电子电路中的反馈.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电子电路中的反馈,优选电子电路中的反馈,反馈的分类,反馈环路放大倍数,K,反馈电路的方框图,反馈电路：由基本放大电路,A,与反馈电路,F,组成，且有,Xd=Xi-Xf,开环电路、闭环电路,A,A,F,当,A,趋向于,时,闭环放大倍数,Af=,？,负反馈与正反馈的判别方法,瞬时极性法：输入一个正极性信号，比较有无反馈信号（回路）时的净输入信号或输出信号大小；相对无反馈情况，有反馈时净输入信号或输出信号减小则为负反馈，否则为正反馈。,环路极性法（朱老师的方法）：反馈环路断开成为反馈通道，反馈通道输出信号的极性与输入信号的极性相同则为正反馈，极性相反则为负反馈。即：反馈通道若有奇数个反相环节则反馈为,负,反馈，反馈通道若有偶数个反相环节则反馈为,正,反馈，同相环节不影响反馈的正负。,运算放大电路的反馈,A,R,F,u,i,u,o,R,1,R,2,u,d,B,R,F,u,i,u,o,R,1,R,2,u,d,分压偏置三极管放大电路的反馈,B,E,C,R,B1,R,C,C,1,C,2,R,L,u,i,u,O,T,U,CC,R,B2,R,E,u,be,基极输入电压升高,基极电流增大,发射极电流增大,发射极电阻的电压增大,发射极电位升高,基射电压降低,基极电流减少,电路没有物理结构上的反馈回路,但却具有信号结构上的反馈回路,17.2,放大电路中的负反馈,运放电路的反馈类型较为典型,反馈类型：串联电压负反馈、并联电压负反馈、串联电流负反馈、并联电流负反馈,运算放大器电路中的负反馈,运算放大器放大倍数很大，在放大电路中易配置成深负反馈；,深负反馈放大电路具有如下优秀品质：,闭环放大倍数只与外围反馈电路参数有关而与本身参数无关；,通频带较开环时更宽；,可以构成各种信号运算与处理电路；,工作稳定。,串联电压负反馈,同向比例运算电路中，实际电压,u,d,=u,i,-u,f,，,反馈电压削弱输入信号的作用，为负反馈；,反馈电压采样源自运放电压输出，,u,f,=u,o,R,1,/(R,1,+R,F,),；,为电压反馈；,反馈电压与输入电压叠加作为运放输入电压，为串联反馈；,故此反馈电路类型为：串联电压负反馈；,输入电阻很高（近似,输出电阻很低（近似,0,）。,A,R,2,R,1,R,F,i,1,i,f,u,i,u,o,并联电压负反馈,反向比例运算电路中，实际电流,i,d,=i,1,-i,f,，,反馈电流削弱输入信号的作用，为负反馈；,反馈电流采样源自运放电压输出，,i,f,=-u,o,/R,F,；,为电压反馈；,反馈电流与输入电流叠加作为运放输入电流，为并联反馈；,故此反馈电路类型为：并联电压负反馈。,A,R,2,R,1,R,F,i,1,i,f,u,i,u,o,输入电阻较低，输出电阻则很低（近似,0,），工作非常稳定；,由于是深负反馈，,A,f,1/F,。,串联电流负反馈,同向比例运算电路中，用电阻,R,采样输出负载电流，其,实际电压,u,d,=u,i,-u,f,，,反馈电压削弱输入信号的作用，为负反馈；,反馈电压采样源自负载电流,(,运放输出电流,),，,u,f,=i,L,R,，,为电流反馈；,反馈电压与输入电压叠加作为运放输入电压，为串联反馈；,故此反馈电路类型为：串联电流负反馈；,该电路有：,i,o,=i,L,=u,i,/R,，负载电流与负载电阻无关，是一个同相的受控电流源电路，或称为电压,电流变换电路,；,输入电阻很高（近似,），输出电阻很高（近似,）,。