Resultater 1 til 3 av 3
Abonnér på denne tråden
  1. #1
    Hifi Freak jane's Avatar
    Ble medlem
    Jun 2004
    Sted
    NO-6600
    Innlegg
    2,463
    Tagget i
    1 Innlegg

    Litt feedbackteori (spenningsfeedback).

    Litt feedbackteori (spenningsfeedback).

    Feedback har blitt brukt og misbrukt i snart 100 år innen audioteknikk. Teoriene bak er ikke så fryktelig vanskelige, i alle fall ikke når vi se på feedback i en ellers perfekt krets. Feedback påvirker en krets på mange måter, jeg har i eksemplene nedenfor konsentrert meg om gainreduksjon, gainstabilitet og feedback sin innvirkning på forvrengningen.

    Her er den generelle feedbackligningen som beskriver vanlig spenningsfeedback:
    Acl = Aol / (1 + (B x Aol))

    Aol (open loop gain) er forsterkningen uten bruk av feedback.
    Acl (closed loop gain) er forsterkningen ved bruk av feedback.
    B (beta) er andelen av signal ført tilbake fra utgangen til inngangen.
    Produktet B x Aol kalles også for loop gain.

    Graden av feedback er lik Aol/Acl.
    Gain reduseres med samme faktor som graden av feedback.

    THD reduseres (omtrent) med samme faktor som graden av feedback.

    Altså: Dcl = Dol / (1 + (B x Aol))
    Hvor Dcl og Dol er distorsjon med og uten feedback.


    Et praktisk eksempel.
    Vi har en forsterker med Aol=300 og THD=1.6% uten bruk av feedback.



    Det som fødes tilbake (B) er gitt av spenningsdeleren R1 og Rfb. Som vi ser blir dette R1/(R1+Rfb). Hvis eksempelvis R1=100 ohm og Rfb=1900 ohm gir dette B=100/(100+1900)=0.05

    Forsterkning med feedback blir Acl=Aol/(1+AolxB) = 300/(1+300x0.05) =18.8x, altså en reduksjon i gain på 16x eller 24dB.

    THD reduseres med en tilsvarende faktor (16) som gir THD med feedback på 0.1%. Dette kan også finnes ved å bruke Dcl = Dol/(1+(BxAol)).

    La oss nå si at vi øker Aol med en faktor på 1.5, fra 300 til 450 og se hva dette gjør med gain og THD: Koblingen er den samme, der er også Dol i dette eksemplet. Ny gain for kretsen blir nå 450/{1+450x0.05} =19.1x, som i dette tilfellet gir en reduksjon i gain på 23.5x eller 27.5dB. Som vi ser har altså en økning av Aol på 1.5 kun gitt en økning av Acl på {19.1/18.8} = 0.14dB.

    Siden feedbackforholdene er blitt endret (+3.5dB) reduserer dette også THD. Mer feedback gir større reduksjon av THD. Legger vi til grunn Aol=450 i den generelle feedbackligningen og holder alt annet likt, ser vi at THD er redusert til ca 0.07%, eller en reduksjon på ca 30% i forhold til 0.1%.
    Kort sagt: Acl holder seg rimelig stabil selv om Aol økes, THD senkes proporsjonalt med det økende bidraget av feedback. For hver 6dB økning i feedback, halveres THD.

    Her er et regneark som gjør grovarbeidet med å begrene Acl, THD og andre obskure verdier: http://www.veiset.net/tech/feedback_calc.xls



    Til de som måtte synes dette er interessant anbefaler jeg litteratur av Crowhurst (han skrev veldig mye om audioforsterkere og feedback), eller på mer generell basis en bok eller to i reguleringsteknikk.

    Jan E Veiset
    And I love to live so pleasantly - Live this life of luxury
    Lazing on a sunny afternoon

  2. #2
    Hifi Freak Vidar Øierås's Avatar
    Ble medlem
    Jan 2003
    Innlegg
    3,200
    Tagget i
    0 Innlegg
    Album
    1

    Litt feedbackteori (spenningsfeedback).

    Hva hvis vi opererer med en operasjonsforsterker. Disse har som regel en hårreisende høy råforsterkning. La oss si at denne er på 1 million - ikke uvanlig. Hvis vi da legger inn samme verdier på Rfb og R1, vil vi få en forsterkning på 19,9996.
    Så er sp.målet hva THD er på en slik forsterker uten tilbakekobling - neppe 1,6, men sikkert høyere. Uansett, hvis vi tar 10% som utgangspunkt, vil THD etter feedbacken bli på 0,0002%. THD ligger da 113 dB undertrykt.

    Kan man regne på det slik med en operasjonsforsterker?

    Vidar
    Lyset går raskere enn lyden. Det er derfor de fleste mennesker virker opplyste inntil du hører de snakke....

  3. #3
    Hifi Freak jane's Avatar
    Ble medlem
    Jun 2004
    Sted
    NO-6600
    Innlegg
    2,463
    Tagget i
    1 Innlegg

    Litt feedbackteori (spenningsfeedback).

    Sitat Sitat fra Low-Q
    Kan man regne på det slik med en operasjonsforsterker?
    Hvor lav THD du i praksis vil oppnå kommer nok an på opampen.

    For eksempel: Feedbackteorien, i all sin enkelhet slik den er pressentrert ovenfor, forutsetter at open loop forsterkningen (Aol) er lik både for grunntoner og overharmoniske (forvrengningskomponenter). Altså at Aol er en enkel, konstant verdi som ikke er knyttet til frekvens eller andre variable.
    I mange opamper skal man ikke høyt opp i frekvens før overharmoniske har en langt lavere Aol enn selve grunntonene. Det er ikke uvanlig at Aol synker med 20dB/dekade allerede fra ~10Hz. Det vil si at Aol er redusert med 60dB ved 10kHz og det får selvfølgelig konsekvenser for resultatet.

    Jan E Veiset
    And I love to live so pleasantly - Live this life of luxury
    Lazing on a sunny afternoon

Skrive Tillatelser

  • Du kan ikke starte nye tråder
  • Du kan ikke svare på innlegg
  • Du kan ikke laste opp vedlegg
  • Du kan ikke redigere dine innlegg
  •  


 

Om Hifisentralen

    Hifisentralen er Norges største webside innen high-end hi-fi og musikk, og vi har vært på nett siden år 2001. Velkommen til en god hi-fi diskusjon eller kjøp og salg av utstyr.
   

Følg oss på sosiale medier:

Facebook Twitter RSS Feed