ह्रासक प्रतिपुष्टि प्रवर्धक

चित्र 1: आदर्श नकारात्मक-फीडबैक एम्पलीफायर

एक नकारात्मक-प्रतिपुष्टि प्रवर्धक (एम्पलीफायर) (या प्रतिपुष्टि प्रवर्धक) एक इलेक्ट्रॉनिक प्रवर्धक है जो अपने निविष्ट (इनपुट) से इसके उत्पादन (आउटपुट) के एक अंश को घटाता है, ताकि नकारात्मक प्रतिपुष्टि मूल संकेत का विरोध करे। प्रयुक्त नकारात्मक प्रतिपुष्टि इसके प्रदर्शन (स्थिरता, रैखिकता, आवृत्ति प्रतिक्रिया, चरण प्रतिक्रिया) में सुधार कर सकती है और विनिर्माण या पर्यावरण के कारण प्राचल (पैरामीटर) विविधताओं के प्रति संवेदनशीलता को कम करती है। इन फायदों के कारण, कई प्रवर्धक (एम्पलीफायरों) और नियंत्रण प्रणाली नकारात्मक प्रतिपुष्टि का उपयोग करते हैं।

एक आदर्श नकारात्मक-प्रतिपुष्टि प्रवर्धक, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, तीन तत्वों की एक प्रणाली है (चित्र 1 देखें):

• AOL, लाभ के साथ एक प्रवर्धक एक प्रतिपुष्टि तंत्र (फीडबैक नेटवर्क) β, जो उत्पादन (आउटपुट) संकेत को महसूस करता है और संभवतः इसे किसी तरह से बदल देता है (उदाहरण के लिए इसे क्षीण या निस्पंदन (फ़िल्टर) करके), एक योग परिपथ (समनिंग सर्किट) जो एक घटाव (चित्र में वृत्त) के रूप में कार्य करता है, जो निविष्ट (इनपुट) और रूपांतरित उत्पादन (आउटपुट) को जोड़ता है।

अवलोकन

मौलिक रूप से, सभी इलेक्ट्रॉनिक उपकरण (डिवाइस) जो शक्ति लाभ प्रदान करते हैं (जैसे, शून्यक नली, द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर, एमओएस ट्रांजिस्टर) अरेखीय हैं।नकारात्मक प्रतिपुष्टि लेन-देन उच्च रैखिकता (विरूपण को कम करने) के लिए लाभ अन्य लाभ प्रदान कर सकते है।यदि सही ढंग से नहीं रूपांकित किया गया है, तो नकारात्मक प्रतिपुष्टि वाले प्रवर्धक (एम्पलीफायर) कुछ परिस्थितियों में प्रतिपुष्टि के सकारात्मक होने के कारण अस्थिर हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अवांछित व्यवहार जैसे दोलन होता है।बेल लेबोरेटरीज के हैरी नाइक्विस्ट द्वारा विकसित नाइक्विस्ट स्थिरता मानदंड का उपयोग प्रतिपुष्टि प्रवर्धक की स्थिरता का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।

प्रतिपुष्टि प्रवर्धक इन गुणों को साझा करते हैं:

पेशेवरों:

• निविष्ट (इनपुट) प्रतिबाधा को बढ़ा या घटा सकता है (प्रतिपुष्टि के प्रकार के आधार पर)।
• उत्पादन (आउटपुट) प्रतिबाधा को बढ़ा या घटा सकता है (प्रतिपुष्टि के प्रकार के आधार पर)।
• पर्याप्त रूप से लागू होने पर कुल विकृति को कम करता है (रैखिकता बढ़ाता है)।
• बैंडविड्थ को बढ़ाता है।
• घटक विविधताओं के लिए लाभ को कम करता है।
• प्रवर्धक के चरण प्रतिक्रिया को नियंत्रित कर सकते हैं।

दोष:

• यदि सावधानी से रूपांकित नहीं किया गया तो अस्थिरता हो सकती है।
• प्रवर्धक का लाभ कम हो जाता है।
• एक नकारात्मक-प्रतिपुष्टि प्रवर्धक (संवृत पाश प्रतिपुष्टि) के निविष्ट (इनपुट) और उत्पादन (आउटपुट) प्रतिबाधा प्रतिपुष्टि के बिना एक प्रवर्धक के लाभ के प्रति संवेदनशील हो जाते हैं (अनावृत पाश प्रतिपुष्टि) - जो इन प्रतिबाधाओं को अनावृत पाश लाभ में भिन्नता के लिए उजागर करता है, उदाहरण के लिए, प्राचल (पैरामीटर) विविधताओं या अनावृत पाश लाभ की गैर-रेखीयता के कारण।
• अपर्याप्त रूप से लागू होने पर विरूपण (बढ़ती श्रव्यता) की संरचना को बदल देता है।

इतिहास

पॉल वोइगट ने जनवरी 1924 में एक नकारात्मक-प्रतिपुष्टि प्रवर्धक (एम्पलीफायर) का एकस्व (पेटेंट) कराया, हालांकि उनके सिद्धांत में विस्तार का अभाव था। हेरोल्ड स्टीफन ब्लैक ने स्वतंत्र रूप से नकारात्मक-प्रतिपुष्टि प्रवर्धक (एम्पलीफायर) का आविष्कार किया था, जबकि वह 2 अगस्त, 1927 को बेल लेबोरेटरीज (न्यू जर्सी के बजाय मैनहट्टन में स्थित) में काम करने के लिए अपने रास्ते पर लैकवाना फेरी (होबोकेन टर्मिनल से मैनहट्टन तक) में एक यात्री थे।। (यूएस एकस्व (पेटेंट) 2,102,671, 1937 में जारी किया गया)।ब्लैक टेलीफोन प्रसारण के लिए उपयोग किए जाने वाले पुनरावर्तक प्रवर्धक में विकृति को कम करने पर काम कर रहा थे।न्यूयॉर्क टाइम्स की अपनी प्रति में एक रिक्त स्थान पर, उन्होंने चित्र 1 में पाए गए आरेख और नीचे दिए गए समीकरणों को दर्ज किया। 8 अगस्त, 1928 को, ब्लैक ने अपना आविष्कार यू.एस. एकस्व (पेटेंट) कार्यालय को प्रस्तुत किया, जिसे पेटेंट जारी करने में 9 वर्ष से अधिक का समय लगा। ब्लैक ने बाद में लिखा: "देरी का एक कारण यह था कि अवधारणा स्थापित मान्यताओं के इतने विपरीत थी कि एकस्व (पेटेंट) कार्यालय को शुरू में विश्वास नहीं था कि यह काम करेगा।

शास्त्रीय प्रतिक्रिया

दो एकतरफा ब्लॉक के मॉडल का उपयोग करते हुए, प्रतिपुष्टि के कई परिणाम आसानी से प्राप्त होते हैं।

