Active-Error-Feedback

Die nebenstehende Anordnung enthält zwar eine Gegenkopplungsschleife, gesamt betrachtet handelt es sich um das Fehlerkorrektur-Prinzip. Die Regelschleife aus ${\displaystyle G_{2}}$ und ${\displaystyle \beta }$ regelt solange, bis die Abweichung des Ausgangs- zum Eingangssignal gegen null geht und kompensiert damit die von ${\displaystyle G_{1}}$ eingebrachten Abweichungen.

${\displaystyle G_{\text{gesamt}}=\left(G_{1}+G_{2}\right)\cdot {\frac {1}{1+G_{2}\cdot \beta }}}$

${\displaystyle G_{2}\rightarrow \infty \land G_{2}\gg G_{1}\Rightarrow G_{\text{gesamt}}\approx {\frac {1}{\beta }}}$

Damit nur Linearitätsfehler korrigiert werden gilt:

${\displaystyle G_{1}\approx {\frac {1}{\beta }}}$

Durch diese Struktur bleiben die von Gegenkopplung bekannten Stabilitätsprobleme erhalten. Die Verlagerung der Schleife zu ${\displaystyle G_{2}}$ bietet Vorteile, denn das Korrektursignal hat eine deutlich kleinere Amplitude und ${\displaystyle G_{2}}$ kann daher grundsätzlich anders ausgelegt werden als ${\displaystyle G_{1}}$.

Bei der zweiten Variante des Error-Feedback-Prinzips agiert nur ${\displaystyle G_{1}}$ als Leistungsverstärker. Durch entsprechendes Übertragungsverhalten von ${\displaystyle G_{2}}$ bleibt die Fehlerkorrektur auf den unteren Frequenzbereich beschränkt und daher minimiert sich die Gefahr der Schwingungsneigung. Nur ein einziges leistungsverstärktes Signal liegt am Ausgang, eine Addition von Ausgangssignalen entfällt, dies verringert die Verluste, Rückwirkung und den Ausgangswiderstand.

${\displaystyle G_{\text{gesamt}}={\frac {G_{1}\cdot \left(1+G_{2}\right)}{1+G_{1}\cdot G_{2}\cdot \beta }}}$

${\displaystyle G_{2}\ \rightarrow \ \infty \ \land \ G_{2}\gg G_{1}\ \Rightarrow \ G_{\text{gesamt}}\approx {\frac {1}{\beta }}}$

Damit nur Linearitätsfehler korrigiert werden gilt:

${\displaystyle G_{1}\approx {\frac {1}{\beta }}}$

Hawksford

Die ungewöhnlichste Variante machte Malcolm Hawksford für Audio-Verstärker populär. Das Verständnis zur Funktionsweise ist nicht trivial. Hier knapp zusammengefasst die mathematische Herleitung:

Parallelstruktur aus ${\displaystyle G_{1}}$, ${\displaystyle \beta }$ und unterem Additionspunkt zusammenfassen:

${\displaystyle 1-G_{1}\cdot \beta }$

Kreisstruktur aus ${\displaystyle G_{2}}$ und obiger Parallelstruktur auflösen:

${\displaystyle {\frac {1}{1-G_{2}\cdot \left(1-G_{1}\cdot \beta \right)}}}$

Für das Auslagern des Ausgangssignal aus der Parallelstruktur den Knoten hinter ${\displaystyle G_{1}}$ nach vorne verschieben und anschließend mit der Kreisstruktur zusammenführen (Verschiebungsregeln):

${\displaystyle G_{\text{gesamt}}=G_{1}\cdot G_{\circ }}$

${\displaystyle G_{\text{gesamt}}=G_{1}\cdot {\frac {1}{1-G_{2}\cdot \left(1-G_{1}\cdot \beta \right)}}}$

${\displaystyle G_{2}=1\ \Rightarrow \ G_{\text{gesamt}}={\frac {1}{\beta }}}$

Damit nur Linearitätsfehler korrigiert werden gilt:

${\displaystyle G_{1}\approx {\frac {1}{\beta }}}$

Als besonders vorteilhaft erweist sich, dass ${\displaystyle G_{2}}$ nur eine geringe Verstärkung von eins erfordert. Das erhöht die Stabilität der Schaltung gegenüber Eigenschwingungen.

Anmerkung: Die Gleichungen sind nur bei geringen Verzerrungen zur Stabilitätsanalyse geeignet, da ${\displaystyle G_{1}}$ nichtlinear ist und damit die LZI-Bedingungen nicht vollständig erfüllt sind.

Current Dumping

Auch Verstärker mit dem Konzept des Current Dumping gehören in die Kategorie der Fehlerkorrektur. Der Dumper ist ein Klasse-B-Gegentaktverstärker, der Verstärker ${\displaystyle G_{2}}$ dagegen ein verzerrungsarmer Klasse-A-Verstärker und liefert nur ein hundertstel der Ausgangsleistung des Dumpers.

1975 von P. J. Walter als Patent eingereicht und erteilt worden.

NDFL

Nested differenciating Feedback Loops (geschachtelte differenzierende Rückkopplungsschleifen) sind eine Entwicklung von Edward M. Cherry, durch welche die Phasentreue auch bei schnell veränderten Signalen erhalten bleibt.