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3.3 负反馈放大电路
由于运算放大器的放大倍数很高,即使是输入很小的信号,也难使其稳定在线性区工作,因而要线性放大电信号,必须引入负反馈,否则容易产生失真,如图3.12所示。在电子电路中,常常利用负反馈来改善电路的工作性能。
图3.12 负反馈作用示意图
3.3.1 反馈的基本概念
在放大电路中,信号是从输入端输入,经过放大器放大后,从输出端送给负载,这是信号的正向传输。但在很多电路中,常将输出信号再反向传输到输入端。
这里有两种不同的信号流通方向,一个是从输入到输出的信号(放大)流向,另一个是从输出到输入的信号(反馈)流向。
把放大电路输出信号的一部分或全部通过一定的方式送回输入端并与输入信号相叠加,这种信号的回送过程叫做反馈,其方框图如图3.13所示。
图3.13 反馈方框图
图中箭头指向表示信号流向,输出信号Xo通过反馈电阻(或反馈网络)引回到输入端,这种电路系统称为闭环控制系统或反馈控制系统,有
= Xi−XF
凡是反馈信号削弱输入信号,也就是使净输入信号减小的反馈称为负反馈,负反馈起着抑制和稳定系统输出量变化的作用;反馈信号如起到加强净输入量的作用,则称为正反馈。
3.3.2 反馈的基本类型
1.反馈的分类
(1)电压反馈和电流反馈
根据反馈信号是反映输出量中的电压还是电流,有电压反馈和电流反馈之分。
当反馈信号与加在负载上的电压成正比时是电压反馈,当反馈信号与流过负载的电流成正比时是电流反馈。这是对输出端反馈取样而言的。
(2)串联反馈和并联反馈
根据反馈信号与输入信号在输入回路的作用方式,反映在电路连接上是串联还是并联,有串联反馈和并联反馈之分。这是对输入信号与反馈信号在输入端的连接方式而言的。
2.反馈类型的判别
若想判别电路中引入的是何种反馈,首先应找到反馈元件。所谓反馈元件是指起把输出信号回送给输入端作用的元件。
反馈元件可以是一个,也可以是若干个,但它们有一个共同点,它们的一端直接或间接接输入端,另一端直接或间接接输出端。
(1)电压、电流反馈的判别
反馈元件直接与输出端相接(即接电路中一个点)的是电压反馈。
反馈元件间接与输出端相接(即接电路中两个点)的是电流反馈。
(2)串联和并联反馈的判别
反馈元件直接与输入端相接的是并联反馈。反馈元件间接与输入端相接的是串联反馈。
注意
1.判断反馈类型时,注意电压反馈或电流反馈是对输出端反馈取样而言的,串联反馈或并联反馈是对输入信号与反馈信号在输入端的连接方式而言的。
2.反馈类型的判别与正、负反馈的判别一样对电路特性分析有其实际意义,一般说电压负反馈起稳定输出电压的作用,电流负反馈起稳定输出电流的作用,反馈信号与输入信号的连接方式还直接影响输入电阻的大小。
知识拓展 ——反馈极性的判别
反馈的极性判别即反馈的正负判别,正反馈和负反馈在电路中引起的结果截然不同。在实际应用中,有时需要引入负反馈,有时需要引入正反馈。显然判别电子电路中反馈的极性是很重要的问题。用什么方法能很快地对此作出正确的判断呢?下面介绍一个能简便判别电子电路中反馈极性的方法—瞬时极性法。
根据反馈概念的定义,瞬时极性法可以作如下表述:先假设放大电路原输入信号的极性在某一瞬时为“+”或“−”,然后根据各种组态放大电路的输出与输入的极性关系,推出输出信号的瞬时极性为“+”还是为“−”,再沿反馈回路回到输入端,最后将反馈信号与原输入信号比较,如果使净输入增加了为正反馈,反之为负反馈。
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