लाभ में कमी

नीचे, प्रतिपुष्टि के साथ प्रवर्धक (एम्पलीफायर) का वोल्टेज लाभ, संवृत पाश लाभ AFB, प्रतिपुष्टि के बिना प्रवर्धक (एम्पलीफायर) के लाभ के संदर्भ में प्राप्त किया जाता है, अनावृत पाश लाभ AOL और प्रतिपुष्टि कारक β, जो यह नियंत्रित करता है कि निविष्ट (इनपुट) पर उत्पादन (आउटपुट) संकेत कितना लागू होता है (चित्र 1 देखें)।अनावृत पाश लाभ AOL सामान्य तौर पर आवृत्ति और वोल्टेज दोनों का एक कार्य हो सकता है;प्रतिपुष्टि प्राचल (पैरामीटर) प्रतिपुष्टि तंत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है जो प्रवर्धक (एम्पलीफायर) के आसपास जुड़ा हुआ है।एक परिचालन प्रवर्धक के लिए, वोल्टेज विभक्त बनाने वाले दो प्रतिरोधक का उपयोग प्रतिपुष्टि तंत्र के लिए 0 और 1 के बीच निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। इस तंत्र (नेटवर्क) को संधारित्र (कैपेसिटर) या कुचालक (इंडक्टर्स) जैसे प्रतिक्रियाशील तत्वों का उपयोग करके संशोधित किया जा सकता है (ए) आवृत्ति-निर्भर संवृत पाश (बंद-लूप) लाभ देता है जैसा कि समीकरण/स्वर नियंत्रण परिपथ (टोन-कंट्रोल सर्किट) या (बी) कांपनेवाला (ऑसिलेटर) का निर्माण करते हैं।प्रतिक्रिया के साथ प्रवर्धक (एम्पलीफायर) का लाभ विद्युत दाब (वोल्टेज) प्रतिक्रिया के साथ विद्युत दाब प्रवर्धक (वोल्टेज एम्पलीफायर) के मामले में नीचे प्राप्त होता है।

प्रतिक्रिया के बिना, निविष्ट विद्युत दाब (इनपुट वोल्टेज) v ′in सीधे प्रवर्धक (एम्पलीफायर) निविष्ट (इनपुट) पर लागू होता है। उत्पादन विद्युत दाब (आउटपुट वोल्टेज) के अनुसार है

$V_{\text{out}}=A_{\text{OL}}\cdot V'_{\text{in}}.$

अब मान लीजिए कि एक क्षीणन प्रतिक्रिया पाश (एटेंटिंग फीडबैक लूप) एक अंश लागू करता है $\beta \cdot V_{\text{out}}$में से किसी एक घटाव (सबट्रेक्टर) पर लागू होता है निविष्ट (इनपुट) ताकि यह परिपथ निविष्ट विद्युत दाब (सर्किट इनपुट वोल्टेज) से घटाया जा सके Vin अन्य घटाव निविष्ट (इनपुट) पर लागू होता है। प्रवर्धक (एम्पलीफायर) निविष्ट (इनपुट) पर लागू घटाव का परिणाम है

$V'_{\text{in}}=V_{\text{in}}-\beta \cdot V_{\text{out}}.$

प्रथम व्यंजक में V′in के स्थान पर,

$V_{\text{out}}=A_{\text{OL}}(V_{\text{in}}-\beta \cdot V_{\text{out}}).$

पुनर्व्यवस्थित:

$V_{\text{out}}(1+\beta \cdot A_{\text{OL}})=V_{\text{in}}\cdot A_{\text{OL}}.$

फिर प्रतिक्रिया के साथ प्रवर्धक (एम्पलीफायर) का वृद्धि, संवृत पाश (बंद-लूप) वृद्धि कहा जाता है, A_FB द्वारा दिया जाता है

$A_{\text{FB}}={\frac {V_{\text{out}}}{V_{\text{in}}}}={\frac {A_{\text{OL}}}{1+\beta \cdot A_{\text{OL}}}}.$

यदि AOL ≫ 1, फिर AFB ≈ 1 / β, और प्रभावी प्रवर्धन (या संवृत पाश लाभ) AFB प्रतिपुष्टि स्थिरांक द्वारा स्थापित किया गया है, और इसलिए प्रतिपुष्टि तंत्र द्वारा निर्धारित किया गया है, आमतौर पर एक सरल प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य तंत्र, इस प्रकार प्रवर्धन विशेषताओं को रैखिक और स्थिर करना सीधा बनाता है।।यदि ऐसी स्थितियां हैं जहां β AOL = −1, प्रवर्धक में अनंत प्रवर्धन है - यह एक कांपनेवाला बन गया है, लाभ प्रतिपुष्टि उत्पाद की स्थिरता विशेषताओं β AOL को अक्सर नाइक्विस्ट प्लॉट पर प्रदर्शित और जांचा जाता है (लाभ का एक ध्रुवीय भूखंड/आवृत्ति के प्राचल (पैरामीटर) कार्य के रूप में चरण बदलाव) ।एक सरल, लेकिन कम सामान्य तकनीक, बोड प्लॉट का उपयोग करती है।

संयोजन L = −β AOL आमतौर पर प्रतिपुष्टि विश्लेषण में दिखाई देता है और इसे पाश लाभ कहा जाता है।संयोजन (1 + β AOL) भी आमतौर पर प्रकट होता है और इसे विभिन्न रूप से असंवेदनशीलता कारक, वापसी अंतर, या सुधार कारक के रूप में नामित किया जाता है।

शर्तों का सारांश

• अनावृत पाश लाभ = $A_{\text{OL}}$
• संवृत पाश लाभ = ${\frac {A_{\text{OL}}}{1+\beta \cdot A_{\text{OL}}}}$
• प्रतिपुष्टि कारक = $\beta$
• ध्वनि लाभ = $1/\beta$
• पाश लाभ = $-\beta \cdot A_{\text{OL}}$
• असंवेदनशीलता कारक = $1+\beta \cdot A_{\text{OL}}$

बैंडविड्थ एक्सटेंशन

चित्रा 2: फीडबैक के साथ और बिना एकल-पोल एम्पलीफायर के लिए बनाम आवृत्ति प्राप्त करें;कोने की आवृत्तियों को लेबल किया जाता है

प्रवर्धक के लाभ को कम करने की कीमत पर प्रवर्धक की बैंडविड्थ को बढ़ाने के लिए प्रतिपुष्टि का उपयोग किया जा सकता है। चित्रा 2 इस तरह की तुलना दिखाता है।आकृति को निम्नानुसार समझा जाता है। प्रतिपुष्टि के बिना इस उदाहरण में तथाकथित अनावृत पाश लाभ में एक एकल-समय-स्थिर आवृत्ति प्रतिक्रिया दी गई है

$A_{\text{OL}}(f)={\frac {A_{0}}{1+jf/f_{\text{C}}}},$

जहां f_C प्रवर्धक की कटऑफ या कोने की आवृत्ति है: इस उदाहरण में f_C = 104 Hz, और शून्य आवृत्ति पर लाभ A0 = 105 V/V। आकृति दर्शाती है कि लाभ कोने की आवृत्ति के लिए सपाट है और फिर गिरता है। जब प्रतिपुष्टि मौजूद होती है, तो तथाकथित संवृत पाश लाभ, जैसा कि पिछले अनुभाग के सूत्र में दिखाया गया है, बन जाता है

${\begin{aligned}A_{\text{FB}}(f)&={\frac {A_{\text{OL}}}{1+\beta A_{\text{OL}}}}\\&={\frac {A_{0}/(1+jf/f_{\text{C}})}{1+\beta A_{0}/(1+jf/f_{\text{C}})}}\\&={\frac {A_{0}}{1+jf/f_{\text{C}}+\beta A_{0}}}\\&={\frac {A_{0}}{(1+\beta A_{0})\left(1+j{\frac {f}{(1+\beta A_{0})f_{\text{C}}}}\right)}}.\end{aligned}}$

