4.1. Основные понятия и виды обратной связи в усилителях
Обратной связью называют связь между электрическими цепями, при которой часть энергии выходного сигнала передаётся на вход, т.е. из цепи с более высоком уровнем сигнала в цепи с более низким его уровнем. Обратная связь значительно влияет на свойства и характеристики усилителя, поэтому её часто вводят в усилитель (схему устройства) для изменения его свойств в нужном направление. Такая обратная связь называется внешней. Обратная связь может возникнуть и самопроизвольно, например, из-за физических особенностей усилительного элемента. Такая обратная связь называется внутренней обратной связью. Обратная связь возникающая из-за паразитных связей (емкостных, индуктивных и др.) называется паразитной.
Цепь обратной связи вместе с частью схемы усилителя, к которой она подключена, образует замкнутый контур, называемый петлёй обратной связи, рис. 4.1.
Рис. 4.1. Обратная связь в усилителе К – коэффициент усиления усилителя Β – коэффициент передачи цепи обратной связи.
При проектировании и конструировании радиоэлектронных схем принимают меры для ослабления или ликвидации внутренних и паразитных обратных связей. Если в усилителе имеется одна петля обратной связи, то связь называют однопетлёвой, если петель обратной связи несколько, связь называют многопетлёвой, рис. 4.2а и 4.2б.
Рис. 4.2. Виды обратной связи
а) Однопетлевая
б) Двухпетлёвая с независимыми петлями.
Отметим, если в петле обратной связи, охватывающей весь усилитель, имеются петли обратной связи, охватывающие отдельные каскады или части усилителя, их называют местными петлями обратной связи.
Существуют различные способы снятия энергии с выхода схемы и подачи её на вход схемы рис. 4.3 и 4.4. Если энергию сигнала снимают с выхода схемы параллельно нагрузке, рис. 4.3а, связь называется обратной связью по напряжению (или параллельной по выходу), т.к. при этом напряжение обратной связи прямо пропорционально выходному напряжению усилителя UВЫХ.
Рис. 4.3. Способы снятия сигнала обратной связи:
а) обратной связи по напряжению (параллельная обратная связь);
б) обратной связи по току (последовательная обратная связь);
в) смешанная (комбинированная) обратная связь
Если же сигнал обратной связи снимают с выхода последовательно с нагрузкой, рис.4.3б, связь называют обратной связью по току (или последовательной по выходу). В этом случае напряжение обратной связи прямо пропорционально току IВЫХ. В групповых усилителях многоканальных телекоммуникационных систем используется комбинация отмеченных выше способов, рис. 4.3а и 4.3б. Эта схема носит название комбинированной обратной связи по выходу, рис. 4.3в. Напряжение обратной связи в схеме 4.3в пропорционально двум составляющим: выходному напряжению UСВ.Н и выходному току UСВ.Т. Из рис. 4.3в легко видеть, что она представляет из себя мостовую схему.
По способу введения сигнала обратной связи во входную цепь усилителя различают:
- последовательную обратную связь, рис. 4.4а
- параллельную обратную связь, рис. 4.4б
- комбинированную обратную связь, рис. 4.4в
Рис. 4.4. Способы введения сигнала обратной связи
а) последовательная по входу обратная связь
б) параллельная по входу обратная связь
в) мостовая (комбинированная) по входу обратная связь
Из рис. 4.4в видно, что эта мостовая схема. Более подробные сведения можно найти в учебнике .
Форма обратной связи
Во время процесса общения обратная связь может принимать разные формы:
Быть оценочной, когда человек разными способами показывает свое одобрение или отрицательную реакцию, или не содержать оценку.
Подразумевать конкретный источник, например, «я уверен…» или не определять его: «некоторые люди считают».
Иметь эмоциональную окраску или быть без нее. В пример можно привести ответ на заявлении: «Отказать в просьбе».
