反饋電路范文

導語：如何才能寫好一篇反饋電路，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

反饋電路的原理是將放大器輸出信號（電壓或電流）的一部分或全部，回收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過程。

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，實現輸出信號對輸入的控制，即構成了反饋。

（來源：文章屋網 ）

篇2

關鍵詞：反饋類型；反饋作用；簡易判別法

反饋在電子電路中有著廣泛應用，如負反饋放大電路可穩定靜態工作點，提高放大倍數的穩定性、改善波形失真、改變輸入輸出電阻；在振蕩電路中須引入正反饋，它能將選頻電路選出的諧振信號反饋給放大電路，最終在放大電路輸出端得到穩頻穩幅的振蕩信號；在運算放大器中，當運算放大器工作在線性區時，須引入負反饋，限制其電壓放大倍數，其應用主要是反相比例運算電路，同相比例運算電路及差分放大器；當運算放大器工作在非線性區時，則運算放大器應處于開環狀態或引入正反饋，其應用主要是電壓比較器及滯回比較器。在電子技術的課堂教學中，反饋類型的判斷即是一個重點，又是一個難點。由于反饋電路的構成形態多樣，不易識別。因此，掌握好判別反饋電路的方法，就顯得尤其重要。

1 判別是否存在反饋

反饋，意為反送，反饋電路的功能就是從電路的輸出端取出一部分信號反送到電路的輸入端。這樣，一個電路是否存在反饋，就要看該電路的輸出、輸入之間有沒有反饋網絡，有哪些元件組成了反饋網絡。如果在一個電路中不存在反饋網絡，這個電路就無反饋，反之該電路就存在反饋。

圖1輸出端與輸入端之間無反饋元件，故不存在反饋。為開環狀態下的電壓比較器。

圖2輸出端與輸入端之間有反饋電阻Rf，存在反饋。為反相比例運算放大器。

2 反饋方式的判別法

下述反饋方式的判別運用圖3和圖4為例逐一說明。

2.1 電壓反饋和電流反饋的判別

根據反饋信號在輸出端的采樣方式的不同，可分電壓反饋和電流反饋。電壓反饋和電流反饋取決于反饋網絡的輸入信號是放大電路的輸出電壓還是輸出電流。這由放大電路的輸出回路可判斷反饋是電壓反饋還是電流反饋。判斷電壓反饋有一種簡易的方法：將輸出端對地短路。假設將負載RL短路，使輸出電壓Uo為零。若反饋網絡輸入信號就此消失，則電路引入了電壓反饋，否則，電路引入了電流反饋。圖3中RE反饋元件，將輸出端對地短接，輸出端交流信號經耦合電容C2和旁路電容C1消失，但直流通路中的電流反饋信號還存在，故為電流反饋，圖4中C1、R5為反饋網絡，將輸出端對地短接，反饋信號消失，故為電壓反饋。

2.2 串聯反饋和并聯反饋的判別

根據反饋信號與輸入信號在放大電路輸入端的聯接方式不同，可以分為串聯反饋和并聯反饋。反饋信號與輸入信號接于同一輸入端，為并聯反饋；反之為串聯反饋。并聯反饋反饋信號與輸入信號在輸入端以電流加減形式出現，能夠降低電路的輸入阻抗；串聯反饋反饋信號與輸入信號在輸入端以電壓加減形式出現，能夠提高電路的輸入阻抗。判斷串并聯反饋的簡易方法：將輸入端對地短路。如果反饋信號不存在，反饋為并聯反饋；如果反饋信號依然存在，反饋為串聯反饋。圖3將輸入信號端接地，反饋信號仍存在，故為串聯反饋；圖4將輸入信號端接地，反饋信號消失，故為并聯反饋。

2.3 交流反饋和直流反饋的判別

如果反饋信號是交流信號，為交流反饋；如果反饋信號是直流信號，為直流反饋；如果反饋信號中既有交流信號又有直流信號，這種反饋為交、直流反饋。簡易判斷方法：反饋網絡中串聯隔直電容的為交流反饋，在起反饋作用的電阻兩端并聯旁路電容的為直流反饋。圖3中反饋電阻RE兩端并聯了旁路電容，故為直流反饋；圖4中反饋網絡中C1和R5串聯，只允許交流信號通過，故為交流反饋。

2.4 正反饋和負反饋的的判別

反饋電路的正負反饋類型通常彩“瞬時極性法”判別。所謂“瞬時極性法”是指假設電路輸入端電壓瞬間變化（上升或下降），再分析輸出端反饋過來的電壓與先前假設的輸入端電壓的變化是否相同，如果反饋信號削弱輸入信號屬負反饋，反之屬正反饋。對于三極管放大電路應明確：（1）信號從基極到集電極反相一次，從基極到發射極則同相。（2）反饋到前管基極（并聯反饋）的反饋信號與基極輸入信號相加，反饋到發射極（串聯反饋）則與基極輸入信號相減。可得簡易判別法：串聯反饋：兩者同極性為負反饋，反之為正反饋。并聯反饋：兩者同極性為正反饋，反之為負反饋。圖3是共射極放大電路，輸入端為基極假設電壓瞬時極性為“+”，則反饋信號端發射極瞬時極性也為“+”，串聯反饋中此兩者極性相同，則為負反饋；圖4為兩級共射極放大電路，輸入信號端為T1基極，假設瞬時極性為“+”，則 T1管集電極電位為“-”，T2管的基極也為“-”，T2管的集電極為“+”，再經R5和C1反饋到T1的基極，反饋信號的電壓極性與輸入電壓的極性相同，又是并聯反饋，所以凈輸入信號增強，為正反饋。綜上所述，圖3反饋電路類型為電流、串聯、直流負反饋；圖4為電壓、并聯、交流正反饋。根據定義出發得到的簡易判別法來判斷反饋類型簡單易行，行之有效。只要在理解的基礎上多加練習，則對于復雜多變的反饋電路類型也能快速判定，為學習后續的一系列應用電路打下堅實基礎。

[參考文獻]

[1]林平勇，高嵩.電工電子技術[M].北京：高等教育出版社，2004.