अंतिम अभिव्यक्ति से पता चलता है कि प्रतिपुष्टि प्रवर्धक में अभी भी एकल-समय-निरंतर व्यवहार है, लेकिन कोने की आवृत्ति अब सुधार कारक (1 + β A₀) द्वारा बढ़ी है, और शून्य आवृत्ति पर लाभ ठीक उसी कारक से गिरा है।इस व्यवहार को लाभ-बैंडविड्थ ट्रेडऑफ कहा जाता है (GAIN -BANDWIDTH TRADEOFF) ।चित्रा 2 में, (1 + β A₀) = 10³, इसलिए A_FB(0) = 10⁵ / 10³ = 100 V/V, और f_C बढ़कर 10⁴ × 10³ = 10⁷ Hz हो जाता है।

मल्टीपल डंडे

जब संवृत पाश लाभ लाभ में कई ध्रुव होते हैं, उपरोक्त उदाहरण के एकल ध्रुव के बजाय, प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप जटिल ध्रुव (वास्तविक और काल्पनिक भाग) हो सकते हैं। दो ध्रुवों के मामले में, परिणाम अपने कोने की आवृत्ति के पास प्रतिपुष्टि प्रवर्धक की आवृत्ति प्रतिक्रिया में चरम पर है और इसके चरण प्रतिक्रिया में वलयीकरण (ringing) और लक्ष्य से बाहर (overshoot) है। दो से अधिक ध्रुवों के मामले में, प्रतिपुष्टि प्रवर्धक अस्थिर और दोलन हो सकता है।लाभ अंतर और चरण अंतर की चर्चा देखें।पूरी चर्चा के लिए, सेंसन देखें।

सिग्नल-फ्लो विश्लेषण

परिचय के निर्माण के पीछे एक प्रमुख आदर्शीकरण नेटवर्क का विभाजन दो स्वायत्त ब्लॉकों में है (अर्थात, अपने स्वयं के व्यक्तिगत रूप से निर्धारित हस्तांतरण कार्यों के साथ), इसका एक सरल उदाहरण, जिसे अक्सर परिपथ विभाजन (circuit partitioning) कहा जाता है, जो इस उदाहरण में विभाजन को एक अग्रिम प्रवर्धन खंड और एक प्रतिपुष्टि खंड में संदर्भित करता है।व्यावहारिक प्रवर्धक में, सूचना प्रवाह दिशाहीन नहीं है जैसा कि यहां दिखाया गया है। अक्सर इन खंडो को द्विपक्षीय सूचना हस्तांतरण को शामिल करने की अनुमति देने के लिए द्वि-प्रद्वार तंत्र (टू-पोर्ट नेटवर्क) के रूप में लिया जाता है। इस रूप में एक प्रवर्धक कि ढलाई करना एक गैर-तुच्छ कार्य है,हालांकि, विशेष रूप से जब शामिल प्रतिपुष्टि वैश्विक नहीं है (जो सीधे उत्पादन से निविष्ट तक है) लेकिन स्थानीय (यानी, तंत्र के भीतर प्रतिपुष्टि, जिसमें ग्रंथिय (nodes) शामिल हैं जो निविष्ट और/या उत्पादन टर्मिनलों (terminals) से मेल नहीं खाते हैं)।

एक नियंत्रण चर पी के आधार पर नकारात्मक-फीडबैक एम्पलीफायर के लिए एक संभावित सिग्नल-फ्लो ग्राफ दो आंतरिक चर से संबंधित: एक्स_j = पीएक्स_i।D'Amico et al के बाद पैटर्न।

इन अधिक सामान्य मामलों में, प्रवर्धक को आरेख में उन खंडो में विभाजन के बिना सीधे विश्लेषण किया जाता है, इसके बजाय संकेत-प्रवाह विश्लेषण के आधार पर कुछ विश्लेषण का उपयोग करते हुए, जैसे कि प्रतिफल-अनुपात विधि या स्पर्शोन्मुख लाभ प्रतिरूप।संकेत-प्रवाह दृष्टिकोण पर टिप्पणी करते हुए, चोमा कहते हैं:

प्रतिपुष्टि तंत्र विश्लेषण समस्या के लिए खंड आरेख और द्वि-प्रद्वार दृष्टिकोण के विपरीत,संकेत-प्रवाह विधियों में अनावृत पाश और प्रतिपुष्टि उपपरिपथ के एकतरफा या द्विपक्षीय गुणों के रूप में कोई प्राथमिक धारणा नहीं है। इसके अलावा, वे पारस्परिक रूप से स्वतंत्र अनावृत पाश और प्रतिपुष्टि उपपरिपथ स्थानांतरण कार्यों पर आधारित नहीं हैं, और उन्हें यह आवश्यक नहीं है कि प्रतिपुष्टि को केवल विश्व स्तर पर लागू किया जाए। वास्तव में संकेत-प्रवाह तकनीकों को भी अनावृत पाश और प्रतिपुष्टि उपपरिपथ की स्पष्ट पहचान की आवश्यकता नहीं होती है। संकेत-प्रवाह इस प्रकार पारंपरिक प्रतिपुष्टि तंत्र विश्लेषण के विकृतियों को हटा देता है, लेकिन इसके अलावा, यह संगणकीय रूप से कुशल साबित होता है।

इस सुझाव का अनुसरण करते हुए, एक नकारात्मक-प्रतिपुष्टि प्रवर्धक के लिए एक संकेत-प्रवाह लेखाचित्र में दिखाया गया है, जिसे डी'एमिको एट अल द्वारा एक के बाद एक प्रतिरूपित किया गया है। इन लेखकों के बाद, संकेतन इस प्रकार है:

चर (Variables) x_S, x_O निविष्ट और उत्पादन संकेत का प्रतिनिधित्व करते हैं, इसके अलावा, दो अन्य सामान्य चर, x_i, x_j नियंत्रण (या महत्वपूर्ण) प्राचल P के माध्यम से एक साथ जुड़े हुए स्पष्ट रूप से दिखाए गए हैं। प्राचल a_ij भार शाखाएं हैं।चर x_i, x_j और नियंत्रण प्राचल, पी, प्रतिरूप एक नियंत्रित जनित्र, या परिपथ के दो ग्रंथिय में विद्युत दाब और विद्युत धारा (current) के बीच संबंध।

पद a₁₁ निविष्ट और उत्पादन के बीच स्थानांतरण प्रकार्य है नियंत्रण प्राचल, P, को शून्य पर स्थापित करने के बाद; पद a₁₂ उत्पादन और नियंत्रित चर x_j के बीच स्थानांतरण प्रकार्य है [के बाद] निविष्ट स्रोत x_S, शून्य शून्य पर स्थापित करने के बाद; पद a₂₁ स्रोत चर और आंतरिक चर, x_i के बीच हस्तांतरण प्रकार्य का प्रतिनिधित्व करता है जब नियंत्रित चर x_j शून्य पर स्थापित है (यानी, जब नियंत्रण प्राचल, P शून्य पर स्थापित होता है); पद a22, नियंत्रण प्राचल,, P और निविष्ट चर, x_S, को शून्य पर स्थापित करने वाले स्वतंत्र और नियंत्रित आंतरिक चर के बीच संबंध देता है

इस लेखाचित्र का उपयोग करते हुए, ये लेखक नियंत्रण प्राचल P के संदर्भ में सामान्यीकृत लाभ अभिव्यक्ति को प्राप्त करते हैं जो नियंत्रित स्रोत संबंध को परिभाषित करता है x_j = Px_i::

$x_{\text{O}}=a_{11}x_{\text{S}}+a_{12}x_{j},$

$x_{i}=a_{21}x_{\text{S}}+a_{22}x_{j},$

$x_{j}=Px_{i}.$

इन परिणामों को मिलाकर, लाभ दिया जाता है

${\frac {x_{\text{O}}}{x_{\text{S}}}}=a_{11}+{\frac {a_{12}a_{21}P}{1-Pa_{22}}}.$

