反饋與振蕩5-2反饋與振蕩1.?反饋的定義將輸出量（電壓或電流）的一部分或全部通過一定的電路形式送回到輸入回路，并對(duì)輸入量產(chǎn)生影響的過程稱為反饋。如圖5-2-1所示，引入了反饋的放大電路稱為反饋放大電路，它由基本放大電路和反饋電路（反饋網(wǎng)絡(luò)）兩部分組成。一、反饋的定義及類型5-2反饋與振蕩圖5-2-1中稱為比較環(huán)節(jié)，輸入信號(hào)與反饋信號(hào)相加，形成基本放大電路的凈輸入量，加到基本放大電路的輸入端，而反饋信號(hào)則由基本放大電路的輸出端取出，經(jīng)過反饋電路回送到輸入端?；痉糯箅娐房梢允菃渭?jí)，也可以是多級(jí)，或是集成放大電路；反饋電路可以由電阻、電容、電感、三極管等元件組成。反饋電路與基本放大電路組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，所以把引入反饋的放大電路稱為閉環(huán)放大電路，而未引入反饋的放大電路則稱為開環(huán)放大電路。5-2反饋與振蕩2.?反饋的類型（1）正反饋和負(fù)反饋根據(jù)反饋極性的不同，可以將反饋分為正反饋和負(fù)反饋。使放大器凈輸入量增大的反饋稱為正反饋，使放大器凈輸入量減小的反饋稱為負(fù)反饋。放大器中主要采用負(fù)反饋，振蕩電路中主要采用正反饋。5-2反饋與振蕩（2）電壓反饋和電流反饋根據(jù)負(fù)反饋信號(hào)從輸出端取樣方式的不同，可將反饋分為電壓反饋與電流反饋兩種。如果反饋信號(hào)取自放大器的輸出電壓，稱為電壓反饋；如果反饋信號(hào)取自放大器的輸出電流，稱為電流反饋。電壓反饋的取樣環(huán)節(jié)與放大器輸出端并聯(lián)，電流反饋的取樣環(huán)節(jié)與放大器輸出端串聯(lián)，如圖5-2-2所示。5-2反饋與振蕩（3）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)連接方式（也稱比較方式）的不同，可將反饋分為串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋兩種。串聯(lián)反饋的反饋信號(hào)在輸入端與信號(hào)源串聯(lián)；并聯(lián)反饋的反饋信號(hào)在輸入端與信號(hào)源并聯(lián)，如圖5-2-3所示。在放大電路中主要是引入負(fù)反饋，若同時(shí)考慮反饋電路與輸入、輸出回路的連接方式，負(fù)反饋放大器可以歸納為四種類型，包括電流串聯(lián)負(fù)反饋、電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電流并聯(lián)負(fù)反饋和電壓并聯(lián)負(fù)反饋。5-2反饋與振蕩二、負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響1.?放大倍數(shù)下降，但穩(wěn)定性能提高為了便于分析，假設(shè)負(fù)反饋放大器無(wú)附加相移。圖5-2-4c所示為負(fù)反饋放大器框圖，圖中A為基本放大器，F(xiàn)為負(fù)反饋電路。ui為輸入量，uf為反饋量，u′為凈輸i入量，uo為輸出量，基本放大器的放大倍數(shù)稱為開環(huán)放大倍數(shù)，用A表示。反饋系數(shù)用F表示。負(fù)反饋放大器的放大倍數(shù)稱為閉環(huán)放大倍數(shù)，用Af表示，由圖可得5-2反饋與振蕩由上式可知，引入負(fù)反饋后，放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)衰減為開環(huán)放大倍數(shù)的（1+AF）分之一。通常將（1+AF）稱為反饋深度。當(dāng)（1+AF）遠(yuǎn)大于1時(shí)，稱為深度負(fù)反饋。此時(shí)上式表明，在深度負(fù)反饋條件下，放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)已與開環(huán)放大倍數(shù)無(wú)關(guān)，它不再受放大器各種參數(shù)的影響，而只由反饋系數(shù)F決定。此時(shí)，只要采用高穩(wěn)定性的反饋元件，閉環(huán)放大倍數(shù)Af就能獲得很高的穩(wěn)定性。5-2反饋與振蕩2.?減小了非線性失真當(dāng)放大器輸入正弦信號(hào)時(shí)，由于三極管輸入與輸出特性，有可能使放大器輸出信號(hào)的波形正、負(fù)半周幅度不一致，即產(chǎn)生非線性失真，如圖5-2-4a所示。圖5-2-4b所示是沒有負(fù)反饋的情況，輸出的失真波形上半周大，負(fù)半周小。引入負(fù)反饋后如圖5-2-4c所示，負(fù)反饋信號(hào)uf與輸入信號(hào)ui

