負反饋的特點可以從“負”字上得到很好的理解,它主要是通過輸入、輸出之間的差值作用于控制系統的其他部分。這個差值就反映了我們要求的輸出和實際的輸出之間的差別。
控制器的控制策略是不停減小這個差值,以使差值變小。負反饋形成的系統,控制精度高,系統運行穩定。我們通過介紹自動化原理時用到的例子來說明負反饋的工作過程。
當人打算要拿桌子上的水杯時,人首先要看到自己的手與杯子之間的距離,然后確定自己手的移動方向,手始向水杯移動。同時人的眼睛不停觀察手與杯子的距離(該距離就是輸入與輸出的差值),而人腦(控制器)的作用就是不停控制手移動,以消除這個差值。直到手拿到杯子為止,整個過程也就結束了。
從上面的例子可以看出,由負反饋形成的偏差是人準確完成拿杯子動作的關鍵。如果這個差值不能得到的話,整個動作也就沒有辦法完成了。這就是眼睛失明的人不能拿到杯子的緣故。
負反饋一般是由測量元件測得輸出值后,送入比較元件與輸入值進行比較而得到的。 負反饋在電子電路中應用非常廣泛。在放大電路中,利用負反饋可以穩定靜態工作點和放大倍數,可以減小非線性失真、擴展頻帶,還可以改變放大器的輸入阻抗和輸出抗阻。
電壓負反饋可以穩定放大電路的輸出電壓,因而輸出阻抗比無負反饋時減小;電流負反饋可穩定放大電路的輸出電流,因而輸出阻抗比無反饋時增大;串聯負反饋由于在輸入端串入反饋支路,因而輸入阻抗得以提高;并聯負反饋的輸入端由于并聯了反饋支路,因而輸入阻抗得以降低。放大電路引入負反饋后,放大倍數雖有所降低,但對改善放大電路的性能有重要的作用。
電流負反饋
電流負反饋是指從放大器輸出端取出輸出信號電流的一部分作為負反饋信號,換句話說:反饋信號VF與輸出電流IO成正比。
電流負反饋的特點是:
電流負反饋能夠定放大器的輸出信號電流。
由于電壓負反饋元件是串聯在放大器輸出回路中的,所以提高了放大器的輸出電阻。
并聯負反饋
并聯負反饋是指負反饋網絡取出的負反饋信號VF,同放大大器的輸入信號Vi以并聯形式加到放大器的輸入回路中,這樣的負反饋稱為并聯負反饋。
并聯負反饋的特點是:
并聯負反饋降低放大器的電流放大倍數,穩定放大器的電流增益。
由于并聯負反饋元件是與放大器輸入電阻相并聯的,所以這種負反饋降低了放大器的輸入電阻。
并聯電流負反饋
在圖4(a)中,反饋信號為電流,,故為負反饋;反饋信號與輸入信號在輸入端以電流的形式作比較,兩者并聯,故為并聯反饋。因為,和可看作并聯,由分壓公式得:
反饋電流取自輸出電流(即負載電流),并與之成正比,故為電流反饋。
因此,圖4(a)是引入并聯電流負反饋的電路,圖4(b)是其方框圖。
電流并聯負反饋具有降低放大倍數、提高放大倍數的穩定性、改善波形失真、展寬通頻帶等性質,會降低輸入電阻,提高輸出電阻、能穩定輸出電流。
理由:
不同反饋類型對輸入電阻和輸出電阻的影響:
串聯負反饋使電路的輸入電阻提高。
并聯負反饋使電路的輸入電阻降低。
電壓負反饋具有穩定輸出電壓的作用,即有恒壓輸出特性,故輸出電阻降低。
電流負反饋具有穩定輸出電流的作用,即有恒流輸出特性,故輸出電阻提高。
電流并聯負反饋,輸入電阻小,輸出電阻大,反饋系數等于反饋電流除以輸出電流;
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