篇3

關鍵詞： Multisim 10； 負反饋放大電路； EDA軟件； 模擬電路

中圖分類號： TN964?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）04?0115?03

Negative feedback amplifying circuit for simulation based on Multisim 10

XU Jing?lun

（Advanced Vocational Technology College， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 200437， China）

Abstract： Multisim 10 is a EDA software made by National Instruments. It has a more visually human?computer interaction interface and simulates the real circuit results in almost 100%. Negative feedback multistage amplifying circuit is a classic analog circuit. The two?stage amplifying circuit with negtive feedback was simulated with experimental method by means of Multisim 10 simulation platform to explore the features of the circuit adding negative feedback. Analysis The changes of circuit quiescent operating point and dynamic parameter， and the effect on circuit magnification after adding negative feedback are analyzed. It is pointed out that the negtive feedback circuit can stabilize the quiescent operating point of circuit. Though the magnification is reduced， the frequency band is expanded. These conclusions have a profound significance in the actual design of the circuit.

Keywords： Multisim10； negative feedback amplifying circuit； EDA software； analog circuit

0 引 言

近年來，電子技術的發展日新月異，隨著計算機技術的迅速發展，EDA技術促進了電子線路的設計和應用。本文借助Multisim 10的仿真平臺，用Multisim仿真分析阻容耦合負反饋放大電路，研究加入負反饋后對放大電路放大倍數和電路參數的影響，比較幅頻和相頻的變化，對研究設計帶負反饋的放大電路具有深遠的現實意義。

1 Multisim 仿真軟件與特點

1.1 Multisim 仿真軟件

Multisim 軟件是加拿大圖像交互技術公司 IIT 公司推出的專門用于電路仿真和設計的電子設計自動化軟件。其前身是電子工作平臺 EWB，從 EWB 6.0 版本開始，公司對軟件做了大規模的改動，升級后軟件功能更為強大，被美國NI公司收購后，更名為NI Multisim ，而V10.0是其（National Instruments，NI）最新推出的Multisim新版本。相對于Protel等其他EDA軟件，它具有更加形象直觀的人機交互界面，特別是其儀器儀表庫中的各儀器儀表與操作真實實驗中的實際儀器儀表完全沒有兩樣，但它對模/數電路的混合仿真功能卻毫不遜色，幾乎能夠100%地仿真出真實電路的結果。

1.2 Multisim 仿真軟件特點

（1） 直觀的窗口界面：菜單欄（Menu Bar）、工具欄（Toolbar）、設計欄（Design Toolbox）、元器件欄（Components Toolbar）、儀器欄（Instruments Toolbar）、電路編輯窗口（Workspace）等部分組成[1]，如圖1所示。

（2） Multisim有龐大的元器件和豐富的虛擬儀器庫。諸如基本元件（Basic）、信號源（Sources）、模擬集成電路（Analog）、數字集成電路（Misc Digital）、可以從 Design工具欄轉換到Instruments 工具欄，或用菜單命令（Simulation/instrument）選擇這些儀表[2]。

（3） Multisim強大的分析功能，可以完成電路的瞬態分析、穩態分析、 時域和頻域分析、元器件的線性和非線性分析、失真分析、直流掃描分析、參數掃描分析、以幫助設計人員分析電路的性能[2]。

圖1 Multisim 10界面

2 Multisim 仿真的負反饋放大電路

2.1 理論分析

所謂反饋，就是將放大電路輸出信號（電壓或電流）的一部分或全部，通過反饋網絡反送到輸入端（或輸入回路），使放大電路凈輸入信號是外加輸入信號和反饋信號疊加的結果，從而影響放大電路性能的過程。

放大電路的輸出與輸入之間沒有聯系即斷開的這種接法稱為開環接法。加入反饋的放大所示電路、輸出與輸入之間形成閉合環路這種接法稱為閉環接法。反饋放大電路由基本放大電路和反饋網絡兩部分組成，前者的主要功能是放大信號，后者的主要功能是傳輸反饋信號。

當靜態時，放大電路的直流輸出電流ICQ，利用發射極電流IEQ（IEQ≈ICQ）在發射極電阻Re上產生反饋電壓Uf，Uf=IEQRe送回到電路的輸入端基極，與輸入端的固定電位UB串聯疊加，從而改變了輸入電壓UBEQ的大小，使ICQ趨于穩定，這種反饋方式屬于直流負反饋。動態時，其中的交流電流ie通過發射極旁路電容Ce直接到放大電路的公共端—“地”端，因此發射極電阻Re對交流信號沒有反饋作用。