इस सूत्र को नियोजित करने के लिए, किसी को विशेष प्रवर्धक परिपथ के लिए एक महत्वपूर्ण नियंत्रित स्रोत की पहचान करनी होगी।उदाहरण के लिए, P द्वि-प्रद्वार तंत्र में नियंत्रित स्रोतों में से एक का नियंत्रण प्राचल हो सकता है, जैसा कि डी'एमिको एट अल में एक विशेष मामले के लिए दिखाया गया है।एक अलग उदाहरण के रूप में, यदि हम a₁₂ = a₂₁ = 1, P = A, a₂₂ = –β (नकारात्मक प्रतिपुष्टि) और a₁₁ = 0 (कोई feedforward नहीं) लेते हैं, तो हम दो दिशाहीन खंड के साथ सरल परिणाम प्राप्त करते हैं।

प्रतिक्रिया का दो-पोर्ट विश्लेषण

दो-पोर्ट्स का उपयोग करके एक नकारात्मक-फीडबैक एम्पलीफायर के लिए विभिन्न टोपोलॉजी।शीर्ष बाएं: वर्तमान एम्पलीफायर टोपोलॉजी;शीर्ष अधिकार: transconductance;नीचे बाएं: ट्रांसरेसिस्टेंस;नीचे दाएं: वोल्टेज-एम्पलीफायर टोपोलॉजी।

हालांकि, जैसा कि संकेत-प्रवाह विश्लेषण अनुभाग में उल्लेख किया गया है। संकेत-प्रवाह विश्लेषण के कुछ रूप नकारात्मक-प्रतिपुष्टि प्रवर्धक के इलाज के लिए सबसे सामान्य तरीका है, दो द्वि-प्रद्वार के रूप में प्रतिनिधित्व अक्सर पाठ्यपुस्तकों में प्रस्तुत किया जाता है और यहां प्रस्तुत किया जाता है। यह एम्पलीफायर के दो-ब्लॉक सर्किट विभाजन को बरकरार रखता है, यह प्रवर्धक के दो-खंड परिपथ विभाजन को बरकरार रखता है, लेकिन खंड को द्विपक्षीय होने की अनुमति देता है। इस पद्धति की कुछ कमियों का वर्णन अंत में किया गया है।

इलेक्ट्रॉनिक प्रवर्धक निविष्ट और उत्पादन के रूप में विद्युत धारा या विद्युत दाब का उपयोग करते हैं, इसलिए चार प्रकार के प्रवर्धक संभव हैं (दो संभावित निविष्ट में से कोई भी दो संभावित उत्पादन के साथ)। प्रवर्धक का वर्गीकरण देखें। प्रतिपुष्टि प्रवर्धक का उद्देश्य चार प्रकार के प्रवर्धक में से कोई एक हो सकता है और जरूरी नहीं कि वह अनावृत पाश प्रवर्धक के समान हो। जो स्वयं इन प्रकारों में से कोई एक हो सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक विद्युत धारा प्रवर्धक बनाने के लिए एक op amp (विद्युत दाब प्रवर्धक) की व्यवस्था की जा सकती है।

द्वि-प्रद्वार तंत्र के संयोजन का उपयोग करके किसी भी प्रकार के नकारात्मक-प्रतिपुष्टि एम्पलीफायरों को लागू किया जा सकता है। द्वि-प्रद्वार तंत्र चार प्रकार के होते हैं, और प्रवर्धक के प्रकार वांछित द्वि-प्रद्वार की पसंद और आरेख में दिखाए गए चार अलग-अलग संबंध सांस्थिति (connection topologies) में से एक के चयन को निर्धारित करता है। इन संबंध को आमतौर पर श्रृंखला या शंट (shunt) संबंध के रूप में संदर्भित किया जाता है। आरेख में, बाएं स्कम्भ शंट (shunt) निविष्ट दिखाता है; दायां स्कम्भ श्रृंखला निविष्ट दिखाता है।शीर्ष पंक्ति श्रृंखला उत्पादन दिखाती है; नीचे की पंक्ति शंट (shunt) उत्पादन दिखाती है। संबंध और द्वि-प्रद्वार के विभिन्न संयोजनों को नीचे दी गई तालिका में सूचीबद्ध किया गया है।

Feedback amplifier type	Input connection	Output connection	Ideal feedback	Two-port feedback
Current	Shunt	Series	CCCS	g-parameter
Transresistance	Shunt	Shunt	CCVS	y-parameter
Transconductance	Series	Series	VCCS	z-parameter
Voltage	Series	Shunt	VCVS	h-parameter

उदाहरण के लिए, विद्युत धारा-प्रतिपुष्टि प्रवर्धक के लिए, उत्पादन से विद्युत धारा को प्रतिपुष्टि के लिए प्रतिदर्श किया जाता है और निविष्ट पर विद्युत धारा के साथ जोड़ा जाता है। इसलिए, प्रतिपुष्टि आदर्श रूप से एक (उत्पादन) विद्युत धारा-नियंत्रित विद्युत धारा स्रोत (CCCS) का उपयोग करके की जाती है, और द्वि-प्रद्वार तंत्र का उपयोग करके इसकी अपूर्ण प्राप्ति में एक (CCCS) भी शामिल होना चाहिए, अर्थात, फीडबैक नेटवर्क के लिए उपयुक्त विकल्प जी-प्राचल द्वि-प्रद्वार है।।यहां अधिकांश पाठ्यपुस्तकों में उपयोग की जाने वाली द्वि-प्रद्वार विधि प्रस्तुत की गई है, स्पर्शोन्मुख लाभ मॉडल पर लेख में उपचारित परिपथ का उपयोग करना।

चित्र 3: एक शंट-सीरीज़ फीडबैक एम्पलीफायर

चित्र 3 एक प्रतिपुष्टि प्रतिरोधक R_f के साथ दो ट्रांजिस्टर प्रवर्धक दिखाता है। इसका उद्देश्य तीन वस्तुओं को खोजने के लिए इस परिपथ का विश्लेषण करना है: लाभ, उत्पादन प्रतिबाधा भार से प्रवर्धक में देख रही है, और निविष्ट प्रतिबाधा स्रोत से प्रवर्धक में देख रही है।

द्वि-प्रद्वार के साथ प्रतिपुष्टि तंत्र का प्रतिस्थापन

पहला कदम प्रतिपुष्टि तंत्र को द्वि-प्रद्वार द्वारा प्रतिस्थापित करना है। द्वि-प्रद्वार में बस कौन से अवयव जाते हैं?

