负反馈及其判断
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负反馈和正反馈的判别
反馈(feedback)指的是信息系统的输出也成为系统的反馈,作为系统输入的另一部分,前一部分作为输入或信号。
正反馈(positive feedback)和负反馈(negative feedback)是不同类型的反馈,他们具有不同的特性和功能,如何分辨正反馈和负反馈则
是一个重要的问题。
正反馈通常是调节系统稳定性和促进系统功能的方法,通常它会产生正环路,将信号
重新返回给输入。
这种反馈将发出的信号再次反映到原始的输入端,从而影响输出的控制,从而改变输出信号的大小,以改变系统的状态或行为。
因此,正反馈可以用来提高系统保
持稳定的水平,或者使系统能够在固定的水平上保持正变化量。
从这两种反馈模式转换到另一种模式是比较困难的,正反馈和负反馈有着整个不同的
响应特性,他们之间的差异在于:正反馈可以增加系统的变化量,而负反馈则可以降低这
种变化量。
因此,正反馈和负反馈可以用来控制系统的稳定性和变动性,控制系统的功能
发挥。
正反馈和负反馈可以从定义上来判断:正反馈表示信号从输出端发出,然后上升,形
成环路,返回到输入端,增加输出端的功能,以实现系统的功能自我调节和稳定;而负反
馈则是,发出的信号仍然形成环路,但是信号不是从输出端发出,而是反馈到输入端,下降,减少输出端的功能,从而抑制系统的变化量,从而维持系统的稳定。
总之,正反馈会增加系统变化量,促进系统功能发挥;而负反馈则会减少系统变化量,实现系统稳定。
因此要正确判断正反馈和负反馈,可以根据它们的特性来判断,以确定它
们拥有怎样的功能。
1. 电压反馈与电流反馈
从放大器的输出端看,反馈网络要从放大器的输出信号中取回反馈信号,通常有两种取样方式。
按取样方式的不同,反馈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或者输出电压的一部分
电流反馈:反馈信号取自输出电流或者输出电流的一部分
(1)电压反馈:对交变信号而言,若基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端是并联连接,则称为并联取样,又称电压反馈。
(2)电流反馈:对交变信号而言,若基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端是串联连接,则称为串联取样,又称电流反馈。
(3)电流反馈和电压反馈的判定:在确定有反馈的情况下,则不是电压反馈,就必定是电流反馈,所以只要判定是否是电压反馈或者判定是否是电流反馈即可。
通常判定电压反馈较容易。
判定方法一一—输出短路法。
判断方法:令负反馈放大电路的输出电压Uo为零,若反馈量也随之为零,则说明引入了电压负反馈;若反馈量依然存在,则说明电路中引入了电流负反馈。
串联反馈与并联反馈的区别:在于基本放大电路的输入回路与反馈网络的连接方式不同。
2. 串联反馈和并联反馈
按比较方式划分,可分为串联反馈和并联反馈。
(1)串联反馈:对交流信号而言,信号源、基本放大器、反馈网络三者在比较端是串联连接,则称为串联反馈。
(2)并联反馈:对交流信号而言,信号源、基本放大器、反馈网络三者在比较端是并联连接,则称为并联反馈。
(3)串联反馈和并联反馈的判定方法:对交变分量而言,若信号源的输出端和反馈网络的比较端接于同一个放大器件的同一个电极上,则为并联反馈;否则为串联反馈。
反馈的概念:将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全部通过某一元件或一定电路引回到输入端的过程,称为反馈。
负反馈反馈正反馈负反馈:若引回的信号削弱了放大电路的净输入信号,称为负反馈。
正反馈:若引回的信号增强了放大电路的净输入信号,称为正反馈。
输入信号i X :输出信号o X :放大倍数A :无反馈放大电路框图基本放大电路AoX ∙iX ∙有反馈放大电路框图基本放大电路AoX ∙dX ∙⨯i X ∙+反馈回路FfX ∙–反馈信号f X :净输入信号d X :反馈系数F :d i fX X X =-foX F X =(1)负反馈的类型有反馈放大电路框图基本放大电路AoX ∙dX ∙⨯i X ∙+反馈回路FfX ∙–(1)负反馈的类型有反馈放大电路框图基本放大电路AoX ∙dX ∙⨯i X ∙+反馈回路FfX ∙–根据反馈信号包含的成分不同:直流负反馈交流负反馈交直流负反馈反馈信号中只包含直流成分的负反馈。