Ответная реакция может быть вербальной и невербальной, то есть выражаться словесно или при помощи жестов, мимики
Важно, чтобы эти виды связи сочетались и дополняли друг друга.
Хвалим, критикуем, корректируем
Умение общаться с подчиненными и давать обратную связь уже традиционно относят к основным навыкам профессионального менеджера. Любой руководитель должен быть способен в нужный момент поговорить с сотрудником. И вроде бы, чего уж проще — вызвал и поговорил. Конкретно и по делу. Похвалил. Покритиковал. Поставил задачи. Нет проблем!
“Он вызвал меня и сказал, что мне начислена премия. И передал письмо, в котором говорилось о том, что премия за отличное выполнение проекта. Деньги были очень кстати, но мне хотелось услышать слова благодарности от моего начальника”.
“У нас каждое утро начинается с крика. Распахивается дверь, и начальник из своего кабинета начинает по очереди всем устраивать “разнос”. Раньше переживали, а теперь привыкли. На работу это никак не влияет. Он отведет душу, и мы дальше работаем”.
“Она вообще не интересуется, как у меня идёт работа. Даёт задания, в основном по электронной почте. Я выполняю. Такое ощущение, что работаю в другом городе, хотя ее кабинет в десяти метрах от моего стола”.
Примеры отрицательной обратной связи
Регулирование уровня сахара в крови
Каждый раз, когда вы едите, механизм отрицательной обратной связи контролирует уровень сахара в вашем кровь, Основной сахар в вашей крови – это глюкоза. После того как вы что-то съели, ваше тело поглощает глюкозу из крови и откладывает ее в кровь. Это увеличивает концентрацию глюкозы и стимулирует выработку поджелудочной железой химического вещества, называемого инсулином. Инсулин является клеточной сигнализацией молекула который говорит мускул а также печень клетки поглощать глюкозу. Клетки печени хранят избыток глюкозы в виде гликоген цепочка глюкоз, используемых в качестве продукта хранения. Мышечные клетки могут хранить глюкозу или использовать ее для выработки АТФ и сокращения. Когда этот процесс происходит, концентрации глюкозы в крови истощаются. Глюкоза была основным сигналом для поджелудочной железы для производства инсулина. Без этого поджелудочная железа перестает вырабатывать инсулин, а клетки перестают поглощать глюкозу. Таким образом, уровни глюкозы поддерживаются в определенном диапазоне, и остальная часть тела имеет постоянный доступ к глюкозе. Механизм отрицательной обратной связи в этой системе особенно проявляется в том, как высокие уровни глюкозы приводят к включению пути, что приводит к продукту, предназначенному для снижения уровня глюкозы. Когда уровень глюкозы становится слишком низким, путь прекращается.
Регулирование температуры
Все эндотермы регулируют их температуру. Эндотермы – это животные, которые регулируют свое тело при температуре, отличной от окружающей. Вы можете думать о млекопитающих и птицах как о наиболее распространенных эндотермах. Большинство путей, ответственных за регулирование температуры, контролируются отрицательной обратной связью. По мере повышения температуры ферменты и пути в организме «включаются» и контролируют различные виды поведения, такие как потоотделение, одышка и поиск тени. Когда животное делает это, температура его тела начинает снижаться. Активность этих путей, которая обусловлена высокой температурой, также начинает уменьшаться. В конце концов достигается температура, при которой путь перекрывается. Другие пути присутствуют при слишком низких температурах, а также отключаются, когда организм достигает оптимальной температуры. Эти пути могут дрожать, искать убежище или сжигать жир. Все эти действия снова нагревают тело и блокируются конечным продуктом их реакций – нагреванием.
