16[1].3-17.2_反馈

2、负反馈的类型及判别 、 • 电压反馈和电流反馈 • 串联反馈和并联反馈 • 交流反馈与直流反馈
电压反馈和电流反馈
• 根据反馈电路在放大电路输出端所采样的信号不同，可以 根据反馈电路在放大电路输出端所采样的信号不同， 输出端所采样的信号不同 分为电压反馈和电流反馈。 分为电压反馈和电流反馈。 • 如果反馈信号取自输出电压，则为电压反馈；如果反馈信 如果反馈信号取自输出电压，则为电压反馈；如果反馈信 反馈信号取自输出电压 号取自输出电流，称电流反馈。 号取自输出电流，称电流反馈。 二者的判断： 二者的判断： • 判断放大电路是电压反馈还是电流反馈，从放大电路的输 判断放大电路是电压反馈还是电流反馈， 出端来判断：电压反馈采样的主要特征是反馈信号引自于 出端来判断：电压反馈采样的主要特征是反馈信号引自于 输出端（负载端），与输出电压成正比。 ），与输出电压成正比 输出端（负载端），与输出电压成正比。电流反馈采样的 主要特征是反馈信号引自于非输出端 非负载端）， 反馈信号引自于非输出端（ ），与输 主要特征是反馈信号引自于非输出端（非负载端），与输 出电流成正比。 出电流成正比。 • 反馈信号从集电极引出为电压反馈；反馈信号从发射极引 反馈信号从集电极引出为电压反馈； 出为电流反馈。 出为电流反馈。
⊕
∞
－
－
∞
uo
∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆
∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆
试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 例 2： 并联电流负反馈 端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路 输入端的是何种类型的反馈电路。 端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。 – +u + A1 o1 R id if
+
ui
V
+u
V
பைடு நூலகம்
T1
be
+
uO
-
uf
+
-
本级反馈
本级反馈
级间反馈
负反馈的类型 电压串联负反馈 电压并联负反馈 交流反馈 负 反 馈 直流反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈 稳定静态工作点
正、负反馈的判别： 负反馈的判别：
判定方法——“瞬时极性法” 瞬时极性法” 判定方法 瞬时极性法
瞬时极性法
• 从放大电路的输入端注入某一瞬时极性的信号， 从放大电路的输入端注入某一瞬时极性的信号， 按照放大电路的工作特性，沿反馈环一周， 按照放大电路的工作特性，沿反馈环一周，标出 各点信号的瞬时极性， 各点信号的瞬时极性，直至反馈电路在输入端的 连接点， 连接点，比较注入信号极性和反馈回来的信号极 性，是增强还是消弱净输入信号来定出是引入正 反馈还是负反馈。 反馈还是负反馈。
RL
+ uo –
io iE RL
从集电极引出 为电压反馈
从发射极引出 为电流反馈
串联反馈和并联反馈
• 根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式不同，分为串联 根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式不同， 输入端与输入信号比较形式不同 反馈和并联反馈。 反馈和并联反馈。 • 如果反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式比较求和 如果反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式比较求和 即反馈信号与输入信号串联， 串联反馈。如果两者以 的，即反馈信号与输入信号串联，称串联反馈。如果两者以 电流形式比较求和的 即反馈信号与输入信号并联， 电流形式比较求和的，即反馈信号与输入信号并联，称并联 反馈。 反馈。 二者的判断： 二者的判断： 判断放大电路是电压反馈还是电流反馈，从放大电路的输 判断放大电路是电压反馈还是电流反馈，从放大电路的输 入端来判断：反馈信号回馈至输入端的发射极为串联反馈； 入端来判断：反馈信号回馈至输入端的发射极为串联反馈；反 来判断 馈信号回馈至输入端的基极为并联反馈。 馈信号回馈至输入端的基极为并联反馈。
17.1 反馈的基本概念
RB1 C1 + + ui RB2 –
T IC IC UE IB UBE
RC
+UCC C2 +
通过R 通过RE 将输出电流 +反馈到输入
RE
RL uo –
