Negative Feedback 증폭기와 안정성

소개

Negative Feedback 증폭기와 안정성에 대해 배경이론에서부터 수식적으로 증명을 하였으며 이를 통해 회로상에서 시뮬레이션한 결과를 통해 작성한 보고서 입니다. 분량이 많아 보고서용으로 많은 도움이 될 겁니다. 제가 A+받은 자료입니다.

목차

- 부귀환 방법
- 안정도 및 보상
- 아래의 그림 1의 feedback 증폭기에서 negative feedback이 일어남을 설명하여 보자.
- open-loop gain과 closed-loop gain을 비교하여 보자.
- feedback topology에 따른 증폭기의 특성에 대한 다음의 표에서 빈 칸을 보기에서 찾아 채우시오.
- 출력 파형 왜곡 감소의 이유 : open-loop gain 가 입력 신호의 크기에 따라 다르게 아래의 그림 와 같이 주어졌다. feedback factor 가 라면, closed-loop gain 는 입력 신호의 크기에 따라 어떻게 달라지는가? 또, feedback이 없을 때와 있을 때 진폭이 인 삼각함수파 입력에 대한 출력 파형은? 신호의 왜곡이 줄어든 이유를 설명하여 보자. 그림 2의 open-loop gain 에 대한 그래프가 feedback이 없을 때의 증폭기의 입출력 전달 특성이라고 생각할 수 있음에 주의하자
- negative feedback에 따른 증폭기의 안정성 : 증폭기의 안정성이란 무엇을 의미하는가? phase margin과 gain margin이란 무엇이며 증폭기의 안정성과 어떻게 연관되어 있는가?
-negative feedback에 따른 증폭기의 안정성 : negative feedback 증폭기에서 loop gain 가 이 되면 어떤 일이 벌어지는가?
- 회로 2의 병렬-직렬(shunt-series) feedback 2단 증폭기에 대하여 feedback이 없는 회로를 구하여 보자. 또, feedback factor 와 loop gain 를 구하여 보자.
- 실험 결과 시뮬레이션 확인

본문내용

전압 증폭기에서 개방 회로 이득이 이고 증폭기의 출력 전압 와 입력 전압 의 관계는 아래와 같다

출력 전압 는 부하에 가해지기도 하고 출력의 한 sample을 만들어내는 feedback 회로에 가해지기도 한다. 이 샘플 전압 는 귀환율(feedback factor) 에 의해서 출력 전압 와 다음과 같은 관계를 갖는다.

귀환 신호 는 기본 증폭기의 입력에 해당하는 입력 전압 를 만들기 위해 전체 귀환 증폭기의 입력 신호 전원으로부터 빼어진다.

이 feedback 증폭기를 negative feedback으로 만드는 것이 귀환 신호 앞에 있는 뺄셈()이다. negative feedback은 기본 증폭기의 입력 전압 를 감소시킨다. feedback 증폭기의 순방향 전송은 전적으로 기본 증폭기를 통해 일어나고 역방향 전송은 귀환 회로 망을 통해서 일어난다. 위의 3개의 식을 결합시키면 feedback 증폭기의 이득을 얻을 수 있다.

만일 루프 이득(loop gain) 가 매우 크다면, 즉 이면 위의 식은 다음과 같이 간단해 진다.


2. open-loop gain과 closed-loop gain을 비교하여 보자.
==>증폭기의 내부이득 를 개방 회로 이득(open-loop gain)이라고 하는데, 그 이유는 귀환 회로가 없을 때 얻는 이득이기 때문이다. 반면에, 귀환이 있는 경우의 이득을 폐쇄 회로 이득(closed-loop gain)이라 하는데, 이것은 귀환이 있어 폐회로를 형성할 때의 이득이기 때문이다.

여기서 은 폐쇄 회로 이득(closed-loop gain), 은 개방 회로 이득(open-loop gain)이라 한다.
배경이론에서는 측정방법도 첨부 하였다.

참고자료

· 아주대학교 논리회로 실험