反馈电路

2024-09-01 18:48
文章标签 电路 反馈

本文主要是介绍反馈电路,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

概念性理解什么是反馈电路、什么是负反馈、什么是正反馈、如何判断正负反馈?

一、反馈放大电路

基本放大电路中,有源器件(晶体管等)具有信号单向传递性,被放大信号从输入端输入放大电路以后输出,存在输入信号对输出信号的单向控制;如果在电路中存在某些通路,将输出信号的一部分反馈送到放大器的输入端,与外部输入信号叠加,产生基本放大电路的净输入信号,实现输出信号对输入的控制,即构成了反馈。这里有几点:
1、反馈信号和外部输入信号叠加,没有表明是相加、相减,从此就分开了负反馈、正反馈。
2、不管反馈极性,都是放大电路。
3、所谓“放大”从表面来看,似乎就是将信号的幅度由小变大,但是在电子技术中“放大”是这么理解的:
A、“放大“的本质是实现能量的控制,即用能量比较小的输入信号控制能量比较大的输出信号。
B、“放大“作用是针对变化量而言的。放大的对象是变化量。

备注:
放大电路中没有太多强调输入信号和输出信号的符号问题。

二、反馈极性

正、负反馈的说法对于初学者来说有很多种:
1、反馈可分为负反馈和正反馈。前者使输出起到与输入相反的作用,使系统输出与系统目标的误差减小,系统趋于稳定;后者使输出起到与输入相似的作用,使系统偏差不断增大,使系统振荡,可以放大控制作用。
2、若反馈信号使《净输入信号》减弱,则为负反馈;若反馈信号使净输入信号增强,则为正反馈。负反馈多用于改善放大期的功能;正反馈多用于振荡电路。
3、反馈回来的信号如果使引入的信号增加则为正反馈,否则为负反馈。
4、反馈是将放大器输出信号(电压或电流)的一部分或全部,回授到放大器输入端与输入信号进行比较(相加或相减),并用比较所得的有效输入信号去控制输出,这就是放大器的反馈过程.凡是回授到放大器输入端的反馈信号起加强输入原输入信号的,使输入信号增加的称正反馈.反之则反.
5、如果反馈的信号通过相加点注入输入信号里后增强了原始信号,引起放大器的放大倍数增加,则是正反馈,否则就是负反馈。
6、反馈有正、负之分。若引入反馈后使净输入信号Xid减小,即Xid比Xi 小,则称为负反馈。此时闭环放大倍数小于开环放大倍数,故负反馈使放大电路增益减小。若引入反馈后使净输入信号Xid增大,即Xid比Xi大,则称为正反馈。正反馈使放大电路增益提高。
负反馈使输出起到与输入相反的作用,使系统输出与系统目标的误差减小,系统趋于稳定;正反馈使输出起到与输入相似的作用,使系统偏差不断增大,使系统振荡,可以放大控制作用。
7、负反馈就是把放大器的输出信号反过来,再送回到输入端去,负反馈的“负”就是把信号反过来的意思。把信号反过来,就是将输入和输出信号相减,得到的是2者之间的差别,再经过放大器的放大将这种差别送到输出端。因为是反相的信号,所以就会将输出端与输入端的差别抵消掉,也就是减少了放大器的失真。理论上电信号的传输速度非常快,因此这种抵消可以瞬间完成,难以觉察。这是负反馈可以减少失真的原理。
8、正反馈:输入量不变时,引入反馈后输出量变大了;负反馈:输入量不变时,引入反馈后输出量变小了。另一角度,正反馈:引入反馈后,使净输入量变大乐;负反馈,引入反馈后,使净输入量变小了。对于上面8种说法,都是一个意思,抽象的表达了正负反馈的概念。相对来说第6种说法更易理解。

三、负反馈变正反馈

负反馈原理仅仅是理论上的,是建立在器件的半理想化的基础上的,即只考虑了放大器增益会随频率升高而下降,没有考虑到放大器的输出信号和输入信号相比是有一定延迟的,即那个瞬间完成的抵消作用其实是不存在的。有关这个延迟的问题要讲的内容实在太多,以后有机会再讨论,这里只要知道这点就行了。
可以想象,当输入信号的频率高到一个值的时候,经过延迟的输出信号被“反过来”送回放大器的输入端,恰好和输入信号是同相的,也就是说放大器的延迟抵消了信号反相,使得负反馈变成了正反馈!那么正反馈会造成什么呢?当然是加强了输入信号,而且当放大器的放大倍数大于1的时候,这种增强会反复加强,直到达到放大器的输出极限,这就是所谓的“自激”现象,自激现象有时是灾难性的,不仅仅导致放大器不能正常工作,而且有可能导致放大器中器件的损坏或者后面负载的烧毁。因此在进行放大器的设计的时候,一定要根据放大器的工作性能来计算放大器的工作频率范围,通过各种措施来防止放大器发生自激现象。注意:
通过改变输入频率使得电路变为正反馈。

四、正相、反相电路

电子电路中的运算放大器,有同相输入端和反相输入端,输入端的极性和输出端是同一极性的就是同相放大器,而输入端的极性和输出端相反极性的则称为反相放大器。

五、反馈电路公式
基本公式在这里插入图片描述 表明了开环和闭环增益之间的关系。

注意:
1、该公式是在中频区推导出来的;
2、净输入信号Xid = Xi - Xf,为什么是减法?
3、A ̇和F ̇在高频区或低频区产生的附加相移达到了180°,使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈,当满足了一定的幅值条件时,便产生了自激振荡。(两个条件)。另一种说法,单级和两级放大电路是稳定的,而三级或三级以上的负反馈放大电路,只要有一定的反馈深度,就可能产生自激振荡,因为在低频段和高频段可以分别找出一个满足相移为180度的频率(满足相位条件),此时如果满足幅值条件|AF|=1,则将产生自激振荡。
4、反馈深度可以分为以下几种情况:(1)当|1+AF|远大于1时,此时的反馈就叫深度负反馈,此时的负反馈增益等于1/F。分压式共基极偏置放大电路就是一个深度负反馈放大电路;(2)当|1+AF|等于1时,则表明反馈效果为零;(3)当|1+AF|远小于1时,表明放大器的净输入量增大,放大倍数升高,这种反馈称为正反馈。多用于振荡器。(4)当|1+AF|等于0时,则表明闭环增益为无穷大,此时的放大器无输入量,也有输出量,放大器处于“自激振荡”状态,严重时放大电路不能正常工作,必须消除。注意:
第三点、第四点说明了两种产生自己振荡的条件。

六、提出问题

1. 正相电路、反相电路、正反馈电路、负反馈电路之间的关系;
2. 负反馈电路通过改变电路参数变为正反馈电路;
3. 负反馈电路中基本参数开环放大倍数、闭环放大倍数、反馈系数的关系。

七、好文章
这是一篇学习过程中觉得不错的文章,大家可以详细阅读。

反馈概念、反馈分类、判断反馈极性的3φ法

八、请高手回复第六点提出的问题,谢谢!

这篇关于反馈电路的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1127760

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