•反馈：凡是将电子电路输出端的信号（电压或电流） 反馈：凡是将电子电路输出端的信号（电压或电流） 反馈 输出端的信号 的一部分或全部通过反馈电路引回到输入端 通过反馈电路引回到输入端， 的一部分或全部通过反馈电路引回到输入端， 就称为反馈。 就称为反馈。 反馈 反馈放大电路的方框图
–UZ –Uo(sat)
ui
电压传输特性
16.5 使用运算放大器应注意的几个问题
• • • • • 选用元件 消振 调零 保护 扩大输出电流
第17章 电子电路中的反馈 17章
17.1 反馈的基本概念 17.2 放大电路中的负反馈 本章要求： 本章要求： 1. 能判别反馈类型 2. 了解负反馈对放大电路工作性能的影响
∞ u 'R o – +Uo(sat) ∆ ∆ ∆ ∆
uo
UZ UR
+
+
DZ
+ uo –
O
ui<UR 时，uo' = +Uo (sat) +U ui >UR 时，uo' = – Uo (sat) 设稳压管的稳定电压为U 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 = UZ ui >UR，uo = –UZ
& Xo A= & X
d
& Xf 反馈电路 F = & Xo
放大倍数 比较环节 X = X − X & & & d i f
1、正反馈与负反馈 、
• 若引回的反馈信号与输入信号比较使输入信号减 若引回的反馈信号与输入信号比较使输入信号减 因而输出信号也减小 输出信号也减小的 则称这种反馈为负 小，因而输出信号也减小的，则称这种反馈为负 反馈。 反馈。 • 若反馈信号使净输入信号增大，因而输出信号也 反馈信号使净输入信号增大， 增大的，则称这种反馈为正反馈 正反馈。 增大的，则称这种反馈为正反馈。 • 电路中引入负反馈后，其放大倍数要降低；反之， 电路中引入负反馈后 负反馈 放大倍数要降低；反之， 引入正反馈 正反馈后 放大倍数会升高。 引入正反馈后，其放大倍数会升高。
∞
⊕
⊕ –
∞
uo
∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆
ui ⊕ i1
+ A2
解： 因净输入电流 id 等于输入电流和反馈电流之差， 等于输入电流和反馈电流之差， 所以是负反馈。 所以是负反馈。 负反馈 因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻 因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL的 的负载电阻R 是电流反馈； 靠近“ 端引出的，所以是电流反馈 靠近“地”端引出的，所以是电流反馈； 因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上， 因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上， 所以是并联反馈 是并联反馈; 所以是并联反馈;
判断串、并联反馈 判断串、
ii
if
ib
+
+
ube
ui
–
– + –
uf
ib= ii – if 反馈到基极为并联反馈
ube= ui – uf 反馈到发射极为串联反馈
直流反馈与交流反馈
直流反馈——若电路将直流量反馈到输入回路，则 若电路将直流量反馈到输入回路， 直流反馈
称直流反馈。 称直流反馈。 该电路引入直流反馈的目的， 该电路引入直流反馈的目的，是为了稳定静态工 作点Q。 作点 。 +V
1. 基本电压比较器 R1 ∞ – + + + + uo ui + UR R2 – – – 参考电压 运放处于开环状态
∆ ∆ ∆ ∆
+Uo(sat) UR ui
O
uo
–Uo(sat) 电压传输特性
当 u+>u– 时，uo= +Uo (sat) 即 ui<UR 时，uo = +Uo (sat) +U +U u+<u– 时，uo= –Uo (sat) ui >UR 时，uo = – Uo (sat) 可见， 发生跃变。 可见，在 ui =UR 处输出电压 uo 发生跃变。
电压比较器
电压比较器的功能： 电压比较器的功能： 电压比较器用来比较输入电压与参考电压的大 当两者幅度相等时输出电压产生跃变， 小。当两者幅度相等时输出电压产生跃变，由高电 平变成低电平，或者由低电平变成高电平。 平变成低电平，或者由低电平变成高电平。由此来 大小和极性。 判断输入信号的 大小和极性。 用途： 用途： 数模转换、数字仪表、 数模转换、数字仪表、自动控制和自动检测等 技术领域， 技术领域，以及波形产生及变换等场合 。 运放工作在开环状态。 运放工作在开环状态。