Заполнение унитаза
Многие студенты склонны бороться с абстрактными биологическими примерами негативных отзывов. Не бойся! Простой и обычный предмет домашнего обихода использует отрицательный отзыв каждый день. В баке на задней панели вашего туалета находится шар или поплавок, который лежит на уровне воды. Когда вы опорожняете бак, уровень воды падает. Давление от поплавка, который удерживал клапан, сбрасывается, и в бак поступает новая вода. Клапан, управляемый поплавком, подобен ферменту, который контролирует уровень продукта, который он создает. По мере того, как больше воды (продукта) заполняет резервуар, поплавок медленно уменьшает количество воды, пропускаемой через клапан. Клапан аналогичен ферменту, который регулируется обратной связью от продукта, который он помогает создать или впустить в клетка.
7 основных принципов обратной связи
Планируете разговор с сотрудником? Хотите, чтобы наверняка сработало? В таком случае начните с цели! Определите, чего хотите достичь от разговора с сотрудником. Вам будет намного легче выстроить диалог
Однако независимо от этого важно соблюдать следующие правила:
Говорите по существу.
«Ты появился на рабочем месте в 10:15. Это уже не первый случай, давай обсудим?» Есть ситуация и конкретная тема для разговора. В то время как фраза: «Ты вечно спишь до последнего и постоянно опаздываешь!» – обобщение, генерализация – повод для конфликтов и любимый прием манипуляторов. Так не получится дать обратную связь качественно
Важно быть как можно более конкретным.
Не тяните с обратной связью.
Важно решать проблемы сразу после того, как они случились. «Сегодня, ты работала с этим VIP- клиентом
Давай проанализируем, что получилось в этот раз». Для сравнения: «Два месяца назад ты обслуживала этого VIP-клиента, помнишь? Я бы хотел разобрать ошибки, которые ты допустила». А помнит ли сотрудник, что конкретно произошло два месяца назад, актуально ли это на сегодня, поможет ли ей это спустя время или могло бы помочь, получи она обратную связь сразу после ситуации?
Приводите конкретные факты.
«Я вижу, ты не пользуешься новой анкетой при работе с этим клиентом?» Что осознает сотрудник? Руководитель внимательно наблюдал за его работой, ему не безразличны его результаты, он заинтересован в росте сотрудника. Это важно! А если так: «Говорят, ты совсем перестал использовать анкету в работе с этим клиентом!» Такой диалог нельзя назвать полноценным. Все что вы получите – игру в нападение и защиту. Это не та цель, в которой заинтересован руководитель.
Позволяйте сотруднику высказываться.
Побуждайте к общению. «Как ты считаешь, что сделает клиент, который хотел сделать заказ в нашей компании, но не дозвонился в 9:30? Что мы можем предпринять, чтобы подобные ситуации впредь не повторялись?» Дайте возможность сотруднику высказаться. Важный принцип работы обратной связи – побудить к самостоятельности, вызвать чувство ответственности за принятые решения и действия или бездействие. К тому же, не дав слова сотруднику, вы не увидите его понимания ситуации, лишите себя важной информации или даже попадете в неловкое положение.
Не переходите на личности. Обсуждайте только действия и события.
Можно за секунды приклеить человеку ярлык. «Ты – эгоист! Думаешь только о себе!» Высказавшись подобным образом, вы рискуете навсегда лишить подопечного мотивации к взаимопомощи и поддержке в коллективе, уничтожите стремление к командной работе. Ведь он эгоист, и вы лично возвели его в этот ранг.
Кто-то воспримет как личное оскорбление, запомнит и начнет настраивать против вас остальной коллектив, кто-то просто перестанет стараться и уйдет в себя. Зависит от черт характера конкретной личности. Но руководителю важно не допускать подобных ошибок. Подберите другие слова: «Я ценю твое стремление использовать все возможности для работы с клиентом. Однако важно соблюдать корпоративные стандарты и не выходить за пределы разума. Подумай, как твои действия могут отразиться на имидже компании в глазах клиентов?»
Хвалите прилюдно. Критикуйте только наедине.
На то есть несколько причин. Прилюдная критика – мощный демотиватор. Во-первых, в России принято поддерживать обиженных. Даже если они изначально не правы. Вы рискуете получить осуждение коллектива и потерять доверие сотрудников. Во-вторых, если случится так, что вы не правы, – окажетесь врагом для всех.
