电工学下第七版秦曾煌版
秦曾煌第六版电信系
第17章电子电路中的反馈
17.1反馈的基本概念17.2放大电路的负反馈17.3
振荡电路中的正反馈
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17.1 .1 反馈基本概念
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反馈送回输出的信息,据此判别和修正和预期功能目的的偏差,作出调整。将放大电路的输出量(u、i)的部分或全部,通过反馈网络反向送回到输入端(输入回路)。
输出信号,输入信号、反馈信号
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放大电路输出量能够否通过电路送回到输入?与输入量相互作用改变放大电路的净输入大小。
如果送回的反馈信号只有直流部分,则为直流反馈;如果送回的反馈信号只有交流部分,则为交流反馈;
如果送回的反馈信号既有直流部分,又有交流部分,则为交直流反馈。
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定义:
负反馈:若送回的反馈信号有削弱输入信号的作用,使放大倍数降低
正反馈:若反馈信号有增强输入信号的作用,使放大倍数提高。
在放大电路中采用的都是负反馈,可以改善放大电路的某些性能。正
反馈用于振荡器和波形发生器中。判别方法
(1)对于运放电路,凡是输出信号通过反馈通道送回到运放反相输入端
的放大电路都是负反馈放大电路。
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瞬时级性法:
对于分立元件放大电路(亦可运放)
假设输入端加一个对地瞬时级性为(+)(增大)(或-)的信号,
逐点决定该信号在放大电路中各处引起对地电压的瞬时级性。再由反馈网络,确定在输入端的,从而判别,反馈信号是加强还是削弱了原输入信号,及放大电路的净输入信号增大还是减小。
增大净输入信号正反馈,减小输入信号负反馈。
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分立元件放大电路
(极性关系:BC反相(共射)BE同相(共集)EC
同相(共基)
↓输入信号ui↓反馈信号uf↓净输入信号uid负反馈
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17.2 放大电路中的负反馈
为了对电压串联、电压并联、电流串联、电流并联四种基本负反馈的性能有更深的了解,我们将以具体反馈电路为例,对这些类型一一进行判断和分析。
1.电压串联负反馈
电压串联负反馈的实际电路和连接方框图分别如图3.2.4中(a)图与(b)图所示。图(a)中,Rf、R1为反馈元件,它们构成的反馈网络在输出与输入之间建立起联系。从电路的输出端来分析,反馈信号是输出电压Uo在Rf、R1组成的分压电路中R1上所分取的电压Uf,反馈电压是输出电压Uo的一部分。假设将输出短路,Uo=0,则Uf=0,因此,这个反馈是电压反馈。
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电子技术 秦曾煌 第六版 电信系
2013-7-23
浙江海洋学院机电工程学院电信系
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2. 电压并联负反馈
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3. 电流串联负反馈
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4. 电流并联负反馈
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17.2.2 负反馈对放大器性能的影响
提高放大倍数的稳定性
放大器的放大倍数是由电路元件的参数决定的。若元件老化或更换、电源不稳、负载变化或环境温度变化,则可能引起放大器的放大倍数变化。为此,通常都要在放大器中引入负反馈,用以提高放大倍数的稳定性。
负反馈之所以能够提高放大倍数的稳定性,是因为负反馈对相应的输出量有自动调节作用。比如,引入了电压串联负反馈,当放大倍数由于某种原因增大时,会使输出电压增大,反馈电压也随之增大,便使净输入电压减小,从而抑制了输出电压的增大,也就是稳定了放大倍数。
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为了从数量上分析负反馈对放大倍数稳定性的贡献,我们将对A求导,有
dAf1
dA(1 AF)即
dA
dAf 2
(1 AF)
dAf
dAf1
Af(1 AF)A
上式表明,负反馈放大器的闭环放大倍数的相对变化量dAf/Af是开环放大倍数相对变化量dA/A的1/(1+AF),也就是说,负反馈
的引入使放大器的放大倍数稳定性提高到了(1+AF)倍。
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例如,某负反馈放大器的A=104,反馈系数F=0.01,则可求出其闭环放大倍数
4
A10
Af 1004
1 AF1 10 0.01
若因参数变化使A变化±10%,即A的变化范围为9000~11000,则由(3.3.1)式可求出Af的相对变化量为
dAf
1dA1 ( 10%) 0.1%4Af1 AFA1 10 0.01
即Af的变化范围为99.9~100.1。显然,Af的稳定性比A的稳定性提高了约100倍(由10%变到0.1%)。负反馈越深,稳定性越高。
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展宽通频带
无反馈时,由于电路中电抗元件的存在,以及寄生电容和晶体管结电容的存在,会造成放大器放大倍数随频率而变,使中频段放大倍数较大,而高频段和低频段放大倍数较小,放大电路的幅频特性如图3.3.1所示。图中fH、fL分别为上限频率和下限频率,其通频带fBW=fH-fL较窄。
加入负反馈后,利用负反馈的自动调整作用,就可以纠正放大倍数随频率而变的特性,使通频带展宽。
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