第十七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17.1反饋的基本概念凡是將放大電路輸出端的信號(電壓或電流)的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號進行疊加，就稱為反饋。一、概念RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––esRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–+++–RS通過RE將輸出電流反饋到輸入通過RE將輸出電壓反饋到輸入若引回的信號削弱了輸入信號，就稱為負反饋。若引回的信號增強了輸入信號，就稱為正反饋?；痉糯箅娐稟開環(huán)閉環(huán)二、反饋框圖取+加強輸入信號正反饋用于振蕩電路取-削弱輸入信號負反饋用于放大電路反饋電路F+基本放大電路A+-實際被放大信號反饋信號三、反饋電路的三個環(huán)節(jié)放大：反饋：疊加：輸出信號輸入信號反饋信號差值信號反饋電路F+基本放大電路A-17.2放大電路中的負反饋17.2.1負反饋的類型一、反饋分類直流反饋：交流反饋：反饋只對直流分量起作用，反饋元件只能傳遞直流信號。引入直流負反饋的目的：穩(wěn)定靜態(tài)工作點。引入交流負反饋的目的：改善放大電路的性能。反饋只對交流分量起作用，反饋元件只能傳遞交流信號。電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓信號。電流反饋：反饋信號取自輸出電流信號。1.根據(jù)反饋所采樣的信號不同二、負反饋的類型電壓負反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用；電流負反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用。2.根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號串聯(lián)，即反饋電壓信號與輸入信號電壓比較。并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號并聯(lián)，即反饋信號電流與輸入信號電流比較。負反饋交流負反饋直流負反饋串聯(lián)電壓負反饋并聯(lián)電壓負反饋串聯(lián)電流負反饋并聯(lián)電流負反饋負反饋的類型穩(wěn)定靜態(tài)工作點二、負反饋的判別步驟1.找出反饋網(wǎng)絡(luò)(一般是電阻、電容)。(1)連接在輸入與輸出之間的元件。(2)為輸入回路與輸出回路所共有的元件。2.判別是交流反饋還是直流反饋？3.判別是否負反饋？4.是負反饋！判斷是何種類型的負反饋？(1)電壓、電流反饋的判斷：令輸出電壓為零(將負載電阻短接)時，如無反饋，則為電壓反饋；若反饋依然存在，則為電流反饋。(2)串、并聯(lián)反饋的判斷：除公共地外，輸入線與反饋線接在同一點(一般為基極)則為并聯(lián)反饋；接在不同點上，則為串聯(lián)反饋。三、基本放大電路負反饋的判別(瞬時極性法)交流電位的瞬時極性：

設(shè)接“地”參考點的電位為零，在某點對“地”電壓(即電位)的正半周，該點交流電位的瞬時極性為正；在負半周則為負。++－+三極管的瞬時極性反饋到基極為并聯(lián)反饋反饋到發(fā)射極為串聯(lián)反饋判斷串、并聯(lián)反饋ib=ii

–ifibiiifube=ui–uf++–ui–ube+–uf共發(fā)射極電路判斷電壓、電流反饋從集電極引出為電壓反饋從發(fā)射極引出為電流反饋uoRL+–RLioiE++－－反饋信號與輸入信號兩者極性相反為負反饋；極性相同為正反饋。反饋信號與輸入信號兩者極性相同為負反饋；極性相反為正反饋。判斷正、負反饋并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋判斷負反饋類型的口訣共發(fā)射極電路：共集電極電路為典型的電壓串聯(lián)負反饋。集出為壓，射出為流，基入為并，射入為串。例1.找出電路的反饋網(wǎng)絡(luò)，并判斷反饋類型串聯(lián)電流負反饋負反饋電阻RERB1+UCCRCC1C2RB2RERLuiuoT＋＋－+UCCRCC2C1RfuiuoibifiiRf的作用：1.提供靜態(tài)工作點；2.直流負反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點；3.交流負反饋，穩(wěn)定放大倍數(shù)。＋＋－－并聯(lián)電壓負反饋例2.試判斷電路的反饋類型RF2(R1、R2):

直流反饋（穩(wěn)定靜態(tài)工作點）RF、CF

:

交流并聯(lián)電壓負反饋+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC2RC1CE2RE2R2+C+RF1、RE1:交直流串聯(lián)電壓負反饋+––+++–++UCC+RBC2RC2RC1CE2RE2+C1CF(b)–例3.判斷下列標(biāo)注的支路是否負反饋，若是，判斷反饋的類型。RFRE2:

直流反饋20F++++470k6003.9k+20F470k3.9k50F2k47050F100F47030k3DG63DG6(c)+6V+––––++(d)+50k2k2k8k3k3k50F50F50F+20V+––––并聯(lián)電流負反饋正反饋四、運算放大器電路反饋類型的判別方法判斷電壓、電流反饋反饋電路直接從輸出端引出為電壓反饋從負載電阻RL的靠近“地”端引出的為電流反饋uoRF++–+–RLRL++–ioR輸入信號、反饋信號加在同一個輸入端上的為并聯(lián)反饋輸入信號、反饋信號加在兩個輸入端上的為串聯(lián)反饋判斷串、并聯(lián)反饋RFuiR2R1+–++–RFuiR2R1+–++–－－兩者極性相反為負反饋；極性相同為正反饋。兩者極性相同為負反饋；極性相反為正反饋。判斷正、負反饋+并聯(lián)反饋RFuiR2R1+–++–+串聯(lián)反饋RFuiR2R1+–++–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。－－串聯(lián)電壓負反饋uo1uiR+–++–uo++–RLA1A2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。－并聯(lián)電流負反饋uo1uiR++–uo++–RLA1A2－1.降低放大倍數(shù)17.2.2

