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1、6.2反馈控制基础在电路中一般有一个输入量和输出量。输出或输入可以是电压或电流。输岀与输入之比称为电路的增益。控制系统中，被控制量（输出）与控制量（输入）之比通常称为传递函数。一个控制系统通常有许多小间级，前级的输出往往是后级的输入，而后级的输入作为前级的负载。因此，系统总的传递函数是各级传递函数的乘积。如果将系统输出量的部分或全部冋输到输入端，对输入信号起作用，这就是反馈控制。如果反馈信号消弱输入信号，就称为负反馈；如果反馈信号加强输入信号，就称为止反馈。止反馈会引起电路的不稳定，通常采用负反馈，避免正反馈。6.2.1反馈方框图和一般表达式为讨论方便，我们以反馈放大器为例，讨论反馈
2、的一些性质。为了改善放大器的特性：稳定增益，改变输入输出阻抗，提高抗干扰能力，或稳定输常给放大器引入负反馈。反馈放大器方框图如图6.12所示。(6-20)(6-21)图6.12屮参数定义如下：开环增益G,或基本放大器增益为Xd(6-23)反馈系数冲定义为.xfH=」X。而闭坏增益Gf定义为(6-22)因为匕=文广+舄，考虑到式（6-1）,（6-2）,式（6-3）町以写成广二儿二C文d二空〃二钦二Gfx,.Xd+xfX（i+HX（）Xd^GHXd+GH由式（6・23河见，闭坏增益©与（1+G〃）有关：（1）若
3、i+G切>1,则p/卜同，即引入反馈后，增益减少了，这种反馈称为负反馈。（
4、2）若
5、1+胡卜1,则川6/>冏,引入反馈以后。增益增加了,这种反馈称为正反馈。正反馈虽然使得增益增加，但使放大器工作不稳定，很少应用。（3）若1+GH=0,则G/-g,这就是说，没有输入信号，放大器仍然有输出，这时放大器成了一个振荡器。6.2.2反馈深度与深度负反馈当
6、1+G//
7、>1就是负反馈。
8、1+6〃
9、越大，放大器增益下降越多，因此
10、i+G呵是衡暈负反馈程度的一个重要指标，称为反馈深度。如果+GH>>1,称为深度负反馈，即GH>>1,山式（6-23）得到(6-24)由式（6-24）可以看到，深度负反馈放大器的闭环增益等于反馈系数的倒数。如果反馈电路由无源元件例如电阻构成，则
11、闭环增益是非常稳定的。式（6-23）右边分母中的T，是X,=X,-X/-输入信号与反馈信号的差值信号一放大器的净输入信号。就是说反馈信号远远人于净输入信号。如果反馈信号是电压，净输入电压为零，称为虚短；如果反馈信号为电流，则净输入为零。称为虚断。6.2.3环路增益如果将输入短路，净输入处断开，在基本输入端a,经基本放人器输出反馈网络冋到输入断开处b（图6.12）的总增益称为环路增益。因为文严文d+文厂所以4=-文厂所以环路增益为(6-25)6.2.4负反馈放大器的类型根据输出取样（电压或电流）和反馈信号与输入信号连接方式（串联还是并联），负反馈有四种拓扑：a.电压串联负反馈•电路拓扑
12、电压串联负反馈电路拓扑如图6.13所示。&和&组成分压器，将输出电压的一部分反馈到输入端,与净输入电压出联，故称为电压出联反馈。•电路作用在输入电压不变时，当负载变化，或放大器电源变化，或电路参数引起电压放大倍数变化时，如果没有反馈，输出电压将变化校大AU。例如引起输岀电压增加，如果有反馈，则有Uo-UdJUot可见稳定输川:电压。.基木关系因为収样电矗与输出电压并联，反馈収样是电压取样，输入是出联，电压加减，将方框图中所有乂替换成〃，反馈电压为uf=-^u7R+R2且反馈系数为.UfH=^—=这就是说，反馈信号消弱了输入信号，即没有反馈u°R+R,从图中可以看到，净输入电
13、压i）Hf时，全部输入信号加在放大器的输入端；有反馈时，反馈信号只是一部分（〃〃）加在输入端，提供基木放大器放大。放大器开环电压放大倍数为Gv=电压串联负反馈放人器的闭环增益为.UGGvf=J=f51+HvGv如果^GH»1,即深度负反馈，则闭环增益为G”fG、,i+/G1=风+尺2“
14、RHvR2R2(6-26)或深度负反馈吋，净输入为零一虚短，S，也叮以得到相同结呆。这就是运算放大器中同和放大器。-般/小于1,要使GH»1,只有G»l,这就要求放人器很高的电压放人倍数才能达到深度负反馈。b・电流串联负反馈•电路拓扑图6.14为电流串联负反馈。输岀电压为负载电阻尺上的电压。如忽略
15、放人器的输入电流，取样电阻兌上电压与负载电流成止比，此电压反馈到输入端，与净输入电压串联，故称为电流串联负反馈。应当注意到与电压反馈的区别：电压反馈的反馈网络（©和忌）与输出电压并联，如杲输出短路，则反馈消失；而电流反馈的反馈网络（位）与输出电压串联，即使心=0,即输出电压为零，反馈电压依然存在。•电路作用当输入电压不变时，因某种原因（例如负载电阻减少）使输出电流加大，由于存在负反馈，有f一匕丨一」1可见电流串联负反馈稳定输出电流。在电源屮为恒流或限流状态
