電子電路中的反饋

電子電路中的反饋第1頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.反饋的概念及分類1.反饋：將放大電路輸出端的信號(hào)(電壓或電流)的一部分或全部通過(guò)某種電路引回到輸入端。4.2反饋的基本概念A(yù)F+–

—輸入信號(hào)—輸出信號(hào)—反饋信號(hào)

—凈輸入信號(hào)第2頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月凈輸入信號(hào)：

Xd<Xi,此時(shí),反饋信號(hào)削弱了凈輸入信號(hào),

電路為負(fù)反饋。

若Xd>Xi，即反饋信號(hào)起了增強(qiáng)凈輸入信號(hào)的作用則為正反饋。2.反饋的分類第3頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.

負(fù)反饋與正反饋的判別方法利用瞬時(shí)極性法判別負(fù)反饋與正反饋的步驟：2.若電路中某點(diǎn)的瞬時(shí)電位高于參考點(diǎn)(對(duì)交流為電壓的正半周)，則該點(diǎn)電位的瞬時(shí)極性為正(用

表示)；反之為負(fù)(用表示)。－4.若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在同一輸入端上，兩者極性相反時(shí)，凈輸入電壓減小,為負(fù)反饋；反之，極性相同為正反饋。

3.若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在不同輸入端上，兩者極性相同時(shí)，凈輸入電壓減小,為負(fù)反饋；反之，極性相反為正反饋。

1.設(shè)接“地”參考點(diǎn)的電位為零。第4頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月+–uf+–ud差值電壓ud=ui–

ufuf減小了凈輸入電壓(差值電壓)

——負(fù)反饋

uoRFuiR2R1+–++

–

+–例：uoRFuiR2R1+–++

–

+–例：差值電壓ud=ui+

ufuf增大了凈輸入電壓

——正反饋

－–+uf–+ud

－第5頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三.負(fù)反饋的分類(1)根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電壓，叫電壓反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電流，叫電流反饋。(2)根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)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(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓形式作比較，稱為串聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流形式作比較，稱為并聯(lián)反饋。第6頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.串聯(lián)電壓負(fù)反饋+–uf+–ud差值電壓ud=ui–

ufuf削弱了凈輸入電壓(差值電壓)

—負(fù)反饋反饋電壓取自輸出電壓—電壓反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端以電壓的形式比較

—串聯(lián)反饋

uoRFuiR2R1+–++

–

+–RL第7頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.并聯(lián)電壓負(fù)反饋－

差值電流id=i1–

ifif削弱了凈輸入電流(差值電流)

—負(fù)反饋反饋電流取自輸出電壓—電壓反饋

反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端以電流的形式比較

—并聯(lián)反饋uoRFuiR2R1+–++

–

+–RLi1if

id第8頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.串聯(lián)電流負(fù)反饋+–uf–+ud差值電壓ud=ui–

ufuf削弱了凈輸入電壓(差值電壓)

—負(fù)反饋反饋電壓取自輸出電流—電流反饋

反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端以電壓的形式比較—串聯(lián)反饋

uf=RiououiR2RL+–++

–

ioR+–第9頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.并聯(lián)電流負(fù)反饋差值電流id=i1–

ifif削弱了凈輸入電流(差值電流)—負(fù)反饋反饋電流取自輸出電流—電流反饋

反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端以電流的形式比較

—并聯(lián)反饋－

RFR1uiR2RL+–++

–

ioRuRi1ifid第10頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四.負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響反饋放大電路的基本方程閉環(huán)放大倍數(shù)+–AF第11頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.降低放大倍數(shù)負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。則有：同相，所以

AF是正實(shí)數(shù)負(fù)反饋時(shí)，|1+AF|稱為反饋深度，其值愈大，負(fù)反饋?zhàn)饔糜鷱?qiáng)，Af也就愈小。第12頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性放大倍數(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(fù)反饋，此時(shí)：第13頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.對(duì)放大電路輸入電阻的影響(1)串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻提高(2)并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻降低4.對(duì)放大電路輸出電阻的影響(1)電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻降低(2)電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻提高電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用。電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用。第14頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四種負(fù)反饋對(duì)ri和ro的影響串聯(lián)電壓串聯(lián)電流并聯(lián)電壓并聯(lián)電流思考題：為了分別實(shí)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(fù)反饋？riro減低增高增高增高增高減低減低減低第15頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.5有源濾波器有源濾波器：含有運(yùn)算放大器的濾波器。優(yōu)點(diǎn)：體積小、效率高、頻率特性好。一、功能和分類

按頻率范圍的不同，濾波器可分為低通、高通、帶通和帶阻等。第16頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、.有源低通濾波器uiuoRFuCCR++

–

R1+–++––第17頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三.有源高通濾波器uiuoRFCR++

–

R1+–+–第18頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電壓傳輸特性–Uo(sat)+Uo(sat)運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)1.基本電壓比較器uiuoOURURuouiR2++

–

R1+–++––當(dāng)u+>u–

時(shí)，uo=+Uo

(sat)

u+<u–

時(shí)，uo=–Uo

(sat)

即ui<UR時(shí)，uo=+Uo

(sat)

ui

>UR

時(shí)，uo=–

Uo

(sat)可見(jiàn)，在ui=UR處輸出電壓uo發(fā)生躍變。參考電壓4.6電壓比較器第19頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ui>UR，uo=+Uo

(sat)ui

<UR，uo=–Uo

(sat)URuouiR2++

–

R1+–++––uiuoURR2++

–

R1+–++––

–Uo(sat)

