Giới thiệu

Mạch khuếch đại phản hồi tương tự như một mạch vòng, trong đó tín hiệu đầu ra được nối trở lại tín hiệu đầu vào. Điều này được gọi là "phản hồi" vì tín hiệu đầu ra được đưa trở lại tín hiệu đầu vào. Cấu hình này giúp điều khiển hiệu quả nhiều thiết bị khác nhau. Có hai loại: loại khuếch đại (tích cực) tín hiệu và loại giữ cho tín hiệu không đổi (tiêu cực).

Các loại mạch khuếch đại phản hồi

Có hai loại mạch khuếch đại phản hồi: mạch khuếch đại phản hồi dương và mạch khuếch đại phản hồi âm.

1. Bộ khuếch đại phản hồi dương.

1. Điện áp và dòng điện đầu vào biến đổi cùng chiều.
2. Cả thông tin đầu vào và phản hồi đều tạo ra sự thay đổi 180 độ.
3. Tất cả các thao tác cuộn sẽ đạt 360° đồng bộ với thao tác nhập liệu.
4. Điều này sẽ giúp tăng cường độ khuếch đại của amply.
5. Nhưng điều đó cũng gây ra thêm những vấn đề khác, bao gồm sự biến dạng và mất ổn định.
6. Nó tương tự như việc tăng âm lượng, nhưng cũng có thể gây ra hiện tượng méo tiếng và rung động.

2. Bộ khuếch đại phản hồi âm.

1. Điện áp/dòng điện đầu vào ngược chiều với tín hiệu đầu vào.
2. Điều này gây ra sự lệch pha 180°.
3. Kết quả là độ lệch pha bằng không.
4. Điện áp phản hồi ngược chiều 180° so với tín hiệu đầu vào.
5. Giảm độ khuếch đại của amply.
6. Giảm thiểu hiện tượng méo tiếng và nhiễu.
7. Tương tự như sự cân bằng của một chiếc bập bênh, điều này giúp giảm sự khuếch đại âm thanh trong khi vẫn duy trì đầu ra ổn định, giảm thiểu hiện tượng nhòe âm không mong muốn và tiếng ồn tổng thể.

Cấu trúc phản hồi chung

Như hình vẽ, mạch khuếch đại phản hồi hoạt động bằng cách nhận tín hiệu đầu vào xi và truyền nó qua mạch khuếch đại vòng hở, mạch này khuếch đại tín hiệu lên một hệ số nhất định, được ký hiệu là A. Tín hiệu được khuếch đại xo này là đầu ra của mạch khuếch đại. Do đó, về cơ bản, tín hiệu đầu ra xo được tạo ra bằng cách nhân tín hiệu đầu vào xi với hệ số khuếch đại A.

Nói một cách đơn giản, trong cấu hình này, tín hiệu đầu ra x0 từ bộ khuếch đại được chia thành hai đường dẫn. Một đường dẫn đến tải nơi tín hiệu đầu ra được sử dụng, và đường dẫn còn lại mang một phần của tín hiệu đầu ra, được gọi là xf, đến mạng phản hồi. Mạng phản hồi này tạo ra fx bằng cách sử dụng một hệ số gọi là β, đại diện cho lượng tín hiệu đầu ra được lấy mẫu cho mục đích phản hồi.

xf = βxo …………(2)

Tín hiệu phản hồi xi được tạo ra bằng cách loại bỏ tín hiệu phản hồi xf, vốn là một phần của tín hiệu đầu ra, khỏi tín hiệu nguồn xs. Thao tác này tạo ra một tín hiệu mới xi, trở thành tín hiệu đầu vào cho mạch khuếch đại cơ bản trong hệ thống phản hồi.

xi = xs – xf …………(3)

Độ lợi của bộ khuếch đại phản hồi có thể được tìm thấy bằng cách kết hợp các phương trình (1) và (3).

Đại lượng Aβ được gọi là độ lợi vòng lặp, tên gọi này xuất phát từ Hình 1.

Để phản hồi mang tính tiêu cực, độ lợi của vòng lặp Aβ phải dương; nghĩa là, tín hiệu phản hồi xf phải có cùng dấu với xs, do đó làm giảm sự khác biệt giữa các tín hiệu xi và x.

Đặc điểm của phản hồi tiêu cực.

Phản hồi tiêu cực có thể là một chỉ dẫn hữu ích trong việc duy trì sự cân bằng của một hệ thống. Dưới đây là một số đặc điểm đơn giản:

