Un amplificador es simplemente un dispositivo electrónico que se utiliza para aumentar la fuerza de la señal de entrada. En este proceso de amplificación, incluso las perturbaciones o el ruido presentes en la señal de entrada también se amplifican.
Esa es la razón por la que usamos retroalimentación negativa en los amplificadores, una parte de la señal de salida en una fase opuesta a la señal de entrada se alimenta a la entrada del amplificador, lo que reduce significativamente el nivel de ruido en la señal de salida.
Diagrama de bloques de un amplificador con retroalimentación negativa
La retroalimentación negativa en los amplificadores tiene las siguientes ventajas:
1. Estabiliza la ganancia del amplificador
La retroalimentación negativa estabiliza la ganancia del amplificador al reducir la dependencia de la ganancia del amplificador de varios parámetros del transistor o la variación en el voltaje de suministro.
GRAMO vf = GRAMO v / (1 + β . GRAMO v )
Aquí G vf = ganancia del amplificador resultante con retroalimentación negativa
G v = ganancia del amplificador sin retroalimentación
y β es la fracción de retroalimentación o relación de retroalimentación
La ecuación anterior muestra claramente que la ganancia del amplificador resultante con retroalimentación negativa depende principalmente de la fracción de retroalimentación o la relación de retroalimentación .
2. Reduce la distorsión no lineal
El uso de retroalimentación negativa también reduce el nivel de distorsión no lineal en los grandes amplificadores de señal.
re vf = re / (1 + β . G v )
Aquí D vf = nivel de distorsión resultante con retroalimentación negativa
D = nivel de distorsión sin retroalimentación
G v = ganancia del amplificador sin retroalimentación
y β es la fracción de retroalimentación o relación de retroalimentación
La ecuación anterior muestra claramente que el nivel de distorsión en el caso de un amplificador con retroalimentación negativa se reduce por un factor de (1 + β . G v ) .
3. Aumenta la estabilidad del circuito
La salida de un amplificador sin retroalimentación negativa se ve afectada por las variaciones en la temperatura, frecuencia o amplitud de la señal, lo que cambia aún más la ganancia del amplificador y, como resultado, obtenemos una señal distorsionada en la salida. Por lo tanto, se aplica la retroalimentación negativa para estabilizar la ganancia del amplificador.
4. Aumenta la impedancia/resistencia de entrada
El uso de retroalimentación negativa aumenta la impedancia de entrada o la resistencia del amplificador.
Z’ en = Z en . (1 + β . G v )
Aquí Z’ = impedancia de entrada resultante con retroalimentación negativa
Z = impedancia de entrada sin realimentación
G v = ganancia del amplificador sin retroalimentación
y β es la fracción de retroalimentación o relación de retroalimentación
La relación anterior muestra que la impedancia de entrada del amplificador con retroalimentación negativa aumenta por el factor de (1 + β . G v ) .
5. Disminuye la impedancia/resistencia de salida
El uso de retroalimentación negativa disminuye la impedancia o resistencia de salida del amplificador.
Z’ o = Z o / (1 + β . G v )
Aquí Z’ o = impedancia de salida resultante con retroalimentación negativa
Z o = impedancia de salida sin realimentación
G v = ganancia del amplificador sin retroalimentación
y β es la fracción de retroalimentación o relación de retroalimentación
La relación anterior muestra que la impedancia de salida del amplificador con retroalimentación negativa disminuye por el factor de (1 + β . G v ) .
6. Reduce el nivel de ruido
La realimentación negativa que aplicamos a los amplificadores está en fase opuesta a la de la señal de entrada aplicada, por lo que anula los ruidos que introduce el circuito amplificador en la señal de salida. Como resultado, obtenemos la señal de salida con un nivel de ruido reducido.
7. Mejora la respuesta de frecuencia y el ancho de banda
La retroalimentación negativa que aplicamos a los amplificadores es una red resistiva, por lo que la ganancia del amplificador con retroalimentación negativa es independiente de la frecuencia de la señal. Como resultado, la ganancia se vuelve constante en una amplia gama de frecuencias de señal, de esta manera se mejora la respuesta de frecuencia del amplificador con retroalimentación negativa.
f’ cf = f cf . (1 + β . G v )
Aquí f’ cf = frecuencia de corte resultante con retroalimentación negativa
f cf = frecuencia de corte sin realimentación
G v = ganancia del amplificador sin retroalimentación
y β es la fracción de retroalimentación o relación de retroalimentación
La relación anterior muestra claramente que la frecuencia de corte resultante del amplificador con retroalimentación negativa aumenta por el factor de (1 + β . G v ) . Por lo tanto, obtenemos un ancho de banda más utilizable en el caso de un amplificador con retroalimentación negativa.
8. Más operaciones lineales
En el caso de un amplificador ordinario, obtenemos un valor muy alto de la señal de salida incluso para un valor pequeño de la señal de entrada, por lo que la señal de salida no es proporcional a la señal de entrada aplicada. Pero en el caso de un amplificador con retroalimentación negativa, cada parámetro está controlado por la red de retroalimentación aplicada. Por lo tanto, en el caso de un amplificador con retroalimentación negativa, la relación entre la señal de salida y la de entrada es más lineal.
Como hemos discutido las diversas ventajas de usar retroalimentación negativa en amplificadores, es importante conocer la principal desventaja de usar retroalimentación negativa en amplificadores, es decir, la ganancia general del amplificador se reduce por el factor de (1 + β . G v ) .