />

2 ZK 2ZK<br />

i a a Z<br />

(10.24)<br />

Zˆ<br />

ˆ struktury s proudovou zpětnou vazbou je<br />

Z<br />

V 2 I<br />

ˆ<br />

ˆ<br />

Pˆ<br />

Iˆ<br />

Zˆ<br />

a i výst 2<br />

výst 2 proudová U 2n<br />

I2<br />

ZK <br />

Z<br />

výst 1<br />

Pa<br />

PZ<br />

Iˆ<br />

i Pˆ<br />

a 1<br />

Pˆ<br />

aP<br />

ˆ<br />

2<br />

(10.25)<br />

Z <br />

Záporná zpětná vazba proudová zvětšuje výstupní impedanci - ideálně až k nekonečné hodnotě<br />

1 Pˆ<br />

ˆ – sytém se chová jako "lepší" zdroj proudu.<br />

<br />

a P Z<br />

<br />

ˆ<br />

<br />

ˆ<br />

ˆ<br />

<br />

Příklad 10. 1<br />

Určete vstupní odpor neinvertující struktury na obr. 10.5. Víte-li, že diferenční odpor R d<br />

operačního zesilovače je 1 MΩ a stejnosměrné zesílení OZ je 10 5<br />

R d<br />

+<br />

R 1<br />

R 2<br />

Û 1<br />

Û 2<br />

Obr. 10. 5: Neinvertující strukrura s OZ a reálným vstupním odporem<br />

Řešení:<br />

Jedná se o sériovou zpětnou vazbu zápornou a napěťovou. V tomto případě téměř splněny<br />

předpoklady, které byly požadovány při odvození obecných vztahů. Proto platí Zˆ vst Rd<br />

,<br />

224

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!