正反馈和负反馈的基本概念

电子万花筒 2023-04-07 08:29


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反馈的定义

        放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端,但是反馈过程则不同,它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号,再加到放大器的输入端,与原放大器输入信号进行混合,这一过程称为反馈。
        正反馈和负反馈的区别

      正反馈和负反馈的基本概念

  ①反馈方框图

  如图1所示是反馈方框图。从图中可以看出,输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大,放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中,另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF,与输入信号Ui合并,作为净输入信号VI加到放大器中。

  图1 反馈方框图

  ②反馈种类

  反馈电路有两种:正反馈电路和负反馈电路。这两种反馈的结果(指对输出信号的影响)完全相反。

  ③正反馈概念

  正反馈可以举一个例子来说明,吃某种食品,由于它很可可,所以在吃了之后更想吃,这是正反过程。

  如图2所示正反馈方框图,当反馈信号UF与输入信号Ui是同相位时,这两个信号混合后是相加的关系,所以净输入放大器的信号UI比输入信号Ui更大,而放大器的放大倍数没有变化,这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大,这种反馈称为正反馈。

  图2 正反馈方框图

  在加入正反馈之后的放大器,输出信号愈反馈愈大(当然不会无限制地增大,这一点在后面的振荡器电路中介绍),这是正反馈的特点。正反馈电路在放大器电路中通常不用,它只是用于振荡器中。

  ④负反馈概念

  负反馈也可以举一例说明,一盆开水,当手指不小心接触到热水时,手指很快缩回,而不是继续向里面伸,手指的回缩过程就是负反馈过程。

  如图3所示是负反馈方框图,当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时,它们混合的结果是相减,结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小,使放大器的输出信号Uo减小,引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。

  图3 负反馈方框图

  ⑤反馈量

  负反馈的结果使净输入放大器的信号变小,放大器的输出信号减小,这等效成放大器的增益在加入负反馈电路之后减小了。当负反馈电路造成的净输入信号愈小,即负反馈量愈大,负反馈放大器的增益愈小,反之负反馈量愈小,负反馈放大器的增益愈大。

  正反馈也有同样的正反馈量问题。

     正反馈和负反馈如何判断

  瞬时极性法是判别电路中负反馈与正反馈的基本方法。设接“地”参考点的电位为零,电路中某点在某瞬时的电位高于零电位者,则该点电位的瞬时极性为正(用“⊕”表示),反之为负(用“”表示)。

  在图(a)中,为反馈电阻,跨接在输出端与反相输入端之间,设某一瞬时输入电压为正,则同相输入端电位的瞬时极性为“”,输出端电位的瞬时极性也为“”。输出电压分压后在上得出反馈电压(根据图中的参考方向应为正值),它减小了净输入电压,故为负反馈。或者说,输出端电位的瞬时极性为正,通过反馈提高了反相输入端的电位,从而减小了净输入电压。

 
(a)负反馈                                                         ( b)正反馈

 

  顺便提一下,对于理想运算放大器,由于,即使在两个输入端之间加一微小电压(如在例1中,超过),输出电压就达到正或负的饱和值。因此必须引入负反馈,使,才能使运算放大器工作在线性区。

  在图(b)中,设为正时,反相输入端电位的瞬时极性为“”,输出端电位的瞬时极性为“”。分压后在上得到反馈电压(在图中应为正值)。显然,使净输入电压增大了,故为正反馈。或者说,输出端电位的瞬时极性为负,通过反馈降低了同相输入端的电位,从而增大了净输入电压。

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