第六章反馈控制电路
- 格式:ppt
- 大小:2.13 MB
- 文档页数:38
《电子线路》(线性部分)教学大纲修订单位:物理与电子工程系电子技术教研室执笔人:郑耀添一、课程基本信息1.课程中文名称:电子线路(非线性部分)2.课程英文名称:Nonlinear Electronic Circuits3.课程类别:必修4.总学时:72学时(其中理论54学时,实验18学时)5.总学分:3二、本课程在教学计划中的地位本课程是电子信息、通信、电子科学与技术等专业继电路理论、电子线路(线性部分)之后必修的主要技术基础课。
其目的与任务是:通过本课程的学习,使学生掌握功放、振荡、频率变换等电路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法。
三、理论教学内容与教学基本要求第○章绪论(2学时)0-1 非线性电子线路的作用0-2 非线性器件的基本特点0-3 本课程的特点本章要求:了解非线性电子线路的作用、非线性器件的基本特点及本课程的特点第一章功率电子线路(10学时)1-1 功率电子线路概述(2学时)功率放大器,电源变换电路,功率器件1-2 功率放大器的电路组成和工作特性(2学时)共发射极功率放大器,甲类、乙类功率放大器的电路组成及其功率特性1-3 乙类推挽功率放大电路(2学时)乙类互补推挽功率放大电路,集成功率放大器1-4 功率合成技术(2学时)功率合成电路的作用,传输线变压器,用传输线变压器构成的魔T混合网络1-5 整流和稳压电路(2学时)整流电路,串联型稳压电路,开关型稳压电路本章要求:掌握功率放大器的电路组成、工作原理、性能特点,掌握功率合成的原理,掌握整流与稳压原理。
了解斩波器的概念。
第二章谐振功率放大器(10学时)2-1 谐振功率放大器的工作原理(2学时)丙类谐振功率放大器,丁类和戊类功率放大器,倍频器2-2 谐振功率放大器的性能特点(3学时)近似分析方法,欠压、临界和过压状态,四个电压量对性能影响的定性讨论2-3 谐振功率放大器电路(3学时)直流馈电电路,滤波匹配网络,谐振功率放大器电路2-4 高频功率放大器(2学时)高频功率管及其信号输入和输出阻抗,高频功率放大器设计举例本章要求:掌握谐振功率放大器的工作原理、性能特点,了解基本匹配网络的工程计算方法,、了解倍频的概念、了解高频功率放大器的特点。
反馈电路原理反馈电路是电子电路中常见的一种电路结构,它通过将部分输出信号反馈到输入端,以实现对电路性能的调节和控制。
反馈电路可以分为正反馈和负反馈两种类型,它们在电路中的应用十分广泛,对于电子设备的稳定性、增益、频率响应等性能有着重要的影响。
本文将从反馈电路的基本原理、分类、特点以及在电子电路中的应用等方面进行介绍。
首先,我们来了解一下反馈电路的基本原理。
反馈电路的基本原理是将一部分输出信号反馈到输入端,通过这种方式来影响整个电路的性能。
正反馈是指输出信号与输入信号同相位,而负反馈则是输出信号与输入信号反相。
正反馈会增加电路的增益,但也容易造成电路的不稳定;而负反馈则可以提高电路的稳定性和线性度,但会降低电路的增益。
在实际应用中,需要根据具体的要求来选择使用正反馈还是负反馈。
其次,我们来看一下反馈电路的分类。
按照反馈的方式,反馈电路可以分为电压反馈和电流反馈两种类型。
电压反馈是指将部分输出电压反馈到输入端,而电流反馈则是将部分输出电流反馈到输入端。
根据反馈的方式不同,反馈电路又可以细分为电压串联反馈、电压并联反馈、电流串联反馈和电流并联反馈等多种类型。
不同类型的反馈电路在电路性能调节和控制方面有着各自的特点和适用范围。
接下来,让我们来了解一下反馈电路的特点。
反馈电路可以通过调节反馈比例来实现对电路性能的调节,具有灵活性高、可调节范围广的特点。
同时,反馈电路还可以提高电路的稳定性和线性度,减小电路的非线性失真,提高电路的频率响应特性。
但是,反馈电路也会增加电路的复杂度和成本,同时对于一些特定的应用场景可能并不适用。
最后,让我们来看一下反馈电路在电子电路中的应用。
反馈电路广泛应用于放大电路、振荡电路、滤波电路等各种类型的电子电路中。
在放大电路中,反馈电路可以提高放大器的线性度和稳定性;在振荡电路中,反馈电路可以实现振荡频率和波形的稳定控制;在滤波电路中,反馈电路可以提高滤波器的选择性和抑制非线性失真。
题6.1判断图6-23所示各电路中的反馈支路是正反馈还是负反馈。
如是负反馈,说明是何种反馈类型。
-++++-i U o U CCV VT 1VT 2b1R b2R cR e11R e12R e2R fR 1C 2C 3C eC +-+++-i U oU CCV VT 11C 2C e1R +VT 2b21R b22R c2R e2R eC 4C 3C fR ++b11R b12R c1R -+++-i U oU +V 12CCV VT 1VT 2Ω39k Ωk 12ΩM 1Ωk 220Ωk 9.3(a ) (b ) (c )图6-21解:(1)电压并联负反馈;(2)电压串联正反馈;(3)电压串联负反馈题6.2 用理想集成运放组成的两个反馈电路如图6-22所示,请回答:1.电路中的反馈是正反馈还是负反馈?是交流反馈还是直流反馈? 2.若是负反馈,其类型怎样?电压放大倍数又是多少?∞AoU iU -+-+L R 3R 2R 1R ∞AiU -+-+Ωk 30Ωk 5.7Ωk 10图6-22解:1.反馈类型分别是电压串联交直流负反馈,电流并联负反馈; 2.放大倍数分别为4、2LR R -题6.3判断图6-23中各电路所引反馈的极性及反馈的组态。
∞AoU iU -+-+L R 2R 1R oI ∞AoU iU -+-+LR 3R 2R oI 4R 1R ∞AoU i U -+-+LR 4R 2R 5R 1R 3R(a ) (b ) (c )图6-23解:(1)电流串联负反馈;(2)电流并联负反馈;(3)电压并联负反馈 题6.4判断图6-24所示电路的交流反馈类型。
A1R F R 'R u I u O +_+_∞图6-24解:电压并联负反馈题6.5判断图所示电路所有交流反馈类型(电路为多级时只考虑级间反馈)。
(a) (b)(c) (d)图6-25解:(a)电压串联负反馈;(b)电压串联负反馈;(c)电流并联负反馈;(d)电压并联负反馈题6.6 电路如图6-26所示图6-261.指出反馈支路与反馈类型;2.按深度负反馈估算中频电压放大倍数iouf u u A =解:1.电压串联交流负反馈; 2. 121e uf e R R A R +=题6.7 图6-27中的A 1,A 2为理想的集成运放,问:1)第一级与第二级在反馈接法上分别是什么极性和组态? 2)从输出端引回到输入端的级间反馈是什么极性和组态? 3)电压放大倍数?o1o =U U ?io =U U4)输入电阻r if =?++-++-u iu oA1A 2uo 14R 5R 1R 3R 2R 2R r if图6-27解:(1)第一级电压并联负反馈、第二级电压并联负反馈 (2)电压串联负反馈 (3)3141,1o o o i u u R u u R =-=+ (4)iif iu r i =31411(1)i i i o i R u u u u R i R R -+-==14342i if i u R R r i R R ==+ 题6.8 电路如图所示。
电路反馈控制设计如何设计稳定的反馈控制系统反馈控制系统是一种常见的控制系统,可以将被控制对象的测量值与所需值进行比较,并将误差信号反馈给控制器调整输出信号,以达到控制目标。
在电路设计中,反馈控制系统也被广泛应用于稳压、滤波、放大和信号调理等方面。
因此,如何设计稳定的反馈控制系统是电路设计的核心问题之一。
本文将从设计反馈控制系统的基本原理、稳定性分析和具体设计方法三个方面来介绍如何设计稳定的电路反馈控制系统。
基本原理反馈控制系统的基本原理是将被控制对象的测量值与所需值进行比较,并计算误差信号。
控制器依据误差信号计算出控制变量,从而影响被控制对象。
在电路反馈控制系统中,被控制对象通常是电路中的某个参数,控制器是一个反馈电路,对电路输出进行反馈控制。
稳定性分析电路反馈控制系统的稳定性在电路设计中非常重要。
在反馈环路中,控制器输出信号经过被控制对象后,会再次返回到控制器。
如何保证反馈信号的稳定性是反馈控制系统设计的关键问题。
稳定性的判断通常采用奈奎斯特准则。
奈奎斯特准则通过画出系统的开环传递函数和零极点图,并通过分析相角和幅值的变化来判断系统是否稳定。