В-третьих, похвала – совсем другое дело. Это целое искусство. «Очень хорошо, что ты смогла так быстро успокоить клиента, но почему ты не рассказала о новом продукте?» Что это? Похвала или критика? Не совсем понятно, правда? А так: «Как тебе удалось так быстро успокоить клиента, поделишься секретом?» – вот так намного эффективней! Вы и похвалили, и заметили правильную тактику, и сделали комплимент, повысив мотивацию.
Говорите о том, что можно изменить.
Это касается тех моментов, когда вы хотите нацелить сотрудника на развитие определенных навыков и корректировке поведения. Не сработает следующее: «Да, кажется у нас проблема. Вряд ли получится завоевать расположение клиентов с таким тихим голосом».
Но встает вопрос, чем думал руководитель, когда принимал на работу сотрудника. Теперь придется помочь ему развить нужные для работы качества! Например: «А что если тебе сесть с этой стороны? Думаю, клиенты будут лучше тебя слышать. И да, может быть, попробуем использовать в работе микрофон?»
Применяя правильно основные принципы предоставления обратной связи, вы скоро заметите, насколько продуктивнее стали ваши встречи с сотрудниками.
Техники обратной связи
Активный процесс обратной связи подразумевает качественное понимание сообщения или действия.
Структурно
Правильный бутерброд
Неправильно
На практике используются три ключевых техники активного слушания при обратной связи:
- Выяснение – задаем собеседнику дополнительные вопросы, позволяющие узнать больше информации о теме разговора. Таким образом демонстрируем свой интерес к предмету разговора.
- Перефразирование – своими словами пересказываем услышанную информацию. Подобная техника позволяет лучше освоить материал и дополнить его новыми фактами.
- Резюмирование – делает выводы об услышанной информации, подытоживаем ключевые моменты. К примеру: «Ваша задача заключается в том, чтобы…», «Таким образом, назначение данного предмета состоит в…».
14.3. Примеры цепей с обратной связью
Масштабный усилитель с неинвертирующим входом
На рис. 14.6, а изображена цепь на ОУ, предназначенная для масштабирования напряжения, а на рис. 14.6, б – ее схема замещения с зависимым источником типа ИНУН. Получим передаточную функцию этой цепи как цепи с обратной связью, используя формулу (14.4).
Цепью обратной связи на схеме рис. 14.6 служит Г-образный делитель напряжения, составленный из резистивных сопротивлений R и R1. Выходное напряжение усилителя U2 поступает на вход цепи ОС (узлы 2—4); напряжение ОС U3 снимается с резистора R1 (узлы 3—4). Передаточная функция по напряжению цепи ОС
Воспользуемся формулой (14.4) и учтем, что входное напряжение U1 и напряжение обратной связи U3 не суммируются, а вычитаются. Тогда получим передаточную функцию масштабного усилителя:
Учитывая, что в реальных ОУ значение , окончательно имеем:
Звено на ОУ с частотно-зависимой ОС
Звено такого вида представлено на рис. 14.7, а, а его схема замещения – на рис. 14.7, б. Чтобы проанализировать прямой путь прохождения сигнала и путь прохождения сигнала ОС, необходимо воспользоваться методом наложения. Для этого следует поочередно исключать источники входного напряжения и напряжения обратной связи, заменяя их внутренним сопротивлением. В случае идеальных источников напряжения (рис. 14.17, б) их внутреннее сопротивление равно нулю. Из схемы замещения следует, что напряжение U1, приложенное к звену, ослабляется входной цепью, представляющей собой Г-образный делитель напряжения с сопротивлениями Z1 и Z в плечах (рис. 14.7, в). Передаточная функция по напряжению такого делителя равна
Цепь обратной связи (рис. 14.7, г) также является Г-образным четырехполюсником с передаточной функцией
Коэффициент усиления ОУ Hу = –Hu.
