電子電路中的反饋演示文稿

電子電路中的反饋演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)優(yōu)選電子電路中的反饋當(dāng)前第2頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)反饋的分類反饋環(huán)路放大倍數(shù)K當(dāng)前第3頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)反饋電路的方框圖反饋電路：由基本放大電路A與反饋電路F組成，且有Xd=Xi-Xf開(kāi)環(huán)電路、閉環(huán)電路AAF當(dāng)A趨向于∞時(shí)閉環(huán)放大倍數(shù)Af=？當(dāng)前第4頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)負(fù)反饋與正反饋的判別方法瞬時(shí)極性法：輸入一個(gè)正極性信號(hào)，比較有無(wú)反饋信號(hào)（回路）時(shí)的凈輸入信號(hào)或輸出信號(hào)大小；相對(duì)無(wú)反饋情況，有反饋時(shí)凈輸入信號(hào)或輸出信號(hào)減小則為負(fù)反饋，否則為正反饋。環(huán)路極性法（朱老師的方法）：反饋環(huán)路斷開(kāi)成為反饋通道，反饋通道輸出信號(hào)的極性與輸入信號(hào)的極性相同則為正反饋，極性相反則為負(fù)反饋。即：反饋通道若有奇數(shù)個(gè)反相環(huán)節(jié)則反饋為負(fù)反饋，反饋通道若有偶數(shù)個(gè)反相環(huán)節(jié)則反饋為正反饋，同相環(huán)節(jié)不影響反饋的正負(fù)。當(dāng)前第5頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)運(yùn)算放大電路的反饋ARFuiuoR1R2udBRFuiuoR1R2ud當(dāng)前第6頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)分壓偏置三極管放大電路的反饋BECRB1RCC1C2RLuiuOTUCCRB2REube基極輸入電壓升高基極電流增大發(fā)射極電流增大發(fā)射極電阻的電壓增大發(fā)射極電位升高基射電壓降低基極電流減少電路沒(méi)有物理結(jié)構(gòu)上的反饋回路但卻具有信號(hào)結(jié)構(gòu)上的反饋回路當(dāng)前第7頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)17.2放大電路中的負(fù)反饋運(yùn)放電路的反饋類型較為典型反饋類型：串聯(lián)電壓負(fù)反饋、并聯(lián)電壓負(fù)反饋、串聯(lián)電流負(fù)反饋、并聯(lián)電流負(fù)反饋當(dāng)前第8頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)運(yùn)算放大器電路中的負(fù)反饋運(yùn)算放大器放大倍數(shù)很大，在放大電路中易配置成深負(fù)反饋； 深負(fù)反饋放大電路具有如下優(yōu)秀品質(zhì)： 閉環(huán)放大倍數(shù)只與外圍反饋電路參數(shù)有關(guān)而與本身參數(shù)無(wú)關(guān)； 通頻帶較開(kāi)環(huán)時(shí)更寬； 可以構(gòu)成各種信號(hào)運(yùn)算與處理電路； 工作穩(wěn)定。當(dāng)前第9頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)串聯(lián)電壓負(fù)反饋同向比例運(yùn)算電路中，實(shí)際電壓ud=ui-uf

，反饋電壓削弱輸入信號(hào)的作用，為負(fù)反饋；反饋電壓采樣源自運(yùn)放電壓輸出，uf=uoR1/(R1+RF)

；為電壓反饋；反饋電壓與輸入電壓疊加作為運(yùn)放輸入電壓，為串聯(lián)反饋；故此反饋電路類型為：串聯(lián)電壓負(fù)反饋；輸入電阻很高（近似∞），輸出電阻很低（近似0）。AR2R1RFi1ifuiuo當(dāng)前第10頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)并聯(lián)電壓負(fù)反饋反向比例運(yùn)算電路中，實(shí)際電流id=i1-if

，反饋電流削弱輸入信號(hào)的作用，為負(fù)反饋；反饋電流采樣源自運(yùn)放電壓輸出，if=-uo/RF；為電壓反饋；反饋電流與輸入電流疊加作為運(yùn)放輸入電流，為并聯(lián)反饋；故此反饋電路類型為：并聯(lián)電壓負(fù)反饋。AR2R1RFi1ifuiuo輸入電阻較低，輸出電阻則很低（近似0），工作非常穩(wěn)定；由于是深負(fù)反饋，Af≈1/F。當(dāng)前第11頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)串聯(lián)電流負(fù)反饋同向比例運(yùn)算電路中，用電阻R采樣輸出負(fù)載電流，其實(shí)際電壓ud=ui-uf

，反饋電壓削弱輸入信號(hào)的作用，為負(fù)反饋；反饋電壓采樣源自負(fù)載電流(運(yùn)放輸出電流)，uf=iLR，為電流反饋；反饋電壓與輸入電壓疊加作為運(yùn)放輸入電壓，為串聯(lián)反饋；故此反饋電路類型為：串聯(lián)電流負(fù)反饋；該電路有：io=iL=ui/R，負(fù)載電流與負(fù)載電阻無(wú)關(guān)，是一個(gè)同相的受控電流源電路，或稱為電壓—電流變換電路；輸入電阻很高（近似∞），輸出電阻很高（近似∞）。AR1uiiLRLR當(dāng)前第12頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)并聯(lián)電流負(fù)反饋反向比例運(yùn)算電路中，用電阻R采樣輸出負(fù)載電流，其實(shí)際電流id=i1-if

，反饋電流削弱輸入信號(hào)的作用，為負(fù)反饋；反饋電流采樣源自負(fù)載電流(運(yùn)放輸出電流)，if=-iLR/(RF+R)

，[由：(iL+if)R=uf=-ifRF得到]，為電流反饋；反饋電流與輸入電流疊加作為運(yùn)放輸入電流，為并聯(lián)反饋；故此反饋電路類型為：并聯(lián)電流負(fù)反饋；該電路有：io=-if(RF+R)/R

=-ui(RF+R)/R/R1，負(fù)載電流與負(fù)載電阻無(wú)關(guān)，是一個(gè)反相的受控電流源電路；輸入電阻較低，輸出電阻很高（近似∞）。AR1uiiLRLRRFi1ifR2當(dāng)前第13頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)并聯(lián)電流負(fù)反饋另一種形式AR1uiiLRLRRFi1ifR2電阻R采樣輸出負(fù)載電流，通過(guò)電壓跟隨器產(chǎn)生反饋電流，實(shí)際電流id=i1-if，反饋電流削弱輸入信號(hào)的作用，為負(fù)反饋；反饋電流if=-iLR/RF

，為電流反饋；反饋電流與輸入電流疊加作為運(yùn)放輸入電流，為并聯(lián)反饋；故此反饋電路類型為：并聯(lián)電流負(fù)反饋；該電路有：io=-uiRF/R/R1，負(fù)載電流與負(fù)載電阻無(wú)關(guān)，是一個(gè)反相的受控電流源電路；輸入電阻較低，輸出電阻很高（近似∞）。當(dāng)前第14頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)運(yùn)放電路負(fù)反饋小結(jié)電壓反饋：采樣源自電路輸出端；電流反饋：采樣源自負(fù)載電阻近地端的采樣電阻，或來(lái)自負(fù)載電流傳感器；串聯(lián)反饋：輸入信號(hào)與反饋信號(hào)分別接在兩個(gè)輸入端；并聯(lián)反饋：輸入信號(hào)與反饋信號(hào)接在同一個(gè)輸入端上；負(fù)反饋：反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)減小，環(huán)路放大倍數(shù)為負(fù)值。當(dāng)前第15頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)三極管電路負(fù)反饋小結(jié)串聯(lián)反饋、并聯(lián)反饋：看輸入信號(hào)疊加形式電壓反饋、電流反饋：看反饋從輸出信號(hào)的取樣的物理量串聯(lián)反饋：輸入以電壓的形式比較；并聯(lián)反饋：輸入以電流的形式比較；電流負(fù)反饋：具有穩(wěn)定輸出電流的作用；電壓負(fù)反饋：具有穩(wěn)定輸出電壓的作用。當(dāng)前第16頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)例如圖，判斷二級(jí)放大電路的反饋類型。AuouiBRLRufAuouiBRLRuf當(dāng)前第17頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)17.2.2負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響降低放大倍數(shù)提高放大倍數(shù)穩(wěn)定性改善波形失真展寬通頻帶對(duì)放大電路輸入電阻的影響對(duì)放大電路輸入電阻的影響當(dāng)前第18頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)負(fù)反饋降低放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)A：基本放大電路的放大倍數(shù)；反饋系數(shù)F：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)之比；閉環(huán)放大倍數(shù)Af：引入負(fù)反饋后的放大倍數(shù)；反饋深度：|1+AF|。AF當(dāng)前第19頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)提高放大倍數(shù)穩(wěn)定性開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)變化率：d|A|/|A|；閉環(huán)放大倍數(shù)變化率：d|Af|/|Af|；閉環(huán)放大倍數(shù)變化率為開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)變化率的1+|AF|分子之一；當(dāng)|AF|>>1時(shí)，Af≈1/F，表明深度反饋時(shí)閉環(huán)放大倍數(shù)僅取決于反饋電路參數(shù)。當(dāng)前第20頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)改善波形失真負(fù)反饋減小了輸入信號(hào)的幅度，從而減少了進(jìn)入飽和區(qū)或截止區(qū)的可能；負(fù)反饋將輸出失真信號(hào)反饋至輸入端，使輸出信號(hào)的失真得到一定程度的補(bǔ)償，從而減少的失真。當(dāng)前第21頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)展寬通頻帶負(fù)反饋使放大電路通頻帶展開(kāi)了|Au|/|Au0|0.707通頻帶1ff1f2f`1f`2|Af0||Af1||Af`1|當(dāng)前第22頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)對(duì)放大電路輸入電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋使放大電路的輸入電阻增大；并聯(lián)負(fù)反饋使放大電路的輸入電阻減小。當(dāng)前第23頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)對(duì)放大電路輸出電阻的影響電壓反饋使放大電路的輸出電阻減??；電流反饋使放大電路的輸出電阻增大。當(dāng)前第24頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)課后練習(xí)、、、17.2.2、、、當(dāng)前第25頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)17.3正弦振蕩電路正弦振蕩電路：用來(lái)產(chǎn)生一定頻率和幅度交流信號(hào)的電路，0.1HZ~1000MHZ；常用的振蕩電路分為RC振蕩電路與LC振蕩電路兩種；RC振蕩電路：輸出功率小、頻率較低；LC振蕩電路：輸出功率大、頻率較高；應(yīng)用：波形發(fā)生器、信號(hào)源、激勵(lì)源等。當(dāng)前第26頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)17.3.1自激振蕩自激振蕩：沒(méi)有輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)的情況下，輸出端有一定頻率與幅度的信號(hào)輸出；放大電路不希望產(chǎn)生自激，而振蕩電路則利用自激產(chǎn)生振蕩工作。當(dāng)前第27頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)自激振蕩原理Au為放大電路、F為反饋電路；放大電路中，使uf=ui，即同幅同相；將輸入端接自反饋輸出，則電路維持原來(lái)輸出，電路進(jìn)入自激振蕩狀態(tài)，成為一個(gè)振蕩器；且有：AuFAuF當(dāng)前第28頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)自激振蕩條件1、相位條件：反饋電壓uf與輸入電壓ui同相，即為正反饋；2、幅度條件：足夠的反饋量使|AuF|=1，即反饋電壓等于輸入電壓Uf=Ui。總體而言：環(huán)路傳遞函數(shù)為1。當(dāng)前第29頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)自激振蕩建立過(guò)程振蕩器在未進(jìn)入振蕩狀態(tài)時(shí)其|AuF|>1，即Uf>

Ui

；微小的擾動(dòng)使Ui↑→Uo↑→Uf↑→Ui↑→Uo↑→Uf↑→Ui↑隨著電壓幅度增大，Au將自動(dòng)減小，使|AuF|趨向?yàn)?，即振蕩電路穩(wěn)定在一定的振蕩幅度下工作；當(dāng)出現(xiàn)干擾振幅偏離穩(wěn)定時(shí)，同樣由于上述機(jī)理振幅趨于穩(wěn)定。當(dāng)前第30頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)振蕩電路的正弦輸出振蕩器進(jìn)入振蕩后其振蕩輸出并非一定是正弦量，其中含有不同頻率的諧波分量；為得到單一頻率的正弦輸出量，振蕩電路還需要有一個(gè)選頻電路，使振蕩電路具有選頻率特性，使自激振蕩在某個(gè)特定的頻率下發(fā)生；因此正弦振蕩電路通常包含放大電路、正反饋電路與選頻電路三部分；根據(jù)選頻電路的不同，振蕩電路分為RC振蕩電路與LC振蕩電路兩種。當(dāng)前第31頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)17.3.2.1RC振蕩電路振蕩電路如圖：運(yùn)放、R1、RF組成放大電路部分；兩個(gè)RC組成電路又稱為文氏橋選頻電路，這部分電路既是選頻電路，同時(shí)又是正反饋電路。R1RRFRCCAuiuouf當(dāng)前第32頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)RC選頻電路文氏橋選頻電路如圖，則有：RRCCuoui當(dāng)時(shí)，即：絕對(duì)值最大，且：uo與ui同相位當(dāng)前第33頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)RC振蕩電路分析電路如圖，則有：R1RRFRCCAuiuouf當(dāng)RF=2R1時(shí)：此時(shí)已滿足自激振蕩條件，但此電路起振不是最理想。當(dāng)前第34頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)改進(jìn)起振狀況的RC振蕩電路（一）反饋電阻RF由固定電阻改為具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻；起振時(shí)RF處于冷態(tài)，電阻值較大，RF>2R1，即|AuF|>1，電路受到輕微擾動(dòng)后振幅逐步增大；隨著流過(guò)RF電流的增大，RF發(fā)熱導(dǎo)致其電阻值下降，直到RF=2R1，即|AuF|=1，振蕩趨于穩(wěn)定。R1RRFRCCAuiuouft°當(dāng)前第35頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)改進(jìn)起振狀況的RC振蕩電路（二）反饋回路為電阻RF2與反向并聯(lián)二個(gè)二極管及一個(gè)電阻組成的并聯(lián)電路串聯(lián)；RF=RF2+RF1//RD1//RD2；起振時(shí)二極管端電壓很小，RD很大，總RF較大，使RF>2R1，即|AuF|>1，電路受到輕微擾動(dòng)后振幅逐步增大；隨著二極管端電壓的增大，二極管趨于導(dǎo)通，RD迅速減小，直到RF=2R1，即|AuF|=1，振蕩趨于穩(wěn)定。R1RRF2RCCAuiuoufRF1D1D2當(dāng)前第36頁(yè)\共有39頁(yè)\編于星期三\5點(diǎn)改進(jìn)起振狀況的RC振蕩電路（三）不論采用熱敏電阻還是二極管，當(dāng)任何因素使輸出電壓發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)使RF的阻值發(fā)生改變（既|Au|改變）使振幅趨于穩(wěn)定；通過(guò)調(diào)節(jié)R或C的值，或同時(shí)改變RC值，可改變振蕩電路的振蕩頻率。當(dāng)前第37頁(yè)\共有