CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
2.6 Ổn định hồi tiếp âm
Hồi tiếp âm là hệ thống hồi tiếp lấy một phần tín hiệu đầu ra đưa ngược về đầu vào để làm giảm tác động của tín hiệu đầu vào. Khác với hồi tiếp dương, hồi tiếp âm làm tăng độ ổn định của mạch nhưng làm giảm độ khuếch đại của mạch.
Hồi tiếp âm được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử.
Hình 2.44 Một hệ thống hồi tiếp âm
Với A là hệ số khuếch đại của mạch, β là hệ số khuếch đại của bộ hồi tiếp. Từ sơ đồ hệ thống trên, ta có:
feedback=β .output →β=feedback
output
output=A .input
Hệ số khuếch đại toàn vòng hồi tiếp bằng:
ACL=controloutput =inputA .input+β.output=1+AA .β
Từ hệ thức trên, ta có thể thấy được khi A.β = -1, ACL=∞, lúc này, nếu có một dao động tại đầu vào của mạch, dao động đó sẽ được khuếch đại và làm mạch tự dao động. Vì vậy, để hệ thống hồi tiếp âm hoạt động ổn định, cần phải khảo sát độ ổn định của hệ thống.
Hai đại lượng quan trọng để khảo sát độ ổn định của hệ thống là độ lợi và Phase Margin.
Độ lợi được tính bằng công thức:
Gain=20.log(Vout Vin )
Phase Margin là đại lượng chênh lệch giữa độ dịch pha khi Gain đạt được 0dB đến khi độ dịch pha đạt -180°.
Hệ thống hồi tiếp âm được coi là ổn định khi Độ lợi đạt xuống 0dB (unity) sau khi độ dịch pha đạt -180°. Khi độ lợi xuống 0dB lúc độ dịch pha đạt -180°, hệ số khuếch đại vòng hồi tiếp sẽ bằng vô cùng và hệ thống sẽ mất ổn định. Khi độ lợi xuống 0dB trước khi độ lệch pha đạt -180°, hồi tiếp âm sẽ trở thành hồi tiếp dương và hệ thống cũng sẽ mất ổn định.
Hình 2.45 Khảo sát sự ổn định của hệ thống hồi tiếp
Một trong những cách để ổn định hồi tiếp của Opamp là tăng giá trị trở kháng đầu ra của mạch. Mỗi nút trong mạch đều tạo ra một điểm cực, trở kháng đầu ra của opamp thường sẽ lớn hơn rất nhiều so với các nút khác trong mạch. Tần số của điểm cực được tính bằng công thức ω= 1
R .C nên điểm cực của đầu ra opamp là gần với điểm 0 nhất. Khi giá trị tụ đầu ra tăng, điểm cực càng dịch về 0 và Phase Margin sẽ tăng, mạch sẽ càng ổn định.
Hình 2.46 Ổn định mạch bằng cách tăng Phase Margin