Negativ tilbagekobling (elektronik)

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Figur 1: Ideel negativ tilbagekoblingsmodel

Elektronisk negativ tilbagekobling eller blot modkobling er et begreb fra elektronikken, som handler om at skabe negativ tilbagekobling i en forstærker, for derigennem at sænke dens forstærkningsgrad, men samtidig forbedre en række andre egenskaber ved den, f.eks. båndbredde, indgangsimpedans, udgangsimpedans og forvrængning.

Modkoblingsgrad[redigér | redigér wikikode]

For at modkoble en forstærker tager man en vis brøkdel \beta af udgangssignalet, og sender det ind et sted længere tilbage i kredsløbet på en sådan måde at det dæmper udgangssignalet. Virkningen er at den oprindelige faktor A_0 hvormed forstærkeren "forstørrer" signalerne på indgangen (kaldet egenforstærkningen eller råforstærkningen) sænkes til en ny værdi, A^\prime, hvor
A^\prime = \frac{A_0}{1 + \beta \cdot A_0}
Størrelsen M = 1 + \beta \cdot A_0 omtales som modkoblingsgraden eller sløjfeforstærkningen. Udtrykt ved M i stedet for \beta skrives ovenstående formel som:
A^\prime = \frac{A_0}{M}

Båndbredde[redigér | redigér wikikode]

Når man ved hjælp af modkobling sænker en forstærkers forstærkningsgrad, opnår man altid en forbedring i båndbredden. Hvis forstærkeren i sin ikke-modkoblede "skikkelse" har en nedre og øvre grænsefrekvens på f_{min} hhv. f_{max}, bliver de tilsvarende værdier for den modkoblede forstærker:
f_{min}^\prime = \frac{f_{min}}{M} hhv. f_{max}^\prime = f_{max} \cdot M
Det ses at båndbredden f_{max}-f_{min} bliver (godt og vel) M gange større.

Forvrængning[redigér | redigér wikikode]

En anden generel regel er, at man ved modkobling også forbedrer forvrængingen k for den ikke-modkoblede forstærker til en mindre værdi k^\prime, hvor
k^\prime = \frac{k}{M}

Indgangsimpedans[redigér | redigér wikikode]

I den modkoblede forstærker afhænger indgangsimpedansen af hvordan spændingen fra modkoblingssløjfen sættes ind i indgangen.

Parallelindsat modkobling[redigér | redigér wikikode]

Hvis modkoblingen er indsat parallelt, "mødes" modkoblingssignalet med indgangssignalet i et knudepunkt: I denne situatuion får den modkoblede forstærker en indgansimpedans Z_{ind}^\prime der er M gange mindre end den ikke-modkoblede forstærkers indgangsimpedans Z_{ind}, dvs.
Z_{ind}^\prime = \frac{Z_{ind}}{M}

Serieindsat modkobling[redigér | redigér wikikode]

Med en serieindsat modkobling "ender" indgangssignalet og signalet fra modkoblingssløjfen to forskellige steder, hvor spændingsforskellen mellem de to punkter afgør størrelsen på udgangssignalet. Med denne form for modkobling vokser indgangsimpedansen med en faktor M, altså
Z_{ind}^\prime = Z_{ind} \cdot M

Udgangsimpedans[redigér | redigér wikikode]

Udgangsimpedansen for den modkoblede forstærker afhænger af hvordan man udtager den spænding der sendes tilbage via modkoblingssløjfen fra udgangen.

Spændingsudtaget modkobling[redigér | redigér wikikode]

Ved spændingsudtaget modkobling repræsenterer modkoblingssignalet en vis brøkdel af den spænding der findes på udgangen (f.eks. udtaget gennem en spændingsdeler på udgangen). I denne situation bliver udgangsimpedansen Z_{ud}^\prime M gange mindre end udgangsimpedansen Z_{ud} for den ikke-modkoblede forstærker, dvs.
Z_{ud}^\prime = \frac{Z_{ud}}{M}

Strømudtaget modkobling[redigér | redigér wikikode]

I en strømudtaget modkobling er den spænding der sendes tilbage gennem modkoblingssløjfen proportional med den strøm der går i udgangen: I denne situation bliver udgangsimpedansen Z_{ud}^\prime
Z_{ud}^\prime = Z_{ud} \cdot M

Se også[redigér | redigér wikikode]