0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

负反馈电路案例

模拟对话 来源:陈年丽 2019-06-24 15:23 次阅读

负反馈是过程,微型计算机和放大系统中最常用的反馈控制配置形式

反馈是输出信号的一小部分,也就是电压的过程或电流,用作输入。如果此反馈分数与输入信号的值或相位(“反相”)相反,则反馈被称为负反馈或退化反馈 。

负反馈反对或减少输入信号,使其在控制系统的设计和稳定方面具有许多优势。例如,如果系统输出因任何原因而发生变化,则负反馈会以抵消变化的方式影响输入。

反馈会降低系统的整体增益,减少程度相关系统开环增益。负反馈还具有降低失真,噪声,对外部变化的敏感度以及改善系统带宽和输入输出阻抗的效果。

电子系统中的反馈,负反馈或正反馈是单向的。这意味着它的信号仅从输出到系统的输入以单向流动。然后,这使得系统的环路增益G与负载和源阻抗无关。

由于反馈意味着闭环系统,因此它必须具有求和点。在负反馈系统中,该输入处的求和点或结点从输入信号中减去反馈信号,以形成驱动系统的误差信号β。如果系统具有正增益,则必须从输入信号中减去反馈信号,以使反馈为负,如图所示。

负反馈电路

该电路代表一个具有正增益, G 和反馈,β的系统。输入端的求和点减去输入信号的反馈信号,形成误差信号 Vin-βG,驱动系统。

然后使用基本的闭环电路上面我们可以推导出一般反馈方程为:

负反馈方程

我们看到负反馈的影响是将增益降低因子: 1 +βG。该因子称为“反馈因子”或“反馈量”,通常以分贝(dB)为单位,以 20log(1 +βG)的关系指定。

效果负反馈

如果开环增益 G 非常大,则βG将远大于1,因此总增益系统的大致等于 1 /β。如果开环增益因频率或系统老化的影响而降低,如果βG仍然相对较大,则整体系统增益不会发生太大变化。因此,负反馈往往会降低增益变化的影响,从而产生通常所说的“增益稳定性”。

负反馈示例No1

系统在没有反馈的情况下具有80dB的增益。如果负反馈分数是1/50。以dB为单位计算系统的闭环增益,并加上负反馈。

然后我们就可以了看到系统的环路增益为10,000,闭环增益为34dB。

负反馈示例No2

如果5年后系统的环路增益没有负反馈已降至60dB,反馈分数保持恒定在1/50。计算系统的新闭环增益值。

然后我们可以从两个例子中看到没有反馈,经过5年的使用后,系统增益从80dB下降到60dB,(10,000到1,000)开环增益下降约25%。

然而,随着负反馈的增加,系统增益仅从34dB降至33.5dB,降幅小于1.5%,这证明负反馈为系统增益提供了额外的稳定性。

因此我们可以看到通过将负反馈应用于与没有反馈的增益相比,系统大大降低了它的整体增益。

没有反馈的系统增益可能非常大但不精确,因为它可能会从一个系统设备变为另一个系统设备,然后就可以设计具有足够开环增益的系统,在添加负反馈之后,总增益与期望值匹配。

此外,如果反馈网络由具有稳定特性的无源元件构成,则整体增益变得非常稳定,并且不受系统固有开环增益变化的影响。

运算放大器中的负反馈

运算放大器(op-amps)是最常用的线性集成电路类型,但它们具有非常高的增益。标准741运算放大器的开环电压增益 A VOL 是在没有施加负反馈时的电压增益和开环电压增益运算放大器是其输出电压 Vout 与其差分输入电压之比 Vin ,( Vout / Vin )。

741运算放大器的 A VOL 的典型值超过200,000(106dB)。因此输入电压信号仅为1mV,输出电压将超过200伏!迫使输出立即进入饱和状态。显然,这种高开环电压增益需要以某种方式进行控制,我们可以通过使用负反馈来做到这一点。

使用负反馈可以显着提高运算放大器的性能。不使用负反馈的运算放大器电路被认为太不稳定而无法使用。但是我们如何使用负反馈来控制运算放大器。请考虑下面的非反相运算放大器电路。

同相运算放大器电路

负极反馈示例No3

具有开环电压增益, A VOL 为320,000且无反馈的运算放大器将用作非反相放大器。计算通过闭环稳定电路所需的反馈电阻值 R 1 和 R 2 我们得到的广义闭环反馈方程如下:

通过重新排列反馈公式我们得到一个反馈分数,β:

然后把值: A = 320,000 和 G = 20 ,在上面的等式中我们得到β的值为:

因为在这种情况下运算放大器的开环增益非常高( A = 320,000 ),反馈分数β将大致等于闭环增益 1 / G 的倒数,仅作为 1 / A <的值将非常小。然后β(反馈分数)等于 1/20 = 0.05 。

作为电阻, R 1 和 R 2 在非反相放大器上形成一个简单的串联电压分压器网络,电路的闭环电压增益将由这些电阻的比率决定如下:

如果我们假设电阻 R 2 的值1,000Ω或1kΩ,然后电阻 R 1 的值将是:

然后对于非反相放大器电路即将关闭 - 环路增益为20,所需的负反馈电阻值将在这种情况下, R 1 =19kΩ和 R 2 =1kΩ,为我们提供了一个非反相放大器电路:

同相运算放大器电路

在系统中使用反馈有很多好处设计,但在放大器电路中使用负反馈的主要优点是大大提高了它们的稳定性,更好的元件变化容差,稳定DC漂移以及增加放大器带宽。

常见放大器电路中的负反馈示例包括运算放大器电路中的电阻 R f ,如上所示,电阻, R S 在基于FET的放大器和电阻器中, R E 在双极晶体管(BJT)放大器中。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电阻
    +关注

    关注

    85

    文章

    4994

    浏览量

    169412
  • 电路
    +关注

    关注

    169

    文章

    5462

    浏览量

    169173
  • 负反馈
    +关注

    关注

    6

    文章

    180

    浏览量

    29683
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    运放负反馈电路讲解

    在 运放教程1-入门中我们学习了运放比较器电路,该电路是一个无反馈运放电路。 在 运放教程2-正反馈电路中我们学习了施密特触发器
    发表于 02-15 10:57 2324次阅读
    运放<b class='flag-5'>负反馈电路</b>讲解

    关于负反馈电路电路设计中的作用

    在电子电路基础中学的负反馈电路,其优点是这样描述的:能够降低放大器的放大灵敏度,改善输入输出电阻,改善放大器的线性和非线性失真,扩大放大器的通频带等可能是长时间不看了,一时没有想明白它的这些作用。
    发表于 04-12 15:17

    请教一个电流串联负反馈电路问题

    上图是一电流串联负反馈电路,R1和R2是为基极和集电极提供偏置电压,R3是负反馈电阻。反馈回路走的是R3,请问分析的时候,为什么不能认为反馈回路走的是R2和R1?
    发表于 01-15 00:03

    并联负反馈电路在实际中的应用

    如题,想知道并联负反馈电路在实际中的应用,刚开始学模拟电路,求大神指点
    发表于 01-01 17:49

    一文搞定----电压串联负反馈电路和电流串联负反馈电路如何区分

    。 将负载短路,也就是将RL短路,如果反馈信号还存在,就是电流负反馈;如果反馈信号为0,就是电压负反馈。而在运算放大器负反馈电路中,
    发表于 03-11 22:45

    一级放大负反馈电路

    一级放大负反馈电路
    发表于 11-25 11:37 5次下载

    电流并联负反馈电路及判别方法

    电流并联负反馈电路及判别方法 负反馈
    发表于 09-25 16:54 1.2w次阅读
    电流并联<b class='flag-5'>负反馈电路</b>及判别方法

    电压并联负反馈电路及判别方法

    电压并联负反馈电路及判别方法 负反馈
    发表于 09-25 16:56 2.1w次阅读
    电压并联<b class='flag-5'>负反馈电路</b>及判别方法

    电流串联负反馈电路及判别方法

    电流串联负反馈电路及判别方法
    发表于 09-25 16:59 1.7w次阅读
    电流串联<b class='flag-5'>负反馈电路</b>及判别方法

    电子管电流负反馈电路

    电子管电流负反馈电路
    发表于 01-12 15:58 2896次阅读
    电子管电流<b class='flag-5'>负反馈电路</b>

    电子管混合负反馈电路

    电子管混合负反馈电路
    发表于 01-12 16:00 1131次阅读
    电子管混合<b class='flag-5'>负反馈电路</b>

    电子管多级负反馈电路

    电子管多级负反馈电路
    发表于 01-12 16:05 2349次阅读
    电子管多级<b class='flag-5'>负反馈电路</b>

    负反馈放大电路详细解析:负反馈电路作用,反馈的概念,负反馈电路分类,负反馈电路分析方法

    在放大器中采用负反馈电路,其目的是为了改善放大器的工作性能,提高放大器的输出信号质量。
    发表于 05-09 15:27 2.2w次阅读
    <b class='flag-5'>负反馈</b>放大<b class='flag-5'>电路</b>详细解析:<b class='flag-5'>负反馈电路</b>作用,<b class='flag-5'>反馈</b>的概念,<b class='flag-5'>负反馈电路</b>分类,<b class='flag-5'>负反馈电路</b>分析方法

    负反馈电路的四种组态介绍

    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。本文介绍了负反馈电路原理和种类,主要是对负反馈电路的四种组态
    发表于 10-24 09:49 2.3w次阅读
    <b class='flag-5'>负反馈电路</b>的四种组态介绍

    什么是负反馈电路 负反馈电路的四种类型的简单判断

    负反馈电路是通过将一个系统或电路的输出信号与输入信号之间的差异送回到系统或电路中的一种技术。它旨在减小系统或电路的输出变化,使其更加稳定和可控。
    发表于 02-05 14:42 270次阅读