2.2 實踐與仿真分析

在反饋放大電路中，若反饋結果是加強了閉環放大電路輸人信號Xi的作用，使基本放大電路的凈輸人信號Xd增加，稱為正反饋；若反饋結果抵消了閉環放大電路輸入信號Xi作用，使基本放大電路的凈輸人信號Xd減小，稱為負反饋。

這里著重討論負反饋對電路性能的影響的某種性能。如圖2是兩級放大電路引入負反饋后的仿真電路。

其中，由電容C5，R9組成的就是反饋到輸出電容C3的負反饋電路。如圖3和圖4是分別將加入負反饋和去掉負反饋電路后得到的仿真圖像。

圖2 兩極放大電路引入負反饋后的仿真電路

圖3 加入負反饋仿真波形

估算：兩級電壓放大倍數[Au=UoUi=93.7371.644][=57]，（[Uo，Ui]單位為mV）放大倍數比較小，但是輸入和輸出波形不存在相位差，重合度非常好。

估算：兩級電壓放大倍數[Au=UoUi=826.6321.824=][453。]

從圖3和圖4和表1可以看出由兩個分壓式偏置的共發射極放大電路組成的兩級放大電路的放大倍數很高，而接入負反饋后放大倍數很低；同時也可對比出：引入負反饋后雖然降低了放大倍數，卻穩定了放大倍數。

表1 改變偏置電阻后的電壓放大倍數

圖4 去掉負反饋的仿真波形

觀測負反饋對幅頻特性的影響，反饋的幅頻相頻圖如圖5所示。設電阻R9開路狀態，重新測試，測得無反饋時的幅頻相頻特性仿真結果如圖6所示。比較可以看出，有負反饋時放大倍數降低了，但頻帶得到了擴展。

圖5 反饋的幅頻相頻圖

在實際電路中一般都是引入負反饋，犧牲放大倍數換取性能的穩定，負反饋是改善放大電路性能的重要技術措施，廣泛應用于放大電路和反饋控制系統之中。

圖6 不加入反饋的幅頻相頻圖

3 結 語

負反饋的多級放大電路是模擬電路中比較經典的電路，借助Multisim 10仿真平臺，分析電路靜態工作點和動態參數的變化以及加入負反饋后對電路放大倍數的影響，說明負反饋電路能穩定電路的靜態工作點，放大倍數降低了， 但頻帶得到了擴展，在實際設計電路時具有深遠的現實意義。

參考文獻

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篇4

反饋放大器是由基本放大器、反饋網絡、取樣電路和混合電路組成。所以反饋放大器是由取樣電路和混合電路這兩個部分組成。

反饋放大器，把輸出信號的一部或全部送回輸入端，以改變放大性能的放大電路。由輸出端送回輸入端的信號稱為反饋信號。反饋信號在輸入端與外加信號相加（或相減）組成放大器的凈輸入。當反饋信號使凈輸入增強從而使放大器增益提高時，稱為正反饋。當反饋信號使凈輸入減弱從而使增益下降時，稱為負反饋。

（來源：文章屋網 ）

篇5

關鍵詞 反饋判別；基爾霍夫定律；正反饋；負反饋

中圖分類號：TN721.2 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2014）18-0148-03

Discrimination Method of Positive and Negative Feedback based on Kirchhoff’s Law//DENG Wenjian， LI Jiyu， PENG Xiaodong

Abstract Distinguishing positive and negative feedback is difficult in teaching analog electronic technology. In this paper， according to the definition of the feedback， using Kirchhoff’s Law to determine the circuit of the input signal， the net input signal and the feedback signal， is conducive to the discrimination of positive and negative feedback. It expounds how to understand the net input signal of amplifier circuits.

Key words feedback discrimination； kirchhoff’s law； positive feedback； negative feedback

電子電路中的反饋是模擬電子技術基礎中的一個重要內容，在晶體管構成的分壓式偏置放大電路、集成運算放大器構成的運算電路和滯回比較器等電路中都有反饋。反饋分為正反饋和負反饋：若引回的反饋信號與輸入信號比較使凈輸入信號減小、因而輸出信號也減小的，則稱這種反饋為負反饋；若反饋信號使凈輸入信號增大、因而輸出信號也增大的，則稱這種反饋為正反饋[1]。這里的信號既可表示電壓，也可以表示電流。在一個含有反饋的電路中，判別各信號是電壓還是電流以及找出反饋信號都是難點。

1 由基爾霍夫定律得出反饋表達式對應的電路圖

由負反饋的概念可以得到定義式xd=xi-xf，正反饋為xd=xi+xf，其中xd為凈輸入信號，xi為輸入信號，xf為反饋信號。如果x為電壓信號，根據基爾霍夫定律[2]，定義式為KVL（基爾霍夫電壓定律）方程，對應的電路圖如圖1所示，圖中方框表示二端網絡。若x為電流信號，則定義式為KCL（基爾霍夫電流定律）方程，對應的電路圖如圖2所示。

從圖1中可以看出，不論是正反饋電路和還是負反饋電路，凈輸入電壓ud的正極都是和輸入電壓ui的正極同電位，反饋電壓uf的兩個端子在ud的負極和ui的負極之間。反饋電壓uf的參考方向區分了正負反饋的類型，可以通過瞬時極性法判別[1]。

由圖2可知，不管電路是正反饋還是負反饋，輸入電流ii的方向都是流入結點A，凈輸入電流id的方向都是流出結點A。反饋電流if經過結點A，其參考方向因正、負反饋的類型的不同而相反。

