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- 1、开环增益(自控中的开环增益怎么求)
- 2、什么是深度负反馈及计算公式
1、开环增益(自控中的开环增益怎么求)
开环增益(自动控制中如何计算开环增益)
或者多个数据项确定它们是否相等,或者确定它们之间的大小关系和排列顺序称为比较。能够实现这种比较功能的电路或器件称为比较器。比较器是将模拟电压信号与参考电压进行比较的电路。比较器的两个输入是模拟信号,输出是二进制信号0或1。当输入电压差增大或减小,正负符号不变时,其输出保持不变。
将比较器视为1位模数转换器(ADC)。原则上,运算放大器可以用作没有负反馈的比较器。然而,由于运算放大器的开环增益非常高,它只能处理输入差分电压非常小的信号。而且,一般情况下,运算放大器的延迟时间较长,不能满足实际需求。比较器可以在调整后提供最小的时间延迟,但其频率响应特性会受到一定程度的限制。为了避免输出振荡,许多比较器还具有内部迟滞电路。比较器的阈值是固定的,有些只有一个阈值,有些有两个阈值。
迟滞比较器
迟滞比较器又称施密特触发器和迟滞比较器。这种比较器的特点是当输入信号ui逐渐增大或减小时,有两个不相等的阈值,其传输特性具有“滞后”曲线的形状。
迟滞比较器也有两种模式:反相输入和同相输入。
UR是一个固定的电压,改变UR的值可以改变阈值和迟滞的大小。以图4(a)所示的反相迟滞比较器为例,计算阈值,绘制传输特性。
图4迟滞比较器及其传输特性(a)反相输入;同相输入
1、正向过程
转发过程的阈值是
Abcd段形成电压传输特性
2.负过程
否定过程的门槛是
形成关于电压传输特性缺省段。它被称为迟滞电压比较器,因为它的形状类似于迟滞回线。利用阈值的临界条件和叠加原理方法计算图4(b)所示的同相滞环比较器的两个阈值并不难。
两个阈值之间的差值δuth = UTH1–UTH2称为齿隙。
从上面的分析可以看出,改变R2值可以改变迟滞的大小,调整UR可以改变UTH1和UTH2,但不影响迟滞的大小。也就是说,滞后比较器的传输特性将平行地向右或向左移动,并且滞后曲线的宽度将保持不变。
图5比较器(a)输入波形的波形变换;输出波形
例如,迟滞比较器的传输特性和输入电压波形如图6(a)和6 (b)所示。根据传输特性和两个阈值(UTH2=-2V,UTH2 =–2V),可以画出输出电压uo的波形,如图6(c)所示。从图(c)可以看出,UTH1和UTH2之间ui的变化不会引起uo的跳变。然而,迟滞也会导致输出电压的滞后,从而产生电平判别误差。
图6示出了滞后比较器抗干扰能力强的图(a)的已知传输特性;已知的用户界面波形;(c)根据传输特性和ui波形绘制的uo波形
迟滞比较器的工作原理
一般迟滞电路中VoH和Voh相等(图中运算放大器的工作原理是两端的电压比)。当输出Vo为高电平Voh时,V+的端电压等于(Voh-Vref)/(R1/(R1+R2)。只要此时V-小于V+,Voh就会保持不变,当V-大于这个时候,就会突然变为低电平VOH,如果此时V-继续增大,VO就会保持低电平。
当V输入降低时,必须降低到V+变化后的值,才能发生电压跳变,变为高电平Voh,形成迟滞。
2、什么是深度负反馈及计算公式
大家好,我是电器电!今天来接着上一课讲一下反馈网络的反馈深度。
反馈深度就是1+AF=A/Af也就是开环增益/闭环增益
如果Af比A小的多那么说明反馈深度深
如果Af接近于A那么说明反馈深度浅
丨1+AF丨>>1时称为深度负反馈
深度负反馈时系统的闭环增益
Af=A/1+AF≈A/AF=1/F
看公式在深度负反馈系统中如果需要调整不用改放大器支路,只改反馈支路就可以了。反馈支路一般为无源网络甚至用电位器就可调整。请看下图讲一下闭环增益与反馈系数的量纲
由于Xi,Xi'和Xo既可以是电压又可以是电流所以就会有
Fvv Fvi Fiv和Fii也就是输出比输入小写字母在前为输出在后为输入例如
Fiv=If/Vo反馈系数等于输出为电流和输入电压Vo的比值 Ii'=Ii-If
Fvv Fii无量纲,Fiv的单位为西门子,Fvi的单位为欧姆。
对应的有Avv Avi Aiv Aii
Avi=Vo/Ii'
Avv Aii无量纲Avi为欧姆Aiv 为西门子
值得一提的是如果是深度负反馈那么
Xi≈Xf 也就是说Xi'≈0
假如Au=1000 Xi'=1mv 那么Xo=1000mv反馈系数为0.009
那么闭环增益Avvf=A/(1+AF)=1000/(1+1000X0.009)=100
如果Xi=10mV那么Xo=10×100=1000mv
由于AF等于9V远大于1属于深度负反馈的公式
Af=1/F=1/0.009≈111
红色圈内为求和节点。
最后非常感谢大家的收看!
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