电子电路中的反馈

下一页返回上一页退出章目录上海水产大学第17章电子电路中的反馈17.1反馈的基本概念17.2放大电路中的负反馈17.3振荡电路中的正反馈下一页返回上一页退出章目录上海水产大学第17章电子电路中的反馈本章要求：1.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工作性能的影响；3.了解正弦波振荡电路自激振荡的条件；4.了解RC振荡电路和LC振荡电路的工作原理。下一页返回上一页退出章目录上海水产大学RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––17.1.1负反馈与正反馈反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或全部通过某种电路引回到输入端。17.1反馈的基本概念esRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–+++–RS通过RE将输出电流反馈到输入通过RE将输出电压反馈到输入下一页返回上一页退出章目录上海水产大学(b)带反馈(a)不带反馈AoXiX电子电路方框图+–fXiXAoXfidXXX—净输入信号dX—反馈信号fX—输出信号oX净输入信号：FiXdX反馈电路比较环节—输入信号iX基本放大电路若三者同相，则Xd=Xi-Xf,即XdXi,此时,反馈信号削弱了净输入信号,电路为负反馈。若XdXi，即反馈信号起了增强净输入信号的作用则为正反馈。下一页返回上一页退出章目录上海水产大学17.1.2负反馈与正反馈的判别方法利用瞬时极性法判别负反馈与正反馈的步骤：2.若电路中某点的瞬时电位高于参考点(对交流为电压的正半周)，则该点电位的瞬时极性为正(用表示)；反之为负(用表示)。－4.若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同一电极)上，两者极性相反时，净输入电压减小,为负反馈；反之，极性相同为正反馈。3.若反馈信号与输入信号加在不同输入端(或两个电极)上，两者极性相同时，净输入电压减小,为负反馈；反之，极性相反为正反馈。1.设接“地”参考点的电位为零。下一页返回上一页退出章目录上海水产大学+–uf+–ud设输入电压ui为正，差值电压ud=ui–uf各电压的实际方向如图uf减小了净输入电压(差值电压)——负反馈uoRFuiR2R1+–++–+–例1：uoRFuiR2R1+–++–+–例2：设输入电压ui为正，差值电压ud=ui+uf各电压的实际方向如图uf增大了净输入电压——正反馈－–+uf–+ud－在振荡器中引入正反馈，用以产生波形。在放大电路中，出现正反馈将使放大器产生自激振荡，使放大器不能正常工作。下一页返回上一页退出章目录上海水产大学例3：RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––设输入电压ui为正，差值电压ube=ui–uf各电压的实际方向如图uf减小了净输入电压——负反馈RBRER'Luiuo++––交流通路+–uf+–ube－ie交、直流分量的信号均可通过RE，所以RE引入的是交、直流反馈。如果有发射极旁路电容，RE中仅有直流分量的信号通过，这时RE引入的则是直流反馈。引入交流负反馈的目的：改善放大电路的性能引入直流负反馈的目的：稳定静态工作点下一页返回上一页退出章目录上海水产大学17.2放大电路中的负反馈17.7.1负反馈的分类(1)根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。如果反馈信号取自输出电压，叫电压反馈。如果反馈信号取自输出电流，叫电流反馈。(2)根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。反馈信号与输入信号串联，即反馈信号与输入信号以电压形式作比较，称为串联反馈。反馈信号与输入信号并联，即反馈信号与输入信号以电流形式作比较，称为并联反馈。下一页返回上一页退出章目录上海水产大学1.串联电压负反馈+–uf+–ud设输入电压ui为正，差值电压ud=ui–ufuf削弱了净输入电压(差值电压)—负反馈反馈电压oF11fuRRRu取自输出电压—电压反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较—串联反馈AF+–ufuduiuO(b)方框图(a)电路uoRFuiR2R1+–++–+–RL各电压的实际方向如图下一页返回上一页退出章目录上海水产大学2.并联电压负反馈－设输入电压ui为正，差值电流id=i1–if各电流的实际方向如图if削弱了净输入电流(差值电流)—负反馈反馈电流fofRui取自输出电压—电压反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较——并联反馈uoRFuiR2R1+–++–+–RLi1ifidAF+–ifidiiuO(b)方框图(a)电路下一页返回上一页退出章目录上海水产大学3.串联电流负反馈+–uf–+ud设输入电压ui为正，差值电压ud=ui–uf各电压的实际方向如图uf削弱了净输入电压(差值电压)—负反馈反馈电压取自输出电流—电流反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较—串联反馈uf=RioRuRuiifo特点:输出电流io与负载电阻RL无关—同相输入恒流源电路或电压—电流变换电路。uouiR2RL+–++–ioR+–(a)电路AF+–ufuduiiO(b)方框图下一页返回上一页退出章目录上海水产大学4.并联电流负反馈设输入电压ui为正，差值电流id=i1–if各电流的实际方向如图if削弱了净输入电流(差值电流)—负反馈反馈电流oFfiRRRi取自输出电流—电流反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较—并联反馈－(a)电路AF+–ifidiiiO(b)方框图RFR1uiR2RL+–++–ioRuRi1ifid下一页返回上一页退出章目录上海水产大学4.并联电流负反馈i1ifidf11i1iiRui，且因iF1o)1(1uRRRi所以特点：输出电流io与负载电阻RL无关——反相输入恒流源电路设输入电压ui为正，差值电流id=i1–if各电流的实际方向如图if削弱了净输入电流(差值电流)—负反馈－(a)电路RFR1uiR2RL+–++–ioRuRoFfiRRRi取自输出电流—电流反馈反馈电流下一页返回上一页退出章目录上海水产大学运算放大器电路反馈类型的判别方法：1.