2 運算放大器的電子電路的正、負反饋判別

圖3所示為滯回比較器的基本電路，ui為輸入電壓，由圖1知凈輸入電壓ud的參考正極是由ui的正極同電位決定的。圖3中電阻R1上的電壓可以忽略，所以ud的參考正極在運算放大器的反向輸入端，ud的參考負極在運算放大器的同向輸入端。反饋電壓uf在ui的負極和ud的負極之間，正好是電阻R2上的電壓。由瞬時極性法，設ui為正，則輸出電壓uo為負。從而反饋電壓uf的左端電位為地，右端電位為負，故參考方向為左正右負。由圖3參考方向可得ud=ui+uf，為正反饋。一般輸入電壓ui的負極為地，故反饋電壓uf在ud的負極性端和地端之間，參考方向通過瞬時極性法判別。

圖4為反向輸入比例運算電路，若套用圖1中的電壓，則反饋電壓uf只能為電阻R2上的電壓。顯然R2上的電壓與輸出電壓uo毫無關系，不能作為反饋信號。故輸入信號、凈輸入信號、反饋信號只能為電流，這樣需要找出滿足反饋定義的KCL方程。

如何理解運算放大器的凈輸入信號？運算放大器是一種基本放大電路，工作在線性區時，輸出電壓uo=Auo（u+-u-）。其中，Auo為運算放大器的開環電壓放大倍數，u+為同相輸入端和地之間的電壓，u-為反相輸入端和地之間的電壓。同相輸入端和反相輸入端之間的電壓ud=u+-u-。ud正比于uo，運算放大器的ud可以放大變成uo，故ud可以作為運算放大器的凈輸入信號。由圖5運算放大器的電路模型[3]可知id=（u+-u-）/rid，其中rid為差模輸入電阻。從而uo=Auo?rid?id。此式表明id正比于uo，所以id也可以作為運算放大器的凈輸入信號。

由以上分析可知，圖4電路中反饋定義式中的各信號為電流，設R1上的電流為輸入電流ii，運算放大器的反向輸入端上的電流為凈輸入電流id，反饋電阻RF上的電流為反饋電流if。這三個電流相交于一個結點反向輸入端。對比圖2可以知輸入電流ii流入結點，凈輸入電流id流出結點。通過瞬時極性法可知，電阻RF的電壓瞬時極性左正右負，所以反饋電流if的方向為從反向輸入端結點流向輸出端，如圖6所示，從而可得id=ii-if，圖4電路為負反饋。

3 分立元件的電子電路的正、負反饋判別

晶體管是分立元件構成放大電路的重要元件。如何理解晶體管構成的放大電路的凈輸入信號？晶體管是電流放大器件，ic=βib，其中ic為集電極電流，ib為基極電流，β為晶體管的電流放大倍數。此式可以看出ic放大了ib，故ib可以作為晶體管放大電路的凈輸入信號。由晶體管的輸入特性曲線可知，晶體管基極和發射極間的電壓ube和基極電流ib是同方向變化的。特別是晶體管在小信號情況下工作時，有ube≈rbe?ib，這里rbe是晶體的輸入電阻。所以ic=βib≈βube/rbe。此式可知ube與ic近似成正比變化，ube也可以作為晶體管放大電路的凈輸入信號。

圖7是發射極電阻無旁路電容的分壓式偏置放大電路。根據圖1可得，凈輸入電壓ube的參考方向正極和輸入電壓ui的正極同電位，反饋電壓uf在輸入電壓ui的負極和凈輸入電壓ube的負極之間，此電壓正好是電阻RE上的電壓。為了便于理解用瞬時極性法確定反饋電壓uf的參考方向，一般畫出圖7對應的交流通路，如圖8所示，其中RB=RB1//RB2，RL′=RC//RL。若基極電位為正時，由共射極放大電路電壓放大倍數為負、共集電極放大電路電壓放大倍數為正，則可以分別得出集電極電位為負、發射極電位為正。在圖8中發射極電位為正，大于電阻RE另一端的電位地，從而得出反饋電壓uf的參考電位為上正下負。所以ube=ui-uf，圖7電路為負反饋。

4 結論

本文介紹了利用基爾霍夫電壓定律和電流定律畫出對應的電路圖，確定了輸入信號和凈輸入信號的參考方向、反饋信號所在位置，再根據瞬時極性法確定反饋信號的參考方向，從而判別放大電路的正、負反饋。此方法確定了輸入信號和凈輸入信號，有助于用定義判別串聯反饋和并聯反饋；確定了反饋信號，有助于利用定義判別電壓反饋（反饋信號取自輸出電壓的反饋）和電流反饋（反饋信號取自輸出電流的反饋）。本文介紹的方法便于理解正負反饋的概念，既適用集成運算放大器構成的放大電路，也適用晶體管構成的放大電路。

參考文獻

[1]秦曾煌.電工學（下冊）：電子技術[M].7版.北京：高等教育出版社，2009：131-132.

