6.ZpetnaVazbaAJejiVyuziti

Zvláštním případem kladné zpětné vazby, je případ kdy hodnota jmenovatele přenosu je nulová, což nastane, platí-li obecně , kdy přenos zpětnovazební struktury roste nade všechny meze (díky nelinearitě reálných struktur však v praxi dosáhne konečné hodnoty). Struktura se dostává na mez stability a produkuje výstupní signál i tehdy, je-li vstupní signál nulový. Zpětnovazební struktura tak samovolně generuje kmity na kmitočtu daném jejími parametry. Stává se zdrojem oscilací, které mohou být žádoucí, ale i nežádoucí. Jde-li o oscilace žádoucí, mluvíme o oscilátorech nebo klopných obvodech, u kterých je podmínka oscilací splněna v širokém pásmu kmitočtů.

Jak již bylo uvedeno v kapitole 6.1, roste-li hodnota přenosu přímé cesty nade všechny meze , jsou vlastnosti zpětnovazební struktury (obvodu) určeny výhradně přenosem zpětnovazební cesty , takže platí . Abychom postihli vliv zpětné vazby na změnu přenosu přímé cesty, derivujme přenos zpětnovazební struktury podle přenosu přímé cesty

,

kterou normujme vůči hodnotě poměru přenosů

a nazvěme ji normovanou diferenciální citlivostí . Ze vztahu je zřejmé, že velká hodnota součinu vede ke zmenšení vlivu změny přenosu na přenos , což je důležitý poznatek pro technickou praxi, který umožňuje navrhovat zpětnovazební cestu tak, aby zaručovala požadované kmitočtové parametry přenosu zpětnovazební struktury (zesilovače, filtru, korektoru, apod.). V ideálním případě, kdy přenos je normovaná diferenciální citlivost nulová, protože platí

.

Určete, o kolik se vlivem zpětné vazby změní hodnota přenosu, snížíme-li zápornou zpětnou vazbou přenos zpětnovazební struktury 10-krát, uvažujeme-li změnu hodnoty přenosu přímé cesty 20 %.

♦

Desetinásobnému snížení přenosu působením záporné zpětné vazby odpovídá hodnota jmenovatele normované diferenciální citlivosti 10 a hodnota normované diferenciální citlivosti . Dosadíme-li do definičního vztahu pro normovanou diferenciální citlivost na místo diferenciálu diference, potom získáme vztah

,

takže pro změnu přenosu zpětnovazební struktury platí

.

Vlivem zpětné vazby se tedy změní hodnota přenosu o 2 %.

• Vliv zpětné vazby na přenos zesilovače

Uvažujme přenosovou charakteristiku zesilovače, jehož amplitudová charakteristika je nakreslena na obr. 6.19, kterou si za účelem zjednodušení analýzy vlivu zpětné vazby rozdělme na dvě části, a to na část kolem dolního úhlového kmitočtu a horního úhlového kmitočtu , což můžeme provést za podmínky . Pro jednoduchost rovněž uvažujme, že přenos zpětnovazební cesty je reálný a má hodnotu .

Obr. 6.19 Logaritmická amplitudová kmitočtová charakteristika operačního zesilovače

Přenos přímé cesty, tedy přenos zesilovače bez zpětné vazby v okolí horního úhlového kmitočtu je dán

,