反馈信号中只包含交流成分的负反馈。
反馈信号中同时含有交、直流成分的负反馈。
(1)负反馈的类型有反馈放大电路框图基本放大电路AoX ∙dX ∙⨯i X ∙+反馈回路FfX ∙–(1)负反馈的类型有反馈放大电路框图基本放大电路AoX ∙dX ∙⨯i X ∙+反馈回路FfX ∙–根据反馈电路在输出端采样信号的不同:电压负反馈电流负反馈反馈信号取自输出电压的负反馈。
反馈信号取自输出电流的负反馈。
(1)负反馈的类型有反馈放大电路框图基本放大电路AoX ∙dX ∙⨯i X ∙+反馈回路FfX ∙–根据反馈信号与输入信号在输入端连接方式(比较形式)的不同:串联负反馈并联负反馈反馈信号与输入信号以电压形式在输入端串联。
反馈信号与输入信号以电流形式在输入端并联。
(1)负反馈的类型有反馈放大电路框图基本放大电路AoX ∙dX ∙⨯i X ∙+反馈回路FfX ∙–综合考虑反馈电路的输入输出端,负反馈类型可包括:◆电压串联负反馈◆电流串联负反馈◆电压并联负反馈◆电流并联负反馈(1)负反馈的类型+iU +dU +fU +oU dI fI iI oI +i U +dU +fU d I fI iI oI a )电压串联负反馈b)电压并联负反馈a )电流串联负反馈b)电流并联负反馈(2)负反馈类型的判断负反馈类型的判断步骤①找出反馈网络。
负反馈的概念负反馈⼀:反馈的定义反馈:可描述为将放⼤电路的输出量(电压或电流)的⼀部分或全部,通过⼀定的⽅式送回放⼤电路的输⼊端。
我们有时把引⼊反馈的放⼤电路称为闭环放⼤器,没有引⼊的称为开环放⼤器。
⼆:反馈的分类和判断1.按反馈的极性分它可分为负反馈和正反馈。
反馈输⼊信号能使原来的输⼊信号减⼩即为负反馈,反之则为正反馈。
问题:怎麽判断电路是正反馈还是负反馈呢?答:⾸先我们来说⼀下判断的思路,就是通过⽐较反馈前后的输⼊量的改变情况,若反馈后的净输⼊量减⼩则为负反馈,反之则为正反馈。
(净输⼊量是反馈后的输⼊量)我们判断的⽅法是:瞬时极性法。
先将反馈⽹络与放⼤电路的输⼊段断开,然后设定输⼊信号有⼀个正极性的变化,再看反馈回来的量是正极性的还是负极性的,若是负极性,则表⽰反馈量是削弱输⼊信号,因此是负反馈。
反之则为正反馈。
负反馈对放⼤器性能才有改善,正反馈使放⼤器的性能变坏,因此正、负反馈的判断我们要掌握好!2.按交直流性质分它可分为直流反馈和交流反馈。
直流反馈常⽤于稳定直流⼯作点,交流反馈主要⽤于放⼤电路性能的改善。
3.按输出端取样对象分它分为电压反馈和电流反馈。
4.按输⼊端的连接⽅式分它可分为串联反馈和并联反馈。
它们对信号源的内阻Rs的要求是不同的。
串联反馈要求Rs越⼩越好,并联则要求Rs越⼤越好!在放⼤电路中主要是⽤负反馈,因此我们这⼀章只学习负反馈。
按上⾯的分类,负反馈放⼤电路可⼜四种组态:串联电压反馈;串联电流反馈;并联电压反馈;并联电流反馈。
反馈的⼀般表达式如右图所⽰的反馈电路的结构框图基本放⼤电路的放⼤倍数为:反馈⽹络的反馈系数为:由于:所以:所以反馈放⼤电路的放⼤系数(⼜称开环增益)为:这个式⼦反映了反馈放⼤电路的基本关系,也是分析反馈问题的基本出发点。
其中(1+AF)是描述反馈强弱的物理量,它⼜被称为反馈深度,它是反馈电路定量分析的基础。
⼀:串联电压负反馈串联电压负反馈是稳定输出电压Uo。
4.负反馈放大电路组态1.负反馈组态根据反馈框图(见图4-15)可知,反馈电路采样的时候有两种方式:电压和电流。
反馈电路求和的时候也有两种方式:串联和并联。
所以负反馈电路的组态有四种形式:电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。
2.负反馈组态的判别(1)判别电压和电流反馈电压反馈——反馈信号取样于输出电压。
电流反馈——反馈信号取样于输出电流。
判别方法:短路(或u o = 0),若反馈消失则为电压反馈,反馈仍然存在方法一:将输出负载RL的是电流反馈。
方法二:反馈信号与输出信号在同一端,就是电压反馈,不在同一个端就是电流反馈。
(2)判别串联和并联反馈串联反馈:在输入端,反馈信号与输入信号以电压相加减的形式出现。
