理论教育 反馈:基本概念与应用

反馈:基本概念与应用

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:图9-3-1所示为负反馈放大电路的原理框图,它由基本放大电路A、反馈网络F和比较环节∑三部分组成。图9-3-1负反馈放大电路的原理框图设基本放大电路的放大倍数为A,反馈网络的反馈系数为F,则反馈放大电路的放大倍数为式中,Af——反馈放大电路的闭环放大倍数;A——开环放大倍数;1+AF——反馈深度,它反映了负反馈的程度。

反馈:基本概念与应用

1.反馈放大电路的组成

将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全部,通过某种电路(称为反馈电路)送回到输入回路,从而影响输入信号的过程称为反馈,反馈到输入回路的信号称为反馈信号。

图9-3-1所示为负反馈放大电路的原理框图,它由基本放大电路A、反馈网络F和比较环节∑三部分组成。基本放大电路由单级或多级放大电路组成,完成信号从输入端到输出端的正向传输;反馈网络一般由电阻元件组成,完成信号从输出端到输入端的反向传输,即通过它来实现反馈。图中箭头表示信号的传输方向,xi、xo、xf和xd分别表示输入信号、输出信号、反馈信号和基本放大电路的净输入信号,它们既可以是电压,也可以是电流。比较环节实现输入信号与反馈信号的叠加,以得到净输入信号xd

图9-3-1 负反馈放大电路的原理框图

设基本放大电路的放大倍数为A,反馈网络的反馈系数为F,则反馈放大电路的放大倍数为

式中 ,Af——反馈放大电路的闭环放大倍数;

A——开环放大倍数;

1+AF——反馈深度,它反映了负反馈的程度。

2.反馈的类型

放大电路中是否引入反馈和引入何种形式的反馈,对放大电路的性能影响是有很大区别的。

1)正反馈与负反馈

凡是反馈信号削弱输入信号,也就是使净输入信号减小的反馈均称为负反馈,负反馈有着抑制和稳定系统输出量变化的作用;反馈信号如能起到加强净输入信号的作用,则称为正反馈。正、负反馈的示意图如图9-3-2所示。

图9-3-2 正、负反馈示意

2)直流反馈与交流反馈

反馈信号中只含直流成分的称直流反馈;只含交流成分的,则称交流反馈。直流反馈仅对放大电路的直流性能(如静态工作点)有影响;交流反馈则只对其交流性能有影响(如放大倍数、输入电阻、输出电阻等),而交、直流反馈则对二者均有影响。(www.daowen.com)

3)电压反馈与电流反馈

根据反馈信号是反映输出信号中的电压还是电流,有电压反馈和电流反馈之分。反馈信号取自输出电压的称电压反馈,如图9-3-3(a)所示,反馈信号取自放大电路的输出电压uo,反馈信号与输出电压成正比;反馈信号取自输出电流的则称电流反馈,如图9-3-3(b)所示,负载电阻RL没有直接接地,RL与地之间串接有输出电流的取样电阻R1,使反馈信号与输出电流io成正比。电压反馈时,反馈网络与基本放大电路在输出端并联连接,反馈信号正比于输出电压;电流反馈时,反馈网络与基本放大电路在输出端串联连接,反馈信号正比于输出电流。

图9-3-3 反馈信号在输出端的取样方式

(a)电压反馈;(b)电流反馈

一般,在放大电路中引入电压负反馈,可以稳定输出电压;引入电流负反馈,则可以稳定输出电流。

4)串联反馈与并联反馈

根据反馈信号与输入信号在输入回路的作用方式反映在电路连接上是串联还是并联,有串联反馈和并联反馈之分。反馈信号与输入信号在输入回路中串联连接着称串联反馈,并联连接着则称并联反馈。在放大电路中引入串联负反馈,可以使放大电路的输入电阻增大;引入并联负反馈,则可以使放大电路的输入电阻减小。

如图9-3-4(a)所示的放大电路中,反馈信号uf与信号源ui串联后加至放大器件的输入端,所以为串联反馈,串联反馈信号在输入端以电压形式出现;如图9-3-4(b)所示的放大电路中,反馈信号if与外加输入信号ii并联后加至放大器件的输入端,所以为并联反馈,并联反馈信号在输入端以电流形式出现。

按反馈信号的取样方式及接至放大器输入端的连接方式不同,可组合成4种不同类型的负反馈:电压串联负反馈,如图9-3-5(a)所示;电压并联负反馈,如图9-3-5(b)所示;电流串联负反馈,如图9-3-5(c)所示;电流并联负反馈,如图9-3-5(d)所示。

图9-3-4 反馈信号在输入端的连接方式

(a)串联反馈;(b)并联反馈

图9-3-5 负反馈的4种基本类型

(a)电压串联负反馈;(b)电压并联负反馈;(c)电流串联负反馈;(d)电流并联负反馈

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