17电子电路中的反馈解读.ppt

四种负反馈对 ri 和 ro 的影响 思考题：为了分别实现： (1) 稳定输出电压； (2) 稳定输出电流； (3) 提高输入电阻； (4) 降低输出电阻。 应引入哪种类型的负反馈？ 17.3 振荡电路中的正反馈 17.3.1 自激振荡 放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。 开关合在 “1”为无反馈放大电路 开关合在“2” 为 有反馈放大电路 1 S A 2 F 自激振荡状态 开关合在“2”时, 去掉 仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。 Ui . 自激振荡的条件 (1) 幅度条件： (2) 相位条件： n是整数 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈。 幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A 或反馈系数F 达到) 。 自激振荡的条件 17.3.2 正弦波振荡电路 正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到几百兆赫以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦；输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。 常用的正弦波振荡器 LC振荡电路:输出功率大、频率高。 RC振荡电路:输出功率小、频率低。 石英晶体振荡电路：频率稳定度高。 应用：无线电通信、广播电视、工业上的高频感应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接近开关等。 正弦波振荡电路的组成 (1) 放大电路: 放大信号。 (2) 反馈网络: 必须是正反馈，反馈信号即是放大电 路的输入信号。 (3) 选频网络: 保证输出为单一频率的正弦波，即使 电路只在某一特定频率下满足自激振 荡条件。 (4) 稳幅环节: 使电路能从?AuF ?1 ，过渡到 ?AuF ?=1，从而达到稳幅振荡。 1. RC正弦波振荡电路 RC选频网络 正反馈网络 放大电路 用正反馈信号uf作为输入信号 选出单一频率的信号 (1) 电路结构 uf – + 同相比例电路 选频网络 (2) RC串并联选频网络的选频特性 反馈系数 分析可知：仅当 ? = ?0时, U2 ? U1 = 1 ? 3达最大值，且 u2 与 u1 同相 , 即网络具有选频特性, f0 决定于RC。 幅频特性 1 ? 3 f f0 相频特性 f0 ? (f) u1 u2 u2 与 u1 波形 u1, u2 (3) 工作原理 输出电压 uO 经正反馈(兼选频)网络分压后，取uf 作为同相比例电路的输入信号 ui 。 ① 起振过程 ② 稳定振荡 ?A = 0，仅在 f 0处 ?F = 0 , 满足相位平衡条件，所以振荡频率 f 0= 1 ? (2?RC)。 改变R、C可改变振荡频率。 由运算放大器构成的RC振荡电路的振荡频率一般不超过1MHz。 ③ 振荡频率 振荡频率由相位平衡条件决定。 振荡频率的调整 改变开关S的位置可改变选频网络的电阻，实现频率粗调。 改变电容C 的大小可实现频率的细调。 振荡频率 ④ 起振及稳定振荡的条件 稳定振荡条件?AuF ?= 1 ，| F | = 1/ 3，则 起振条件?AuF ? 1 ，因为 | F |=1/ 3，则 考虑到起振条件?AuF? 1, 一般应选取RF略大于2R1。如果这个比值取得过大，会引起振荡波形严重失真。 由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路不是靠运放内部的晶体管进入非线性区稳幅的，而是通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的。 带稳幅环节的电路(1) 热敏电阻具有负温度 系数，利用它的非线性可 以自动稳幅。 在起振时，由于 uO 很 小，流过RF的电流也很小， 于是发热少，阻值高，使 RF 2R1，即?AuF?1。 随着振荡幅度的不断加强， uO增大，流过RF 的电流也 增大，RF受热而降低其阻 值，使得Au下降，直到RF=2R1时，稳定于?AuF?=1， 振荡稳定。 半导体 热敏电阻 带稳幅环节的电路(1) 热敏电阻具有负温度 系数，利用它的非线性可 以自动稳幅。 稳幅过程： 思考： 若热敏电阻具有正温度系数，应接在何处？ uO T RF Au 半导体 热敏电阻 ID UD 带稳幅环节的电路(2) 振荡幅度较小时 正向电阻大 振荡幅度较大时 正向电阻小 利用二极管的正向伏安特性的非线性自动稳幅。 稳