[2]邱關源.電路[M].5版.北京：高等教育出版社，2006：

篇6

關鍵字： 阻容耦合； LabVIEW； 電壓串聯負反饋電路； 實驗教學平臺

中圖分類號： TN964?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）12?0145?03

0 引 言

在大學電子類相關專業中，模擬電路是一門非常重要的專業基礎課程[1]，理論性和實踐性都很強，傳統的模擬電路教學中，教師由于實驗條件的限制，大多只注重理論知識的教授，對電路中實驗現象只做簡單的描述，這樣會導致學生在學習過程中學習效果的下降，不利于學生創造性思維的發揮，降低了學生的學習熱情，加大了這門課的學習難度。

本文設計了一個典型阻容耦合共發射極放大電路，并在這個電路的基礎上設計了電壓串聯負反饋電路，可以作為教學試驗平臺的一個探索。在阻容耦合共發射極電路中對電阻、電壓和信號的頻率、幅度設置相應的參數就可以知道靜態工作點和輸出的波形，在電壓串聯負反饋電路中[2]，設置電路中的電阻的阻值便可以知道電路中開環時的輸入電阻、輸出電阻、放大倍數和閉環時的輸入電阻、輸出電阻及放大倍數。

1 LabVIEW介紹

虛擬儀器是基于計算機的儀器[3]，計算機和儀器的密切結合是儀器今后的發展方向，籠統的說這種密切結合有幾種方式，其中一種是是將儀器裝入計算機中，以通用的計算機硬件及操作系統為依托，實現各種儀器的功能，這就是虛擬儀器。

虛擬儀器的的概念首先由美國國家儀器公司于20世紀80年代中期提出來的，隨著計算機技術和大規模集成電路的快速發展，虛擬儀器技術也得到了很快發展，LabVIEW是美國國家儀器有限公司最核心的產品，LabVIEW可以運用于多個領域如測試測量、控制、仿真、兒童教育、快速開發、快平臺等[4]，其中仿真這塊發展迅速[5?6]，國內外技術人員研究LabVIEW應用仿真這塊的成果是十分巨大的[7?8]。

2 典型阻容耦合共發射極電路靜態工作點仿真及計算

在模擬電路中，晶體管單管放大電路有3種基本接法，在模擬電路教學中，接觸較多的是共發射極單管放大電路，在共發射極電路中，常見的有直接耦合和阻容耦合方式，本文研究的是典型阻容耦合電路。在模擬電路的教學中有關于放大電路的問題，需要知道放大電路的靜態工作點，以便知道放大電路處于什么樣的工作狀態，輸出信號是怎樣的。本文用LabVIEW軟件來實現典型阻容耦合電路靜態工作點的計算和信號經過電路后的波形。在前面板上設置電路中的電阻的阻值，輸入信號的頻率和幅度，電壓源的電壓，三極管的放大倍數，三極管一些內部參數，便可得到靜態工作點和輸出波形。輸入和輸出的關系可以在程序框圖構建出來。

2.1 信號放大

輸出的結果是數字加上相應的單位，即電阻加上單位kΩ，電壓加上單位V，電流加上單位A，便是對應的結果。從理論上分析的結果和顯示的結果比較可知，理論的結果和仿真的結果是十分的吻合的。

2.2 信號的失真

由模擬電路知識可知，當電路中的參數設置不合理時會導致信號輸出的失真，信號失真可以分為飽和失真和截止失真，靜態工作點設置過高時會產生飽和失真，設置過低時會產生截止失真。

3 負反饋仿真

4 結 語

本文簡要介紹了用LabVIEW軟件來仿真模擬電路中的典型放大電路及其為基礎的負反饋電路。通過使用LabVIEW構建的虛擬教學實驗系統，可以直觀地觀察電路中的現象，與傳統的實驗箱相比，成本低廉，制作簡單，可以通過圖形編程的方式，可高效、直觀地仿真出結果。該平臺有益于充分發揮學生的積極性和創造性，培養他們的創造思維，可以更好地為教學服務，有利于新知識的掌握和教學效果的提高。

參考文獻

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Abstract： There are four topological structures in the negative feedback circuit based on op amp： amplifying circuit with negative feedback of voltage series， amplifying circuit with negative feedback of voltage shunt， amplifying circuit with negative feedback of current series and amplifying circuit with negative feedback of current shunt. This paper discusses the principle of four topological structures in depth.

關鍵詞： 運放；負反饋；放大電路

Key words： op amp；negative feedback；amplifying circuit

中圖分類號：TP273+.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）21-0221-02

0 引言

如圖1所示，一般運放具有兩個輸入端口Vin+和Vin-，以及一個輸出Vout，另外電源一般采用雙極性電源供電。在運放開環的時候，運放作為比較器，將Vin+與Vin-兩個輸入端口的壓差放大，理想狀態下是放大到無窮。實際上會受到運放供電電壓的制約，使得VS-？燮Vout？燮VS+。因此在開環的時候如果輸入的兩個端口（Vin+）≠（Vin-）那么Vout只能輸出VS+或者VS-。這就是運放構成的比較器。

1 第一種，電壓并聯負反饋

由運放知識可以知道運放的Vin+和Vin-趨于相當的電勢。也就是圖2（a）中Vin-=0。另外Vin-與Vin+端口并不吸收電流，也就是這兩個輸入點只存在電壓信號不存在電流信號，另外對地電阻無窮大。因此可以把圖2（a）等效為圖2（b）。

注意到Rin與Rf之間的接地為等效接地，實際上只是個電勢參考點而已，所以電流并不從此流入大地，以圖2（b）中三角箭頭的參考方向為正方向，則有：

（Vin-0）：Rin=（0-Vout）：Rf。

即：Vout=-（Rf/Rin）*Vin （1）

解析：該方程有一個重要特點就是，該方程為一元一次線性方程，Vin為變量，Vout為因變量，運放的存在就是使得輸出能跟隨輸入的變化使得該方程成立。

2 第二種，電壓串聯負反饋

該電路滿足關系：

Vout=（（R2/R1）+1）*Vin （2）

由于虛短虛斷的概念我們可以認為：Vin+與Vin-之間有著無窮大的電阻連接，另外作為負反饋電路，Vout的存在只有一個目的，就是為了達到Vin+==Vin-，另外使得變量Vin和Vout符合上述等式。

