ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

January 5, 2012 by admin Комментировать »

Принципы обратной связи

Отрицательная обратная связь является одним из самых фундаментальных понятий в жизни. Простой эксперимент иллюстрирует это утверждение: закройте глаза и затем сведите указательные пальцы так, чтобы они кончиками коснулись друг друга. Вы, вероятно, промахнетесь. Закрыв глаза, вы разомкнули петлю обратной связи, которая жизненно важна для большинства действий человека. Чтобы выполнить то или иное действие точно, мы должны иметь возможность видеть, что мы делаем, и, таким образом, вносить небольшие поправки по мере того, как эхо оказывается необходимым. В действительности, мы берем результат действия (с выхода) и возвращаем его обратно (на вход) мысленному «предписанию» или намерению так, чтобы выход (результат действия) сделать равным входу. Другими словами, вы заставляете результат точно соответствовать намерению.

Примеры отрицательной обратной связи можно найти также в технике. Одним из самых очевидных примеров является регулятор, с помощью которого у вращающихся механизмов поддерживается постоянной скорость вращения. Наиболее эффектны регуляторы, стоявшие, как правило, на старых паровых машинах, служивших первыми источниками движущей силы

Рис. 4.1. Схематическое изображение регулятора паровой машины, иллюстрирующее принцип обратной связи.

в XIX веке. Такой регулятор схематически изображен на рис. 4.1. Он представляет собой вертикальный вал, связанный зубчатой передачей с валом главного махового колеса машины. На вертикальном валу закреплены свободно подвешенные грузики.

По мере того как скорость вращения машины, а значит, и вала регулятора растет, центробежная сила заставляет грузики разойтись в. стороны на удерживающих их стержнях. Подвижное нижнее крепление грузиков через систему рычагов соединено с главным золотником так, что с увеличением скорости вращения перемещение грузиков регулятора уменьшает давление пара, приводящего машину в действие. И наоборот: при наличии тенденции к замедлению, которое может быть вызвано увеличением нагрузки, большему количеству пара будет позволено увеличить скорость до требуемого значения. Таким образом, скорость устанавливается на золотой середине и почти не зависит от колебаний нагрузки на машину. Подобные регуляторы, хотя и более сложной конструкции, управляют скоростью современных паровых турбин, приводящих в действие генераторы переменного тока на электростанциях.

В этом примере, а также в приведенной выше иллюстрации из области физиологии регулирование в^системе обеспечивается подачей части того, что служит результатом действия, обратно на вход. Механические системы управления, такие как рассмотренный регулятор, часто называют сервосистемами (буквально ведомыми системами), и они играют первостепенную роль в промышленной автоматике. Они составляют основу науки, носящей название «кибернетика».

Отрицательная обратная связь в электронике

Точно так же, как паровая машина нуждается в управляющем воздействии регулятора, большинству электронных усилителей требуется электрическая отрицательная обратная связь, для того чтобы коэффициент усиления можно было точно предсказать и чтобы он оставался постоянным при изменении температуры, а также частоты и амплитуды сигнала.

Мы уже видели в гл. 1, что с изменением начального значения коллекторного тока может меняться коэффициент усиления тока транзистора. В гл. 6 мы рассмотрим параметры, которые влияют на коэффициент усиления напряжения усилительного каскада, и увидим, что он зависит от таких величин, как начальная рабочая точка и напряжение питания. Разброс параметров транзисторов и резисторов, которые в большом количестве изготовляются в одном технологическом процессе в каждом интегральном усилителе, может приводить к значительной неопределенности в отношении коэффициента усиления усилителя в целом. Например, для популярных интегральных схем (ИС) типа 741 типичное значение коэффициента усиления напряжения — 200000, однако в технических данных, которыми производитель сопровождает изделия, указано, что отдельные образцы могут иметь коэффициент усиления всего лишь 20 000.

Отрицательная обратная связь дает возможность решить эту проблему, связанную с колебаниями коэффициента усиления.

Литература: М.Х.Джонс, Электроника — практический курс Москва: Техносфера, 2006. – 512с. ISBN 5-94836-086-5

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты