概念性理解什么是反饋電路、什么是負反饋、什么是正反饋、如何判斷正負反饋?
一、反饋放大電路
基本放大電路中,有源器件(晶體管等)具有信號單向傳遞性,被放大信號從輸入端輸入放大電路以后輸出,存在輸入信號對輸出信號的單向控制;如果在電路中存在某些通路,將輸出信號的一部分反饋送到放大器的輸入端,與外部輸入信號疊加,產生基本放大電路的凈輸入信號,實作輸出信號對輸入的控制,即構成了反饋。
這里有幾點:
1、反饋信號和外部輸入信號疊加,沒有表明是相加、相減,從此就分開了負反饋、正反饋。
2、不管反饋極性,都是放大電路。
3、所謂“放大”從表面來看,似乎就是將信號的幅度由小變大,但是在電子技術中“放大”是這么理解的:
A、“放大“的本質是實作能量的控制,即用能量比較小的輸入信號控制能量比較大的輸出信號。
B、“放大“作用是針對變化量而言的。放大的物件是變化量。
備注:
放大電路中沒有太多強調輸入信號和輸出信號的符號問題。
二、反饋極性
正、負反饋的說法對于初學者來說有很多種:
1、反饋可分為負反饋和正反饋。前者使輸出起到與輸入相反的作用,使系統輸出與系統目標的誤差減小,系統趨于穩定;后者使輸出起到與輸入相似的作用,使系統偏差不斷增大,使系統振蕩,可以放大控制作用。
2、若反饋信號使《凈輸入信號》減弱,則為負反饋;若反饋信號使凈輸入信號增強,則為正反饋。負反饋多用于改善放大期的功能;正反饋多用于振蕩電路。
3、反饋回來的信號如果使引入的信號增加則為正反饋,否則為負反饋。
4、反饋是將放大器輸出信號(電壓或電流)的一部分或全部,回授到放大器輸入端與輸入信號進行比較(相加或相減),并用比較所得的有效輸入信號去控制輸出,這就是放大器的反饋程序.凡是回授到放大器輸入端的反饋信號起加強輸入原輸入信號的,使輸入信號增加的稱正反饋.反之則反.
5、如果反饋的信號通過相加點注入輸入信號里后增強了原始信號,引起放大器的放大倍數增加,則是正反饋,否則就是負反饋。
6、反饋有正、負之分。若引入反饋后使凈輸入信號Xid減小,即Xid比Xi 小,則稱為負反饋。此時倍訓放大倍數小于開環放大倍數,故負反饋使放大電路增益減小。若引入反饋后使凈輸入信號Xid增大,即Xid比Xi大,則稱為正反饋。正反饋使放大電路增益提高。
負反饋使輸出起到與輸入相反的作用,使系統輸出與系統目標的誤差減小,系統趨于穩定;正反饋使輸出起到與輸入相似的作用,使系統偏差不斷增大,使系統振蕩,可以放大控制作用。
7、負反饋就是把放大器的輸出信號反過來,再送回到輸入端去,負反饋的“負”就是把信號反過來的意思。把信號反過來,就是將輸入和輸出信號相減,得到的是2者之間的差別,再經過放大器的放大將這種差別送到輸出端。因為是反相的信號,所以就會將輸出端與輸入端的差別抵消掉,也就是減少了放大器的失真。理論上電信號的傳輸速度非常快,因此這種抵消可以瞬間完成,難以覺察。這是負反饋可以減少失真的原理。
對于上面7種說法,都是一個意思,抽象的表達了正負反饋的概念。相對來說第6種說法更易理解。
三、負反饋變正反饋
負反饋原理僅僅是理論上的,是建立在器件的半理想化的基礎上的,即只考慮了放大器增益會隨頻率升高而下降,沒有考慮到放大器的輸出信號和輸入信號相比是有一定延遲的,即那個瞬間完成的抵消作用其實是不存在的。有關這個延遲的問題要講的內容實在太多,以后有機會再討論,這里只要知道這點就行了。
可以想象,當輸入信號的頻率高到一個值的時候,經過延遲的輸出信號被“反過來”送回放大器的輸入端,恰好和輸入信號是同相的,也就是說放大器的延遲抵消了信號反相,使得負反饋變成了正反饋!那么正反饋會造成什么呢?當然是加強了輸入信號,而且當放大器的放大倍數大于1的時候,這種增強會反復加強,直到達到放大器的輸出極限,這就是所謂的“自激”現象,自激現象有時是災難性的,不僅僅導致放大器不能正常作業,而且有可能導致放大器中器件的損壞或者后面負載的啥訓。因此在進行放大器的設計的時候,一定要根據放大器的作業性能來計算放大器的作業頻率范圍,通過各種措施來防止放大器發生自激現象。
注意:
通過改變輸入頻率使得電路變為正反饋。
四、正相、反相電路
電子電路中的運算放大器,有同相輸入端和反相輸入端,輸入端的極性和輸出端是同一極性的就是同相放大器,而輸入端的極性和輸出端相反極性的則稱為反相放大器。
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