對上述電路進行去運放等效處理得圖3（b）。

圖3（b）中R1和R2之間節點電壓等于Vin，該圖Vin控制著輸出Vout，使得輸出滿足方程：Vin=Vout*R1/（R1+R2）。即滿足該等效電路的伏安特性。

負反饋平衡的本質就是：每當輸出要增大的時候都可以通過該分壓電路把變化信息傳遞給Vin-，使得Vin+與Vin-始終接近無窮小。這也是負反饋的本質，就是不管電路參數如何變動都可以通過Vin-把輸出Vout的一部分送給輸入，使得（Vin+）-（Vin-）始終向0靠近。如果難以理解就看成上面的等效電路就行了，Vout跟隨Vin變化，以保證串聯電阻的伏安特性。另外要明確，Vin只相當于電壓參考點，實際上不給電路提供任何電流，電流始終有受控的Vout提供。

3 第三種，電流串聯負反饋放大電路

從圖4中我們可以看出端口1和端口2電壓相等，另外示波器中也展示出RF上電壓（等于端口2）與輸入電壓一致（波形一致）。因為RF電阻為固定電阻，則可知RF上的電壓始終等于輸入Vin。RF上電流也就始終等于Vin/RF。這實際上是把負載RL作為輸出Vout負載的一部分，另外把Vout的一部分通過分壓的形式反饋給了Vin-。

由伏安特性可知：

I（RL）=I（RF）=Vout：（RL+RF）=Vin：RF （3）

可知該電路RL上電流的大小與Vin和RF有關，與RL無關。該電路的重要作用是可以通過Vin輸入控制輸出Vout變化，使得負載RL上始終有電流大小為Vin：RF流過。如果RF和Vin固定，無論負載如何變化，都能獲取恒定電流。

4 第四種，電流并聯負反饋放大電路

如圖5所示，從端口2輸入電流源信號，這里電流幅值為1mA，則從等效圖上可知電流從RF流入，也就是RF上電流就是1mA幅值，由等效電路圖的伏安特性可知，R1上也有同樣大的電流流過，那么RL就有2mA幅值的電流流過，因此如圖中示波器波形所示。根據伏安特性可知有以下關系成立：

I（in）*RF=Vou*■ （4）

I（RL）=I（in）*1+■ （5）

由電流等式可知流過RL的電流與RL大小無關，只與RF和R1相關，且由于電阻值不可為負，故該電路負載電流始終不小于輸入電流I（in）。

5 結束語

運放負反饋電路的分析方法是：根據運放的基本特點，把運放消失掉，只保留最簡電路圖，將電感，電容看做可變電阻（針對不同頻率的信號電阻不同）分析，最后電路只剩下符合伏安特性的電阻電路方便了定性分析。

反饋電路類型的判別方法：

反饋電路直接從輸出Vout端引出，則是電壓反饋。

從負載RL靠近地端（一般還有一個定值電阻與RL相連，該定值電阻另一端是接地的）引出，則是電流反饋。

或者這么理解，對輸出端（負載兩端）短路，反饋量為0，則為電壓反饋，若不為零是電流反饋。

輸入信號和反饋信號分別加到兩個輸入端是串聯反饋，加到了同一個輸入端是并聯反饋（因為運放有兩個輸入端分別叫Vin+和Vin-）。

反饋信號使得凈輸入的信號減小的就是負反饋。凈輸入=（Vin+）-（Vin-）。

參考文獻：

[1]德州儀器，信號基礎知識1：最基本的構建塊——運算放大器.

篇8

LNK500的工作原理一般包含有電源啟動、恒定電流工作、穩壓工作、自動重啟工作、選擇次級反饋等基本流程。現本文主要對其工作原理進行一一分析。

1.1電源啟動當該電源開關器件在電路中連通后，就會有輸入電壓通過該電源開關器件。為了滿足控制極內部連接高壓電流源的充電需要，控制極的相應電容就會將漏極與控制極內部高壓電流源連接[3]。而對于源極來說，高壓電流源的限制電壓為5.6v，一旦控制極的電壓達到這個數值，高壓電流源就會被關斷，同時激活內部的高壓電路，推動內部MOSEFT工作。而為了彌補內部芯片的損耗，就會調用儲存在相應電容中的電荷。

1.2恒定電流工作電源開關工作后會輸出電壓，并在電壓器與電壓輸出間產生了相應的初級線圈。另外，也加大了通過初級線圈的反饋控制電流。當輸出電壓與輸入電壓相等時,內部電流就會限制輸出電壓的增加[4]。相反，如果輸出電壓增高，為了保證輸出電流時的恒定功率，就會用內部的電流來限制輸出電壓。

1.3穩壓工作當輸入電壓超過輸出電壓后，器件內部的占空比也會相應的減少。而電源所輸入的電壓決定了輸入電壓的取值，依據LinkSwItch內部的峰值電流實現對占空比的控制，并將占空比控制在內部電流的限制值內，此時恒壓工作取代恒流工作。相關設計經驗表明，在電源開關的典型設計中，在對輸入進行設計時，往往將占空比30%處設計為最小電壓的轉換值。本設計中，在進行輸入設計時，主要將占空比設置在40%左右，減輕了開關的負重，并為減少能量的消耗提供了可能。