,A,R,1,u,i,i,L,R,L,R,并联电流负反馈,反向比例运算电路中，用电阻,R,采样输出负载电流，其,实际电流,i,d,=i,1,-i,f,，,反馈电流削弱输入信号的作用，为负反馈；,反馈电流采样源自负载电流,(,运放输出电流,),，,i,f,=-i,L,R/(R,F,+R),，,由：,(i,L,+i,f,)R=uf=-i,f,R,F,得到,，,为电流反馈；,反馈电流与输入电流叠加作为运放输入电流，为并联反馈；,故此反馈电路类型为：并联电流负反馈；,该电路有：,i,o,=-i,f,(R,F,+R)/R,=-u,i,(R,F,+R)/R/R,1,，负载电流与负载电阻无关，是一个反相的受控电流源电路,；,输入电阻较低，输出电阻很高（近似,）,。,A,R,1,u,i,i,L,R,L,R,R,F,i,1,i,f,R,2,并联电流负反馈另一种形式,A,R,1,u,i,i,L,R,L,R,R,F,i,1,i,f,R,2,电阻,R,采样输出负载电流，通过电压跟随器产生反馈电流，实际电流,id=i1-if,，反馈电流削弱输入信号的作用，为负反馈；,反馈电流,if=-i,L,R/R,F,，为电流反馈；,反馈电流与输入电流叠加作为运放输入电流，为并联反馈；,故此反馈电路类型为：并联电流负反馈；,该电路有：,i,o,=-u,i,R,F,/R/R,1,，负载电流与负载电阻无关，是一个反相的受控电流源电路；,输入电阻较低，输出电阻很高（,近似,）。,运放电路负反馈小结,电压反馈：,采样源自电路输出端；,电流反馈：采样源自负载电阻近地端的采样电阻，或来自负载电流传感器；,串联反馈：输入信号与反馈信号分别接在两个输入端；,并联反馈：输入信号与反馈信号接在同一个输入端上；,负反馈：反馈信号使净输入信号减小，环路放大倍数为负值。,三极管电路负反馈小结,串联反馈、并联反馈：看输入信号叠加形式,电压反馈、电流反馈：看反馈从输出信号的取样的物理量,串联反馈：输入以电压的形式比较；,并联反馈：输入以电流的形式比较；,电流负反馈：具有稳定输出电流的作用；,电压负反馈：具有稳定输出电压的作用。,例,如图，判断二级放大电路的反馈类型。,A,u,o,u,i,B,R,L,R,u,f,A,u,o,u,i,B,R,L,R,u,f,负反馈对放大电路工作性能的影响,降低放大倍数,提高放大倍数稳定性,改善波形失真,展宽通频带,对放大电路输入电阻的影响,对放大电路输入电阻的影响,负反馈降低放大倍数,开环放大倍数,A,：基本放大电路的放大倍数；,反馈系数,F,：反馈信号与输入信号之比；,闭环放大倍数,A,f,：引入负反馈后的放大倍数；,反馈深度：,|1+AF|,。,A,F,提高放大倍数稳定性,开环放大倍数变化率：,d|A|/|A|,；,闭环放大倍数变化率：,d|A,f,|/|A,f,|,；,闭环放大倍数变化率为开环放大倍数变化率的,1+|AF|,分子之一；,当,|AF|1,时，,A,f,1/F,，表明深度反馈时闭环放大倍数仅取决于反馈电路参数。,改善波形失真,负反馈减小了输入信号的幅度，从而减少了进入饱和区或截止区的可能；,负反馈将输出失真信号反馈至输入端，使输出信号的失真得到一定程度的补偿，从而减少的失真。,展宽通频带,负反馈使放大电路通频带展开了,|A,u,|/|A,u0,|,0.707,通频带,1,f,f,1,f,2,f,1,f,2,|A,f0,|,|A,f1,|,|A,f1,|,此时已满足自激振荡条件，但此电路起振不是最理想。,该电路有：io=-uiRF/R/R1，负载电流与负载电阻无关，是一个反相的受控电流源电路；,随着电压幅度增大，Au将自动减小，使|AuF|趋向为1，即振荡电路稳定在一定的振荡幅度下工作；,闭环放大倍数只与外围反馈电路参数有关而与本身参数无关；,振荡器在未进入振荡状态时其|AuF|1，即Uf Ui；,输入电阻较低，输出电阻则很低（近似0），工作非常稳定；,反馈电压采样源自负载电流(运放输出电流)，uf=iLR，为电流反馈；,振荡器在未进入振荡状态时其|AuF|1，即Uf Ui；,通过调节R或C的值，或同时改变RC值，可改变振荡电路的振荡频率。