反馈的基本原理讲稿.ppt

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1、反馈的基本原理第一页，讲稿共三十二页哦退出退出3.3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念将放大电路输出回路的信号（电压或电流）的一部分或全将放大电路输出回路的信号（电压或电流）的一部分或全部，通过一定形式的电路（或称作反馈网络）回送到输入部，通过一定形式的电路（或称作反馈网络）回送到输入回路中，从而影响（增强或削弱）净输入信号，这种信号回路中，从而影响（增强或削弱）净输入信号，这种信号的反送过程称为的反送过程称为反馈（反馈（Feedback）。输出回路中反送到。输出回路中反送到输入回路的那部分信号称为输入回路的那部分信号称为反馈信号反馈信号。i ie e净输入净输入左图输出电流左图输出电流左图输

2、出电流左图输出电流i ie e影响了净输入影响了净输入影响了净输入影响了净输入信号信号信号信号u ubebe，有，有，有，有u ubebe=u ui i-i ie eR Re e。净输入净输入u uo o右图输出电压右图输出电压右图输出电压右图输出电压u uo o影响了净输入影响了净输入影响了净输入影响了净输入信号信号信号信号u ubebe，有，有，有，有u ubebe=u ui i-u uo o。两电路都存在反馈。两电路都存在反馈。两电路都存在反馈。两电路都存在反馈。第二页，讲稿共三十二页哦退出退出为实现反馈，必须有一个既连接输出回路又连接输入回路的中间为实现反馈，必须有一个既连接输出回路又

3、连接输入回路的中间环节，称为环节，称为反馈网络反馈网络，一般由电阻电容元件组成。引入反馈的放大，一般由电阻电容元件组成。引入反馈的放大器叫器叫反馈放大器反馈放大器，也叫，也叫闭环放大器闭环放大器；而未引入反馈的放大器称为；而未引入反馈的放大器称为开环开环放大器放大器，也叫，也叫基本放大器基本放大器。既可表既可表既可表既可表示电压量也示电压量也示电压量也示电压量也可表示电流可表示电流可表示电流可表示电流量。其中，量。其中，量。其中，量。其中，称为开环增称为开环增称为开环增称为开环增益。益。益。益。反馈网反馈网络回路络回路反馈方框图反馈方框图信号叠信号叠加符号加符号第三页，讲稿共三十二页哦第四页，

4、讲稿共三十二页哦退出退出3.1.2 反馈的分类及判别反馈的分类及判别1.反馈的分类反馈的分类（1 1）正反馈）正反馈）正反馈）正反馈(Positive FeedbackPositive Feedback)与负反馈与负反馈与负反馈与负反馈(NegativeNegative Feedback)Feedback)反馈信号使净输入信号加强为反馈信号使净输入信号加强为反馈信号使净输入信号加强为反馈信号使净输入信号加强为正反馈正反馈正反馈正反馈；使净输入信号减弱为；使净输入信号减弱为；使净输入信号减弱为；使净输入信号减弱为负反负反负反负反馈馈馈馈。由于负反馈具有使输出信号趋于稳定，易控制的特点，故本章主要

5、。由于负反馈具有使输出信号趋于稳定，易控制的特点，故本章主要。由于负反馈具有使输出信号趋于稳定，易控制的特点，故本章主要。由于负反馈具有使输出信号趋于稳定，易控制的特点，故本章主要讨论负反馈问题。讨论负反馈问题。讨论负反馈问题。讨论负反馈问题。反馈信号中只有直流成分，即反馈只对时不变量起作用，就称为反馈信号中只有直流成分，即反馈只对时不变量起作用，就称为反馈信号中只有直流成分，即反馈只对时不变量起作用，就称为反馈信号中只有直流成分，即反馈只对时不变量起作用，就称为直流直流直流直流反馈反馈反馈反馈；如果只有交流成分，即反馈只对时变量起作用，就称为；如果只有交流成分，即反馈只对时变量起作用，就称为

6、；如果只有交流成分，即反馈只对时变量起作用，就称为；如果只有交流成分，即反馈只对时变量起作用，就称为交交交交流反馈流反馈流反馈流反馈；如果反馈信号中既有交流分量也有直流分量，则称为；如果反馈信号中既有交流分量也有直流分量，则称为；如果反馈信号中既有交流分量也有直流分量，则称为；如果反馈信号中既有交流分量也有直流分量，则称为交交交交直流反馈直流反馈直流反馈直流反馈。（2 2）直流）直流）直流）直流(Direct currentDirect current)反馈与交流反馈与交流反馈与交流反馈与交流(Alternating currentAlternating current)反馈反馈反馈反馈第五页

7、，讲稿共三十二页哦第六页，讲稿共三十二页哦退出退出（3 3）电压）电压）电压）电压(voltagevoltage)反馈与电流反馈与电流反馈与电流反馈与电流(CurrentCurrent)反馈反馈反馈反馈反馈信号取自输出电压，称为反馈信号取自输出电压，称为反馈信号取自输出电压，称为反馈信号取自输出电压，称为电压反馈电压反馈电压反馈电压反馈，其反馈信号正比于输出电压，其反馈信号正比于输出电压，其反馈信号正比于输出电压，其反馈信号正比于输出电压，其取样的输出电路为并联连接；如果反馈信号取自输出电流，称为其取样的输出电路为并联连接；如果反馈信号取自输出电流，称为其取样的输出电路为并联连接；如果反馈信号

8、取自输出电流，称为其取样的输出电路为并联连接；如果反馈信号取自输出电流，称为电电电电流反馈流反馈流反馈流反馈，其反馈信号正比于输出电流，其取样电路为串联连接。，其反馈信号正比于输出电流，其取样电路为串联连接。，其反馈信号正比于输出电流，其取样电路为串联连接。，其反馈信号正比于输出电流，其取样电路为串联连接。输出并输出并联连接联连接输出串输出串联连接联连接第七页，讲稿共三十二页哦退出退出（4 4）串联）串联）串联）串联(Series connectionSeries connection)反馈与并联反馈与并联反馈与并联反馈与并联(Parallel connectionParallel conne

9、ction)反馈反馈反馈反馈反馈信号在放大器输入端以电压的形式出现，那么在输入端必定与输反馈信号在放大器输入端以电压的形式出现，那么在输入端必定与输反馈信号在放大器输入端以电压的形式出现，那么在输入端必定与输反馈信号在放大器输入端以电压的形式出现，那么在输入端必定与输入电路相串联，称为入电路相串联，称为入电路相串联，称为入电路相串联，称为串联反馈串联反馈串联反馈串联反馈；如果；如果；如果；如果反馈信号在放大器输入端以反馈信号在放大器输入端以反馈信号在放大器输入端以反馈信号在放大器输入端以电流的形式出现，那么在输入端必定与输入电路相并联，称为电流的形式出现，那么在输入端必定与输入电路相并联，称为

10、电流的形式出现，那么在输入端必定与输入电路相并联，称为电流的形式出现，那么在输入端必定与输入电路相并联，称为并联反馈并联反馈并联反馈并联反馈。输入串联输入串联连接，引连接，引入电压量入电压量输入并联输入并联连接，引连接，引入电流量入电流量第八页，讲稿共三十二页哦一、有无反馈的判断一、有无反馈的判断是否有反馈通路是否有反馈通路；是否影响放大电路的净输入。是否影响放大电路的净输入。(a)没引入反馈的放大电路没引入反馈的放大电路(b)引入反馈的放大电路引入反馈的放大电路(c)R的接入没引入反馈的接入没引入反馈2.反馈类型的判别反馈类型的判别在判断反馈的类型之前，首先应看放大器的输出与输入之间有无在判

11、断反馈的类型之前，首先应看放大器的输出与输入之间有无在判断反馈的类型之前，首先应看放大器的输出与输入之间有无在判断反馈的类型之前，首先应看放大器的输出与输入之间有无电路连接，以便由此确定电路连接，以便由此确定电路连接，以便由此确定电路连接，以便由此确定有无反馈有无反馈有无反馈有无反馈。第九页，讲稿共三十二页哦Akfxoxixfx i 判断是否为反馈电路判断是否为反馈电路 viVCCRCvo+-+-RERB1RB2viVCCRCRfvo例例1Rf为反馈元件为反馈元件。例例2RE为反馈元件为反馈元件。第十页，讲稿共三十二页哦 二、二、判断反馈极性判断反馈极性 采用瞬时极性法采用瞬时极性法 AFvo

12、vixfxi 设设vi 瞬时极性为瞬时极性为 用正负号表示电路中各点电压的瞬时极性用正负号表示电路中各点电压的瞬时极性分析反馈回来的信号对静输入信号的影响分析反馈回来的信号对静输入信号的影响若抑制了若抑制了x xi i 的作用，使的作用，使x xi i 减小的，为负反馈；减小的，为负反馈；若增强了若增强了xixi 的作用，使的作用，使x xi i 增大的，为正反馈。增大的，为正反馈。经经A判断判断vo？经经F判断判断xf？第十一页，讲稿共三十二页哦 净输入量净输入量uD=uP uN，反馈信号使净输，反馈信号使净输入量减小，引入的是负反馈。入量减小，引入的是负反馈。净输入量净输入量uD=uP u

13、N，反馈信号使净输，反馈信号使净输入量增大，引入的是正反馈。入量增大，引入的是正反馈。12正负号的标注规则！正负号的标注规则！对集成运放而言，对集成运放而言，uO与与u-极性相反，极性相反，uO与与u+极性相同。极性相同。第十二页，讲稿共三十二页哦对集成运放而言，对集成运放而言，由于由于uO与与u-极性相反，极性相反，uO与与u+极性相同。极性相同。因此有：因此有：1.输出端通过电阻电容等反馈回路引入输出端通过电阻电容等反馈回路引入反相输入端反相输入端的电路必定构成的电路必定构成负反馈电路负反馈电路。2.输出端通过电阻电容等反馈回路引入输出端通过电阻电容等反馈回路引入同相输入端同相输入端的电路

14、必定构成的电路必定构成正反馈电路正反馈电路。负反馈负反馈正反馈正反馈13单个单个集成运放中引入反馈极性判断规则！集成运放中引入反馈极性判断规则！第十三页，讲稿共三十二页哦例例负反馈负反馈正反馈正反馈负反馈负反馈无反馈无反馈第十四页，讲稿共三十二页哦退出退出+共射组共射组态倒相态倒相共射组共射组态倒相态倒相共集组共集组态同相态同相 对分立元件而言对分立元件而言（三极管），（三极管），B与与C极性相反，极性相反，B与与E极性相同。极性相同。+第十五页，讲稿共三十二页哦三、直流反馈与交流反馈的判断三、直流反馈与交流反馈的判断直流负反馈直流负反馈：反馈量只含有直流量。：反馈量只含有直流量。交流负反馈交

15、流负反馈：反馈量只含有交流量。：反馈量只含有交流量。(a)电路电路(b)直流通路直流通路(c)交流通路交流通路直流反馈直流反馈无交流反馈无交流反馈第十六页，讲稿共三十二页哦引入交流反馈，没有直流反馈。引入交流反馈，没有直流反馈。级间反馈级间反馈1.正反馈还是负反馈？正反馈还是负反馈？2.交流反馈还是直流反馈？交流反馈还是直流反馈？17例例第十七页，讲稿共三十二页哦退出退出直流反馈与交流反馈的判断直流反馈与交流反馈的判断直流反馈与交流反馈的判断直流反馈与交流反馈的判断通过观察通过观察通过观察通过观察反馈元件反馈元件反馈元件反馈元件出现在交流通路或直流通路中来判断，若出现在交出现在交流通路或直流通

16、路中来判断，若出现在交出现在交流通路或直流通路中来判断，若出现在交出现在交流通路或直流通路中来判断，若出现在交流通路中就属于交流反馈，若出现于直流通路中则属于直流反馈。流通路中就属于交流反馈，若出现于直流通路中则属于直流反馈。流通路中就属于交流反馈，若出现于直流通路中则属于直流反馈。流通路中就属于交流反馈，若出现于直流通路中则属于直流反馈。直流直流反馈反馈交流交流反馈反馈电容观察法：反馈通路如果存在隔直电容，就是交流反馈；反电容观察法：反馈通路如果存在隔直电容，就是交流反馈；反电容观察法：反馈通路如果存在隔直电容，就是交流反馈；反电容观察法：反馈通路如果存在隔直电容，就是交流反馈；反馈通路存在

17、旁路电容，就是直流反馈；如果不存在电容，就是馈通路存在旁路电容，就是直流反馈；如果不存在电容，就是馈通路存在旁路电容，就是直流反馈；如果不存在电容，就是馈通路存在旁路电容，就是直流反馈；如果不存在电容，就是交直流反馈。交直流反馈。交直流反馈。交直流反馈。第十八页，讲稿共三十二页哦 根据输出端连接方式根据输出端连接方式 电压反馈电压反馈 AkfRL+-voxixfx i 在输出端，凡反馈网络与基本放大器在输出端，凡反馈网络与基本放大器并接并接，反馈信号取自负载，反馈信号取自负载上输出电压的反馈称为电压反馈。上输出电压的反馈称为电压反馈。xixfx iAkfRLio 在输出端，凡反馈网络与基本放大

18、器在输出端，凡反馈网络与基本放大器串接串接，反馈信号取自负，反馈信号取自负载中输出电流的反馈称为电流反馈。载中输出电流的反馈称为电流反馈。电流反馈电流反馈 四、电压反馈与电流反馈的判断四、电压反馈与电流反馈的判断第十九页，讲稿共三十二页哦 判断反馈类型判断反馈类型 电压、电流（看输出端）电压、电流（看输出端）假假设设输输出出端端交交流流短短路路，若若反反馈馈作作用用消消失失，则则为为电电压压反反馈馈；反反之之为电流反馈。为电流反馈。判断电压与电流反馈判断电压与电流反馈AvkfvRS+-vs+-vivfv i+-+-RL+-voRSiSiiifii AikfiRLio第二十页，讲稿共三十二页哦例

19、：电压负反馈与电流负反馈的判断例：电压负反馈与电流负反馈的判断令输出电压为零，反馈作用不存在，所以是：令输出电压为零，反馈作用不存在，所以是：电压电压反馈反馈第二十一页，讲稿共三十二页哦令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是：令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是：电流反电流反馈馈第二十二页，讲稿共三十二页哦退出退出通过通过通过通过负载短路负载短路负载短路负载短路（u uo o0 0）法来判断其反馈信号与电压还是电流成正比。）法来判断其反馈信号与电压还是电流成正比。）法来判断其反馈信号与电压还是电流成正比。）法来判断其反馈信号与电压还是电流成正比。如果负载短路使得反馈信号是如果负载短路使得反馈

20、信号是如果负载短路使得反馈信号是如果负载短路使得反馈信号是0 0，说明反馈信号与输出电压成正比，说明反馈信号与输出电压成正比，说明反馈信号与输出电压成正比，说明反馈信号与输出电压成正比，为电压反馈；对应当为电压反馈；对应当为电压反馈；对应当为电压反馈；对应当u uf f（i ie eR Re e）不为）不为）不为）不为0 0仍存在时，则为电流反馈。仍存在时，则为电流反馈。仍存在时，则为电流反馈。仍存在时，则为电流反馈。uf=0uf0电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈第二十三页，讲稿共三十二页哦 根据输入端连接方式根据输入端连接方式 串联反馈串联反馈 在在输输入入端端，反反馈馈网网络络与与基基本本

21、放放大大器器串串接接，反反馈馈信信号号以以电电压压vf 的的形形式出式出现现，并在，并在输输入端入端进进行行电压电压比比较较，即，即v i=vi-vf 。在在输输入入端端，反反馈馈网网络络与与基基本本放放大大器器并并接接，反反馈馈信信号号以以电电流流if 的的形形式式出出现现，并在，并在输输入端入端进进行行电电流比流比较较，即，即ii =ii-if 。并联反馈并联反馈 AkfRS+-vs+-vivfv i+-+-xoAkfRSiSiiifii xo五、串联反馈与并联反馈的判断五、串联反馈与并联反馈的判断第二十四页，讲稿共三十二页哦并联：反馈量并联：反馈量输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入

22、端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。串联：反馈量串联：反馈量输入量输入量 判断反馈类型判断反馈类型 串联、并联（看输入端）串联、并联（看输入端）定义：反馈信号与输入信号以定义：反馈信号与输入信号以电流电流形式形式“求和求和”定义：反馈信号与输入信号以定义：反馈信号与输入信号以电压电压形式形式“求和求和”第二十五页，讲稿共三十二页哦退出退出反馈信号与输入信号是串接在基本放大器输入端则为串联反馈；如果反馈信号与输入信号是串接在基本放大器输入端则为串联反馈；如果反馈信号与输入信号是串接在基本放大器输入端则为串联反馈；如果反馈信号与输入信号是串接在基本放大器输入端则为串联反馈；如果反馈信号与输入信