+Uo(sat)uiuoOUR輸入信號(hào)接在反相端輸入信號(hào)接在同相端電壓傳輸特性–Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOUR第20頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.輸出帶限幅的電壓比較器設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為UZ，忽略穩(wěn)壓管的正向?qū)▔航祫tui

<

UR，uo

=UZ

ui>UR，uo

=–UZUZ–UZ電壓傳輸特性–Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOURui<UR時(shí)，uo'

=+Uo

(sat)

ui

>UR

時(shí)，uo'

=–

Uo

(sat)

uo'RDZURuouiR2++

–

R1+–++––第21頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.過(guò)零電壓比較器利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲║RuouiR2++

–

R1+–++––電壓傳輸特性–Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOUR=0tuiOtuo+Uo(sat)–Uo(sat)O第22頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月振蕩電路中的正反饋一.自激振蕩放大電路在無(wú)輸入信號(hào)的情況下，就能輸出一定頻率和幅值的交流信號(hào)的現(xiàn)象。

開(kāi)關(guān)合在“1”為無(wú)反饋放大電路。開(kāi)關(guān)合在“2”為有反饋放大電路開(kāi)關(guān)合在“2”時(shí),去掉ui

仍有穩(wěn)定的輸出。反饋信號(hào)代替了放大電路的輸入信號(hào)。自激振蕩狀態(tài)1SA2F第23頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、自激振蕩的條件(1)幅度條件：(2)相位條件：n是整數(shù)

相位條件意味著振蕩電路必須是正反饋；

幅度條件表明反饋放大器要產(chǎn)生自激振蕩，還必須有足夠的反饋量(可以通過(guò)調(diào)整放大倍數(shù)A或反饋系數(shù)F達(dá)到)。自激振蕩的條件第24頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、.正弦波振蕩電路的類型

正弦波振蕩電路用來(lái)產(chǎn)生一定頻率和幅值的正弦交流信號(hào)。它的頻率范圍很廣。常用的正弦波振蕩器LC振蕩電路:輸出功率大、頻率高。RC振蕩電路:輸出功率小、頻率低。石英晶體振蕩電路：頻率穩(wěn)定度高。第25頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、正弦波振蕩電路的組成(1)放大電路:放大信號(hào)(2)反饋網(wǎng)絡(luò):必須是正反饋，反饋信號(hào)即是

放大電路的輸入信號(hào)(3)選頻網(wǎng)絡(luò):保證輸出為單一頻率的正弦波

即使電路只在某一特定頻率下滿足

自激振蕩條件(4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié):使電路能從

AuF

>1，過(guò)渡到

AuF

=1，從而達(dá)到穩(wěn)幅振蕩。第26頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.RC正弦波振蕩電路RC選頻網(wǎng)絡(luò)正反饋網(wǎng)絡(luò)放大電路用正反饋信號(hào)uf作為輸入信號(hào)選出單一頻率的信號(hào)1、電路結(jié)構(gòu)uf–+R++∞RFR1CRC–uO–+同相比例電路選頻網(wǎng)絡(luò)第27頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性傳輸系數(shù)：。。RCRC。+–+–。式中

：

分析可知：僅當(dāng)=o時(shí)，U2

U1=13達(dá)最大值，且u2與u1同相,即網(wǎng)絡(luò)具有選頻特性,fO

決定于RC。u1u2F=U2/U1第28頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月振蕩頻率的調(diào)整++∞RFRCC–uO–+KKR1R2R3R3R2R1改變開(kāi)關(guān)K的位置可改變選頻網(wǎng)絡(luò)的電阻，實(shí)現(xiàn)頻率粗調(diào)；改變電容C的大小可實(shí)現(xiàn)頻率的細(xì)調(diào)。振蕩頻率第29頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、起振及穩(wěn)定振蕩的條件穩(wěn)定振蕩條件

AuF

=1，|F|=1/3，則起振條件

AuF

>1，因?yàn)閨F|=1/3，則考慮到起振條件

AuF

>1,一般應(yīng)選取RF略大2R1。如果這個(gè)比值取得過(guò)大，會(huì)引起振蕩波形嚴(yán)重失真。由運(yùn)放構(gòu)成的RC串并聯(lián)正弦波振蕩電路不是靠運(yùn)放內(nèi)部的晶體管進(jìn)入非線性區(qū)穩(wěn)幅，而是通過(guò)在外部引入負(fù)反饋來(lái)達(dá)到穩(wěn)幅的目的。第30頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月帶穩(wěn)幅環(huán)節(jié)的電路(1)熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，利用它的非線性可以自動(dòng)穩(wěn)幅。在起振時(shí)，由于uO

很小，流過(guò)RF的電流也很小，于是發(fā)熱少，阻值高，使RF>2R1；即

AuF

>1。隨著振蕩幅度的不斷加強(qiáng)，uO增大，流過(guò)RF

的電流也增大，RF受熱而降低其阻值，使得Au下降，直到RF=2R1時(shí)，穩(wěn)定于

AuF

=1，

振蕩穩(wěn)定。半導(dǎo)體熱敏電阻R++∞RFR1CRC–uO–+第31頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月熱敏電阻具有負(fù)溫度系數(shù)，利用它的非線性可以自動(dòng)穩(wěn)幅。半導(dǎo)體熱敏電阻R++∞RFR1CRC–uO–+穩(wěn)幅過(guò)程：思考