6.ZpetnaVazbaAJejiVyuziti

• Vliv zpětné vazby na výstupní impedanci obvodu

Výstupní impedance závisí na veličině, od níž je zpětná vazba odvozena. Jak již víme z kapitoly 6.1, vazba je proudová nebo napěťová. V případě proudové vazby výstupní admitanci určíme pomocí Nortonova teorému, z poměru výstupního proudu nakrátko a napětí naprázdno . Ve stavu nakrátko není zpětná vazba rozpojena, takže výstupní proud nakrátko určíme z proudového přenosu , který je

.

Ve stavu naprázdno je na výstupu obvodu nulový proud, takže je zpětná vazba rozpojena, vstupní proud přímé cesty je roven proudu vstupnímu , tedy a proudový přenos je dán jen přenosem přímé cesty . Proud, který prochází výstupní admitancí ve stavu naprázdno je , takže výstupní napětí naprázdno je

.

Výstupní admitance s proudovou vazbou je nakonec definována

.

Z definice je zřejmé, že pro zápornou napěťovou zpětnou vazbu klesá modul výstupní admitance pod hodnotu modulu bez zpětné vazby podle relace

.

Ideálně, a to v případě, kdy klesá až k nulové hodnotě, takže výstup obvodu s proudovou zpětnou vazbou se chová jako zdroj proudu.

Pokud by nebyla dána výstupní admitance obvodu s proudovou vazbou, ale její inverzní hodnota, pro výstupní impedanci by platila relace

,

takže pro zápornou proudovou zpětnou vazbu roste modul výstupní impedance nad hodnotu modulu bez zpětné vazby. Modely obvodu k určení výstupní admitance obvodu jsou na obr. 6.23.

Obr. 6.23 Blokové schéma zpětnovazebního obvodu k určení výstupní admitance: Nortonova věta, Théveninova věta

V případě napěťové vazby výstupní impedanci určíme pomocí Théveninova teorému, z poměru výstupního napětí naprázdno a proudu nakrátko . Ve stavu naprázdno není zpětná vazba rozpojena, takže výstupní napětí naprázdno určíme z napěťového přenosu , které je

.

Ve stavu nakrátko je na výstupu obvodu nulové napětí, takže je zpětná vazba rozpojena a vstupní napětí přímé cesty je rovno napětí vstupnímu , tedy a napěťový přenos je dán jen přenosem přímé cesty . Napětí, které se objeví na výstupní impedanci ve stavu nakrátko je , takže výstupní proud nakrátko je

.

Výstupní impedance s napěťovou vazbou je nakonec definována

.

Z definice je zřejmé, že pro zápornou napěťovou zpětnou vazbu klesá modul výstupní impedance pod hodnotu modulu bez zpětné vazby podle relace

.

Ideálně, a to v případě kdy , klesá až k nulové hodnotě, takže výstup obvodu s napěťovou zpětnou vazbou se chová jako zdroj napětí. Modely obvodu k určení výstupní impedance obvodu jsou na obr. 6.24.

Poznamenejme, že přenosy a impedance reálné struktury se zesilovačem jsou obecně kmitočtově závislé, což v zápisech není důsledně zapisováno.

Obr. 6.24 Blokové schéma zpětnovazebního obvodu k určení výstupní impedance: Théveninova věta, Nortonova věta

Určete vlastnosti zesilovací struktury na obr. 6.17. Uvažujte, že operační zesilovač není ideální, ale že je reálný s parametry: zesílení , horní mezní kmitočet , dolní mezní kmitočet , diferenční odpor (odpor mezi vstupy) , výstupní odpor . Parametry zpětnovazební sítě jsou a .