電工與電子技術(shù)Ⅱ：第17章 電子電路中的反饋

1、第17章 電子電路中的反饋17.1 反饋的基本概念17.2 放大電路中的負(fù)反饋本章要求：1.能判別電子電路中的直流反饋和交流反饋、 正反饋和負(fù)反饋以及負(fù)反饋的四種類型;2. 了解負(fù)反饋對放大倍數(shù)及其穩(wěn)定性的影響。17.1.1 負(fù)反饋與正反饋反饋：將放大電路輸出端的信號(電壓或電流)的 一部分或全部通過某種電路引回到輸入端。17.1 反饋的基本概念(b) 帶反饋(a)不帶反饋A電子電路方框圖+A 凈輸入信號 反饋信號 輸出信號凈輸入信號：F反饋電路比較環(huán)節(jié) 輸入信號基本放大電路 若三者同相，則Xd = Xi - Xf , 即Xd Xi ，即反饋信號起了增強(qiáng)凈輸入信號的作用則為正反饋。17.1.2

2、 負(fù)反饋與正反饋的判別方法利用瞬時極性法判別負(fù)反饋與正反饋的步驟： 4. 若反饋信號與輸入信號加在同一輸入端(或同一電極)上， 兩者極性相反時，凈輸入信號減小, 為負(fù)反饋；反之，極性相同為正反饋。 3. 若反饋信號與輸入信號加在不同輸入端(或兩個電極)上， 兩者極性相同時，凈輸入信號減小, 為負(fù)反饋；反之，極性相反為正反饋。 1.設(shè)接“地”參考點(diǎn)的電位為零。 2. 若電路中某點(diǎn)的瞬時電位高于參考點(diǎn)(對交流為電壓的正半周)，則該點(diǎn)電位的瞬時極性為正(用表示)；反之為負(fù)(用 表示)。+uf+ud設(shè)輸入電壓 ui 為正，差值電壓 ud =ui uf各電壓的實(shí)際方向如圖uf 減小了凈輸入電壓(差值電壓

3、) 負(fù)反饋uoRFuiR2R1+例1：uoRFuiR2R1+例2：設(shè)輸入電壓 ui 為正，差值電壓 ud =ui + uf各電壓的實(shí)際方向如圖uf 增大了凈輸入電壓 正反饋+uf+ud例3：RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+設(shè)輸入電壓 ui 為正，差值電壓 ube =ui uf各電壓的實(shí)際方向如圖uf 減小了凈輸入電壓 負(fù)反饋RBRERLuiuo+交流通路+uf+ubeie交、直流分量的信號均可通過 RE，所以RE引入的是交、直流反饋。例3：RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RBRERLuiuo+交流通路+uf+ubeie如果有發(fā)射極旁路電容， RE中僅有直流分

4、量的信號通過 ，這時RE引入的則是直流反饋。引入交流負(fù)反饋的目的：改善放大電路的性能引入直流 負(fù)反饋的目的：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)17.2 放大電路中的負(fù)反饋17.7.1 負(fù)反饋的分類 (1)根據(jù)反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。如果反饋信號取自輸出電壓，叫電壓反饋。如果反饋信號取自輸出電流，叫電流反饋。 (2)根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。 反饋信號與輸入信號串聯(lián)，即反饋信號與輸入信號以電壓形式作比較，稱為串聯(lián)反饋。 反饋信號與輸入信號并聯(lián)，即反饋信號與輸入信號以電流形式作比較，稱為并聯(lián)反饋。1.串聯(lián)電壓負(fù)反饋+uf+ud 設(shè)輸入電壓 ui

5、 為正，差值電壓 ud =ui ufuf 削弱了凈輸入電壓(差值電壓) 負(fù)反饋反饋電壓取自輸出電壓電壓反饋 反饋信號與輸入信號在輸入端以電壓的形式比較 串聯(lián)反饋AF+ufuduiuO(b)方框圖(a)電路uoRFuiR2R1+RL各電壓的實(shí)際方向如圖2.并聯(lián)電壓負(fù)反饋設(shè)輸入電壓 ui 為正，差值電流 id = i1 if各電流的實(shí)際方向如圖if 削弱了凈輸入電流(差值電流) 負(fù)反饋反饋電流取自輸出電壓電壓反饋 反饋信號與輸入信號在輸入端以電流的形式比較并聯(lián)反饋uoRFuiR2R1+RLi1if idAF+ifidiiuO(b)方框圖(a)電路3.串聯(lián)電流負(fù)反饋+uf+ud設(shè)輸入電壓 ui 為正

6、，差值電壓 ud =ui uf各電壓的實(shí)際方向如圖uf 削弱了凈輸入電壓(差值電壓) 負(fù)反饋反饋電壓取自輸出電流 電流反饋 反饋信號與輸入信號在輸入端以電壓的形式比較 串聯(lián)反饋uf =Rio uouiR2RL+ioR+(a)電路AF+ufuduiiO(b)方框圖4.并聯(lián)電流負(fù)反饋設(shè)輸入電壓 ui 為正，差值電流 id = i1 if各電流的實(shí)際方向如圖if 削弱了凈輸入電流(差值電流) 負(fù)反饋反饋電流取自輸出電流電流反饋 反饋信號與輸入信號在輸入端以電流的形式比較 并聯(lián)反饋(a)電路AF+ifidiiiO(b)方框圖RFR1uiR2RL+ioRuRi1ifid運(yùn)算放大器電路反饋類型的判別方法：