1. Tính ổn định: Giống như một bàn tay vững chắc, phản hồi tiêu cực giúp giữ cho hệ thống ổn định, ngăn ngừa những biến động mạnh hoặc những thay đổi không thể kiểm soát. Tương tự, bộ điều nhiệt giúp giữ cho nhiệt độ phòng không quá nóng hoặc quá lạnh.
2. Điều khiển: Hãy tưởng tượng một hệ thống điều khiển tốc độ tự động trong ô tô. Phản hồi âm giúp duy trì mức độ hoặc mục tiêu mong muốn, đảm bảo mọi thứ hoạt động đúng hướng. Ví dụ, nó giúp bộ khuếch đại tạo ra tín hiệu đầu ra chính xác mà không bị trục trặc.
3. Giảm thiểu sai sót: Hãy suy nghĩ về cách khắc phục sai sót. Phản hồi tiêu cực có thể giúp giảm thiểu sai sót bằng cách so sánh kết quả thực tế với kết quả mong đợi và điều chỉnh để đạt được kết quả gần nhất có thể.
4. Giảm độ nhạy cảm với sự thay đổi: Tương tự như việc đeo tai nghe chống ồn, phản hồi tiêu cực giúp giảm tác động của các yếu tố gây xao nhãng hoặc thay đổi bên ngoài, khiến hệ thống ít phản ứng hơn với những thay đổi đột ngột.
5. Tính nhất quán: Cũng giống như các đầu bếp nếm thử món ăn trong khi nấu, phản hồi tiêu cực giúp duy trì tính nhất quán. Việc giám sát và kiểm soát mọi thứ đảm bảo rằng những thay đổi không vượt khỏi tầm kiểm soát.

Cấu trúc mạch khuếch đại hồi tiếp

Có bốn loại cấu trúc phản hồi:

1. Bộ khuếch đại phản hồi dòng điện nối tiếp
2. Bộ khuếch đại phản hồi điện áp nối tiếp
3. Bộ khuếch đại phản hồi dòng điện song song
4. Bộ khuếch đại phản hồi điện áp song song

Chúng ta hãy cùng tìm hiểu ngắn gọn về từng loại mạch khuếch đại phản hồi.

1. Bộ khuếch đại phản hồi dòng điện nối tiếp.

• Tăng điện trở cho tín hiệu đầu vào và đầu ra.
• Mạch điện được lắp thêm sẽ ảnh hưởng đến luồng tín hiệu trong đường dây.
• Trộn một phần điện áp đầu ra với tín hiệu đầu vào.
• Tín hiệu hỗn hợp này làm thay đổi hiệu suất của bộ khuếch đại.
• Những thay đổi phát sinh do việc tích hợp một phần điện áp đầu ra vào đầu vào sẽ ảnh hưởng đến hoạt động của bộ khuếch đại trong vòng phản hồi, tác động đến hiệu suất và đặc tính tổng thể của nó.

2. Bộ khuếch đại phản hồi điện áp nối tiếp.

• Thay đổi trở kháng: Giảm công suất đầu ra, tăng công suất đầu vào.
• Nó được gắn vào đầu ra nhưng hoạt động như một thiết bị nối tiếp để nhận đầu vào.
• Việc thay đổi trở kháng sẽ làm giảm tín hiệu đầu ra và tăng cường tín hiệu đầu vào.

3. Bộ khuếch đại phản hồi dòng điện song song.

• Điện trở đầu ra tăng lên, và điện trở đầu vào giảm xuống.
• Kết nối nối tiếp với đầu ra, kết nối song song với đầu vào.
• Thay đổi trở kháng: Việc tăng điện trở đầu ra và giảm điện trở đầu vào sẽ làm thay đổi cách các tín hiệu tương tác trong hệ thống phản hồi.

4. Bộ khuếch đại phản hồi điện áp song song.

• Các kết nối shunt cho đầu ra và đầu vào.
• Giảm trở kháng của cả đầu vào và đầu ra.
• Mạch điện được điều chỉnh bằng cách kết nối sao cho giảm điện trở của cả tín hiệu đầu vào và đầu ra.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

Bốn loại cấu trúc mạch khuếch đại phản hồi là gì?

• Bốn cấu trúc mạch là nối tiếp-song song, song song-nối tiếp, nối tiếp-nối tiếp và song song-song song. Mỗi cấu trúc đề cập đến cách bố trí các phần tử phản hồi theo kiểu nối tiếp hoặc song song liên quan đến mạch đầu vào và đầu ra.

Phản hồi tiêu cực thuộc những loại nào?

• Các loại dòng phản hồi âm bao gồm điện áp nối tiếp, dòng điện nối tiếp, điện áp song song và dòng điện song song. Mỗi loại điều chỉnh tín hiệu đầu vào bằng cách kiểm soát điện áp hoặc dòng điện trong kết nối nối tiếp hoặc song song bên trong mạch phản hồi.

Sáu loại phản hồi đó là gì?

• Có sáu loại phản hồi, bao gồm phản hồi tích cực và phản hồi tiêu cực. Phản hồi tiêu cực có thể được chia nhỏ hơn nữa thành phản hồi nối tiếp điện áp, phản hồi nối tiếp dòng điện, phản hồi song song điện áp, phản hồi song song dòng điện và phản hồi hỗn hợp. Các phản hồi này làm thay đổi tín hiệu thông qua các kết nối khác nhau trong mạch.

Bộ khuếch đại phản hồi là gì và có bao nhiêu loại?

• Mạch khuếch đại phản hồi gửi một phần tín hiệu đầu ra trở lại đầu vào. Các loại mạch bao gồm mạch phản hồi âm, giúp ổn định và kiểm soát tín hiệu, và mạch phản hồi dương, giúp khuếch đại tín hiệu. Mạch phản hồi âm bao gồm các mạch điện áp nối tiếp, mạch dòng điện nối tiếp, mạch điện áp song song và mạch dòng điện song song. Mạch phản hồi dương giúp tăng cường và khôi phục tín hiệu đầu vào.