В соответствии с формулой (14.4) получаем, передаточную функцию звена:
Учитывая, что , получаем:
Данное звено может выполнять различные функции в зависимости от вида сопротивлений Z и Z1. При Z = R и Z1 = R1 звено превращается в инвертирующий масштабный усилитель (см. гл. 2); при Z = l jw C и Z1 = R – в интегратор; при Z = R и Z1 = = l jw C – в дифференциатор.
Звено второго порядка с регулируемым коэффициентом усиления
Схема звена показана на рис. 14.8, а. Усилитель с регулируемым коэффициентом усиления К может быть выполнен либо на транзисторных каскадах, либо на ОУ по схеме рис. 14.6, a, либо на других активных элементах. В схеме замещения на рис. 14.8, б он представлен идеальным ИНУН.
Анализ прохождения входного сигнала и сигнала в цепи ОС показывает, что звено имеет входную цепь, изображенную на рис. 14.8, в и цепь ОС, показанную на рис. 14.8, г. Передаточные функции этих цепей можно получить матричным методом, например, рассматривая каждую цепь как каскадное соединение соответствующих Г-образных четырехполюсников.
Для входной цепи
Для цепи ОС
С учетом (14.3) получим передаточную функцию звена
Коэффициент передачи усилителя Ну(р) = К. Тогда, подставляя (14.6) и (14,7) в (14.8), после преобразований имеем
Моделирование передаточных функций общего вида
Передаточная функция линейной цепи представляется согласно (7.41) в виде рациональной дроби:
Приведя (14.9) к общему знаменателю, получим:
Это равенство можно переписать в виде
Так как операции l pm соответствует m-кратное интегрирование, то последнему уравнению соответствует структурная схема, изображенная на рис. 14.9.
Таким образом, с помощью интеграторов, сумматоров, масштабных усилителей, умножителей может быть реализована передаточная функция Н(р) достаточно общего вида.
Определение стабильности цифровой петли обратной связи с помощью билинейного преобразования
Если для формирования компенсации в петле обратной связи используется цифровой сигнальный процессор DSP (англ. DSP — Digital Signal Processor), стабильность такого цифрового контура может быть достигнута с помощью преобразования Лапласа для систем с дискретными сигналами.
В такой цифровой системе в качестве входного сигнала предусмотрен уже не непрерывный во времени сигнал, а дискретный в виде выборок с определенной частотой, называемой частотой дискретизации. Таким образом, значения переменных в s-плоскости должны быть преобразованы в дискретные значения Z-плоскости с выборкой по времени с помощью билинейного преобразования, известного как преобразование Тастина.
Результатом данного отображения является то, что устойчивая область в Z-плоскости превращается в окружность с радиусом, равным 1, в так называемую единичную окружность (рис. 17).
Рис. 17. Единичная окружность Z-плоскости
Удаленный правый край окружности (w = 0) представляет собой постоянный ток. Удаленный левый край окружности представляет собой частоту наложения спектров. Любые полюса, которые лежат вне этого круга, будут неустойчивыми. Полюса петли обратной связи теперь могут быть нанесены в Z-плоскости. Положения полюсов представляют нормированные отклики на частоту дискретизации, в отличие от сигналов непрерывных по времени, как это представлялось в S-плоскости.
Цифровая компенсация, во-первых, использует частоту дискретизации цифрового сигнального процессора, которая намного выше, чем системная частота перехода, так что любые расчеты являются точными. Для того чтобы найти значения параметров компенсации, здесь возможны два общих подхода. Первый — переработка в цифровую форму параметров компенсации на основе первичной разработки аналоговой системы управления, а второй — прямая разработка уже непосредственно цифрового управления. При переносе аналогового управления в цифровой вариант первоначально устанавливается линейная модель импульсного преобразователя. Причем компенсация петли обратной связи моделируется обычно в S-плоскости. А потом, для того чтобы завершить проектирование уже цифровой компенсации, результаты полученной аналоговой компенсации отображаются в z-плоскость. При непосредственном подходе к проектированию цифрового управления дискретная модель импульсного преобразователя является полностью моделируемой с использованием цифрового управления, а решение в части компенсации рассчитывается непосредственно в Z-плоскости. Это требует применения точных моделей всех аналоговых элементов, а моделирование осуществляется с помощью таких программ, как Spice или Matlab.