द्वि-प्रद्वार के निविष्ट पक्ष पर हमारे पास R_f है। यदि R_f के दायीं ओर विद्युत दाब में परिवर्तन होता है, यह R_f में विद्युत धारा को बदलता है यह निविष्ट ट्रांजिस्टर के आधार में प्रवेश करने वाले विद्युत धारा से घटाया जाता है।अर्थात्, द्वि-प्रद्वार का निविष्ट पक्ष एक आश्रित विद्युत धारा स्रोत है जो विद्युत दाब द्वारा नियंत्रित किया गया है जो प्रतिरोधक R_f के शीर्ष पर है।

कोई कह सकता है कि प्रवर्धक का दूसरा चरण सिर्फ एक विद्युत दाब अनुयायी है, जो इन निविष्ट ट्रांजिस्टर के संग्राहक पर विद्युत दाब को R_f के शीर्ष पर पहुंचाता है। यही है, मॉनिटर उत्पादन संकेत वास्तव में निविष्ट ट्रांजिस्टर के संग्राहक में विद्युत दाब है।यह दृश्य वैध है, लेकिन फिर विद्युत दाब अनुयायी चरण प्रतिपुष्टि तंत्र का हिस्सा बन जाता है।यह प्रतिपुष्टि का विश्लेषण अधिक जटिल बनाता है।

चित्र 4: जी-पैरामीटर फीडबैक नेटवर्क

एक वैकल्पिक दृश्य यह है कि R₂ के शीर्ष पर विद्युत दाब उत्पादन ट्रांजिस्टर के उत्सर्जक विद्युत धारा द्वारा स्थापित किया गया है। यह दृश्य R₂ और R_f से बना एक पूरी तरह से निष्क्रिय प्रतिपुष्टि तंत्र की ओर जाता है। प्रतिपुष्टि को नियंत्रित करने वाला चर उत्सर्जक विद्युत धारा है, इसलिए प्रतिपुष्टि एक विद्युत धारा-नियंत्रित विद्युत धारा स्रोत (CCCS) है।हम चार उपलब्ध द्वि-प्रद्वार तंत्र के माध्यम से खोज करते हैं और पाते हैं कि केवल एक CCCS वाला g-प्राचल द्वि-प्रद्वार है, चित्रा 4 में दिखाया गया है। अगला कार्य जी-पैरामीटर का चयन करना है ताकि चित्रा 4 का द्वि-प्रद्वार विद्युत रूप से R₂ और R_f से बने L-अनुभाग के बराबर हो। वह चयन एक बीजगणितीय प्रक्रिया है जिसे दो अलग-अलग मामलों को देखकर सबसे सरलता से बनाया गया है: V₁ = 0 वाला मामला, जो द्वि-प्रद्वार के दाईं ओर VCVS को लघु-परिपथ बनाता है; औरI₂ = 0 के साथ मामला जो बाईं ओर CCCS को एक अनावृत परिपथ बनाता है। इन दो मामलों में बीजगणित सरल है, सभी चरों को एक साथ हल करने की तुलना में बहुत आसान है। द्वि-प्रद्वार और L-अनुभाग को समान व्यवहार करने वाले g-प्राचल का विकल्प नीचे दी गई तालिका में दिखाया गया है।

g11	g12	g21	g22
${\frac {1}{R_{\mathrm {f} }+R_{2}}}$	$-{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{\mathrm {f} }}}$	${\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{\mathrm {f} }}}$	$R_{2}||R_{\mathrm {f} }\$

चित्रा 5: फीडबैक नेटवर्क के लिए दो-पोर्ट के साथ छोटे-सिग्नल सर्किट;ऊपरी छायांकित बॉक्स: मुख्य एम्पलीफायर;लोअर शेडेड बॉक्स: फीडबैक टू-पोर्ट आर से बने एल-सेक्शन की जगह_f और आर₂।

लघु-संकेत परिपथ

अगला कदम ट्रांजिस्टर के लिए हाइब्रिड-पीआई प्रतिरूप का उपयोग करके द्वि-प्रद्वार के साथ प्रवर्धक के लिए छोटे संकेत योजनाबद्ध को आकर्षित करना है। चित्र 5 अंकन के साथ योजनाबद्ध दिखाता है R3 = RC2 || RL और R11 = 1 / g11, R22 = g22

भारित अनावृत पाश लाभ

चित्रा 3 उत्पादन ग्रंथि को इंगित करता है, लेकिन उत्पादन चर की पसंद नहीं। एक उपयोगी विकल्प प्रवर्धक का लघु-परिपथ विद्युत धारा उत्पादन है (लघु-परिपथ विद्युत धारा लाभ के लिए अग्रणी)।क्योंकि यह चर किसी भी अन्य विकल्प की ओर जाता है (उदाहरण के लिए, भारित विद्युत दाब या भारित विद्युत धारा), लघु-परिपथ विद्युत धारा लाभ नीचे पाया गया है।

पहले भारित अनावृत पाश लाभ पाया जाता है। प्रतिपुष्टि को g₁₂ = g₂₁ = 0 स्थापना करके बंद कर दिया जाता है। विचार यह है कि प्रतिपुष्टि तंत्र में प्रतिरोधक के कारण प्रवर्धक का लाभ कितना बदल जाता है, प्रतिक्रिया बंद हो जाती है। यह गणना बहुत आसान है क्योंकि R₁₁, R_B,, और r_π1 सभी समानांतर में हैं और v₁ = v_π। माना R₁ = R₁₁ || R_B || r_π1 इसके अलावा, i₂ = −(β+1) i_B आईबी। अनावृत पाश विद्युत धारा लाभ A_OL का परिणाम है:

$A_{\mathrm {OL} }={\frac {\beta i_{\mathrm {B} }}{i_{\mathrm {S} }}}=g_{m}R_{\mathrm {C} }\left({\frac {\beta }{\beta +1}}\right)\left({\frac {R_{1}}{R_{22}+{\frac {r_{\pi 2}+R_{\mathrm {C} }}{\beta +1}}}}\right)\ .$

प्रतिपुष्टि के साथ लाभ

प्रतिपुष्टि के लिए शास्त्रीय दृष्टिकोण में, VCVS (अर्थात, g₂₁ v₁) द्वारा दर्शाए गए फीडफॉरवर्ड की उपेक्षा की जाती है। इससे चित्र 5 का परिपथ चित्र 1 के ब्लॉक आरेख जैसा दिखता है। और प्रतिपुष्टि के साथ लाभ तब है:

$A_{\mathrm {FB} }={\frac {A_{\mathrm {OL} }}{1+{\beta }_{\mathrm {FB} }A_{\mathrm {OL} }}}$

$A_{\mathrm {FB} }={\frac {A_{\mathrm {OL} }}{1+{\frac {R_{2}}{R_{2}+R_{\mathrm {f} }}}A_{\mathrm {OL} }}}\ ,$

जहां प्रतिपुष्टि कारक β_FB = −g₁₂ । ट्रांजिस्टर β से इसे अलग करने के लिए प्रतिपुष्टि कारक के लिए संकेतन β_FB पेश किया गया है।

निविष्ट और उत्पादन प्रतिरोध

चित्रा 6: प्रतिक्रिया एम्पलीफायर इनपुट प्रतिरोध खोजने के लिए सर्किट सेट-अप

प्रतिपुष्टि का उपयोग संकेत स्रोतों को उनके भार से बेहतर मिलान करने के लिए किया जाता है उदाहरण के लिए, एक विद्युत दाब स्रोत के एक प्रतिरोधक भार के प्रत्यक्ष संबंध के परिणामस्वरूप विद्युत दाब विभाजन के कारण संकेत हानि हो सकती है, लेकिन एक नकारात्मक प्रतिपुष्टि प्रवर्धक को हस्तक्षेप करने से स्रोत द्वारा देखे गए स्पष्ट भार में वृद्धि हो सकती है, और भार द्वारा देखे गए स्पष्ट चालक प्रतिबाधा को कम करें, विद्युत दाब विभाजन द्वारा संकेत क्षीणन से बचना। यह लाभ विद्युत दाब प्रवर्धक तक ही सीमित नहीं है, लेकिन मिलान में समान सुधार विद्युत धारा प्रवर्धक, ट्रांसकंडक्टेंस प्रवर्धक और ट्रांसरेसिस्टेंस प्रवर्धक के लिए व्यवस्थित किए जा सकता है,

