Hồi tiếp – phương pháp lấy tín hiệu ngõ ra của một hệ thống nào đó, và đưa ngược trở lại đầu vào của chính nó, để góp phần thay đổi, không chế hoặc điều khiển đầu vào. Cùng trường đào đào tạo nghề Thanh Xuân tìm hiểu chi tiết hơn về hồi tiếp ngay dưới bài viết này.
Khái niệm:
Hồi tiếp là một phần tín hiệu đầu ra đưa trở lại đầu vào làm thay đổi đầu vào. Tùy thuộc vào cực tính của tín hiệu tác dụng về đầu vào mà chia thành hồi tiếp âm hay hồi tiếp dương.
Hồi tiếp âm làm giảm nhỏ điện áp đầu vào dùng để ổn định điểm làm việc tĩnh trong mạch khuếch đại.
Hồi tiếp dương làm tăng điện áp đầu vào sử dụng vào mạch dao động.
Một mạch khuếch đại hồi tiếp gồm các bộ phận như hình 4-4-1a:
Hình 1a
Nguồn tín hiệu: Có thể là nguồn điện thế VS nối tiếp với một nội trở RS hay nguồn dòng điện IS song song với nội trở RS.
Hệ thống hồi tiếp: Thường dùng là một hệ thống 2 cổng thụ động (chỉ chứa các thành phần thụ động như điện trở, tụ điện, cuộn dây).
Mạch lấy mẫu: Lấy một phần tín hiệu ở ngõ ra đưa vào hệ thống hồi tiếp. Trường hợp tín hiệu điện thế ở ngõ ra được lấy mẫu thì hệ thống hồi tiếp được mắc song song với ngõ ra và trong trường hợp tín hiệu dòng điện ở ngõ ra được lấy mẫu thì hệ thống hồi tiếp được mắc nối tiếp với ngõ ra.
Hình 1b: Điện thế được lấy mẫu Hình 1c: Dòng điện được lấy mẫu
Mạch so sánh hoặc trộn:
Hai loại mạch trộn rất thông dụng là loại trộn ngõ vào nối tiếp và loại trộn ngõ vào song song.
Hình 1d: Mạch trộn nối tiếp Hình 1e: Mạch trộn song song
Tỉ số truyền hay độ lợi:
Ký hiệu A trong hình 4-4-1a biểu thị tỉ số giữa tín hiệu ngõ ra với tín hiệu ngõ vào của mạch khuếch đại căn bản.
Tỉ số truyền V/Vi là độ khuếch đại điện thế hay độ lợi điện thế AV.
Tương tự tỉ số truyền I/Ii là độ khuếch đại dòng điện hay độ lợi dòng điện AI của mạch khuếch đại.
Tỉ số I/Vi được gọi là điện dẫn truyền GM
Tỷ số V/Ii được gọi là điện trở truyền RM. Như vậy GM và RM được định nghĩa như là tỉ số giữa hai tín hiệu, một ở dạng dòng điện và một ở dạng điện thế. Ðộ lợi truyền A chỉ một cách tổng quát một trong các đại lượng AV, AI, GM, RM của một mạch khuếch đại không có hồi tiếp tùy theo mô hình hóa được sử dụng trong việc phân giải.
Ký hiệu Af được định nghĩa như là tỉ số giữa tín hiệu ngõ ra với tín hiệu ngõ vào của mạch khuếch đại hình 8.5 và được gọi là độ lợi truyền của mạch khuếch đại với hồi tiếp. Vậy thì Af dùng để diễn tả một trong 4 tỉ số:
Phân loại:
a. Khuếch đại điện thế có hồi tiếp:
Hình 2a mô tả mạch tương đương Thevenin của một hệ thống 2 cổng, mô hình hóa của một mạch khuếch đại căn bản.
Hình 2a
Nếu mạch có điện trở ngõ vào Ri rất lớn đối với nội trở RS của nguồn tín hiệu thì Vi ≈VS
Nếu tải RL rất lớn đối với điện trở ngõ ra R0 của mạch khuếch đại thì
V0 ≈ AVNL.Vi ≈AVNL.VS
Trong điều kiện như vậy, mạch sẽ cung cấp một điện thế ngõ ra tỉ lệ với điện thế ngõ vào và hệ số tỉ lệ này độc lập đối với biên độ của nguồn tín hiệu và điện trở tải. Loại mạch như thế được gọi là mạch khuếch đại điện thế.
Một mạch khuếch đại điện thế lý tưởng khi có điện trở ngõ vào Ri bằng vô hạn và điện trở ngõ ra R0 = 0. Ký hiệu
Khi RL =∞, như vậy AVNL biểu diễn độ lợi điện thế của mạch hở
Sơ đồ mạch khuếch đại điện áp khi có hồi tiếp:
Hình 2b
b. Khuếch đại dòng điện có hồi tiếp:
Một mạch khuếch đại dòng điện lý tưởng được định nghĩa như là một mạch khuếch đại cung cấp một dòng điện ngõ ra tỉ lệ với dòng điện tín hiệu ngõ vào. Hệ số tỉ lệ này không phụ thuộc vào RS và RL. Một mạch khuếch đại dòng điện lý tưởng có điện trở ngõ vào Ri = 0 và điện trở ngõ ra R0 bằng vô hạn.
