Niestety nie udzielę tutaj odpowiedzi na to pytanie :) gdyż każdy z wymienionych rodzajów sprzężeń ma swoje zalety i wady.
Na rysunku 1 blok o wzmocnieniu k posiada w rzeczywistości ograniczenia pasma częstotliwości, zarówno od dołu (transformator wyjściowy i kondensatory sprzęgające) jak i od góry (transformator wyjściowy, pojemności wejściowe lamp). Właśnie ten fakt doprowadza niejednego konstruktora do płaczu ;-)
Rys.1. Typowy schemat pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego. Blok k w ogólnym przypadku może ograniczać pasmo.
Obiekt 1 rzędu, zarówno FDP (filtr dolno-przepustowy) jak i FGP wyróżnia się szczególnie od pozostałych filtrów - nie posiada drgań własnych. Ponadto charakteryzuje się tylko 1 parametrem - częstotliwością graniczną. W związku z tym USZ może tylko tę wartość naruszyć. Przykładowo FDP 1 rzędu ma transmitancję
(1)
Mamy tutaj przemnożenie wzmocnienia k przez czynnik zależny od częstotliwości (pulsacji). Po objęciu takiego obiektu pętlą USZ otrzymujemy
(2)
czyli również FDP 1 rzędu, ale o zwiększonej częstotliwości granicznej (pulsacji) w stosunku
(3)
Tyle samo zmniejszyło się też wzmocnienie. Po załączeniu USZ nie zatraciliśmy podstawowej cechy filtra 1 rzędu - braku drgań własnych, o czym świadczy nienaruszona w stosunku do nie drgającego (1) postać wyrażenia (2).
Weźmy teraz pod uwagę FDP 2 rzędu, przykładowo bikwadratowy o transmitancji
(4)
Dochodzi tutaj dodatkowy parametr dobroci filtra Q. Trzeba też zaznaczyć, że obiekt ten normalnie posiada drgania własne (gasnące), tym większe im większa wartość Q.
Postępując analogicznie j.w. załączamy USZ, uzyskując wyrażenie
(5)
Zauważamy, że:
wzmocnienie spadło 1+k*beta razy,
tyleż samo razy wzrosła dobroć,
został naruszony współczynnik przy s^2 - to już nie jest ten sam obiekt.
Zatem występuje wpływ USZ na każdy parametr tego filtra (podobnie zresztą jak w 1 rzędu). W praktyce szczególnie dokuczliwy jest wzrost dobroci, powodujący zwiększanie drgań gasnących, a w skrajnych przypadkach - wzbudzenie. Te drgania gasnące objawiają się np. w postaci nieczystych wysokich tonów.
Jednak w praktyce mamy do czynienia z obiektami wyższego rzędu o charakterystyce korzystniejszej do współpracy z USZ, niż filtr bikwadratowy. Można je zamodelować np. dwoma stopniami 1 rzędu o znacznie rozsuniętych częstotliwościach granicznych.
Wynikają z powyższego następujące zalety lokalnego USZ, obejmującego swym zasięgiem obiekt jedynie 1 rzędu:
stabilność,
"czystość" dźwięku (brak oscylacji gasnących).
Jednak, jak się dalej okaże, USZ globalne też ma swojego "asa" w rękawie.
Przyrównajmy oba rodzaje sprzężeń (rys.2 i 3).
|
Rys.2. Lokalne USZ. |
Rys.3. Globalne USZ. |
Zakładając równość
(6)
przedstawiam porównanie obu rodzajów sprzężeń od We do Wy na rysunkach 2 i 3:
| Parametr | USZ lokalne | USZ globalne | Uwagi |
| Wzmocnienie |
|
|
|
| Wzmocnienie przy
|
|
|
W praktyce przy beta<1 wzmocnienie z globalnym jest mniejsze |
| Wzmocnienie
przy
|
1 | 1 | |
| Krotność zmniejszenia na
wyjściu zniekształceń nieliniowych przy
|
|
|
Większa skuteczność globalnego |
Tak więc w skrajnym przypadku (podane warunki) skuteczność USZ globalnego jest przy 2 stopniach wzmocnienia k razy większa. Dla n stopni wzmocnienia będzie to przewaga
krotna nad lokalnym USZ.
Jeśli przyjąć za kryterium porównawcze tylko te wyżej wymienione (a jest ich dużo więcej), można powiedzieć, że:
sprzężenie lokalne, obejmujące swym zasięgiem obiekt jedynie 1 rzędu, ma lepsze parametry dynamiczne,
globalne zachowuje lepsze parametry statyczne.
© Copyright Krzysztof Kolisz, 2002-05-27