具体而言,奈奎斯特准则可通过以下步骤进行判断:1.根据系统的开环传递函数,计算系统的零点和极点。
2.在复平面上画出系统的零极点图。
3.在单位圆周上绘制新的曲线,即奈奎斯特曲线,计算系统的相角和幅值变化。
4.通过奈奎斯特曲线的相角和幅值变化,判断系统是否稳定。
设计方法在电路反馈控制系统设计中,常用的几种设计方法包括比例反馈、积分反馈和微分反馈。
比例反馈控制器是最简单的控制器之一,它的输出信号与误差信号成比例关系。
具体而言,比例反馈控制器的输出信号Vc可以表示为:Vc=Kp*E其中,Kp是比例系数,E是误差信号。
积分反馈控制器是通过对误差信号进行积分来获得输出信号的,可以消除恒定误差。
积分反馈控制器的输出信号Vc可以表示为:Vc=Ki*∫E dt其中,Ki是积分系数,E是误差信号。
第六章 放大电路的反应〖主要内容〗1、根本概念反应、正反应和负反应、电压反应和电流反应、并联反应和串联反应等根本概念;2、反应类型判断:有无反应?是直流反应、还是交流反应?是正反应、还是负反应?3、交流负反应的四种组态及判断方法;4、交流负反应放大电路的一般表达式;5、放大电路中引入不同组态的负反应后,对电路性能的影响;6、深度负反应的概念,在深度负反应条件下,放大倍数的估算;〖本章学时分配〗本章分为3讲,每讲2学时。
第十九讲 反应的根本概念和判断方法及负反应放大电路的方框图一、 主要内容1、反应的根本概念 1〕什么是反应反应:将放大器输出信号的一局部或全部经反应网络送回输入端。
反应的示意图见以下图所示。
反应信号的传输是反向传输。
开环:放大电路无反应,信号的传输只能正向从输入端到输出端。
闭环:放大电路有反应,将输出信号送回到放大电路的输入回路,与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。
图示中i X 是输入信号,f X是反应信号,i X '称为净输入信号。
所以有 f i i X X X -='2) 负反应和正反应负反应:参加反应后,净输入信号iX ' <iX ,输出幅度下降。
应用:负反应能稳定与反应量成正比的输出量,因而在控制系统中稳压、稳流。
正反应:参加反应后,净输入信号iX ' >iX ,输出幅度增加。
应用:正反应提高了增益,常用于波形发生器。
3) 交流反应和直流反应直流反应:反应信号只有直流成分;交流反应:反应信号只有交流成分;交直流反应:反应信号既有交流成分又有直流成分。
直流负反应作用:稳定静态工作点;交流负反应作用:从不同方面改善动态技术指标,对Au、Ri、Ro有影响。
2、反应的判断1〕有无反应的判断〔1〕是否存在除前向放大通路外,另有输出至输入的通路——即反应通路;〔2〕反应至输入端不能接地,否那么不是反应。
2〕正、负反应极性的判断之一—瞬时极性法〔1〕在输入端,先假定输入信号的瞬时极性;可用“+〞、“-〞或“↑〞、“↓〞表示;〔2〕根据放大电路各级的组态,决定输出量与反应量的瞬时极性;〔3〕最后观察引回到输入端反应信号的瞬时极性,假设使净输入信号增强,为正反应,否那么为负反应。
反激电源设计及应用之六控制环路设计
一、简介
反激式电源是一种恒功率,半桥及全桥输出的稳压、纹波电源,可以实现从几千至几万瓦输出的宽广应用,包括电机控制、无线电等高功率应用。
反激式电源的控制环路是实现功率控制的关键环路,它的设计是控制电源的重要组成部分,能够实现对输出功率的良好控制,从而保证整个电源能够有效、安全的工作。
1、电路示意图
可以看出,反激式电源控制环路的主要电路结构是以电流反馈电路和电压反馈电路为主要组成部分,其中电流反馈电路有助于实现电流负反馈的控制,而电压反馈电路可以有效地控制输出电压,以保证反激式电源的质量。
2、电流反馈控制
电流反馈控制是反激式电源的主要控制环路,它是电源功率控制的基础。
电流反馈控制主要包括电流保护、负反馈控制和电流分配。
电流保护是电源控制的一项基本功能,它可以有效地限制最大输入电流,以保证电源的安全工作。
负反馈控制可以实现对输出电流的可控控制,而电流分配则可以有效平衡输出电流,以保证反激式电源的平衡工作。
3、电压反馈控制
电压反馈控制是电源输出电压的关键控制回路,是保证电源的安全工作的重要手段。
电路中的反馈与控制系统分析电路中的反馈与控制系统是电子工程学的重要内容之一。