Результат обоих методов один и тот же — рассчитанная матрица значений сохраняется как таблица преобразования. DSP или микроконтроллер будут получать оцифрованный входной сигнал, вводить его для вычисления в матрицу, а на выходе иметь полученное значение либо как аналоговый сигнал управления, либо, что используется чаще всего, как скорректированный выходной сигнал управления непосредственно самого ШИМ-драйвера. В последнем случае схемы компаратора и цепи формирования ШИМ также будут синтезированы в цифровом виде. Это исключает ошибки контура аналогового управления, связанные с компенсацией наклона, и нестабильность RHP. Если требуется обрабатывать иной режим работы компенсации обратной связи на отклик, то цифровой контроллер может плавно переключаться между таблицами преобразования без сброса выхода преобразователя. Это уникальная способность, не свойственная аналоговым контроллерам. Таким образом, количество компромиссов, которым нужно следовать при выборе необходимой характеристики компенсации, значительно снижается.
Именно это отсутствие компромиссов и способность буквально мгновенно переключаться между быстрой переходной характеристикой или стабильным выходом и делает цифровой контур обратной связи таким привлекательным. Поскольку стоимость микроконтроллеров продолжает снижаться, то все больше и больше DC/DC-преобразователей будут мигрировать в сторону контроллеров с полностью цифровыми или гибридными петлями обратной связи.
Последовательная обратная связь по напряжению
Последовательная обратная связь по напряжению образуется подключением входа цепи ОС параллельно сопротивлению нагрузки RH, а выхода цепи ОС – последовательно с входом усилителя.
Структурная схема усилителя с последовательной цепью ОС по напряжению.
В последовательной обратной связи по напряжению входное напряжение UСВ равно выходному напряжению на нагрузке UН. В тоже время сумма выходного напряжения цепи ОС UОС и напряжения источника сигнала UСИГ равна входному напряжению усилителя UВХ.
Таким образом, последовательная ОС по напряжению уменьшает своё действие при увеличении сопротивлению источника сигнала и уменьшении сопротивления нагрузки и выходного сопротивления усилителя. В случае, когда на выходе короткое замыкание, а также в режиме холостого хода на входе данный вид ОС перестаёт действовать.
Всего один биполярный транзистор
Самая простая схема для буферизации выходного тока операционного усилителя выглядит так:
Рисунок 1 – Схема для буферизации выходного тока операционного усилителя на биполярном транзисторе
А вот соответствующая схема LTspice:
Рисунок 2 – Схема для буферизации выходного тока операционного усилителя на биполярном транзисторе в LTspice
Давайте получим четкое понимание идеи этой схемы, прежде чем двигаться дальше. Входной сигнал подается на неинвертирующий вход операционного усилителя, а выход ОУ подключается непосредственно к базе биполярного транзистора. Операционный усилитель и биполярный транзистор могут использовать один и тот же положительный источник питания, но в этом случае мы предполагаем, что доступны два напряжения – источник питания 5 В для маломощных, малошумящих схем и 12 В для мощной части проекта. Значение резистора нагрузки очень низкое, поэтому выходные напряжения более 200 мВ, приложенные непосредственно к нагрузке, потребуют большего выходного тока, чем может обеспечить LT6203. Транзистор, выбранный в схеме LTspice, может работать с токами около 1000 мА, что означает, что он подходит для напряжений на нагрузке до 5 В.
