4.1情景描述(课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（电子工业版）

项目四　装配循迹小车 电子技术基础与技能 一 情景描述 三 集成运算放大器 二 四 集成运放的应用 电路中的反馈 五 思维导图 六 项目实施 目　录 情景描述 有很多电子制作爱好者通过装配DIY，锻炼动手能力，培养逻辑思维。自己动手焊接组装，不仅有利于提高对硬件更直观的认知，又达到学习分析电路的目的，而且还能够对牵涉到的机械结构、电子技术、传感器原理、自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识理解的更透彻，通过动手实践能大大提高灵活应用理论解决实际问题的能力。 我们先来看一下一些有趣好玩的智能循迹小车竞技比赛现场。 一 再来看一下循迹小车散件及焊接组装后的成品图。 一 组装好后，我们可以在白色纸张上打印黑色跑道或是喷绘比较大型的跑道，当然，各位创客们也可以自制跑道，拿记号笔画出来，或是用宽17mm的黑色电工胶布，直接在地板（最好是白色的场地）上粘贴出任意的形状，灵活设计更复杂有趣的行驶路线，更多拓展好玩法等待你去开发。注意转弯处弧度大一些，尽量不小于90度，小车行走效果更好，否则不好拐弯。下面是几个循迹小车沿不同跑道行驶的图片。 一 电路中的反馈 1. 反馈的概念 （1） 什么是反馈 反馈理论广泛应用于电子技术、控制科学、生命科学和人类社会学等领域。在电子电路中，是改善放大电路工作性能的重要手段，工程实际中的实用放大电路几乎都带有反馈。凡是对精度、稳定性等方面要求比较高的放大电路中，大多存在着某种形式的反馈。 反馈就是指把放大电路输出信号量（电压或电流）的一部分或全部，通过某种电路（反馈网络）形式回送到输入端，与原来的输入信号相作用并产生影响的过程。如果说，将输入回路的输入信号放大后送至输出回路的过程是信号的正向传输，那么，反馈就是信号的反向传输过程，体现了输出信号对输入信号的反作用。 二 电路中的反馈 1. 反馈的概念 （2） 反馈放大电路信号传输的单向化 含有反馈网络的放大电路称为反馈放大电路，其组成框图如下图所示，主要由不带反馈的基本放大电路A(可以是单级或多级的)和反馈电路F（联系放大电路输出电路和输入电路的环节）两部分组成，箭头的指向表示信号的传输方向，可以是电压，也可以是电流。其中反馈放大电路的输入信号和反馈信号在输入端求和后得到基本放大电路的净输入信号送入基本放大电路，根据比较环节的正负号，有Xid=Xi-Xf 。反馈网络F可以是各种电子电路，包括放大电路，除了对信号的反向传输外，实际上也存在相反的正向传输，即输入信号经过反馈网络自左向右传送到输出，但是，因为反馈网络一般多由无缘元件（多数是电阻元件）构成，没有放大作用，故其正向传输作用可以忽略，即认为信号从输入到输出的正向传输（放大）只经过基本放大电路，而不通过反馈网络；另一方面，在基本放大电路内也存在信号的反向传输，但与反馈网络相比，这种反向传输作用非常微弱，在电路分析时也都忽略不计，即认为信号从输出到输入的反向传输只通过反馈网络，而不通过基本放大电路。这种对反馈电路中信号传输的近似处理称为信号传输的单向化，这种处理完全能够满足反馈放大电路工程上的分析与设计要求。 二 电路中的反馈 1. 反馈的概念 （3）反馈极性 由于基本放大电路引入反馈网络后有可能使信号反相，因此可以形成两种不同性质的反馈。根据反馈的效果可以区分反馈的极性，如果反馈信号对输入产生的影响是使输入信号的净输入量削弱（闭环增益减小），称为负反馈；反之，造成净输入信号增强的反馈称为正反馈。放大电路的正、负反馈称为反馈极性。 2. 反馈的分类 （1）正反馈和负反馈 不同的反馈极性对放大电路产生的影响是完全相反的，正反馈通常可以提高放大电路的闭环增益，但正反馈电路性能不稳定，一般不用于放大电路，放大电路中普遍采用的是负反馈，利用负反馈可以提高基本放大电路的工作稳定性。 判断正、负反馈可以采用瞬时变化极性法。瞬时极性是指某一时刻，电路中有关节点电压（相对于“地”而言）变化的斜率，不是电压的正负极性，而是电压变化的趋势，当电压向增加的方向变化时为正斜率，即瞬时极性为“正”，反之为“负”。具体步骤如下。 首先假设输入端的瞬时极性为正，然后沿着放大信号路径和反馈信号路径，逐级标出相关节点的瞬时极性，最后判断反馈量对输入量的影响，最终确定净输入信号是减小了（即为负反馈）还是增大了（即为正反馈）。 二 电路中的反馈 2. 反馈的分类 （2）直流反馈和交流反馈 如果反馈信号只包含直流分量，则称为直流反馈。直流反馈影响放大电路的直流性能，如静态工作点。依据反馈量的特征可判断存在于交流通路中的反馈称为交流反馈。交流反馈影响放大电路