它涉及了电路的稳定性、频率响应以及系统的动态特性等方面。
本文将对电路中的反馈与控制系统进行详细的分析。
一、反馈系统的概念及分类反馈系统是指将输出信号的一部分或全部再次输入到系统中进行比较和修正的系统。
根据输入与输出信号之间的关系,反馈系统可分为正反馈系统和负反馈系统。
正反馈系统的特点是输出信号与输入信号在相位上一致,容易引起系统失控和振荡。
负反馈系统则通过将一部分输出信号反馈到输入端,实现自动控制和稳定性的提高。
二、负反馈系统的结构与作用负反馈系统的基本结构包括一个前向路径和一个反馈路径。
其中,前向路径将输入信号经过电路处理后得到输出信号,反馈路径将一部分输出信号反馈到输入端进行比较和修正。
负反馈系统可以实现以下几个功能:1. 提高系统的稳定性:通过将一部分输出信号反馈到输入端,负反馈系统能够有效抑制系统的不稳定性,使得系统更加稳定可靠。
2. 扩展系统的频率响应:负反馈可以提高系统的频率响应范围,使得系统能够处理更高频率的输入信号。
3. 减小非线性失真:负反馈系统能够减小电路中的非线性失真,提高系统的线性度。
4. 抑制噪声:通过将噪声信号进行反馈,负反馈系统可以减小噪声对系统性能的影响。
三、电路中的反馈类型电路中常见的反馈类型主要包括电压反馈和电流反馈。
1. 电压反馈:电压反馈是指将输出电压的一部分反馈到输入端进行比较和修正的过程。
电压反馈可以分为串联反馈和并联反馈两种形式。
串联反馈是将输出电压与输入电压进行比较,而并联反馈则是将输出电压与输入电流进行比较。
2. 电流反馈:电流反馈是指将输出电流的一部分反馈到输入端进行比较和修正的过程。
电流反馈可以分为串联反馈和并联反馈两种形式。
串联反馈是将输出电流与输入电流进行比较,而并联反馈则是将输出电流与输入电压进行比较。
四、电路中的控制系统在电路中,控制系统起着重要的作用。
电路中的控制系统主要包括比例控制、积分控制和微分控制。
第六章反馈放大电路6.1 反馈的基本概念与分类6.1.1 什么是反馈将电子系统输出回路的电量(电压或电流),送回到输入回路的过程。
反馈通路——信号反向传输的渠道反馈通路——信号反向传输的渠道开环——无反馈通路闭环——有反馈通路判断电路是否存在反馈通路6.1.2 直流反馈与交流反馈根据反馈到输入端的信号是交流,还是直流,或同时存在,来进行判别6.1.3 正反馈与负反馈凡是将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或全部引回到输入端,与输入信号迭加,就称为反馈。
若引回的信号削弱了输入信号,就称为负反馈。
若引回的信号增强了输入信号,就称为正反馈。
这里所说的信号一般是指交流信号,所以判断正负反馈,就要判断反馈信号与输入信号的相位关系,同相是正反馈,反相是负反馈反馈框图:负反馈的作用:稳定静态工作点;稳定放大倍数;提高输入电阻;降低输出电阻;扩展通频带。
判别方法:瞬时极性法。
即在电路中,从输入端开始,沿着信号流向,标出某一时刻有关节点电压变化的斜率(正斜率或负斜率,用“+”、“-”号表示)。
6.1.4 串联反馈与并联反馈根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同,可以分为串联反馈和并联反馈。
串联反馈:反馈信号与输入信号串联,即反馈电压信号与输入信号电压比较。
并联反馈:反馈信号与输入信号并联,即反馈信号电流与输入信号电流比较。
串联反馈使电路的输入电阻增大;并联反馈使电路的输入电阻减小。
并联反馈判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈6.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈和电流反馈根据反馈所采样的信号不同,可以分为电压反馈和电流反馈。
电压反馈:反馈信号取自输出电压信号。
电流反馈:反馈信号取自输出电流信号。
电压负反馈:可以稳定输出电压、减小输出电阻。
电流负反馈:可以稳定输出电流、增大输出电阻。
电压反馈采样的两种形式:电流反馈采样的两种形式:电压负反馈x f=F vo,x id= x i-x f电压负反馈稳定输出电压电流负反馈x f=F io,x id= x i-x f电流负反馈稳定输出电流判断方法:负载短路法将负载短路(未接负载时输出对地短路),反馈量为零——电压反馈。