反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；从负载电阻RL的靠近“地”端引出的，是电流反馈；2.输入信号和反馈信号分别加在两个输入端(同相和反相)上的，是串联反馈；加在同一个输入端(同相或反相)上的，是并联反馈；3.对串联反馈，输入信号和反馈信号的极性相同时，是负反馈；极性相反时，是正反馈；4.对并联反馈，净输入电流等于输入电流和反馈电流之差时，是负反馈；否则是正反馈。下一页返回上一页退出章目录上海水产大学例1：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。uf+–解：因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引出，所以是电压反馈；因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同相输入端上，所以是串联反馈；因输入信号和反馈信号的极性相同,所以是负反馈。－－串联电压负反馈先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；uo1uiR+–++–uo++–RLA1A2下一页返回上一页退出章目录上海水产大学例2：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。解：因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL的靠近“地”端引出的，所以是电流反馈；因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，所以是并联反馈;因净输入电流id等于输入电流和反馈电流之差，所以是负反馈。－并联电流负反馈i1ifiduo1uiR++–uo++–RLA1A2下一页返回上一页退出章目录上海水产大学17.2.2负反馈对放大电路工作性能的影响doXXAofXXFfidXXX反馈放大电路的基本方程反馈系数净输入信号开环放大倍数AFAXXA1iof闭环放大倍数+–fXdXAoXFiX下一页返回上一页退出章目录上海水产大学1.降低放大倍数负反馈使放大倍数下降。则有：AAfdfXX、同相，所以AF是正实数负反馈时，中，在1fAFAAdfofdoXXXXXXAF|1+AF|称为反馈深度，其值愈大，负反馈作用愈强，Af也就愈小。射极输出器、不带旁路电容的共射放大电路的电压放大倍数较低就是因为电路中引入了负反馈。下一页返回上一页退出章目录上海水产大学2.提高放大倍数的稳定性AFAA1fAAAFAAd11dff引入负反馈使放大倍数的稳定性提高。放大倍数下降至1/(1+|AF|)倍,其稳定性提高1+|AF|倍。若|AF|1，称为深度负反馈，此时：在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数仅与反馈电路的参数有关。FA1f下一页返回上一页退出章目录上海水产大学例：|A|=300，|F|=0.01。7501.030013001fAFAA则：%6dAA若：%.%.51)6(01030011AAAFAAd11dff则：下一页返回上一页退出章目录上海水产大学3.改善波形失真负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。加入负反馈无负反馈FufAuiuo大小略小略大接近正弦波uouiA+–uid略大略小uf下一页返回上一页退出章目录上海水产大学uiubeib++––4.对放大电路输入电阻的影响在同样的ib下，ui=ube+ufube，所以rif提高。i0if)1(rFAr(1)串联负反馈biiiur无负反馈时：有负反馈时：biifiuruf+–使电路的输入电阻提高bbeiu下一页返回上一页退出章目录上海水产大学FArr0ifi1ifbbeiiur无负反馈时：有负反馈时：ibeifiur在同样的ube下，ii=ib+ifib，所以rif降低。(2)并联负反馈使电路的输入电阻降低iiibube+–下一页返回上一页退出章目录上海水产大学o0of)1(rFArFArr0oof1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5.对放大电路输出电阻的影响下一页返回上一页退出章目录上海水产大学四种负反馈对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下一页返回上一页退出章目录上海水产大学17.3振荡电路中的正反馈17.3.1自激振荡放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。开关合在“1”为无反馈放大电路。iOUAUu开关合在“2”为有反馈放大电路fOUAUuifUU如果：开关合在“2”时,去掉ui仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。自激振荡状态1iUOUSA2fUF下一页返回上一页退出章目录上海水产大学自激振荡的条件(1)幅度条件：1FAu1FAFAu即：(2)相位条件：π2FAnn是整数相位条件意味着振荡电路必须是正反馈；幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A或反馈系数F达到)。fOUAUu由：OOUFAUu1FAuOfUFU自激振荡的条件下一页返回上一页退出章目录上海水产大学17.3.2正弦波振荡电路正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到几百兆以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦；输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。常用的正弦波振荡器LC振荡电路:输出功率大、频率高。RC振荡电路:输出功率小、频率低。石英晶体振荡电路：频率稳定度高。应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应炉、超声波发生器、正弦