Um circuito de amplificador de feedback negativo pode se tornar instável e oscilar quando o ganho
loop (O ganho de todo o loop de feedback)
excede a unidade (1) em uma frequência específica. Aqui está um colapso:
Entendendo o ganho do loop: *
ganho de loop aberto (a): Este é o ganho do próprio amplificador sem nenhum feedback.
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Fator de feedback (β): Isso representa a fração do sinal de saída que é devolvido à entrada.
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ganho de loop (t): O produto do ganho de malha aberta e o fator de feedback (t =Aβ).
Condições de estabilidade: *
operação estável: Quando o ganho de loop é menor que a unidade (t <1) em todas as frequências, o amplificador é estável. O feedback reduz efetivamente o ganho geral e evita oscilações.
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operação instável (oscilação): Quando o ganho de loop atinge ou excede a unidade (t ≥ 1) em uma frequência específica, o amplificador se torna instável. Isso significa que o loop de feedback amplifica o sinal em vez de reduzi -lo, levando a oscilações.
fatores que contribuem para a instabilidade: 1.
Mudança de fase: Para que ocorram oscilações, o sinal de feedback precisa estar em fase com o sinal de entrada em uma frequência específica. Isso geralmente acontece quando há uma mudança de fase significativa introduzida pelo amplificador ou outros componentes no loop de feedback.
2.
Resposta de frequência: O ganho de malha aberta e o fator de feedback podem variar com a frequência. Se o ganho de loop se tornar maior que a unidade em uma frequência em que há uma mudança de fase suficiente, o amplificador oscilará.
3.
valores de componentes: Os valores de resistores, capacitores e outros componentes podem afetar a mudança de fase e o ganho do loop de feedback, influenciando a estabilidade.
Consequências da instabilidade: *
oscilações indesejadas: O amplificador produz um sinal de saída contínuo, mesmo sem um sinal de entrada.
* saída distorcida: As oscilações podem distorcer o sinal de saída desejado.
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danos aos componentes: Em casos graves, as oscilações podem causar correntes e tensões excessivas, potencialmente danificando o amplificador ou outros circuitos conectados.
abordando a instabilidade: *
compensação de frequência: As técnicas são frequentemente empregadas para garantir que o ganho de loop permaneça abaixo da unidade em todas as frequências. Normalmente, isso envolve a adição de capacitores para criar um pólo dominante na resposta de frequência do amplificador, reduzindo o ganho em frequências mais altas, onde as mudanças de fase se tornam significativas.
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Seleção adequada de componentes: A seleção cuidadosa dos componentes pode minimizar as mudanças de fase e garantir que o fator de feedback seja apropriado.
* Análise de loop fechado: Simulações ou análise teórica do sistema de circuito fechado (incluindo feedback) pode ajudar a prever possíveis problemas de estabilidade antes de construir o circuito.
em resumo, A instabilidade nos amplificadores de feedback negativo surge quando o ganho de loop atinge ou excede a unidade em uma frequência em que há uma mudança de fase significativa. Compreender esses conceitos e implementar as técnicas de design apropriadas são cruciais para alcançar uma operação de amplificador estável e confiável.
