第17章_電子電路中的反饋

第17章電子電路中的反饋 17 1反饋的基本概念 17 2放大電路中的負反饋 17 3振蕩電路中的正反饋 第17章電子電路中的反饋 本章要求 1 能判別電子電路中的直流反饋和交流反饋 正反饋和負反饋以及負反饋的四種類型 2 了解負反饋對放大電路工作性能的影響 17 1 1負反饋與正反饋 將放大電路輸出端的信號 電壓或電流 的一部分或全部通過某種電路引回到輸入端 17 1反饋的基本概念 通過RE將輸出電流反饋到輸入端 通過RE將輸出電壓反饋到輸入端 即反饋電路 反饋 b 帶反饋 a 不帶反饋 電子電路方框圖 凈輸入信號 反饋信號 輸出信號 凈輸入信號 F 反饋電路 比較環(huán)節(jié) 輸入信號 基本放大電路 若三者同相 則Xd Xi Xf 即Xd Xi 此時 反饋信號削弱了凈輸入信號 電路為負反饋 若Xd Xi 即反饋信號起了增強了凈輸入信號的作用則為正反饋 17 1 2負反饋與正反饋的判別方法 利用瞬時極性法判別負反饋與正反饋的步驟 4 若反信號與輸入信號加在同一輸入端 或同一電極 上 兩者極性相反時 凈輸入電壓減小 為負反饋 反之 極性相同為正反饋 3 若反饋信號與輸入信號加在不同輸入端 或兩個電極 上 兩者極性相同時 凈輸入電壓減小 為負反饋 反之 極性相反為正反饋 1 設接 地 參考點的電位為零 設輸入電壓ui為正 差值電壓ud ui uf 各電壓的實際方向如圖 uf減小了凈輸入電壓 差值電壓 負反饋 例1 例2 設輸入電壓ui為正 差值電壓ud ui uf 各電壓的實際方向如圖 uf增大了凈輸入電壓 正反饋 在放大電路中 出現(xiàn)正反饋將使放大器產生自激振蕩 使放大器不能正常工作 例3 設輸入電壓ui為正 差值電壓ube ui uf 各電壓的實際方向如圖 uf減小了凈輸入電壓 負反饋 交流通路 交 直流分量的信號均可通過RE 所以RE引入的是交 直流反饋 如果有發(fā)射極旁路電容 RE中僅有直流分量的信號通過 這時RE引入的則是直流反饋 17 2放大電路中的負反饋 17 2 1負反饋的分類 1 根據(jù)反饋所采樣的信號不同 可以分為電壓反饋和電流反饋 如果反饋信號取自輸出電壓 叫電壓反饋 2 根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同 可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋 反饋信號與輸入信號串聯(lián) 即反饋信號與輸入信號以電壓形式作比較 稱為串聯(lián)反饋 反饋信號與輸入信號并聯(lián) 即反饋信號與輸入信號以電流形式作比較 稱為并聯(lián)反饋 如果反饋信號取自輸出電流 叫電流反饋 1 串聯(lián)電壓負反饋 設輸入電壓ui為正 差值電壓ud ui uf uf削弱了凈輸入電壓 差值電壓 負反饋 反饋電壓 取自輸出電壓 電壓反饋 反饋信號與輸入信號在輸入端以電壓的形式比較 串聯(lián)反饋 a 電路 各電壓的實際方向如圖 b 方框圖 2 并聯(lián)電壓負反饋 設輸入電壓ui為正 差值電流id i1 if 各電流的實際方向如圖 if削弱了凈輸入電流 差值電流 負反饋 反饋電流 取自輸出電壓 電壓反饋 反饋信號與輸入信號在輸入端以電流的形式較 并聯(lián)反饋 a 電路 b 方框圖 3 串聯(lián)電流負反饋 設輸入電壓ui為正 差值電壓ud ui uf 各電壓的實際方向如圖 uf削弱了凈輸入電壓 差值電壓 負反饋 反饋電壓 取自輸出電流 電流反饋 反饋信號與輸入信號在輸入端以電壓的形式比較 串聯(lián)反饋 uf Rio 特點 輸出電流io與負載電阻RL無關 同相輸入恒流源電路或電壓 電流變換電路 a 電路 b 方框圖 4 并聯(lián)電流負反饋 設輸入電壓ui為正 差值電流id i1 if 各電流的實際方向如圖 if削弱了凈輸入電流 差值電流 負反饋 反饋電流 取自輸出電流 