电路基础原理电路中的电压放大与反馈控制电路是电子学的基础,电子设备中各种电路的组合构成了整个系统的功能。
而电路基础原理中的电压放大和反馈控制是电路设计中至关重要的两个概念。
一、电压放大在电路中,经常需要对电压进行放大,以改变信号的幅度和增强其能量。
电压放大通过增加信号的幅度,使其足够大以供电路后续的处理。
常见的放大器电路有共射放大器、共基放大器和共集放大器等。
共射放大器是最常见的放大器电路之一。
在共射放大器中,输入信号加到基极,输出信号从集电极取出。
通过适当选择电阻和晶体管等元器件的参数,可以使得输出电压幅度相比输入电压幅度有较大的增益。
但是,单纯的电压放大并不完美,会出现一些问题,比如电压增益的波动,非线性失真等。
为了解决这些问题,需要引入反馈控制。
二、反馈控制反馈是将系统的一部分信号“反馈”给输入端的一种技术。
在电路中,反馈可以用来控制输出电压,使其接近或稳定于期望的值。
反馈控制有正反馈和负反馈之分。
正反馈是指输出端的一部分信号被放大器再次输入端,使放大倍数越来越大。
这种反馈常常用于产生振荡信号或者瞬态效应。
而负反馈是指输出信号的一部分被送回到输入端,用来降低放大器的增益或者改变其输入阻抗。
负反馈能够提高放大器的线性度、稳定性和抗干扰能力。
负反馈的一种常见形式是电压反馈。
电压反馈是通过测量输出电压,与期望的输入电压进行比较,再对输入信号进行调整,使得输出电压保持稳定。
这种控制方式广泛应用于各种电子设备中。
电路中的电压放大和反馈控制相辅相成。
电压放大使信号幅度得以增大,而反馈控制则使得放大器的性能得到优化和稳定。
只有在合理的电压放大和反馈控制下,电路才能正常工作,实现预期的功能。
总结电路基础原理中的电压放大和反馈控制是电子电路设计中的重要概念。
通过电压放大,信号的幅度得以增大,提供给后续电路进行进一步处理。
而反馈控制则使得放大器性能得到优化和稳定,保证电路工作正常。
在实际电路设计中,理解和运用这两个概念,能够提高电路的性能和可靠性。
模拟电⼦技术课程习题集第六章放⼤电路中的反馈第六章放⼤电路中的反馈6.1 要得到⼀个由电流控制的电流源应选⽤[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.2 要得到⼀个由电压控制的电流源应选⽤[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.3 在交流负反馈的四种组态中,要求互导增益A iuf= I O/U i稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.4 在交流负反馈的四种组态中,要求互阻增益A uif=U O/I i稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.5 在交流负反馈的四种组态中,要求电流增益A iif=I O/I i稳定应选[ ]A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈6.6 放⼤电路引⼊交流负反馈后将[ ]A.提⾼输⼊电阻B.减⼩输出电阻C.提⾼放⼤倍数D.提⾼放⼤倍数的稳定性6.7 负反馈放⼤电路产⽣⾃激振荡的条件是[ ]A.AF=1B.AF=-1C.|AF|=1D. AF=06.8 放⼤电路引⼊直流负反馈后将[ ]A.改变输⼊、输出电阻B.展宽频带C.减⼩放⼤倍数D.稳定静态⼯作点6.9 电路接成正反馈时,产⽣正弦波振荡的条件是[ ]A. AF=1B. AF=-1C. |AF|=1D. AF=06.10 在深度负反馈放⼤电路中,若开环放⼤倍数A增加⼀倍,则闭环增益A f将A. 基本不变B. 增加⼀倍[ ]C. 减⼩⼀倍D. 不能确定6.11 在深度负反馈放⼤电路中,若反馈系数F增加⼀倍,闭环增益A f将[ ]A. 基本不变B.增加⼀倍C. 减⼩⼀倍D. 不能确定6.12 分析下列各题,在三种可能的答案(a.尽可能⼩,b.尽可能⼤,c.与输⼊电阻接近)中选择正确者填空:1、对于串联负反馈放⼤电路,为使反馈作⽤强,应使信号源内阻。