1.4自動重啟工作自動重啟的設計是為了防止電路處于開路或短路狀態時，控制極處流入過量的外部電流，進而引起相應電容產生放電。在對自動重啟工作進行設計時主要將電容放電的值控制在4.7V，一旦電容放電達到這個數字，就會激活自動重啟裝置，及時關閉MOSEFT管，將控制電路的電流控制在低電流備用狀態當中。此時，LinkSwItch依然能夠提供電源，且提供的電源能夠被儲存，并正常應用到電源正常工作狀態中。

1.5選擇次級反饋新型LNK500開關電源器件主要運用光耦反饋來改進和調整輸出電壓。電路中的成分會受到加入的電壓的影響，電壓反饋信號主要依靠VR1和U1LED提供。VR1的使用主要是依靠TL431，并將輸出電壓的容許偏差控制在5%左右。另外R4的出現提供了VR1所需要的偏壓。VR1的電壓與Y1LED所降下的電壓之間的值約等于調節的輸出電壓。在對U1/LED峰值電流進行限制時主要用R5的低值電阻，并輸出U1/LED的紋波。圖2為是簡單電阻分割器的反饋構造。有R1、R3、D1、R2、C1、C2調整，對線圈的電壓信號起到濾除和平滑的作用。在R1處通過的直流電流能夠被光耦進行有效的調整，同時，通過LinkSwitch控制極的反饋電流也能夠被很好的接收。如果該電阻分割器處于恒流工作狀態時，電壓反饋電壓的閾值會高于輸出電壓的值。而此時，輸出電壓的值有U1和VR1共同定義，光耦不能對其起到作用。一旦出現這種狀況，LNK500的內部電流限制會調整到提供一個近似恒流輸出的特性。但是，當電壓反饋電壓的閾值符合輸出電壓的值時，光耦就會發揮其作用。U1晶體管內電流就會受到輸出電壓的影響，若輸出電壓增加，U1晶體管內的電流也會增加，而通過R1的反饋電壓也會相應的增加。

2、LNK500開關電源電路的設計

LNK500開關電源器件的設計者是美國Powerint公司。在對其進行電路設計時，我們要充分的分析該器件的特性，設計出多路輸出的開關電源電路設計。在對該器件進行電路設計時，可從以下七個方面入手，依次是輸入電路、濾波整流電路、變壓器、LNK500開關電源器件、光耦反饋、主輸出、輔助輸出。其理論模型圖構建如圖3所示。

3、結束語

篇9

關鍵詞：火焰探測傳感器；PWM波；信號調理

0引言

離子火焰探測器檢測性能可靠，僅對火焰敏感，對高溫無反應，具有強抗干擾能力。燃燒是一種十分復雜的化學反應，燃燒反應過程中存在離子反應，由于火焰中存在正負離子，電場施加于火焰時，外電路即可產生微弱的電流，離子火焰探測器就是通過對火焰施加電場而產生微弱電流，并利用燃燒的電離作用進行檢測，傳感器電路中電離電流（直流）≯25uA；當檢測到火焰時傳感器在激勵的作用下會反饋直流電流，電流值≯100uA。

1火焰探測傳感器工作原理設計

火焰探測傳感器信號調理電路的目的是提供火焰探測傳感器工作的激勵信號以及通過檢測火焰探測傳感器反饋電流信號判斷是否存在火焰。

2電路設計

2.1電路工作原理

框圖調理電路設計主要由五部分組成，包括：PWM輸出使能控制電路、PWM輸出電路、傳感器激勵信號輸出電路、傳感器反饋電流檢測電路、EMI防護及過流保護電路。

2.2電路工作原理

2.2.1PWM輸出電路工作原理

PWM輸出電路通過脈寬調制電路輸出3200Hz的兩路互補方波信號，通過查閱SG1525手冊，可知輸出PWM控制頻率是器件Rt、Ct與Rd共同決定，選擇Rt=2.7k、Rd=10、Ct=0.1uF。需要輸出3200±200Hz的方波信號，通過可知，當Ct=0.1uF，Rt=2.7k時，充電時間tc約為300us；當Ct=0.1uF，Rd=10時，放電時間td約為12.5us；按公式（1）可計算得輸出信號頻率。考慮誤差，充放電時間若按±10us的誤差進行考慮，則頻率在3101Hz~3305Hz之間，滿足3200±200Hz的要求范圍。

2.2.2激勵信號輸出電路

PWM1、PWM2為脈寬調制芯片輸出的兩路互補PWM控制芯片，分別控制V2、V3的通斷。當基準電壓U1為11.5V時，PWM1、PWM2為脈寬調制芯片D1輸出的兩路互補PWM控制芯片，分別控制V3、V4的通斷。當V3導通時，電流流向如中實線箭頭所示；當V4導通時，電流流向如中虛線箭頭所示，經過變壓器T1后輸出110Vrms/3200Hz的交流信號。

3結語

本文介紹了一種實現了一種離子火焰探測器的激勵輸出與調理采集電路，能夠實現有效濾波發動機火探信號中的復雜干擾信號，實現對于發動機燃燒室火焰狀態的準確判斷。

參考文獻：

[1]姜潔,李秋紅,張高錢.航空發動機燃油系統執行機構及其傳感器故障診斷[J].航空動力學報,2015,30(6):1529-1536.