電流反饋 反饋信號與輸入信號在輸入端以電流的形式比較 并聯(lián)反饋 a 電路 b 方框圖 iR 4 并聯(lián)電流負反饋 特點 輸出電流io與負載電阻RL無關 反相輸入恒流源電路 a 電路 反饋電流 運算放大器電路反饋類型的判別方法 1 反饋電路直接從輸出端引出的 是電壓反饋 從負載電阻RL的靠近 地 端引出的 是電流反饋 2 輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端 同相和反相 上的 是串聯(lián)反饋 加在同一個輸入端 同相或反相 上的 是并聯(lián)反饋 3 對串聯(lián)反饋 輸入信號和反饋信號的極性相同時 是負反饋 極性相反時 是正反饋 4 對并聯(lián)反饋 凈輸入電流等于輸入電流和反饋電流之差時 是負反饋 否則是正反饋 例1 試判別下圖放大電路中從運算放大器A2輸出端引至A1輸入端的是何種類型的反饋電路 解 因反饋電路直接從運算放大器A2的輸出端引出 所以是電壓反饋 因輸入信號和反饋信號分別加在反相輸入端和同相輸入端上 所以是串聯(lián)反饋 因輸入信號和反饋信號的極性相同 所以是負反饋 串聯(lián)電壓負反饋 先在圖中標出各點的瞬時極性及反饋信號 例2 試判別下圖放大電路中從運算放大器A2輸出端引至A1輸入端的是何種類型的反饋電路 解 因反饋電路是從運算放大器A2的負載電阻RL的靠近 地 端引出的 所以是電流反饋 因輸入信號和反饋信號均加在同相輸入端上 所以是并聯(lián)反饋 因凈輸入電流id等于輸入電流和反饋電流差 所以是負反饋 并聯(lián)電流負反饋 17 2 2負反饋對放大電路工作性能的影響 反饋放大電路的基本方程 反饋系數(shù) 凈輸入信號 開環(huán)放大倍數(shù) 閉環(huán)放大倍數(shù) 1 降低放大倍數(shù) 負反饋使放大倍數(shù)下降 則有 1 AF 稱為反饋深度 其值愈大 負反饋作用愈強 Af也就愈小 射極輸出器 不帶旁路電容的共射放大電路的電壓放大倍數(shù)較低就是因為電路中引入了負反饋 2 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 引入負反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高 放大倍數(shù)下降至1 1 AF 倍 其穩(wěn)定性提高1 AF倍 若AF 1 稱為深度負反饋 此時 在深度負反饋的情況下 閉環(huán)放大倍數(shù)僅與反饋電路的參數(shù)有關 3 改善波形失真 負反饋是利用失真的波形來改善波形的失真 因此只能減小失真 而不能完全消除失真 加入負反饋 無負反饋 F uf 略小 略大 接近正弦波 略大 略小 4 展寬通頻帶 引入負反饋使電路的通頻帶寬度增加 無負反饋 有負反饋 負反饋展寬通頻帶 5 對放大電路輸入電阻的影響 在同樣的ib下 ui ube uf ube 所以rif提高 1 串聯(lián)負反饋 無負反饋時 有負反饋時 使電路的輸入電阻提高 無負反饋時 有負反饋時 在同樣的ube下 ii ib if ib 所以rif降低 2 并聯(lián)負反饋 使電路的輸入電阻降低 電壓負反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用 即有恒壓輸出特性 故輸出電阻降低 電流負反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用 即有恒流輸出特性 故輸出電阻提高 1 電壓負反饋使電路的輸出電阻降低 2 電流負反饋使電路的輸出電阻提高 6 對放大電路輸出電阻的影響 表17 2 1四種負反饋類型對ri和ro的影響 ri ro 串聯(lián)電壓 增高 并聯(lián)電流 并聯(lián)電壓 串聯(lián)電流 減低 增高 增高 增高 減低 減低 減