7、 1. 反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋；從負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，是電流反饋； 2. 輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端(同相和反相)上的，是串聯(lián)反饋；加在同一個輸入端(同相或反相)上的，是并聯(lián)反饋； 3. 對串聯(lián)反饋，輸入信號和反饋信號的極性相同時，是負(fù)反饋；極性相反時，是正反饋； 4. 對并聯(lián)反饋，凈輸入電流等于輸入電流和反饋電流之差時，是負(fù)反饋；否則是正反饋。例1：試判別下圖放大電路中從運(yùn)算放大器A2輸出端引至A1輸入端的是何種類型的反饋電路。uf+解： 因反饋電路直接從運(yùn)算放大器A2的輸出端引出，所以是電壓反饋； 因輸入信號和反饋信號分別加在反相輸入端和同相輸入端上

8、，所以是串聯(lián)反饋； 因輸入信號和反饋信號的極性相同，所以是負(fù)反饋。串聯(lián)電壓負(fù)反饋 先在圖中標(biāo)出各點(diǎn)的瞬時極性及反饋信號；uo1uiR+uo+RLA1A2例2：試判別下圖放大電路中從運(yùn)算放大器A2輸出端引至A1輸入端的是何種類型的反饋電路。解： 因反饋電路是從運(yùn)算放大器A2的負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，所以是電流反饋； 因輸入信號和反饋信號均加在同相輸入端上，所以是并聯(lián)反饋; 因凈輸入電流 id 等于輸入電流和反饋電流之差，所以是負(fù)反饋。并聯(lián)電流負(fù)反饋i1ifiduo1uiR+uo+RLA1A2例3：判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。解: RE2對交流不起作用，引入的是直流反饋；RE1對本級引入

9、串聯(lián)電流負(fù)反饋。RE1、RF對交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反饋。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2esuiuo+例3：判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。解：RE1、RF引入越級串聯(lián)電壓負(fù)反饋。+ T2集電極的 反饋到T1的發(fā)射極，提高了E1的交流電位，使Ube1減小，故為負(fù)反饋； 反饋從T2的集電極引出，是電壓反饋；反饋電壓引入到T1的發(fā)射極，是串聯(lián)反饋。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2esuiuo例4：如果RF不接在T2 的集電極，而是接C2與RL 之間，兩者有何不同 ？解：因電容C2的

10、隔直流作用，這時RE1、RF僅引入 交流反饋。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2esuiuo例5：如果RF的另一端不接在T1 的發(fā)射極，而是接在它的基極，兩者有何不同，是否會變成正反饋 ？ 解：T2集電極的 反饋到T1的基極，提高了B1的交流電位，使Ube1增大，故為正反饋。+RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2esuiuo17.2.2 負(fù)反饋對放大電路工作性能的影響反饋放大電路的基本方程反饋系數(shù)凈輸入信號開環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)+AF1. 降低放大倍數(shù) 負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。則有：同相，所以 A

11、F 是正實(shí)數(shù)負(fù)反饋時， | 1+AF| 稱為反饋深度，其值愈大，負(fù)反饋?zhàn)饔糜鷱?qiáng)，Af也就愈小。2. 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。放大倍數(shù)下降至1/(1+AF)倍, 其穩(wěn)定性提高1+AF倍。若AF 1，稱為深度負(fù)反饋，此時： 在深度負(fù)反饋的情況下，閉環(huán)放大倍數(shù)僅與反饋電路的參數(shù)有關(guān)。例：A=300，F(xiàn)=0.01。3. 改善波形失真 負(fù)反饋是利用失真的波形來改善波形的失真，因此只能減小失真，而不能完全消除失真。加入負(fù)反饋無負(fù)反饋FufAuiuo大小略小略大接近正弦波uouiA+uid略大略小uf4. 展寬通頻帶引入負(fù)反饋使電路的高頻帶寬度增加無負(fù)反饋有負(fù)反饋f|AO|0.707|Ao|Of2| Afo |f2|A|, |Af |0.707|Afo|BWBWf負(fù)反饋展寬通頻帶直接耦合使電路的低頻特性良好uiubeib+5. 對放大電路輸入電阻的影響在同樣的 ib下，ui= ube + uf ube，所以 rif 提高。(1) 串聯(lián)負(fù)反饋無負(fù)反饋時：有負(fù)反饋時：使電路的輸入電阻提高uiubeib+uf+if無負(fù)反饋時：有負(fù)反饋時：在同樣的ube下，ii = ib + if ib，所以 rif 降低。(2) 并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻降低iiibube+iiibube+ 電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，即有恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。 電流負(fù)反饋具有穩(wěn)