,并联电流负反馈另一种形式,反馈电路：由基本放大电路A与反馈电路F组成，且有Xd=Xi-Xf,负反馈对放大电路工作性能的影响,该电路有：io=-uiRF/R/R1，负载电流与负载电阻无关，是一个反相的受控电流源电路；,随着二极管端电压的增大，二极管趋于导通，RD迅速减小，直到RF=2R1，即|AuF|=1，振荡趋于稳定。,该电路有：io=iL=ui/R，负载电流与负载电阻无关，是一个同相的受控电流源电路，或称为电压电流变换电路；,对放大电路输入电阻的影响,串联负反馈使,放大电路的输入电阻增大,；,并联负反馈使,放大电路的输入电阻减小,。,对放大电路输出电阻的影响,电压反馈,使放大电路的输出电阻减小,；,电流反馈使,放大电路的输出电阻增大,。,课后练习,、,、,、,、,17.3,正弦振荡电路,正弦振荡电路：用来产生一定频率和幅度交流信号的电路，,0.1HZ1000MHZ,；,常用的,振荡电路,分为,RC,振荡电路与,LC,振荡电路两种；,RC,振荡电路输出功率小、频率较低；,LC,振荡电路：输出功率大、频率较高；,应用：波形发生器、信号源、激励源等。,自激振荡,自激振荡：没有输入信号驱动的情况下，输出端有一定频率与幅度的信号输出；,放大电路不希望产生自激，而振荡电路则利用自激产生振荡工作。,自激振荡原理,Au,为放大电路、,F,为反馈电路；,放大电路中，使,u,f,=u,i,，即同幅同相；,将输入端接自反馈输出，则电路维持原来输出，电路进入自激振荡状态，成为一个振荡器；,且有：,Au,F,Au,F,反馈电流与输入电流叠加作为运放输入电流，为并联反馈；,振荡器进入振荡后其振荡输出并非一定是正弦量，其中含有不同频率的谐波分量；,反馈回路为电阻RF2与反向并联二个二极管及一个电阻组成的并联电路串联；,故此反馈电路类型为：并联电流负反馈；,负反馈对放大电路工作性能的影响,对放大电路输入电阻的影响,绝对值最大，且：uo与ui同相位,反馈电路：由基本放大电路A与反馈电路F组成，且有Xd=Xi-Xf,振荡器在未进入振荡状态时其|AuF|1，即Uf Ui；,反馈电阻RF由固定电阻改为具有负温度系数的热敏电阻；,负反馈使放大电路通频带展开了,变压器反馈式LC振荡电路由放大电路、LLf变压器反馈电路与LC选频电路组成。,常用的振荡电路分为RC振荡电路与LC振荡电路两种；,通过调节R或C的值，或同时改变RC值，可改变振荡电路的振荡频率。,反馈电路：由基本放大电路A与反馈电路F组成，且有Xd=Xi-Xf,自激振荡条件,1,、相位条件：反馈电压,u,f,与输入电压,u,i,同相，即为正反馈；,2,、幅度条件：足够的反馈量使,|A,u,F|=1,，即反馈电压等于输入电压,U,f,=U,i,。,总体而言：环路传递函数为,1,。,自激振荡建立过程,振荡器在未进入振荡状态时其,|A,u,F|1,，即,U,f,U,i,；,微小的扰动使,U,i,U,o,U,f,U,i,U,o,U,f,U,i,随着电压幅度增大，,A,u,将自动减小，使,|A,u,F|,趋向为,1,，即振荡电路稳定在一定的振荡幅度下工作；,当出现干扰振幅偏离稳定时，同样由于上述机理振幅趋于稳定。,振荡电路的正弦输出,振荡器进入振荡后其振荡输出并非一定是正弦量，其中含有不同频率的谐波分量；,为得到单一频率的正弦输出量，振荡电路还需要有一个选频电路，使振荡电路具有选频率特性，使自激振荡在某个特定的频率下发生；,因此正弦振荡电路通常包含放大电路、正反馈电路与选频电路三部分；,根据选频电路的不同，振荡电路分为,RC,振荡电路与,LC,振荡电路两种。