Ключевым моментом этой схемы является соединение обратной связи. Помните «виртуальное короткое замыкание»: при анализе операционного усилителя в схеме с отрицательной обратной связью мы можем предположить, что напряжение на неинвертирующем входе равно напряжению на инвертирующем входе. Уже одно это говорит нам о том, что выходное напряжение (то есть напряжение на нагрузке) будет равно входному напряжению. Но давайте пойдем немного глубже, чтобы убедиться, что мы действительно понимаем, что происходит; виртуальное короткое замыкание – это своего рода суеверие, которое может отвлечь нас от реальной работы операционного усилителя. Операционный усилитель умножает дифференциальное входное напряжение на очень большой коэффициент усиления. Таким образом, с отрицательной обратной связью операционный усилитель быстро достигает равновесия, потому что большие изменения выходного напряжения уменьшают дифференциальное напряжение, которое вызывает эти самые выходные изменения. В этом состоянии равновесия выход стабилизируется при любом напряжении, что устраняет разницу между напряжениями на инвертирующем и неинвертирующем входах – иными словами, операционный усилитель автоматически регулирует свой выходной сигнал любым способом, необходимым для того, чтобы Vвх– было равно Vвх+.
В контексте этой схемы буферизации выходного сигнала операционный усилитель автоматически генерирует любое выходное напряжение, необходимое для того, чтобы сделать напряжение эмиттера биполярного транзистора равным входному напряжению. Подумайте, насколько сложно это было бы в ситуации разомкнутой петли – каким-то образом необходимо было бы рассчитать соотношение между входным и выходным сигналами усилителя, чтобы компенсировать падение напряжения база-эмиттер биполярного транзистора, которое не является ни линейным, ни предсказуемым. Но с операционным усилителем и некоторой отрицательной связью проблема становится тривиальной.
Давайте подкрепим это понимание идеи парой симуляций. Первая не очень захватывающая; она просто подтверждает, что выходное напряжение следует за входным напряжением (график входного напряжения Vin скрыт под графиком выходного напряжения Vout):
Рисунок 3 – График входного и выходного напряжений схемы
На следующем графике показано, что должно быть на выходном выводе операционного усилителя, чтобы обеспечить нужное напряжение на нагрузке.
Рисунок 4 – График входного напряжения схемы, выходного напряжения операционного усилителя и выходного напряжения схемы
Анализ альтернативного подхода
Этот пример удачно иллюстрирует преимущества и интуитивные аспекты этого альтернативного подхода к анализу устойчивости:
Визуальная природа этих двух кривых делает необходимую информацию (т. е. является ли моя схема достаточно устойчивой) сразу явной. При необходимости подробную информацию о запасе по усилению или по фазе можно получить позже, построив график петлевого усиления.
Отдельные кривые A и 1/β быстро дают полезную информацию о факторах, влияющих на устойчивость. В этом случае, очевидно, что виновником является амплитудно-частотная характеристика схемы с обратной связью. Особенно учитывая, что, продлив амплитудно-частотную характеристику схемы с обратной связью на низких частотах до кривой коэффициента усиления без обратной связи, мы можем подтвердить, что схема была бы достаточно устойчивой, если бы цепь обратной связи не зависела от частоты.
Рисунок 4 – Что было бы, если бы цепь обратной связи была частотно-независимой
Расстояние между полюсом обратной связи и кривой коэффициента усиления без обратной связи дает приблизительную, хотя и полезную информацию о том, насколько нам нужно подстроить амплитудно-частотную характеристику цепи обратной связи, чтобы сделать эту схему достаточно устойчивой, кривая 20lg(1/β) должна быть плоской (т.е. наклон = 0), когда она пересекает кривую 20lg(A).