Trong thực tế, mạch có điện trở ngõ vào thấp và diện trở ngõ ra cao. Như vậy, Ri << RS và R0>> RL.
Hình 2c là mạch tương đương của một mạch khuếch đại dòng điện
Hình 2c
Độ lợi dòng điện: 
Với RL = 0, diễn tả độ lợi dòng điện của một mạch nối tắt
Ta thấy rằng:
Vì Ri << RS nên Ii ≈ IS
Vì R0 >> RL nên IL (AiIi ≈ AíIS)
Sơ đồ mạch khuếch đại dòng điện khi có hồi tiếp
Hình 2d
c. Khuếch đại điện dẫn truyền:
Một mạch khuếch đại điện dẫn truyền lý tưởng sẽ cung cấp một dòng điện ngõ ra tỉ lệ với điện thế tín hiệu ngõ vào. Hệ số tỉ lệ này độc lập với RL và RS. Mạch như vậy phải có điện trở ngõ vào Ri bằng vô hạn và điện trở ngõ ra R0 bằng vô hạn.
Trong mạch thực tế: Ri >> RS và R0 >> RL
Hình 4-4-2.e là mô hình tương đương của một mạch khuếch đại điện dẫn truyền.
Hình 2e
Ta thấy rằng vi ≈ vS khi Ri >> RS
Và I0 ≈ Gmvi ≈ GmvS khi R0 >> RL
Sơ đồ mạch khuếch đại điện dẫn truyền khi có hồi tiếp
Hình 2f
d. Khuếch đại điện trở truyền:
Mạch tương đương lý tưởng của một mạch khuếch đại điện trở truyền như hình.2g
Hình 2g
Mạch cung cấp một điện thế ngõ ra V0 tỉ lệ với dòng điện tín hiệu ngõ vào IS và hệ số tỉ lệ này độc lập với RS và RL.
Trong thực tế một mạch khuếch đại điện trở truyền phải có Ri << RS và R0 << RL. Như vậy khi đó Ii ≈ IS, v0≈ RmIi ≈ RmIS.
Sơ đồ mạch khuếch đại điện trở truyền khi có hồi tiếp
Hình 2h
Ảnh hưởng của hồi tiếp đến bộ khuếch đại:
a. Giữ vững độ khuếch đại:
Thông số của BJT hay FET không phải là một hằng số mà chúng thay đổi rất nhiều theo nhiệt độ, ngay cả các thông số này cũng không giống nhau khi thay thế từ một mẫu này sang một mẫu khác. Do đó, khi nhiệt độ thay đổi hay khi thay thế linh kiện tác động độ lợi A của mạch sẽ thay đổi.
Khi có hồi tiếp:
Vậy khi mạch có hồi tiếp, khi độ lợi A của mạch không có hồi tiếp thay đổi thì độ lợi của toàn mạch (có hồi tiếp) thay đổi nhỏ hơn (1+βA) lần.
Trong trường hợp |βA| >> 1 thì:
Nghĩa là mạch khuếch đại sau khi thực hiện hồi tiếp âm độ lợi chỉ còn tùy thuộc vào hệ số hồi tiếp mà thôi. Thông thường hệ số hồi tiếp β có thể được xác định bởi các thành phần thụ động không liên hệ với transistor nên độ lợi của mạch sẽ được giữ vững.
b. Giảm sự biến dạng:
Biến dạng gồm có biến dạng tần số do sự khuếch đại không đồng đều ở các tần số và biến dạng phi tuyến do đặc tính không tuyến tính của BJT và FET làm phát sinh hài (harmonic signal) chồng lên tín hiệu được khuếch đại làm biến dạng tín hiệu ngõ ra. Như vậy ở ngõ ra ngoài thành phần tín hiệu vào được khuếch đại còn có một thành phần nhiễu xuất phát từ sự biến dạng của mạch, ta đặt là D.
Tín hiệu ngõ ra: X0 = AXi + D
Khi có hồi tiếp âm, nếu ta giữ Xi không đổi thì tín hiệu ra giảm vì độ lợi Af<A.
Nhưng vì sự biến dạng tỉ lệ với Af nên cũng giảm theo.
Khi có hồi tiếp âm, mạch khuếch đại A vẫn cho thành phần biến dạng D nhưng ở ngõ ra của mạch toàn phần sự biến dạng bây giờ chỉ còn là Gf
Vậy nhiễu cũng giảm đi 1+βA lần khi có hồi tiếp âm.
c. Gia tăng dải tần hoạt động:
Ðộ lợi truyền của các mạch khuếch đại thường là một hàm số theo tần số (xem lại chương đáp tuyến tần số).
Như vậy, trường đào tạo nghề Thanh Xuân đã chia sẻ các thông tin liên quan đến Hồi tiếp. Nếu còn thắc mắc nào về chủ đề này vui lòng liên hệ qua website https://truongdaotaonghethanhxuan.edu.vn/ hoặc đến địa chỉ 93 Nguyễn Tuân, Thanh Xuân, Hà Nội, hotline: (024) 35 58 95 95 hoặc 0936 98 90 90.