प्रतिबाधा पर प्रतिपुष्टि के प्रभाव की व्याख्या करने के लिए, सबसे पहले एक विषयांतर कैसे द्वि-प्रद्वार सिद्धांत प्रतिरोध निर्धारण तक पहुंचता है और फिर दुसरी तरफ प्रवर्धक के लिए इसका आवेदन कैसे होता है।

प्रतिरोध निर्धारण पर पृष्ठभूमि

चित्र 6 एक प्रतिपुष्टि विद्युत दाब प्रवर्धक (बाएं) के निविष्ट प्रतिरोध को खोजने के लिए और एक प्रतिपुष्टि विद्युत धारा प्रवर्धक (दाएं) के निविष्ट प्रतिरोध को खोजने के लिए एक समान परिपथ दिखाता है। ये व्यवस्थाएं विशिष्ट मिलर प्रमेय अनुप्रयोग हैं।

विद्युत दाब प्रवर्धक के मामले में, प्रतिपुष्टि तंत्र का उत्पादन विद्युत दाब βV_out श्रृंखला में और पाश पर यात्रा करने वाले निविष्ट विद्युत दाब V_x के विपरीत ध्रुवता के साथ लागू किया जाता है (लेकिन जमीन के संबंध में, ध्रुवीयताएं समान हैं)। नतीजतन, प्रवर्धक निविष्ट प्रतिरोध के माध्यम से प्रभावी विद्युत दाब और विद्युत धारा में कमी आती है ताकि परिपथ निविष्ट प्रतिरोध बढ़ जाए (कोई कह सकता है कि R_in स्पष्ट रूप से बढ़ता है)।इसके नए मूल्य की गणना मिलर प्रमेय (विद्युत दाब के लिए) या बुनियादी परिपथ कानूनों को लागू करके की जा सकती है। इस प्रकार किरचॉफ का विद्युत दाब नियम प्रदान करता है:

$V_{x}=I_{x}R_{\mathrm {in} }+\beta v_{\mathrm {out} }\ ,$

जहां v_out = A_v v_in = A_v I_x R_in इस परिणाम को उपरोक्त समीकरण में प्रतिस्थापित करना और प्रतिपुष्टि प्रवर्धक के निविष्ट प्रतिरोध को हल करना, परिणाम है:

$R_{\mathrm {in} }(fb)={\frac {V_{x}}{I_{x}}}=\left(1+\beta A_{v}\right)R_{\mathrm {in} }\ .$

इस उदाहरण से सामान्य निष्कर्ष और उत्पादन प्रतिरोध मामले के लिए एक समान उदाहरण है: निविष्ट (उत्पादन) पर एक श्रृंखला प्रतिपुष्टि संबंध एक कारक ( 1 + β A_OL ) द्वारा निविष्ट (उत्पादन) प्रतिरोध को बढ़ाता है, जहां A_OL = अनावृत पाश लाभ होता है।

दूसरी ओर, विद्युत धारा प्रवर्धक के लिए, प्रतिपुष्टि तंत्र का उत्पादन विद्युत धारा βI_out समानांतर में और निविष्ट विद्युत धारा I_x के विपरीत दिशा में लगाया जाता है। नतीजतन, परिपथ निविष्ट के माध्यम से बहने वाला कुल विद्युत धारा (न केवल निविष्ट प्रतिरोध R_in के माध्यम से) बढ़ता है और इसके पार विद्युत दाब कम हो जाता है ताकि परिपथ निविष्ट प्रतिरोध कम हो जाए (R_in स्पष्ट रूप से घट जाती है)। इसके नए मूल्य की गणना दोहरी मिलर प्रमेय (विद्युत धारा के लिए) या मूल किरचॉफ के नियमों को लागू करके की जा सकती है:

$I_{x}={\frac {V_{\mathrm {in} }}{R_{\mathrm {in} }}}+\beta i_{\mathrm {out} }\ .$

जहां i_out = A_i i_in = A_i V_x / R_in। इस परिणाम को उपरोक्त समीकरण में प्रतिस्थापित करना और प्रतिपुष्टि प्रवर्धक के निविष्ट प्रतिरोध को हल करना, परिणाम है:

$R_{\mathrm {in} }(fb)={\frac {V_{x}}{I_{x}}}={\frac {R_{\mathrm {in} }}{\left(1+\beta A_{i}\right)}}\ .$

इस उदाहरण से सामान्य निष्कर्ष और उत्पादन प्रतिरोध मामले के लिए एक समान उदाहरण है: निविष्ट (उत्पादन) पर एक समानांतर प्रतिपुष्टि संबंध एक कारक ( 1 + β A_OL ) द्वारा निविष्ट (उत्पादन) प्रतिरोध को कम करता है, जहां A_OL = अनावृत पाश लाभ होता है।

इन निष्कर्षों को मनमाने ढंग से नॉर्टन या थेवेनिन ड्राइव, मनमाने भार और सामान्य द्वि-प्रद्वार प्रतिपुष्टि तंत्र वाले मामलों के इलाज के लिए सामान्यीकृत किया जा सकता है। हालाँकि, परिणाम द्वि-प्रद्वार के रूप में प्रतिनिधित्व करने वाले मुख्य प्रवर्धक पर निर्भर करते हैं - अर्थात, परिणाम निविष्ट टर्मिनलों में प्रवेश करने और छोड़ने के समान विद्युत धारा पर निर्भर करते हैं, और इसी तरह, वही विद्युत धारा जो एक उत्पादन टर्मिनल को छोड़ता है, दूसरे उत्पादन टर्मिनल में प्रवेश करना चाहिए।

मात्रात्मक विवरण से स्वतंत्र व्यापक निष्कर्ष यह है कि निविष्ट और उत्पादन प्रतिबाधा को बढ़ाने या घटाने के लिए प्रतिपुष्टि का उपयोग किया जा सकता है।

उदाहरण प्रवर्धक के लिए अनुप्रयोग

ये प्रतिरोध परिणाम अब चित्र 3 और चित्र 5 के प्रवर्धक पर लागू होते हैं। सुधार कारक जो लाभ को कम करता है, अर्थात् ( 1 + β_FB A_OL), सीधे प्रवर्धक के निविष्ट और उत्पादन प्रतिरोध पर प्रतिपुष्टि के प्रभाव को तय करता है। एक शंट (shunt) संबंध के मामले में, निविष्ट प्रतिबाधा इस कारक से कम हो जाती है; और श्रृंखला संबंध के मामले में, प्रतिबाधा इस कारक से गुणा किया जाता है। हालांकि, प्रतिपुष्टि द्वारा संशोधित प्रतिबाधा प्रतिपुष्टि बंद होने के साथ चित्र 5 में प्रवर्धक की प्रतिबाधा है, और इसमें प्रतिपुष्टि तंत्र के प्रतिरोधक के कारण प्रतिबाधा में संशोधन शामिल हैं।

इसलिए, प्रतिपुष्टि बंद होने पर स्रोत द्वारा देखा गया निविष्ट प्रतिबाधा R_in = R₁ = R₁₁ || R_B || r_π1 है, और फीडबैक चालू होने पर (लेकिन कोई फीडफॉरवर्ड नहीं)

$R_{\mathrm {in} }={\frac {R_{1}}{1+{\beta }_{\mathrm {FB} }A_{\mathrm {OL} }}}\ ,$