進(jìn)行疊加后使凈輸入信號(hào)u′正半周小，負(fù)半周大。這樣的預(yù)失真信號(hào)經(jīng)過放大后恰好得到補(bǔ)償，使輸出信號(hào)正、i負(fù)半周幅度接近相等，從而減小了非線性失真。5-2反饋與振蕩5-2反饋與振蕩3.?展寬了通頻帶放大電路引入負(fù)反饋后，放大倍數(shù)下降，但放大倍數(shù)的穩(wěn)定性得以提高，由于頻率不同而引起的放大倍數(shù)的變化也因此減小。中頻段原放大倍數(shù)最大，但反饋信號(hào)也相應(yīng)較大，所以放大倍數(shù)下降較多；而在高頻段和低頻段，由于原放大倍數(shù)較小，反饋信號(hào)相應(yīng)較小，則放大倍數(shù)下降也較小，結(jié)果使放大電路的幅頻特性趨于平緩，即通頻帶展寬了，如圖5-2-5所示。5-2反饋與振蕩4.?改變了放大器的輸入、輸出電阻負(fù)反饋對(duì)放大器輸入電阻的影響取決于反饋信號(hào)在輸入端的連接方式。串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大，并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小。負(fù)反饋對(duì)放大器輸出電阻的影響取決于反饋信號(hào)從輸出端的取樣方式。電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小，電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。因此，根據(jù)電路需要可以引入相應(yīng)類型的負(fù)反饋，從而有效改善電路的性能。5-2反饋與振蕩在電子電路中，常需要各種波形的信號(hào)作為測(cè)試或控制信號(hào)。一般來(lái)說，將能產(chǎn)生正弦波信號(hào)的振蕩電路稱為正弦波振蕩器。1.?正弦波振蕩器的基本組成圖5-2-6所示為正弦波振蕩器的組成框圖。三、正弦波振蕩器正弦波振蕩電路由一個(gè)基本放大電路和一個(gè)正反饋電路（或稱正反饋網(wǎng)絡(luò)）組成，但要產(chǎn)生單一頻率的正弦波，還必須有選頻電路（或稱選頻網(wǎng)絡(luò)），此外還要有穩(wěn)幅環(huán)節(jié)，以保證輸出信號(hào)的穩(wěn)定。5-2反饋與振蕩2.?自激振蕩的條件由于自激振蕩電路無(wú)須外加信號(hào)而是用反饋信號(hào)作為輸入信號(hào)，因此要形成等幅振蕩必須保證每次回送的反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)完全相同，即不僅振幅要相同，而且相位也要相同，所以振蕩電路的自激振蕩條件實(shí)際應(yīng)包含以下兩個(gè)條件。（1）振幅平衡條件根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)大小相等的要求，設(shè)放大電路電壓放大倍數(shù)為A，反饋系數(shù)為F，則有uf=AFui=ui，可得AF=1一般取AF≥1，這樣做是為了便于電路起振。5-2反饋與振蕩（2）相位平衡條件根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)相位相同的要求，則基本放大電路與反饋電路的總相移必須等于2π的整數(shù)倍，即φA+φF=2nπ（n為整數(shù)）這樣所引入的反饋才是正反饋。振蕩電路只有同時(shí)滿足幅度平衡條件和相位平衡條件才有可能起振。根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)的不同，正弦波振蕩器有RC振蕩器、LC振蕩器、石英晶體振蕩器等多種。通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換電路，可以將正弦波轉(zhuǎn)換為方波、三角波、鋸齒波等非正弦波。提示：有時(shí)放大電路中會(huì)出現(xiàn)一些對(duì)信號(hào)造成干擾的自激振蕩，使信號(hào)產(chǎn)生畸變，甚至使電路無(wú)法工作，需要采取相位補(bǔ)償（如并接電容）等措施加以抑制。應(yīng)用鏈接1.開環(huán)控制如果控制系統(tǒng)的輸出量對(duì)系統(tǒng)沒有控制作用，即系統(tǒng)無(wú)反饋，這個(gè)系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)，如圖5-2-7所示。例如，用按鍵開關(guān)控制汽車?yán)缺闶且环N開環(huán)控制方式。汽車中的檢測(cè)系統(tǒng)，如冷卻液溫度表、車速里程表、燃油表等也是采用開環(huán)控制方式。汽車中的開環(huán)控制和閉環(huán)控制應(yīng)用鏈接2.閉環(huán)控制閉環(huán)控制系統(tǒng)是將