在串联反馈电路中,净输入信号、输入信号、反馈信号都是电压信号。
设净输入信号为u id,输入信号为u i,反馈信号为u f,由图4-15可知u id =u i - u f特点:信号源内阻越小,反馈效果越明显。
并联反馈:在输入端,反馈信号与输入信号以电流相加减的形式出现。
在并联联反馈电路中,净输入信号、输入信号、反馈信号都是电流信号。
设净输入信号为i id,输入信号为i i ,反馈信号为i f,图4-15可知,i id i i - i f特点:信号源内阻越大,反馈效果越明显。
判别方法:方法一:将输入信号短路(或u i = 0),若净输入信号为零,则是并联反馈,是电流反馈。
方法二:反馈信号与输入信号在同一端,就是并联反馈,不在同一个端就是串联反馈。
例4-2判断图4-17所示电路是正反馈还是负反馈?如果是负反馈判断是哪种组态。
【解析】图4-17a:根据瞬时极性法可知反馈信号使输入信号的作用减弱,所以是负反馈。
采样点在晶体管的发射极,输出端也在晶体管的发射极,所以是电压负反馈,求和点在晶体管的发射极,输入端在晶体管的基极,求和点与输入端不在一起,所以是串联反馈。
综合上述分析,可知图4-17a是电压串联负反馈电路。
判断正负反馈的方法
判断正负反馈的方法主要包括以下几种:
1. 定义法:根据正负反馈的定义来判断。
正反馈是指受控部分发出反馈信息,其方向与控制信息一致,可以促进或加强控制部分的活动;负反馈是指受控部分发出反馈信息,其方向与控制信息相反,可以抑制或减弱控制部分的活动。
2. 增减性:如果反馈对信息起着增加的作用则为正反馈,起着减少的作用则为负反馈。
在放大电路中,往往会利用正反馈来提高放大倍数,利用负反馈来减小放大倍数。
3. 图像法:在系统图中如果反馈的图像是朝上的,则为正反馈;如果是朝下的,则为负反馈。
也就是说,箭头指向的是系统的输入端则为正反馈,指向的是系统的输出端则为负反馈。
4. 功能法:在调节系统时如果反馈起到了使系统的稳定性增加的作用则为负反馈;反之为正反馈。
也就是说,对系统有益的反馈为正反馈,对系统有害的反馈为负反馈。
5. 公式法:如果按照公式运算结果为正数则为正反馈;如果结果为负数则为负反馈。
以上就是判断正负反馈的五种方法,这些方法各有特点,可以根据具体情况选择合适的方法来判断。
在实际应用中,需要根据系统的特性和需求来
判断采用哪种方法,从而更好地理解和应用正负反馈的概念。
放大电路中负反馈及类型的判断方法段东兴负反馈在电子电路中的应用非常广泛,引入负反馈后,虽然放大倍数降低了,但是换来很多好处,在很多方面改善了放大电路的性能。
例如,提高了放大倍数的稳定性;改善了波形失真;尤其是通过选用不同类型的负反馈,来改变放大电路的输入电阻和输出电阻,以适应实际的需要。
在电子技术的教学中,负反馈的判断一直是一个重点和难点内容。
学生对于这一部分内容较难理解。
经过长期的教学实践,总结出以下的判断方法。
该方法系统地给出了反馈的判别步骤,在教学中证明简单易学,易于理解。
1.反馈回路的判断电路的放大部分就是晶体管或运算放大器的基本电路。
而反馈是把放大电路输出端信号的一部分或全部引回到输入端的电路,则反馈回路就应该是从放大电路的输出端引回到输入端的一条回路。
这条回路通常是由电阻和电容构成。
寻找这条回路时,要特别注意不能直接经过电源端和接地端,这是初学者最容易犯的问题。
例如图1如果只考虑极间反馈则放大通路是由T1的基极到T1的集电极再经过T2的基极到T2的集电极;而反馈回路是由T2的集电极经R f至T1的发射极。
反馈信号u f=v e1影响净输入电压信号u be1。
图1 电压串联负反馈2.交直流的判断根据电容“隔直通交”的特点,我们可以判断出反馈的交直流特性。
如果反馈回路中有电容接地,则为直流反馈,其作用为稳定静态工作点;如果回路中串连电容,则为交流反馈,改善放大电路的动态特性;如果反馈回路中只有电阻或只有导线,则反馈为交直流共存。
图1种的反馈即为交直流共存。
3.正负反馈的判断正负反馈的判断使用瞬时极性法。
瞬时极性是一种假设的状态,它假设在放大电路的输入端引入一瞬时增加的信号。
这个信号通过放大电路和反馈回路回到输入端。
反馈回来的信号如果使引入的信号增加则为正反馈,否则为负反馈。
在这一步要搞清楚放大电路的组态,是共发射极、共集电极还是共基极放大。
每一种组态放大电路的信号输入点和输出点都不一样,其瞬时极性也不一样。