3.5: Limitaciones en el uso de comentarios negativos

A partir de la discusión anterior, bien puede pensar que los comentarios negativos pueden hacer casi cualquier cosa, menos que curar un día lluvioso. Tal no es el caso. Sí, la retroalimentación negativa puede reducir drásticamente la distorsión y aumentar el ancho de banda. Sí, puede tener un efecto muy profundo en la impedancia de entrada y salida. Y sí, ciertamente sí estabiliza nuestras ganancias. Entonces, ¿cuál es el problema? Como todas las cosas, la retroalimentación negativa tiene limitaciones específicas. Lo primero que debes tener en cuenta es que\(S\) es una función de frecuencia. Esto fue representado gráficamente en la Figura 3.3.2. La cantidad de cambio visto en impedancias y distorsión es una función de\(S\), se deduce que estos cambios deben ser una función de la frecuencia. Debido a que\(S\) disminuye a medida que aumenta la frecuencia, los efectos de la retroalimentación negativa disminuyen también. Por ejemplo, si un amplificador SP tiene un bucle abierto\(Z_{in}\) de 200 k\(\Omega\) y la baja frecuencia\(S\) es 500, el resultado\(Z_{in}\) con retroalimentación es de 100\(\Omega\) M. Si aumentamos la frecuencia de entrada más allá del bucle abierto\(f_2\), la ganancia de bucle abierto cae y, por lo tanto,\(S\) cae. Una década arriba, solo\(S\) serán 50, por lo que el\(Z_{in}\) con retroalimentación solo será de 10 M\(\Omega\). Si este amplificador tiene una menor frecuencia de ruptura (\(f_1\)),\(S\) caerá a medida que se reduzca la frecuencia (abajo\(f_1\)). El mismo tipo de cosas ocurre con la distorsión, sin embargo, los armónicos cada uno ve un diferente\(S\), por lo que el cálculo está un poco más involucrado. Junto con la reducción en la ganancia, también hay un cambio de fase. Si la fase alrededor del bucle de retroalimentación varía de -180\(^{\circ}\), se produce una cancelación incompleta y, por lo tanto, se disminuyen los efectos de la retroalimentación. El resultado final es que los efectos de la retroalimentación negativa se debilitan a medida que nos acercamos a los extremos de frecuencia.

El otro elemento que hay que tener en cuenta es el hecho de que la retroalimentación negativa no cambia características fundamentales específicas del amplificador. La retroalimentación negativa no puede hacer que un circuito haga algo más allá de sus parámetros operativos. Por ejemplo, la retroalimentación no tiene ningún efecto sobre el nivel de recorte (punto de saturación). Además, la retroalimentación no tiene ningún efecto sobre la tasa de respuesta (la tasa máxima de cambio de la señal de salida, y un elemento que examinaremos en un capítulo posterior). En realidad, cuando un amplificador gira, la retroalimentación se bloquea de manera efectiva. Ya no se devuelve una señal de salida precisa a la entrada, pero el amplificador no puede corregir los errores más rápido de lo que ya es. De manera similar, aunque la retroalimentación se puede usar para disminuir la impedancia de salida de un sistema, esto no implica que el sistema pueda producir más corriente de salida.

Un posible “problema” con la retroalimentación negativa es realmente culpa del diseñador. Puede ser muy tentador diseñar descuidadamente un amplificador con malas características y luego corregirlos con grandes cantidades de retroalimentación. No importa la cantidad de comentarios que utilices, el resultado nunca será tan bueno como un sistema que fue diseñado cuidadosamente desde el principio. Un ejemplo de este efecto se puede ver con TIMD (Transient Inter-Modulation Distortion). TIMD es una función de las no linealidades en las primeras etapas de un amplificador, y la aplicación excesiva de retroalimentación negativa no lo eliminará. Por otro lado, si las etapas iniciales del sistema están diseñadas adecuadamente, TIMD no es probable que sea un problema. ¹

Referencias

¹ Ver E.M.Cherry y K.P.Dabke, “Distorsión de intermodulación transitoria- Parte 2: No linealidad suave”, Revista de la Sociedad de Ingeniería de Audio, Vol.34 No.1/2 (1986): 19—35