,振荡电路,振荡电路如图：,运放、,R,1,、,R,F,组成放大电路部分；,两个,RC,组成电路又称为,文氏桥选频电路，这部分电路既是选频电路，同时又是正反馈电路。,R,1,R,R,F,R,C,C,A,u,i,u,o,u,f,RC,选频电路文氏桥选频电路,如图，则有：,R,R,C,C,u,o,u,i,当 时，即：,绝对值最大，且：,u,o,与,u,i,同相位,RC,振荡电路分析,电路如图，则有：,R,1,R,R,F,R,C,C,A,u,i,u,o,u,f,当,R,F,=2R,1,时：,此时已满足自激振荡条件，但此电路起振不是最理想。,改进起振状况的,RC,振荡电路（一）,反馈电阻,R,F,由固定电阻改为具有负温度系数的热敏电阻；,起振时,R,F,处于冷态，电阻值较大，,R,F,2R,1,，即,|A,u,F|1,，电路受到轻微扰动后振幅逐步增大；,随着流过,R,F,电流的增大，,R,F,发热导致其电阻值下降，直到,R,F,=2R1,，即,|A,u,F|=1,，振荡趋于稳定。,R,1,R,R,F,R,C,C,A,u,i,u,o,u,f,t,改进起振状况的,RC,振荡电路（二）,反馈回路为电阻,R,F2,与反向并联二个二极管及一个电阻组成的并联电路串联；,R,F,=R,F2,+R,F1,/R,D1,/R,D2,；,起振时二极管端电压很小，,R,D,很大，总,R,F,较大，使,R,F,2R,1,，即,|A,u,F|1,，电路受到轻微扰动后振幅逐步增大；,随着二极管端电压的增大，二极管趋于导通，,R,D,迅速减小，直到,R,F,=2R,1,，即,|A,u,F|=1,，振荡趋于稳定。,R,1,R,R,F2,R,C,C,A,ui,u,o,u,f,R,F1,D,1,D,2,负反馈使放大电路通频带展开了,故此反馈电路类型为：串联电流负反馈；,该电路有：io=-if(RF+R)/R=-ui(RF+R)/R/R1，负载电流与负载电阻无关，是一个反相的受控电流源电路；,并联反馈：输入以电流的形式比较；,串联反馈、并联反馈：看输入信号叠加形式,反馈电流与输入电流叠加作为运放输入电流，为并联反馈；,振荡器在未进入振荡状态时其|AuF|1，即Uf Ui；,串联反馈、并联反馈：看输入信号叠加形式,1HZ1000MHZ；,输入电阻很高（近似），输出电阻很高（近似）。,串联反馈：输入信号与反馈信号分别接在两个输入端；,瞬时极性法：输入一个正极性信号，比较有无反馈信号（回路）时的净输入信号或输出信号大小；,并联电流负反馈另一种形式,反馈回路为电阻RF2与反向并联二个二极管及一个电阻组成的并联电路串联；,负反馈使放大电路通频带展开了,改进起振状况的,RC,振荡电路（三）,不论采用热敏电阻还是二极管，当任何因素使输出电压发生变化时，都会使,R,F,的阻值发生改变（既,|A,u,|,改变）使振幅趋于稳定；,通过调节,R,或,C,的值，或同时改变,RC,值，可改变振荡电路的振荡频率。,振荡电路,LC,振荡电路有变压器反馈式与三点式振荡电路等形式；,三点式振荡电路可分为电容三点式振荡电路与电感三点式振荡电路。,变压器反馈式,LC,振荡电路,变压器反馈式,LC,振荡电路由放大电路、,LL,f,变压器反馈电路与,LC,选频电路组成。,选频电路由,LC,组成；,正反馈电路由变压器,LL,f,与耦合电容,C,1,组成。,i,b,C,1,R,L,u,f,+,U,CC,C,T,i,c,u,be,R,B1,R,B2,R,E,C,E,L,L,f,