जहां विभाजन का उपयोग किया जाता है क्योंकि इनपुट कनेक्शन शंट (shunt) है: प्रतिपुष्टि द्वि-प्रद्वार प्रवर्धक के निविष्ट पक्ष पर संकेत स्रोत के समानांतर है। एक अनुस्मारक: A_OL ऊपर पाया गया भारित अनावृत पाश लाभ है, जैसा कि प्रतिपुष्टि तंत्र के प्रतिरोधक द्वारा संशोधित किया गया है।

लोड द्वारा देखी गई प्रतिबाधा को आगे चर्चा की आवश्यकता है। चित्र 5 में भारित उत्पादन ट्रांजिस्टर के संग्राहक से जुड़ा हुआ है, और इसलिए उत्पादन विद्युत धारा स्रोत के अनंत प्रतिबाधा द्वारा प्रवर्धक के शरीर से अलग किया जाता है। इसलिए, प्रतिपुष्टि का उत्पादन प्रतिबाधा पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है, जो केवल R_C2 रहता है जैसा कि चित्र 3 में भार प्रतिरोधक R_L द्वारा देखा गया है

यदि इसके बजाय हम उत्पादन ट्रांजिस्टर (इसके संग्राहक के बजाय) के उत्सर्जक पर प्रस्तुत प्रतिबाधा को खोजना चाहते हैं, जो प्रतिपुष्टि तंत्र से जुड़ी श्रृंखला है, प्रतिपुष्टि सुधार कारक ( 1 + β_FB A_OL) द्वारा इस प्रतिरोध को बढ़ाएगा।

भार विद्युत दाब और भार विद्युत धारा

ऊपर प्राप्त लाभ उत्पादन ट्रांजिस्टर के संग्राहक पर विद्युत धारा लाभ है। इस लाभ को लाभ से संबंधित करने के लिए जब विद्युत दाब प्रवर्धक का उत्पादन होता है, ध्यान दें कि भार R_L पर उत्पादन विद्युत दाब ओम के नियम (Ohm's law) द्वारा v_L = i_C (R_C2 || R_L) के रूप में संग्राहक विद्युत धारा से संबंधित है। फलस्वरूप, ट्रांसरेसिस्टेंस लाभ v_L / i_S विद्युत धारा लाभ को R_C2 || R_L से गुणा करके पाया जाता है:

${\frac {v_{\mathrm {L} }}{i_{\mathrm {S} }}}=A_{\mathrm {FB} }(R_{\mathrm {C2} }\parallel R_{\mathrm {L} })\ .$

इसी तरह, यदि प्रवर्धक के उत्पादन को भार प्रतिरोधक R_L में विद्युत धारा के रूप में लिया जाता है, तो विद्युत धारा विभाजन भार विद्युत धारा को निर्धारित करता है, और तब लाभ होता है:

${\frac {i_{\mathrm {L} }}{i_{\mathrm {S} }}}=A_{\mathrm {FB} }{\frac {R_{\mathrm {C2} }}{R_{\mathrm {C2} }+R_{\mathrm {L} }}}\ .$

क्या मुख्य प्रवर्धक खंड द्वि-प्रद्वार है?

चित्र 7: जी द्वारा लेबल किए गए ग्राउंड कनेक्शन के साथ एम्पलीफायर। फीडबैक नेटवर्क पोर्ट स्थितियों को संतुष्ट करता है।

सचेत पाठक के लिए दो द्वि-प्रद्वार दृष्टिकोण की कुछ कमियां अनुसरण करती हैं।

चित्र 7 मुख्य प्रवर्धक के साथ लघु-संकेत योजनाबद्ध और छायांकित बक्से में प्रतिपुष्टि द्वि-प्रद्वार दिखाता है। प्रवर्धक द्वि-प्रद्वार प्रद्वार की स्थिति को संतुष्ट करता है: निविष्ट प्रद्वार पर, I_in प्रद्वार में प्रवेश करता है और छोड़ देता है, और इसी तरह उत्पादन पर, I_out प्रवेश करता है और छोड़ देता है।

क्या मुख्य प्रवर्धक खंड भी द्वि-प्रद्वार है? मुख्य प्रवर्धक ऊपरी छायांकित बक्से में दिखाया गया है। भूमि संबंध लेबल किए गए हैं। चित्रा 7 दिलचस्प तथ्य को दर्शाता है कि मुख्य एम्पलीफायर अपने इनपुट और आउटपुट पर पोर्ट स्थितियों को संतुष्ट नहीं करता है जब तक कि ऐसा करने के लिए जमीन कनेक्शन नहीं चुना जाता है।उदाहरण के लिए, इनपुट पक्ष पर, मुख्य एम्पलीफायर में प्रवेश करने वाला वर्तमान मैं है_S।यह वर्तमान तीन तरीकों से विभाजित है: प्रतिक्रिया नेटवर्क के लिए, पूर्वाग्रह रोकनेवाला आर के लिए_B और इनपुट ट्रांजिस्टर आर के आधार प्रतिरोध के लिए_π।मुख्य एम्पलीफायर के लिए पोर्ट की स्थिति को संतुष्ट करने के लिए, सभी तीन घटकों को मुख्य एम्पलीफायर के इनपुट पक्ष में लौटा दिया जाना चाहिए, जिसका अर्थ है कि सभी ग्राउंड लीड लेबल जी जी।₁ जुड़ा होना चाहिए, साथ ही एमिटर लीड जी_E1।इसी तरह, आउटपुट पक्ष पर, सभी ग्राउंड कनेक्शन जी₂ कनेक्ट होना चाहिए और ग्राउंड कनेक्शन जी भी होना चाहिए_E2।फिर, योजनाबद्ध के निचले भाग में, फीडबैक दो-पोर्ट के नीचे और एम्पलीफायर ब्लॉक के बाहर, जी₁ जी से जुड़ा हुआ है₂।यह जमीन की धाराओं को इनपुट और आउटपुट पक्षों के बीच योजना के अनुसार विभाजित करने के लिए मजबूर करता है।ध्यान दें कि यह कनेक्शन व्यवस्था इनपुट ट्रांजिस्टर के एमिटर को बेस-साइड और एक कलेक्टर-साइड में विभाजित करती है-एक शारीरिक रूप से असंभव बात करने के लिए, लेकिन विद्युत रूप से सर्किट सभी जमीनी कनेक्शन को एक नोड के रूप में देखता है, इसलिए इस कल्पना की अनुमति है।

बेशक, जिस तरह से ग्राउंड लीड कनेक्ट होते हैं, वह एम्पलीफायर से कोई फर्क नहीं पड़ता (वे सभी एक नोड हैं), लेकिन यह पोर्ट स्थितियों में फर्क पड़ता है।यह कृत्रिमता इस दृष्टिकोण की एक कमजोरी है: विधि को सही ठहराने के लिए बंदरगाह की स्थिति की आवश्यकता होती है, लेकिन सर्किट वास्तव में अप्रभावित है कि धाराओं को जमीनी कनेक्शन के बीच कैसे कारोबार किया जाता है।

