电工学电子电路中的反馈

1、AoXiX(a)不带反馈不带反馈(b) 带反馈带反馈+fXiXAoXFiXdX反馈电路比较环节fidXXX 净输入信号dX 反馈信号fX 输出信号oX净输入信号： 输入信号iXRB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+esRB+UCCC1C2RRLui+uo+RS+fXiXAoXFiXdX 若若三者同相，则三者同相，则Xd = Xi - Xf , 即即Xd Xi ，即反馈信号起了增强净输入信号的，即反馈信号起了增强净输入信号的作用则为正反馈。作用则为正反馈。负反馈负反馈可以多方面的改善放大电路的性能。可以多方面的改善放大电路的性能。正反馈正反馈却会使放大电路性能变坏，有时还会使负反馈却

2、会使放大电路性能变坏，有时还会使负反馈放大电路产生自己，无法工作。放大电路产生自己，无法工作。判断到底是正反馈还是负反馈，可以采用判断到底是正反馈还是负反馈，可以采用瞬时极性法：瞬时极性法：采用瞬时极性法判断反馈的方式：根据反馈量与输入量的关系判断根据反馈量与输入量的关系判断是正反馈还是负反馈。若比较后，是正反馈还是负反馈。若比较后，加强了加强了输入信号则为输入信号则为正反馈正反馈；若；若比较后，比较后，削弱了削弱了输入信号则是输入信号则是负负反馈反馈。 首先假设输出信号为某一极性，一般为首先假设输出信号为某一极性，一般为“+”，然后按照信号的传输方向逐级向后推断，确定然后按照信号的传输方向逐

3、级向后推断，确定输出输出信号的极性信号的极性，再由输出端通过反馈网络返回输入回，再由输出端通过反馈网络返回输入回路，确定路，确定反馈信号的极性反馈信号的极性，最后按照反馈的正负极，最后按照反馈的正负极性和上述定义做出结论。性和上述定义做出结论。 (1)根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压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。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。的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。 反馈信

4、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。d试判断由试判断由R Rf1f1和和R Rf2f2引起的是引起的是串联反馈串联反馈还是还是并联反馈？并联反馈？并联反馈并联反馈串联反馈串联反馈串联反馈串联反馈和和并联反馈并联反馈反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一电极同一电极，则为，则为并联反馈并联反馈；反之，加在放大电路输入回路的反之，加在放大电路输入回路的两个电极两个电极，则，则为为串联反馈串联反馈。此时反馈信号与输入信号是电此时反馈信号与输入信

5、号是电压相加减的关系压相加减的关系此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系 反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一电极，则为并联反馈；反之加在放大电路输入回路的两电极，则为并联反馈；反之加在放大电路输入回路的两个电极，则为串联反馈。个电极，则为串联反馈。 对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在输对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基入三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。极一个加在发射极则为串联反馈。 串联反馈串联反馈和和并联反馈并联反馈XiXf并联

6、并联XiXf串联串联 对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相端一个加在反相端则为串联反馈。在同相端一个加在反相端则为串联反馈。串联反馈串联反馈和和并联反馈并联反馈+uf+ud设输入电压设输入电压 ui 为正，为正，差值电压差值电压 ud =ui uf各电压的实际方向如图各电压的实际方向如图uf 减小了净输入电压减小了净输入电压(差值电压差值电压) 负反馈负反馈 uoRFuiR2R1+ +例例1：uoRFuiR2R1+ +例例2：设输入电压设输入电压

7、 ui 为正，为正，差值电压差值电压 ud =ui + uf各电压的实际方向如图各电压的实际方向如图uf 增大了净输入电压增大了净输入电压 正反馈正反馈 +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。2.2.按输出端的取样方式分类按输出端的取样方式分类负反馈放大电路按照输出量的取样方式，可负反馈放大电路按照输出量的取样方式，可以分成以分成电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈两种。两种。电压反馈：若反馈信号的取样是输出电压，电压反馈：若反馈信号的取样是输出电压，反馈信号正比于输出电压，叫做电压反馈。反馈信号正比于输出电压

8、，叫做电压反馈。电流反馈：电流反馈：若反馈信号的取样对象是输出电流，若反馈信号的取样对象是输出电流，反馈信号正比与输出电流反馈信号正比与输出电流I0，叫作电流反馈。，叫作电流反馈。试判断由的是试判断由的是电压反馈电压反馈还是还是电流反馈？电流反馈？按交直流性质可分为：按交直流性质可分为：直流反馈和交流反馈。直流反馈和交流反馈。直流反馈直流反馈：若反馈输入端的信号是直流成分，则称为直：若反馈输入端的信号是直流成分，则称为直流反馈。直流反馈主要用于稳定静态工作点流反馈。直流反馈主要用于稳定静态工作点交流反馈：交流反馈：若反馈输入信号是交流成分，则称为交流反若反馈输入信号是交流成分，则称为交流反馈。

9、交流反馈主要用于多方面的改善放大电路的性能。馈。交流反馈主要用于多方面的改善放大电路的性能。3.按交直流性质分类RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RBRERLuiuo+ie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：稳定静态工作点下面主要研究下面主要研究4 4类负反馈放大器类负反馈放大器oF11fuRRRu AF+ufuduiuO(b)方框图方框图fofRui AF+ifidiiuO(b)方框图方框图RuRuiifo 特点: 输出电流 io与负载电阻RL无关 同相输入恒流源电

