7. Цепи с обратными связями. Устойчивость эц. Автоколебательные цепи.

7.1.Понятие о цепях с обратными связями

В электрических цепях имеются детали, которые по-разному передают (пропускают) электрический ток при различных направлениях. Такие детали и цепи с ними называют необратимыми.

Под цепью с обратной связью понимают электрическую цепь, в которой можно выделить участки цепи, где происходит прямая передача электрического сигнала со входа на выход, и другие участки, где происходит обратная по направлению передача сигнала. Различают внутреннюю обратную связь и внешнюю обратную связь. Внешняя связь наблюдается тогда, когда можно выделить явно участки цепи, где происходит обратная передача сигнала и есть необратимые элементы. Внутренняя связь наблюдается тогда, когда такие участки выделить нельзя, т.е. обратная связь существует внутри какого-то компонента, внутри детали.

7.2.Виды внешних обратных связей

Обратные связи различаются по напряжению и по току. Различают четыре типа обратных связей:

1. подается напряжение на вход цепи, с выхода берется часть напряжения и снова подается на вход цепи (обратная связь по напряжению)

2. подается ток на вход цепи, с выхода берется часть тока и снова подается на вход цепи (обратная связь по току);

3. подается напряжение на вход цепи, с выхода берется часть тока и подается на вход цепи (комбинированная напряжение – ток);

4. подается ток на вход цепи, с выхода берется часть напряжения и подается на вход цепи (комбинированная ток – напряжение).

Теоретически это можно представить, как применение управляемых или зависимых источников (ИНУН, ИТУТ, ИНУТ, ИТУН). Достаточно, чтобы такой управляемый источник находился либо в цепи прямой передачи сигнала, либо в цепи обратной передачи сигнала, можно и там, и там. Эти источники являются необратимыми цепями.

Обратная связь по напряжению.

ИНУT

7.3.Передаточные функции цепей с внешними обратными связями

Рассмотрим цепь с обратной связью на примере связи типа напряжение – напряжение. Получаем последовательное по входу и параллельное на выходе включение.

Рассмотрим частный случай. Пусть коэффициенты передачи – вещественные числа, которые могут быть, как положительными, так и отрицательными (это может быть на какой то частоте).

1) - такую связь называют положительной, сигнал обратной связи подается на вход с той же фазой. Если Т۰β<1, то Т_ос возрастает; если Т۰β =1, то .

2) - такую связь называют отрицательной, сигнал приходит в противофазе с исходным и Т_ОС уменьшается. Положительная обратная связь увеличивает реакцию на воздействие, отрицательная – уменьшает.

7.4.Понятие об устойчивости эц

В общем случае, система считается устойчивой, если воздействие на систему не выводит ее из равновесного исходного состояния. Электрическая цепь считается устойчивой, если при каком-то воздействии реакция цепи носит затухающий характер (цепь возвращается в исходное состояние). У неустойчивой цепи реакция на кратковременное воздействие не прекращается. Там переходные процессы носят незатухающий характер.

Оценить устойчивость цепи можно по свободным составляющим переходного процесса, в частности по импульсной характеристике, так как в ней одни свободные составляющие. Для того чтобы цепь была устойчивой, все экспоненциальные (свободные) составляющие должны стремиться к нулю при t→∞. Это будет в том случае, если показатели экспонент - вещественные отрицательные или комплексные с отрицательной вещественной частью. В противном случае, экспоненты возрастающие. Показатели экспонент определяются корнями характеристического уравнения, составляемого по дифференциальному уравнению цепи или корнями знаменателя передаточной функции. Следовательно, для устойчивой цепи все корни должны находиться в левой полуплоскости комплексной системы координат.