17电子电路中的反馈

17电子电路中的反馈•17.1反馈的概念•17.2放大电路中的负反馈•17.3振荡电路中的正反馈1.理解反馈的概念，掌握反馈的判别方法，能判别电子电路中的直流反馈和交流反馈、正反馈和负反馈以及负反馈的四种类型。2.了解负反馈对放大电路性能的影响。3.了解正弦波振荡电路自激振荡的条件，振荡电路中正反馈的作用。本章要求第17章电子电路中的反馈1反馈的定义2反馈的基本分类17.1反馈的概念1反馈的定义反馈就是将输出信号取出一部分或全部送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。反馈的示意图见图17.1.1。图中：是输入信号，是反馈信号，称为净输入信号。图17.1.1反馈概念方框图iXfXdXfidXXX所以有dX（1）负反馈和正反馈负反馈—加入反馈后，净输入信号|Xd||Xi|，输出幅度下降。正反馈—加入反馈后，净输入信号|Xd||Xi|，输出幅度增加。正反馈和负反馈的判断法：瞬时极性法在放大电路的输入端，假设一个输入信号对地的极性（电位），可用“+”、“-”表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。2反馈的基本分类运放组成的电路：①同相比例运算电路同相输入端电位的瞬时极性为⊕，反相输入端电位的瞬时极性也为⊕由ud＝ui－uf反馈使ud减小故为负反馈②滞回比较器反相输入端电位的瞬时极性为⊕，同相输入端电位的瞬时极性为Ө由ud＝ui－uf反馈使ud增大故为正反馈具体电路分析TRB1eSRCRLVCCC1VOC2+_+_RB2RSRE图16.6.2+_iUoUTeSRC//RL+_RB1//RB2RSRE交流通路+_oU+_beUfU+_+iU_分立元件电路：接有发射极电阻的放大电路判别正反馈/负反馈？fibeUUU三者同相，有效值UbeUi为负反馈（2）交流反馈和直流反馈反馈信号只有交流成分时为交流反馈，（改善动态性能）反馈信号只有直流成分时为直流反馈，（稳定静态工作点）既有交流成分又有直流成分时为交直流反馈。TRB1eSRCRLVCCC1VOC2+_+_RB2RSRE图17.1.2+_iUoUC17.2放大电路中的负反馈17.2.1负反馈类型17.2.2负反馈对放大电路工作性能的影响17.2.1负反馈类型串联电压负反馈并联电压负反馈串联电流负反馈并联电流负反馈根据反馈电路与基本放大电路在输入端和输出端联接方式的不同，负反馈类型有四种组态:（1）串联电压负反馈fidUUU有效值UdUi同相，fiUU故为负反馈反馈信号与输入信号以电压的形式作比较，两者串联，故为串联反馈offURRRU11成正比，取自输出电压，与ofUU故为电压反馈。①②③结论是（2）并联电压负反馈fidIII有效值IdIi同相，fiII故为负反馈反馈信号与输入信号以电流的形式作比较，两者并联，故为并联反馈fofofRURUUI成正比，取自输出电压，与ofUI故为电压反馈。①②③结论是（3）串联电流负反馈fidUUU有效值UdUi同相，fiUU故为负反馈反馈信号与输入信号以电压的形式作比较，两者串联，故为串联反馈ofIRU成正比，取自输出电流，与ofIU故为电流反馈。①②③结论是（4）并联电流负反馈fidIII有效值IdIi同相，fiII故为负反馈反馈信号与输入信号以电流的形式作比较，两者并联，故为并联反馈offIRRRI成正比，取自输出电流，与ofII故为电流反馈。①②③结论是（1）电压反馈和电流反馈电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比例的反馈称为电压反馈；反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；电压负反馈具有稳定输出电压的作用。电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比例的反馈称为电流反馈。从负载电阻的靠近“地”端引出的，是电流反馈；电流负反馈具有稳定输出电流的作用。结论（2）串联反馈和并联反馈并联反馈：反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式作比较；对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号加在同一输入端（同相或反相）上的，则为并联反馈；串联反馈：反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式作比较；对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号分别加在两个输入端（同相和反相）上的，则为串联反馈。17.2.2负反馈对放大电路工作性能的影响负反馈是改善放大电路性能的重要技术措施，广泛应用于放大电路和反馈控制系统之中。