Рисунок 5 – Определение того, насколько схема усилителя далека от устойчивости
Этот метод проясняет, что частота полюса цепи обратной связи должна быть выше частоты пересечения, как показано на следующем графике, который включает в себя кривые для нескольких цепей обратной связи с различными значениями емкости. На этом графике также приведены соответствующие запасы по фазе (полученные с помощью стандартного анализа петлевого коэффициента усиления) для каждой кривой, чтобы дать вам представление о взаимосвязи между запасом по фазе и более наглядной информацией об устойчивости, передаваемой пересечением кривых 20lg(A) и 20lg(1/β).
Рисунок 6 – Изменение устойчивости схемы в зависимости от частоты полюса цепи обратной связи (в данном случае, от значения емкости конденсатора)
Для этой схемы и других подобных ей график A и 1/β помогает нам визуализировать то, что в противном случае могло бы вызвать путаницу. В предыдущих статьях мы видели, что более высокий коэффициент усиления с обратной связью делает усилитель с отрицательной обратной связью более устойчивым. Но подождите! У нас есть полюс в цепи обратной связи, что приводит к коэффициенту усиления с обратной связью, который явно увеличивается с ростом частоты, но схема менее устойчива. В чем дело? Разница между наклонами примерно в 40 дБ/декада сразу же говорит нам о том, что у нас есть проблемы с устойчивостью
Кроме того, важность наклонов и расположения полюсов в этом аналитическом методе помогает нам помнить, что устойчивость в основном связана со сдвигом фазы, который вызывается полюсами (и нулями). Вот почему, когда β является функцией от частоты, более высокий коэффициент усиления с обратной связью может привести к неустойчивости: полюс в цепи обратной связи также вносит дополнительный сдвиг фазы, что приводит к большему суммарному сдвигу фазы в схеме с обратной связью, когда значение петлевого усиления достигает единицы.
Рисунок 7 – Полюс в цепи обратной связи также вносит дополнительный сдвиг фазы
Примеры
Вам будет интересно:Миссия в менеджменте — это… Определение, особенности, задачи
Как часто после диалога у вас остается осадок, и вы думаете, что вы не поняли собеседника? Если такое чувство у вас возникает постоянно, то берите на вооружение обратную связь. Примеры подобных диалогов можно встретить в жизни каждую минуту. Например, мама спрашивает у сына, сделал ли он уроки, и мальчик решает сменить тему, не давая обратную связь, чтобы уйти от ответа. Это явный пример того, что человек что-то недоговаривает или врет. Лицо, которому нечего скрывать, всегда будет давать обратную реакцию на ваши слова.
Также часто приемы обратной связи можно встретить на совещании в любом офисе. После того как закончится планерка, руководитель будет раздавать каждому члену коллектива или же отделу задания, а затем ждать от ответственного лица ответной реакции, чтобы убедиться, что задание принято в работу.
Польза обратной связи
В ней нуждаются сотрудники любого уровня – и рядовые и топ-менеджеры
Каждому важно понимать, все ли делают правильно, приносят ли пользу компании, эффективен ли их труд, ценят ли их, признают ли усилия. Неправильная подача обратной связи с грубым нарушением границ или полное ее отсутствие снижают желание эффективно работать и лишают ориентиров развития.
В то же время для руководителя обратная связь – это инструмент, который позволяет:
- поддерживать высокий уровень мотивации сотрудников, выразить признание;
- влиять на самооценку, изменить ожидания;
- повышать продуктивность и общую эффективность труда;
- определять четкие цели и выявить задачи, стоящие перед подчиненными;
- выяснять причины нежелательного поведения;
- корректировать поведение сотрудников, так же как и их ожидания относительно использования возможностей ситуации;
- давать подчиненным ориентир развития;
- налаживать взаимопонимание и доверие;
- формировать команду, развивать сплоченность и сработанность в коллективе.
- поддерживать доброжелательную атмосферу в компании;
- понимать, какой инструмент или процесс не дает должного результата;
- определять, какие области проседают и требуют модернизации для обеспечения устойчивого роста, прогресса организации;
- понимать степень удовлетворения подопечных работой в компании или коллективе.
