电子电路中的反馈

1、电子电路中的反馈第1页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四一. 反馈的概念及分类1.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。4.2 反馈的基本概念AF+ 输入信号 输出信号 反馈信号 净输入信号第2页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四净输入信号： Xd Xi ，即反馈信号起了增强净输入信号的作用则为正反馈。2. 反馈的分类第3页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四二. 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

2、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。第4页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四+uf+ud差值电压 ud =ui ufuf 减小了净输入电压(差值电压) 负反馈uoRFuiR2R1+例：uoRFuiR2R1+例：差值电压 ud =ui + ufuf 增大了净输入电压 正反馈+uf+u

3、d第5页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四三. 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。第6页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四1.串联电压负反馈+uf+ud差值电压 ud =ui ufuf 削弱了净输入电压

4、(差值电压) 负反馈反馈电压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uoRFuiR2R1+RL第7页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四2.并联电压负反馈差值电流 id = i1 ifif 削弱了净输入电流(差值电流) 负反馈反馈电流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+RLi1if id第8页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四3.串联电流负反馈+uf+ud差值电压 ud =ui ufuf 削弱了净输入电压(差值电压) 负反馈反馈电压取自输出电流 电流反馈 反馈

5、信号与输入信号在输入端以电压的形式比较串联反馈uf =Rio uouiR2RL+ioR+第9页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四4.并联电流负反馈差值电流 id = i1 ifif 削弱了净输入电流(差值电流) 负反馈反馈电流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RFR1uiR2RL+ioRuRi1ifid第10页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四四. 负反馈对放大电路工作性能的影响反馈放大电路的基本方程闭环放大倍数+AF第11页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四1. 降低放大倍数 负反馈使放

6、大倍数下降。则有：同相，所以 AF 是正实数负反馈时， | 1+AF| 称为反馈深度，其值愈大，负反馈作用愈强，Af也就愈小。第12页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四2. 提高放大倍数的稳定性放大倍数下降至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：第13页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四3. 对放大电路输入电阻的影响(1) 串联负反馈使电路的输入电阻提高(2) 并联负反馈使电路的输入电阻降低4. 对放大电路输出电阻的影响(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

7、高 电压负反馈具有稳定输出电压的作用。 电流负反馈具有稳定输出电流的作用。第14页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四四种负反馈对 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第15页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四4.5 有源滤波器 有源滤波器：含有运算放大器的滤波器。 优点：体积小、效率高、频率特性好。一、功能和分类 按频率范围的不同，滤波器可分为低通、高通

8、、带通和带阻等。第16页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四二、. 有源低通滤波器uiuoRFuCCR+R1+第17页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四三. 有源高通滤波器uiuoRFCR+R1+第18页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四电压传输特性 Uo(sat) +Uo(sat)运放处于开环状态1. 基本电压比较器uiuoOURURuouiR2+R1+当 u+u 时，uo= +Uo (sat) u+u 时，uo= Uo (sat) 即 uiUR 时，uo = Uo (sat)可见，在 ui =UR 处输出电压 uo 发生跃变。

9、参考电压4.6 电压比较器第19页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四ui UR，uo=+ Uo (sat)ui UR，uo= Uo (sat)URuouiR2+R1+uiuoURR2+R1+ Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOUR输入信号接在反相端输入信号接在同相端电压传输特性Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOUR第20页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四2.输出带限幅的电压比较器设稳压管的稳定电压为UZ，忽略稳压管的正向导通压降则 ui UR，uo = UZUZ UZ电压传输特性 Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOURuiU

10、R 时，uo = Uo (sat) uoRDZURuouiR2+R1+第21页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四3.过零电压比较器利用电压比较器将正弦波变为方波URuouiR2+R1+电压传输特性Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOUR= 0tuiOtuo+Uo(sat)Uo(sat)O第22页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四振荡电路中的正反馈一. 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。开关合在“2” 为有反馈放大电路 开关合在“2”时, 去掉ui 仍有稳定的输出。

11、反馈信号代替了放大电路的输入信号。自激振荡状态1SA2F第23页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四 二、自激振荡的条件(1) 幅度条件：(2) 相位条件：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) 。自激振荡的条件第24页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四三、. 正弦波振荡电路的类型 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。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

12、晶体振荡电路：频率稳定度高。第25页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四四、正弦波振荡电路的组成(1) 放大电路: 放大信号(2) 反馈网络: 必须是正反馈，反馈信号即是 放大电路的输入信号 (3) 选频网络: 保证输出为单一频率的正弦波 即使电路只在某一特定频率下满足 自激振荡条件 (4) 稳幅环节: 使电路能从AuF 1 ，过渡到 AuF =1，从而达到稳幅振荡。第26页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四一. RC正弦波振荡电路RC选频网络正反馈网络放大电路 用正反馈信号uf作为输入信号 选出单一频率的信号1、 电路结构uf+ R+ RFR1 C

13、RCuO +同相比例电路选频网络第27页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四2、 RC串并联选频网络的选频特性传输系数：。RCRC。+。式中 ： 分析可知：仅当 = o时，U2 U1=1 3达最大值，且 u2 与 u1 同相 , 即网络具有选频特性, fO 决定于RC。u1u2F=U2/U1第28页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四振荡频率的调整+RFR CCuO +KKR1R2R3R3R2R1 改变开关K的位置可改变选频网络的电阻，实现频率粗调； 改变电容C 的大小可实现频率的细调。振荡频率第29页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星

14、期四3、 起振及稳定振荡的条件稳定振荡条件AuF = 1 ，| F |= 1/ 3，则起振条件AuF 1 ，因为 | F |=1/ 3，则 考虑到起振条件AuF 1, 一般应选取 RF略大2R1。如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重失真。 由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路不是靠运放内部的晶体管进入非线性区稳幅，而是通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的。第30页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四带稳幅环节的电路(1) 热敏电阻具有负温度系数，利用它的非线性可以自动稳幅。 在起振时，由于 uO 很小，流过RF的电流也很小，于是发热少，阻值高，使RF 2R1；即AuF1

15、。随着振荡幅度的不断加强，uO增大，流过RF 的电流也增大，RF受热而降低其阻值，使得Au下降，直到RF=2R1时，稳定于AuF=1， 振荡稳定。半导体热敏电阻 R+RFR1 C RCuO +第31页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四 热敏电阻具有负温度系数，利用它的非线性可以自动稳幅。半导体热敏电阻 R+RFR1 C RCuO + 稳幅过程： 思考： 若热敏电阻具有正温度系数，应接在何处？uOtRFAu第32页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四带稳幅环节的电路(2) 利用二极管的正向伏安特性的非线性自动稳幅。 R+RF2R1 C RCuO +D1D2RF1uf+稳幅环节第33页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四二. LC正弦波振荡电路 LC 振荡电路的选频电路由电感和电容构成，可以产生高频振荡(几百千赫以上)。由于高频运放价格较高，所以一般用分离元件组成放大电路。本节只对 LC振荡电路的结构和工作原理作简单介绍。第34页，共36页，2022年，5月20日，20点13分，星期四L