运算放大器电路反馈类型的判别方法： 运算放大器电路反馈类型的判别方法： 1. 反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈； 反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈； 从负载电阻R 的靠近“ 端引出的， 从负载电阻RL的靠近“地”端引出的，是电流反 馈； 2. 输入信号和反馈信号分别加在两个输入端 同相和反相）上的，是串联反馈； （同相和反相）上的，是串联反馈；加在同一个 输入端（同相或反相）上的，是并联反馈； 输入端（同相或反相）上的，是并联反馈； 3. 对串联反馈，输入信号和反馈信号的极性相 对串联反馈， 同时，是负反馈；极性相反时，是正反馈； 同时，是负反馈；极性相反时，是正反馈； 4. 对并联反馈，净输入电流等于输入电流和反 对并联反馈， 馈电流之差时，是负反馈；否则是正反馈 是正反馈。 馈电流之差时，是负反馈；否则是正反馈。
16.3 运放在信号处理方面的应用
理想运放工作在饱和区的特点： 理想运放工作在饱和区的特点： 输出只有两种可能 +Uo (sat) 或–Uo (sat) +U 当 u+> u－ 时， uo = +Uo (sat) u+< u－ 时， uo = – Uo (sat) uo +Uo(sat) 饱和区
O
u +– u – –Uo(sat) 电压传输特性
Rb1 Cb1
+
Rc Cb2 T
CC
+
RL Ce
+
ui +
Rb2
uo -
Re
ic IC
直流反馈
本级反馈与级间反馈 本级反馈——反馈只存在于某一级放大电路中 本级反馈 级间反馈——反馈存在于两级以上的放大电路中 级间反馈
+V CC R b1 Cb1 R c1 R c2 T2 Cb2 Rf RL R e1 R e2
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 并联反馈
uo 取自输出电压——电压反馈 取自输出电压 电压反馈 反馈电流 if = − Rf
∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆
串联电压负反馈
试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 例 1： 端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路 输入端的是何种类型的反馈电路。 端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。 串联电压负反馈 – – +u + ⊕ + A1 o1 + A2 RL R ⊕ –u + f 解：先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号； 先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号； + ui – 因输入信号和反馈信号的极性相同，所以是 因输入信号和反馈信号的极性相同， 负反馈。 负反馈。 因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引 因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引 是电压反馈； 所以是电压反馈 出，所以是电压反馈； 因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端 和同相输入端上，所以是串联反馈 是串联反馈； 和同相输入端上，所以是串联反馈；
∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆
+
－
RL
17.2.1 运算放大器电路中的负反馈
并联电压负反馈
if R F + ui – 设输入电压 ui 为正， 为正，
⊕ i1 R1 id
R2
– + +
∞
uo RL –
－ +
各电流的实际方向如图 差值电流 id = i1 – if if 削弱了净输入电流(差 削弱了净输入电流( 值电流) 值电流) ——负反馈 负反馈
& Xi +
& Xd
– & Xf
基本放大 电路A 电路A 反馈 电路F 电路F
& Xo
反馈放大电路的方框图 净输入信号
& Xi +
输入信号 反馈信号
& Xd
– & Xf
基本放大 电路A 电路A 反馈 电路F 电路F
& Xo
输出信号
反馈系数
反馈放大电路的三个环节： 反馈放大电路的三个环节： 基本放大电路
2、过零电压比较器 R1 + ui + UR R2 – –
+Uo(sat)
ui + uo –
O
– + +
∞
uo UR= 0 ui
∆ ∆ ∆ ∆
t uo
+Uo(sat)
O
t
–Uo(sat) 利用电压比较器 将正弦波变为方波
O
–Uo(sat)
电压传输特性
限幅比较器 R1 + ui + UR R2 – –