1降低放大倍数2提高放大倍数的稳定性3负反馈对输入电阻的影响4负反馈对输出电阻的影响5负反馈对通频带的影响6负反馈对非线性失真的影响（1）闭环放大倍数的一般表达式放大电路的开环放大倍数ofXXF反馈网络的反馈系数放大电路的闭环放大倍数doXXAAFAXXXAXXA1fddiof1降低放大倍数dX（2）反馈深度它反映了反馈对放大电路影响的程度。可分为下列三种情况(1)当1+AF＞1时，Af＜A，相当负反馈(2)当1+AF＜1时，Af＞A，相当正反馈(3)当1+AF=0时，Af=∞，相当于输入为零时仍有输出，故称为“自激状态”。称为反馈深度AF1AF1fAA引入负反馈后，使放大倍数下降1+AF倍。2提高放大倍数的稳定性在负反馈条件下放大倍数的稳定性也得到了提高AAAFAAd)1(1dff闭环放大倍数（引入负反馈后）的相对变化量是开环放大倍数的相对变化量的AF11引入负反馈后，使放大倍数的稳定性提高了1+AF倍。当AF1时称为深度负反馈，与1+AF1相当。于是闭环放大倍数FAFAA11f也就是说在深度负反馈条件下，闭环放大倍数近似等于反馈系数的倒数，与有源器件的参数基本无关。一般反馈网络是无源元件构成的，其稳定性优于有源器件，因此深度负反馈时的放大倍数比较稳定。ofiofXXFXXAfoioXXXXfiXX即fidXXX又由0dX得说明：当深度负反馈时，Xd很小，对理想运算放大器来说，引入深度负反馈，确保其工作在线性区。3负反馈对输入电阻的影响(1)串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈输入端的电路结构形式如图所示。对串联电压负反馈和串联电流负反馈效果相同。有反馈的输入电阻iiiiiiifiiiif)1(')1('''RFAIVFAIFAVVIVVIVRvvvvvvvvvvvv式中Ri=rid。负反馈对输入电阻的影响与反馈加入的方式有关，即与串联或并联反馈有关。串联负反馈对输入电阻的影响(2)并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈输入端的电路结构形式如图所示。对电压并联负反馈和电流并联负反馈效果相同，只要是并联负反馈就可使输入电阻减小。有反馈的输入电阻为oiifiiiifi''VFIVIIVIVRivvvidvv1iiiiiiiFArFAIIV并联负反馈对输入电阻的影响oof)(rFAr1FArro1of电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即有恒压输出特性，故输出电阻降低。电流负反馈具有稳定输出电流的作用，即有恒流输出特性，故输出电阻提高。1)电压负反馈使电路的输出电阻降低2)电流负反馈使电路的输出电阻提高6.对输出电阻的影响4负反馈对输出电阻的影响电压负反馈可以使输出电阻减小，这与电压负反馈可以使输出电压稳定是相一致的。输出电阻小，带负载能力强，输出电压的降落就小，稳定性就好。(1)电压负反馈使输出电阻减小(2)电流负反馈使输出电阻增加电流负反馈可以使输出电阻增加，这与电流负反馈可以使输出电流稳定是相一致的。四种负反馈对ri和ro的影响串联电压串联电流并联电压并联电流思考题：为了分别实现：(1)稳定输出电压；(2)稳定输出电流；(3)提高输入电阻；(4)降低输出电阻。应引入哪种类型的负反馈？riro减低增高增高增高增高减低减低减低5负反馈对通频带的影响放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了，如图所示。负反馈对通频带的影响6负反馈对非线性失真的影响负反馈可以改善放大电路的非线性失真，但是只能改善反馈环内产生的非线性失真。图17.2.1负反馈对非线性失真的影响加入负反馈改善非线性失真，可通过图17.2.1来加以说明。失真的反馈信号，使净输入产生相反的失真，从而弥补了放大电路本身的非线性失真。(动画17-2-1)例题16.6.2:试判断图示电路的反馈组态。解:根据瞬时极性法，见图中的红色“+”、“-”号，可知是负反馈。因反馈信号和输入信号加在运放A1的两个输入端，故为串联反馈。例题16.6.02图因反馈信号与输出电压成比例，故为电压反馈。结论：交直流串联电压负反馈。动画16-6-3反馈组态的判断动画16-6-4瞬时极性法例题16.6.1:试判断图示电路的反馈组态。解:根据瞬时极性法，见图中的红色“+”、“-”号，可知经电阻R1加在基极B1上的是直流并联负反馈。因反馈信号与输出电流成比例，故又为电流反馈。结论：是直流电流并联负反馈。例题16.6.01图经Rf加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加在T1两个输入电极，故为串联反馈。结论：交流电压串联负反馈。