हालांकि, यदि जमीन की स्थिति की 'कोई संभावित व्यवस्था' कोई संभव नहीं है, तो बंदरगाह की स्थिति की ओर जाता है, सर्किट उसी तरह से व्यवहार नहीं कर सकता है। सुधार कारक (1 + β_FB A_OL) इनपुट और आउटपुट प्रतिबाधा का निर्धारण करने के लिए काम नहीं कर सकता है। यह स्थिति अजीब है, क्योंकि दो-पोर्ट बनाने में विफलता एक वास्तविक समस्या को प्रतिबिंबित कर सकती है (यह बस संभव नहीं है), या कल्पना की कमी को प्रतिबिंबित कर सकता है (उदाहरण के लिए, बस दो में एमिटर नोड को विभाजित करने के बारे में नहीं सोचा था)।परिणामस्वरूप, जब पोर्ट की स्थिति संदेह में होती है, तो कम से कम दो दृष्टिकोण यह स्थापित करने के लिए संभव हैं कि क्या सुधार कारक सटीक हैं: या तो मसाले का उपयोग करके एक उदाहरण का अनुकरण करें और एक सुधार कारक के उपयोग के साथ परिणामों की तुलना करें, या एक परीक्षण स्रोत का उपयोग करके प्रतिबाधा की गणना करेंऔर परिणामों की तुलना करें।

एक अधिक व्यावहारिक विकल्प दो-पोर्ट दृष्टिकोण को पूरी तरह से गिराना है, और सिग्नल-फ्लो ग्राफ के आधार पर विभिन्न विकल्पों का उपयोग करना है। सिग्नल फ्लो ग्राफ सिद्धांत, जिसमें रोसेनस्टार्क विधि, चोमा विधि और ब्लैकमैन के प्रमेय का उपयोग शामिल है। यदि छोटे-सिग्नल डिवाइस मॉडल जटिल हैं, या उपलब्ध नहीं हैं, तो यह विकल्प उचित हो सकता है (उदाहरण के लिए, उपकरण केवल संख्यात्मक रूप से, शायद माप से या मसाले सिमुलेशन से) ज्ञात हैं।

प्रतिक्रिया एम्पलीफायर सूत्र

फीडबैक के दो-पोर्ट विश्लेषण को संक्षेप में, किसी को सूत्रों की यह तालिका मिल सकती है।

Feedback Amplifier	Source Signal	Output Signal	Transfer Function	Input Resistance	Output Resistance
Series-Shunt (voltage amplifier)	Voltage	Voltage	$A_{vf}={\frac {V_{o}}{V_{i}}}={\frac {A_{v}}{1+\beta _{v}A_{v}}}$	$R_{i}(1+\beta _{v}A_{v})$	${\frac {R_{o}}{1+\beta _{v}A_{v}}}$
Shunt-Series (current amplifier)	Current	Current	$A_{if}={\frac {I_{o}}{I_{i}}}={\frac {A_{i}}{1+\beta _{i}A_{i}}}$	${\frac {R_{i}}{1+\beta _{i}A_{i}}}$	$R_{o}(1+\beta _{i}A_{i})$
Series-Series(transconductance amplifier)	Voltage	Current	$A_{gf}={\frac {I_{o}}{V_{i}}}={\frac {A_{g}}{1+\beta _{z}A_{g}}}$	$R_{i}(1+\beta _{z}A_{g})$	$R_{o}(1+\beta _{z}A_{g})$
Shunt-Shunt (transresistance amplifier)	Current	Voltage	$A_{zf}={\frac {V_{o}}{I_{i}}}={\frac {A_{z}}{1+\beta _{g}A_{z}}}$	${\frac {R_{i}}{1+\beta _{g}A_{z}}}$	${\frac {R_{o}}{1+\beta _{g}A_{z}}}$

चर और उनके अर्थ हैं

$A$- बढ़त, $I$- वर्तमान, $V$- वोल्टेज,$\beta$- प्रतिक्रिया लाभ और $R$- प्रतिरोध।

सदस्यता और उनके अर्थ हैं

$f$- प्रतिक्रिया एम्पलीफायर, $v$- वोल्टेज,$g$- transconductance, $Z$- transresistance, $o$- आउटपुट और $i$- लाभ और प्रतिक्रिया के लिए वर्तमान और $i$- प्रतिरोधों के लिए इनपुट।

उदाहरण के लिए $A_{vf}$वोल्टेज प्रतिक्रिया एम्पलीफायर लाभ का मतलब है।

विरूपण

सामान्य एमिटर कॉन्फ़िगरेशन जैसे सरल एम्पलीफायरों में मुख्य रूप से कम-क्रम विरूपण होता है, जैसे कि 2 और 3 हार्मोनिक्स।ऑडियो सिस्टम में, ये न्यूनतम श्रव्य हो सकते हैं क्योंकि संगीत संकेत आमतौर पर पहले से ही एक हार्मोनिक श्रृंखला हैं, और कम-क्रम विरूपण उत्पाद मानव श्रवण प्रणाली के मास्किंग प्रभाव से छिपे हुए हैं। नकारात्मक प्रतिक्रिया (10-15 & nbsp; DB) की मध्यम मात्रा को लागू करने के बाद, कम-ऑर्डर हार्मोनिक्स कम हो जाते हैं, लेकिन उच्च-क्रम हार्मोनिक्स पेश किए जाते हैं। चूंकि ये नकाबपोश नहीं हैं, इसलिए विरूपण श्रव्य रूप से बदतर हो जाता है, भले ही समग्र THD नीचे जा सकता है। इसने एक लगातार मिथक का नेतृत्व किया है कि ऑडियो एम्पलीफायरों में नकारात्मक प्रतिक्रिया हानिकारक है,अग्रणी ऑडीओफाइल निर्माताओं ने अपने एम्पलीफायरों को शून्य प्रतिक्रिया के रूप में विपणन करने के लिए (यहां तक कि जब वे प्रत्येक चरण को रैखिक करने के लिए स्थानीय प्रतिक्रिया का उपयोग करते हैं)। हालांकि, जैसे-जैसे नकारात्मक प्रतिक्रिया की मात्रा में और वृद्धि हुई है, सभी हार्मोनिक्स कम हो जाते हैं, विकृति को अमानवीयता में वापस कर देते हैं, और फिर इसे मूल शून्य-फीडबैक चरण से परे सुधारते हैं (बशर्ते सिस्टम सख्ती से स्थिर हो)। इसलिए समस्या नकारात्मक प्रतिक्रिया नहीं है, लेकिन इसकी अपर्याप्त मात्रा है।

यह भी देखें

• Asymptotic लाभ मॉडल
• ब्लैकमैन का प्रमेय
• बोड प्लॉट
• बफर एम्पलीफायर नकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ बुनियादी ओपी-एम्पी एम्पलीफाइंग चरण पर विचार करता है
• कॉमन कलेक्टर (एमिटर फॉलोअर) नकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ बुनियादी ट्रांजिस्टर एम्पलीफाइंग चरण के लिए समर्पित है
• अतिरिक्त तत्व प्रमेय
• आवृत्ति मुआवजा
• मिलर प्रमेय नकारात्मक प्रतिक्रिया सर्किट के इनपुट/आउटपुट प्रतिबाधा का निर्धारण करने के लिए एक शक्तिशाली उपकरण है
• ऑपरेशनल एम्पलीफायर मूल ओप-एम्प ऑपरेशनल एम्पलीफायर प्रस्तुत करता है#नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर | नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर और इनवर्टिंग एम्पलीफायर
• ऑपरेशनल एम्पलीफायर एप्लिकेशन नकारात्मक प्रतिक्रिया के साथ सबसे विशिष्ट ऑप-एम्प सर्किट दिखाते हैं
• चरण मार्जिन
• पोल विभाजन
• वापसी अनुपात
• कदम की प्रतिक्रिया

संदर्भ और नोट्स

]]

डी: नकारात्मक rückkopplung]]]] एनएल: Tegenkoppeling]] [नहीं: नेगेटिव तिलबेककोबलिंग]] आरयू: नकारात्मक प्रतिक्रिया ] एसवी: नेगेटिव Återkoppling]]