10、路或电压电流变换电路。AF+ufuduiiO(b)方框图方框图FfRuiRAF+ifidiiiO(b)方框图方框图f11i1 iiRui，且因iF1o) 1(1 uRRRiiiFR所以FfRuiRiFRuRRu1故RE2对交流不起作用，引入的是直流反馈；RE1、RF对交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反馈。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2解：+ RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2例例4：如果如果RF不接在不接在T2 的集电极，而是接的集电极，而是接C2与与RL 之间，两者有何不同之间，两者

11、有何不同 ？解：因电容C2的隔直流作用，这时RF仅引入 交流反馈。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2RF2(R1、R2): 直流反馈直流反馈（稳定静态工作点）（稳定静态工作点）RF 、CF : 交流交流电压并联负反馈电压并联负反馈+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC2RC1CE2RE2R2+C+RF1、RE1: 交直流交直流电压串联负反馈电压串联负反馈+RE2: 直流反馈直流反馈RF+UCC+RBC2RC2RC1CE2RE2+C1CF(b)+电流并联负反馈电流并联负反馈正反馈正反馈两个两个2k 电阻电阻构成交直流反馈构成交直流反馈两个

12、两个470k 后级交直流反馈后级交直流反馈前级直流反馈前级直流反馈20 F+sE 470k 600 3.9k +20 F470k 3.9k 50 F2k 470 50 F100 F470 30k 3DG63DG6(c)+6V+(d)+50k 2k 2k 8k 3k 3k 50 F50 F50 F+20VdoXXA ofXXF fidXXX AFAXXA 1iof+fXdXAoXFiXAA fdfXX、中，中，在在 1 fAFAA dfofdoXXXXXXAF AFAA 1fAAAFAAd11dff 若若|AF| 1，称为，称为深度负反馈深度负反馈，此时：，此时：FA1f 例例：|A|=300，

13、|F|=0.01。7501. 030013001 f AFAA则：则：%6d AA若：若：%.%.51)6(01030011 AAAFAAd11d ff 则：则：加入负反馈无负反馈FufAuiuo大大小小接近正弦波uouiA+uidufBWFABW)1(of 无负反馈无负反馈f|AO|0.707|Auo|Of2| Afo |f2|Af|, |Af |0.707|Afo|uiubeib+在同样的在同样的 ib下下，ui= ube + uf ube，所以所以 rif 提高。提高。i0if)1(rFAr biiiur 无负反馈时：无负反馈时：有负反馈时：有负反馈时：biifiur uf+bbeiu

14、FArr0ifi1 ifbbeiiur 无负反馈时：无负反馈时：有负反馈时：有负反馈时：ibeifiur iiibube+FArr0oof1 电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即有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。恒压输出特性，故输出电阻降低。i1Fo)1(uRRu o0of)1(rFAr 电流负反馈具有稳定输出电流的作用，即有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。恒流输出特性，故输出电阻提高。RuRuiifo 四种负反馈对四种负反馈对 ri 和和 ro 的影响的影响串联电压串联电压 串联电流串联电流并联电压并联电压并联电流并联电

15、流思考题：为了分别实现：思考题：为了分别实现： (1) 稳定输出电压；稳定输出电压； (2) 稳定输出电流；稳定输出电流； (3) 提高输入电阻；提高输入电阻； (4) 降低输出电阻。降低输出电阻。应引入哪种类型的负反馈？应引入哪种类型的负反馈？riro减低减低增高增高增高增高增高增高增高增高减低减低减低减低减低减低iOUAUu fOUAUu ifUU 如如果果：iUOUfUFiUOUfUFoUfU)(dUdUoU1 FAu1 FA FAu即：即：2 FAn fOUAUu 由：由：OOUFAUu 1 FAuOfUFU uf+ R+ RFR1 C RCuO +C/RCRC/RUUF j1j1j1

16、12 1U2U)j(31oo RC1o 幅频特性幅频特性12UU1 3ffO相频特性相频特性 90o90 fOo0 (f)1U2U1U2UCRffo1时CRffo1时幅频特性幅频特性12UU1 3ffO相频特性相频特性 90o90 fOo0 (f)u1u2u2 与与 u1 波形波形u1, u2(3) 工作原理 输出电压输出电压 uO 经正反馈经正反馈(兼选频兼选频)网络分压后，取网络分压后，取uf 作为同相比例电路的输入信号作为同相比例电路的输入信号 ui 。1) 起振过程起振过程2) 稳定振荡 A = 0，仅在，仅在 f 0处处 F = 0 , 满足相位平衡条件，满足相位平衡条件，所以振荡频

17、率所以振荡频率 f 0= 1 2 RC。改变改变R、C可改变振荡频率可改变振荡频率 由运算放大器构成的由运算放大器构成的RC振荡电路的振荡频率一振荡电路的振荡频率一般不超过般不超过1MHz。3) 振荡频率振荡频率 振荡频率由相位平衡条件决定。振荡频率由相位平衡条件决定。振荡频率的调整振荡频率的调整 改变开关改变开关K的位置可改变选频的位置可改变选频网络的电阻，实现频率粗调；网络的电阻，实现频率粗调； 改变电容改变电容C 的大小可实现频率的大小可实现频率的细调。的细调。RCf 21o振荡频率振荡频率311 RRAFu 考虑到起振条件考虑到起振条件AuF 1, 一般应选取一般应选取 RF略大略大2R1。如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重失真。如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重失真。311 RRAFu21RRF21RRFLCf 210 17章结束d电流反馈：电流反馈：若反馈信号的取样对象是输出电流，若反馈信号的取样对象是输出电流，反馈信号正比与输出电流反馈信号正比与输出电流I0，叫作电流反馈。，叫作电流反馈。下面主要研究下面主要研究4