Sostenibilidad de la retroalimentación negativa

Si la retroalimentación positiva hace que la salida aumente exponencialmente y cause inestabilidad en un amplificador operacional, ¿por qué la retroalimentación negativa no hace que la salida sea extremadamente pequeña y provoque el colapso del sistema?

Bienvenido a EE.SE. Parece que está asumiendo extremos en cualquier dirección, cuando un amplificador operacional permite 'intermedios' que son estables.
La retroalimentación negativa hace que la entrada diferencial sea extremadamente pequeña. Para que esto suceda, la salida no es necesariamente cero.
NFB hace que el universo sea estable. Cuando mueve un imán en una bobina, induce un campo eléctrico que no es de culombio que hace que fluya una corriente en el bucle, lo que induce un campo magnético opuesto al imán en movimiento. Si hay una regla en el universo que gobierna sobre todas las demás reglas, es que cada acción (algo que cambia con el tiempo) genera una fuerza contraria para oponerse a esa acción. PFB en la naturaleza ocurre cerca de los límites de estabilidad locales, pero simplemente mueve el sistema a un nuevo punto de estabilidad local donde NFB gobierna nuevamente.
Suponga que aumenta exponencialmente algo (PFB) y luego le aplica NFB. Obtendrás ese algo de vuelta. Tome una función seno y aplíquele un exponencial. Ahora aplica 30% NFB. Aquí está el resultado: exp (seno) con 30% NFB aplicado . Puede ver el seno recuperado después de la aplicación de 30% NFB. Muy genial. NFB realmente funciona casi como magia y es lo más parecido a una solución universal para todos los problemas.
En realidad, no estás muy lejos ... hace que la señal de error sea muy pequeña.

Respuestas (3)

La retroalimentación negativa utiliza clásicamente la DIFERENCIA de la señal deseada y la salida real; esa DIFERENCIA se lleva a (casi) cero.

La retroalimentación negativa hace que la salida general sea menor.

Considere un seguidor de voltaje. Las ganancias típicas de amplificador operacional de bucle abierto superan los 100.000. Pero, estás poniendo múltiples voltios y sacando lo mismo. Eso es "extremadamente pequeño".

Para obtener más información sobre comentarios negativos, consulte https://electronics.stackexchange.com/a/50472/4512 .

Considere el siguiente sistema de control: -

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  • Usted establece una demanda de "posición"
  • El amplificador de error mide la diferencia entre la demanda y la realidad.
  • La salida amplificada del amplificador de error acciona el motor
  • El error se hace más pequeño
  • y más pequeño
  • y más pequeño
  • Hasta que la diferencia amplificada entre la demanda y la realidad sea demasiado pequeña para hacer girar más el motor.

Si tuviera una ganancia infinita en su amplificador de error, entonces el motor se asentaría en una posición donde la demanda = real. ¡El controlador perfecto!

Esta es una retroalimentación negativa pero, en un sistema real, el amplificador de error tiene una ganancia no infinita y, por lo tanto, habrá un pequeño error.

Ahora imagina que, en lugar de un motor y un potenciómetro, conectaste directamente la salida del amplificador de error a -Vin. Si analiza las cosas correctamente, verá que tiene un amplificador de ganancia unitaria. En otras palabras, el amplificador de error (también conocido como amplificador operacional) impulsa su salida para que coincida virtualmente con la demanda establecida en la entrada +Vin. El pequeño error que verá se debe a la ganancia no infinita del amplificador operacional.

La mayoría de los amplificadores operacionales tienen ganancias de bucle abierto superiores a 100.000, por lo que esto es trivial.

Véase también esta respuesta .

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