23、号是并接在基本放大器输入端，则为并联反馈。利反馈信号与输入信号是并接在基本放大器输入端，则为并联反馈。利反馈信号与输入信号是并接在基本放大器输入端，则为并联反馈。利反馈信号与输入信号是并接在基本放大器输入端，则为并联反馈。利用用用用反馈节点接地法反馈节点接地法反馈节点接地法反馈节点接地法判断。判断。判断。判断。引入电引入电流量流量if引入电引入电压量压量uf并联并联串联串联反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，则为并联反馈；反之，加在反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，则为并联反馈；反之，加在反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，则为并联反馈；反之，

24、加在反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，则为并联反馈；反之，加在放大电路输入回路的两个电极，则为串联反馈。对于三极管，反馈信号与输入信号同时放大电路输入回路的两个电极，则为串联反馈。对于三极管，反馈信号与输入信号同时放大电路输入回路的两个电极，则为串联反馈。对于三极管，反馈信号与输入信号同时放大电路输入回路的两个电极，则为串联反馈。对于三极管，反馈信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射集，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发射集则为串加在输入三极管的基极或发射集，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发射集则为串加在输入三极管的基极或发射集，则为并联反馈；一个加在基极一个加在

25、发射集则为串加在输入三极管的基极或发射集，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发射集则为串联反馈。对于运放来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为联反馈。对于运放来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为联反馈。对于运放来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为联反馈。对于运放来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端，则为串联反馈。并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端，则为串联反馈。并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端，则为串联反馈。并联反馈；一个加在同相

26、输入端一个加在反相输入端，则为串联反馈。第二十六页，讲稿共三十二页哦例：例：(a)并联反馈并联反馈(b)串联反馈串联反馈第二十七页，讲稿共三十二页哦总结：总结：1.正、负反馈的判断正、负反馈的判断(瞬时极性法瞬时极性法)a.对分立元件而言，对分立元件而言，C与与B极性相反，极性相反，E与与B极性相同。极性相同。b.对集成运放而言，对集成运放而言，uO与与u-极性相反，极性相反，uO与与u+极性相同。极性相同。c.判断净输入信号是增加或减小。判断净输入信号是增加或减小。2.交、直流负反馈的判断交、直流负反馈的判断直流负反馈：直流负反馈：反馈量只含有直流量。反馈量只含有直流量。交流负反馈：交流负反

27、馈：反馈量只含有交流量。反馈量只含有交流量。第二十八页，讲稿共三十二页哦3.3.四种负反馈阻态的判断四种负反馈阻态的判断并联并联：反馈量：反馈量输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。串联：串联：反馈量反馈量输入量输入量电流：电流：将将负载负载短路，反馈量仍然存在。短路，反馈量仍然存在。电压：电压：将将负载负载短路，反馈量为零。短路，反馈量为零。第二十九页，讲稿共三十二页哦例题：例题：判断电路中引入的是哪种组态的反馈。判断电路中引入的是哪种组态的反馈。30第三十页，讲稿共三十二页哦退出退出负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响负反馈放大器的放大

28、倍数负反馈放大器的放大倍数可见，闭环增益可见，闭环增益Af是开环增益是开环增益A的的（1AF）分之一，反分之一，反馈深度表示了反馈馈深度表示了反馈影响的程度。影响的程度。第三十一页，讲稿共三十二页哦退出退出3.负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性当元件老化或更换、电源不稳、负载变化及环境温度变化时，都会引当元件老化或更换、电源不稳、负载变化及环境温度变化时，都会引当元件老化或更换、电源不稳、负载变化及环境温度变化时，都会引当元件老化或更换、电源不稳、负载变化及环境温度变化时，都会引起一般放大器的放大倍数发生变化，通常要加入负反馈以提高放大倍起一般放大器的放大倍数发生变化，通常要加入负反馈以提高放大倍起一般放大器的放大倍数发生变化，通常要加入负反馈以提高放大倍起一般放大器的放大倍数发生变化，通常要加入负反馈以提高放大倍数的稳定性。数的稳定性。数的稳定性。数的稳定性。即即即即可得可得可得可得增益倍数下降至增益倍数下降至1/（1+AF），但），但稳定性却提高了稳定性却提高了（1+AF）倍。倍。负反馈以牺牲放大倍数提高稳定性负反馈以牺牲放大倍数提高稳定性。第三十二页，讲稿共三十二页哦