负馈回电路

什么是负面的喂回?

电子系统的首要问题是稳定性和准确性。为了维护这些关键因素,输出的某些部分被连接回系统的输入,这被称为反馈。

根据反馈连接将控制系统分为两类,即闭环系统和开环系统。开环控制系统不包含任何反馈路径,而闭环系统包含用于自动纠错的反馈路径。

基于反馈的性质,闭环系统再次被分类为2种类型,它们是正反馈系统和负反馈系统。在正反馈系统中,反馈总结到输入信号。

在负反馈信号中,从输入信号中减去一定量的信号来调节输出。这些系统工作在负反馈系统的基础上,被称为“负反馈电路”。这也被称为“退行性反馈”。

负反馈系统的基本框图如下所示,X、Y、Z分别为输入、输出和反馈回路。

介绍

晶体管反馈电路

使用晶体管设计的电路的缺点是,增益、失真、输入输出电阻和信噪比等特性取决于晶体管的特性。

通过引入负反馈可以克服这种困难。负反馈减少了电路中的失真,并允许我们控制输入和输出到所需的水平。

反馈在发射器跟随电路

发射极跟随器电路如下所示。晶体管的发射极通过一个电阻接地,在发射极和接地电阻的并联节点上测量输出。

在V是晶体管基极和发射极之间的电压降,发射极跟随电路的负反馈操作可以表示为V= V.+ V.出去

反馈在发射器跟随电路

现在V.= V.- V.出去。如果电路B = 1的反馈商,则可以计算增益作为= 1 / b = 1。

发射器跟随电路的优点
  • 这种发射极跟随器电路有两个主要优点。他们是
  • 它提供了电流放大而不提供任何电压增益
  • 它提供阻抗匹配。

反馈公共发射极电路

共发射极电路如下所示。晶体管的发射极通过一个电阻Re接地,输出在集电极和电源电阻Rc的并联节点上测量。

当VBE是晶体管的基座和发射极之间的电压降时,可以给出常见的发射器电路的输入作为v= V.+ I.ERE。电路的输出是VOUT = -IcRc

反馈公共发射极电路

电路的增益用A表示fR = -c/ Re

在共发射极晶体管中引入负反馈的方法有两种。这两种方法如下所示。

方法1

方法2.

图a、图b所示为负反馈连接方式不同的同一电路。

运算放大器反馈电路

与反馈连接的运算放大器电路称为“运算放大器反馈电路”。具有负反馈连接的运算放大器有两个应用程序。它们是非反相运算放大器电路反转运算放大器电路。

非反相运算放大器电路

非反相运算放大器电路如下所示。输入到该电路的输入连接到运算放大器的非反相端子,并且反馈信号连接到借助电阻器接地的反相端子。所以它具有高输入阻抗。

非反相运算放大器电路

我们可以轻松确定非反相运算放大器的增益。随着两个输入的电压相同,运算放大器的增益将非常高。假设没有电流流入运算放大器,然后两个电阻中的电流流相同。

当电路形成电势分频器电路时,反相输入处的电压与非反相输入处的电压相同,这意味着VIN = VOUT X R1 /(R1 + R2)。可以计算非反相运算放大器的增益

VOUT / VIN = AV = 1 + R2 / R1

这可以通过非反相放大器电路的操作清楚地解释。

非反相放大器

使用运放的非反相放大器如下所示,其中输入端连接到运放的正端或非反相端。

非反相放大器

在非反相放大器中,输出的性质将与输入信号的性质相同。这意味着,如果输入信号为正,则输出也同样为正,如果输入信号为负,则输出也为负。

op-amp的增益方程

如果开环增益是AOL,则给出非反相运算放大器的输出电压

vout = aol(vin - v- - - - - -) - - - - - - - >(1)

其中V-是输出电压的功能,由于电阻器R1和R2形成的分压器而产生。随着运算放大器的负端子将具有高阻抗,它等于

V- = β VOut––––––-> (2)

其中β = R1 / (R1 + R2)。

现在替代EQ(2)在EQ(1)中,我们得到

VOut = AOL (Vin - β VOut)

通过解决这个问题,我们得到了

V¬out= Vin(1 /(β+ 1 / Aol))

如果AOL的值很高,则代入β的值,得到

V¬out= Vin(1+ R1 / R2)

反相运放电路

反相运放电路如下所示。该电路的输入端连接运放的反相端或负端,反馈信号也连接反相端。与输入信号相比,反相运放电路的输出相位是1800,它提供了一个虚拟路径。

反相运放电路

在该电路中,输入本身不会绘制电流。因此电阻器R1和R2中的电流相同。因此VOUT / R2 = VIN / R1。现在,电路AV的电压增益被给出

Vout/Vin = AV = - R2/R1

这可以通过反相放大器电路的工作来清楚地解释。

反相放大器

使用运放的反相放大器如下所示,输入端连接到运放的负端或反相端。

反相运放电路

在反相放大器中,输出的性质将与输入信号的性质相反。这意味着,如果输入信号是正的,输出也是负的,同样的,如果输入信号是正的,输出也是负的。

op-amp的增益方程

我们可以使用非反相运算放大器电路的输出电压方程找到反相运算放大器电路的增益。

vout = aol(vin - v- - - - - -) - - - - - - - >(1)

在这里V.- - - - - -由Rf和R.并且它是输入和输出电压(VOUT和VIN)的功能。所以

V- - - - - -= 1 / (Rf+ R.) (RfV+ R.V出去)––––––-> (2)

现在替代EQ(2)在EQ(1)中,我们得到

V出去= - v。((OL)。Rf) / (Rf+ R.+ (OL)。R)

如果开环增益的值,AOL非常高,然后

vout = -vin(1+ rf/ R)

有时,在运放的接地和非反向输出之间插入一个电阻,以减少输入偏置电压由于偏置电流电压下降。这减少了运放的失真。为了消除不必要的直流电流,在运放的输入端串联一个直流阻塞电容。

负面反馈的优势

  • 负反馈稳定几乎任何类型的干扰或噪声的发生。
  • 它用于克服系统的非线性。
  • 它可以使系统的频率响应变平,从而得到所需的频率响应曲线。(减少频失真)
  • 负反馈使系统更少地取决于系统的温度和其他外部属性。
  • 它增加了输入电阻I.。它增加了输入阻抗
  • 降低输出电阻I.。它降低了输出阻抗
  • 增加输出信号的带宽
  • 降低了系统对外部特性的敏感性。
  • 提供偏置点稳定性和更好的CMMR。

负反馈的缺点

  • 通过连接负反馈,系统的总增益将会降低。
  • 如果系统设计不当,就可能产生振荡。

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