[2]任駿原.基于數據選擇器和D觸發器的多輸入時序電路設計[J].現代電子技術,2010,33(12):10-12.

篇10

關鍵詞：汽油發電機；逆變器；IGBT驅動

中圖分類號：TM464 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）09-0046-01

1 逆變器的發展技術概況

汽油發電機逆變器作為逆變電源的一種，其發展與逆變電源相同。逆變電源出現于電力電子技術飛速發展的20世紀60年代，逆變器的發展和電力電子器件的發展是相輔相成的。最開始的逆變器是應用晶閘管（SCR）作為逆變器的開關元件，稱為可控硅逆變電源。因為晶閘管沒有自關斷能力，所以必須使用換流電路的方式來關斷閘管，這種方式限制了逆變器的進一步發展。隨著電力電子技術的發展，有自關斷能力的電力電子器件脫穎而出，后來出現了電力晶體管（GTR），可關斷晶閘管（GTO）、功率場效應晶體管（MOSFET）、絕緣柵極型晶體管（IGBT）等等。

2 逆變器整體設計方案初步分析

汽油發電機常被作為移動式的獨立電源硎褂茫主要由汽油機、同步交流發電機和控制器組成。本設計中用的電源是汽油機發出的三相交流電整流后經過降壓環節（降壓變換器）得到的350V左右的直流電，通過逆變環節和LC濾波器變換成220V/50Hz的交流電供負載使用。進過初步分析汽油發電機逆變器的主電路包括[1]：

（1）電源電路：用于產生電壓穩定的直流電源，給其他電路供電。（2）控制電路：用于產生SPWM信號、處理反饋信號并發送逆變器的狀態信息。（3）驅動電路：用于將邏輯電壓的SPWM信號轉換為控制開關器件通斷的驅動電壓。（4）反饋信號處理電路：用于處理逆變器的電壓、電流、頻率等反饋信號。（5）顯示電路：用于逆變器的電壓、電流、頻率等信息的輸出。（6）濾波電路：用于將逆變器產生的高頻率的SPWM波變為可供負載使用的正弦交流電。

3 硬件電路設計

3.1 逆變主電路設計

汽油發電機輸出的三相交流電經三相整流橋整流為直流電，把直流母線電壓引入后先用一個大電容濾波，消除直流側電壓的脈動，再加至由MOSFET構成的H橋式逆變電路，該直流高壓經逆變電路逆變為脈寬按正弦波規律變化的高頻脈沖波，再由輸出濾波器濾掉高頻諧波，得到正弦波提供給負載。SPWM脈沖波由主控制電路產生并根據輸出反饋電壓和反饋電流來改變脈沖波的寬度，從而保證輸出電壓的穩定。

3.2 控制電路設計

EG8010芯片的工作模式分為單極性調制方式和雙極性調制方式，在全橋逆變電路中，單極性制時僅兩個橋臂（受EG8010引腳SPWMOUT3，SPWMOUT4控制）做SPWM調制輸出，另兩個橋臂（受EG8010引腳SPWMOUT1，SPWMOUT2控制）做基波輸出，應用時濾波電感需要接在SPWM調制橋臂輸出端，電壓取樣反饋電路同樣需要接在SPWM調制橋臂電感的輸出端。雙極性調制時左右橋臂同時做SPWM調制輸出，應用時使用兩路電感濾波特性將會更好，電壓取樣反饋電路需要兩路分壓網絡做差分反饋處理[2]。單極性調制模式時，EG8010芯片的電壓反饋處理是通過引腳（13）VFB測量逆變器輸出的交流電壓，FRQADJ/VFB2引腳（引腳16）僅為調頻模式下的調節頻率功能，電壓采樣反饋部分，測量反饋的峰值電壓和內部基準正弦波峰值電壓3V進行誤差計算，對輸出電壓值作出相應調整，當輸出電壓升高時，該引腳電壓也隨之升高，經內部電路誤差值計算后調整幅度因子乘法器系數，實現降低輸出電壓達到穩壓過程，反之，當該引腳的電壓減低時，芯片會作出升高輸出電壓的反應。

3.3 驅動電路設計

驅動電路邏輯輸入部分VCC使用5V電源，功率管門極驅動電源使用12V，自舉電容C5、C10選擇10uF的電解電容，濾波電容C6、C11也選用10uF的電解電容。D3和D4選用1N4148高速二極管。SPWM2H、SPWM2L、SPWM1H、SPWM1L來自EG8010芯片的輸出。封鎖信號SD接到了過流保護的輸出端，當主電路發生過流情況時，SD變為高電平，輸入信號被封鎖，及時保護主電路。VS1、VS2分別接到全橋逆變的左右兩個橋臂的中點。2HO和1HO聯接到上橋臂的柵極，2LO和1LO聯接到下橋臂的柵極。

3.4 印制電路板設計

印制電路板，又稱印刷電路板、印刷線路板，簡稱印制板，英文簡稱PCB或PWB，它以絕緣板為基材，切成一定尺寸，其上至少附有一個導電圖形，并布有孔（如元件孔、緊固孔、金屬化孔等），用來代替以往裝置電子元器件的底盤，并實現電子元器件之間的相互連接。由于這種板是采用電子印刷術制作的，故被稱為“印刷”電路板。印制電路板是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體。

參考文獻