負反饋對放大電路工作性能的影響反饋電路F+基本放大電路A-開環(huán)放大倍數(shù)：反饋系數(shù)：凈輸入信號：閉環(huán)放大倍數(shù)：定義：|1+AF|---反饋深度反饋深度越大，反饋作用越強，|Af|越小。同相，所以稱為深度負反饋。引入負反饋使電路的穩(wěn)定性提高。2.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性結(jié)論：當(dāng)AF>>1

很大時，負反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，即負反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。求導(dǎo)后當(dāng)AF>>1時，3.改善波形失真Auiuo加反饋前加反饋后ufuiud改善uouoAF+–4.對放大電路輸入電阻的影響(1)串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻提高(2)并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻降低理解：串聯(lián)負反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了一個電阻，故輸入電阻提高。理解：并聯(lián)負反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻降低。5.對放大電路輸出電阻的影響(1)電壓反饋使電路的輸出電阻降低理解：電壓反饋具有穩(wěn)定電壓的作用，即具有恒壓輸出特性，而電壓源內(nèi)阻很低，故輸出電阻降低。(2)電流反饋使電路的輸出電阻提高理解：電流反饋具有穩(wěn)定電流的作用，即具有恒流輸出特性，而電流源內(nèi)阻很大，故輸出電阻提高。四種負反饋對ri和ro的影響串聯(lián)電壓串聯(lián)電流并聯(lián)電壓并聯(lián)電流思考：為了分別實現(xiàn)：(1)穩(wěn)定輸出電壓；(2)穩(wěn)定輸出電流；(3)提高輸入電阻；(4)降低輸出電阻。應(yīng)引入哪種類型的負反饋？riro降低提高提高提高提高降低降低降低返回17.3振蕩電路中的正反饋一、產(chǎn)生自激振蕩的原理1.定義:2.條件由于正反饋使電路在沒有外加輸入情況下，有交流信號輸出的現(xiàn)象。2.條件基本放大電路Au反饋電路F12+-+-如果使ui=uf(大小相等，相位相同)，則開關(guān)K合到2后，放大電路仍保持原有信號輸出。自激振蕩狀態(tài)17.3.1自激振蕩基本放大電路Au反饋電路F12+-+-自激振蕩的條件：(2)振幅條件：(1)相位條件：ui與uf相位相同相位條件意味著振蕩電路必須是正反饋振幅條件可以通過調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)達到二、自激振蕩的建立過程三、正弦波振蕩電路的組成放大電路、正反饋電路、選頻電路、穩(wěn)幅環(huán)節(jié)1.起振條件正反饋AuF12.起振過程：AuF>1AuF=1用RC電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路即所謂的RC振蕩電路，可選用的RC選頻網(wǎng)絡(luò)有多種，這里只介紹文氏橋選頻電路。1.選頻電路R1C1R2C217.3.2正弦波振蕩電路一、RC振蕩電路R1C1R2C2如果：R1=R2=R，C1=C2=C，則：傳遞函數(shù)：相頻特性：幅頻特性：f0f+90–90f`uo_++RFRCRCR1ui+-2.用運放組成的RC振蕩電路能自行啟動的電路(1)起振時，RF略大于2R1，使|AuF|>1，以便起振；起振后，uo逐漸增大則RF逐漸減小，使得輸出uo為某值時，|AuF|=1，振蕩穩(wěn)定。熱敏電阻具有負溫度系數(shù)，利用它的非線性可以自動穩(wěn)幅。半導(dǎo)體熱敏電阻穩(wěn)幅過程：uOtRFAuR++∞RFR1CRC–uO–+能自行啟動的電路(2)RF1為一小電阻，使(RF2+RF1)略大于2R1，|AuF|>1，以便起振；隨著uo的增加，RF1逐漸被短接，Au自動下降到使|AuF|=1，使得輸出uo穩(wěn)定在某值。穩(wěn)幅環(huán)節(jié)利用二極管的正向伏安特性的非線性自動穩(wěn)幅。R++∞RF2R1CRC–uO–+D1D2RF1uf+–

K：雙聯(lián)波段開關(guān)，切換R，用于粗調(diào)振蕩頻率。C：雙聯(lián)可調(diào)電容，改變C，用于細調(diào)振蕩頻率。振蕩頻率的調(diào)節(jié)_++RFuoRCCRfKKR1R1R2R2R3R3振蕩頻率：電子琴的振蕩電路_++RF2uoR1CCRfD1D2RF1R28R27R26R25R24R23R22R21R22112CRR=0f12345176功率放大器可調(diào)

LC振蕩電路的選頻電路由電感和電容構(gòu)成，可以產(chǎn)生高頻振蕩(幾百千赫以上)。由于高頻運放價格較高，所以一般用分離元件組成放大電路。本節(jié)只對

LC振蕩電路的結(jié)構(gòu)和工作原理作簡單介紹。二、LC振蕩電路變壓器反饋式LC振蕩電路1.電路結(jié)構(gòu)2.振蕩頻率即LC并聯(lián)電路的諧振頻率正反饋－－放大電路選頻電路反饋網(wǎng)絡(luò)uf+–LC+UCCRLC1R