负反馈的特点可以从“负”字上得到很好的理解,它主要是通过输入、输出之间的差值作用于控制系统的其他部分。这个差值就反映了我们要求的输出和实际的输出之间的差别。
控制器的控制策略是不停减小这个差值,以使差值变小。负反馈形成的系统,控制精度高,系统运行稳定。我们通过介绍自动化原理时用到的例子来说明负反馈的工作过程。
当人打算要拿桌子上的水杯时,人首先要看到自己的手与杯子之间的距离,然后确定自己手的移动方向,手始向水杯移动。同时人的眼睛不停观察手与杯子的距离(该距离就是输入与输出的差值),而人脑(控制器)的作用就是不停控制手移动,以消除这个差值。直到手拿到杯子为止,整个过程也就结束了。
从上面的例子可以看出,由负反馈形成的偏差是人准确完成拿杯子动作的关键。如果这个差值不能得到的话,整个动作也就没有办法完成了。这就是眼睛失明的人不能拿到杯子的缘故。
负反馈一般是由测量元件测得输出值后,送入比较元件与输入值进行比较而得到的。 负反馈在电子电路中应用非常广泛。在放大电路中,利用负反馈可以稳定静态工作点和放大倍数,可以减小非线性失真、扩展频带,还可以改变放大器的输入阻抗和输出抗阻。
电压负反馈可以稳定放大电路的输出电压,因而输出阻抗比无负反馈时减小;电流负反馈可稳定放大电路的输出电流,因而输出阻抗比无反馈时增大;串联负反馈由于在输入端串入反馈支路,因而输入阻抗得以提高;并联负反馈的输入端由于并联了反馈支路,因而输入阻抗得以降低。放大电路引入负反馈后,放大倍数虽有所降低,但对改善放大电路的性能有重要的作用。
电流负反馈
电流负反馈是指从放大器输出端取出输出信号电流的一部分作为负反馈信号,换句话说:反馈信号VF与输出电流IO成正比。
电流负反馈的特点是:
电流负反馈能够定放大器的输出信号电流。
由于电压负反馈元件是串联在放大器输出回路中的,所以提高了放大器的输出电阻。
并联负反馈
并联负反馈是指负反馈网络取出的负反馈信号VF,同放大大器的输入信号Vi以并联形式加到放大器的输入回路中,这样的负反馈称为并联负反馈。
并联负反馈的特点是:
并联负反馈降低放大器的电流放大倍数,稳定放大器的电流增益。
由于并联负反馈元件是与放大器输入电阻相并联的,所以这种负反馈降低了放大器的输入电阻。
并联电流负反馈
在图4(a)中,反馈信号为电流,,故为负反馈;反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式作比较,两者并联,故为并联反馈。因为,和可看作并联,由分压公式得:
反馈电流取自输出电流(即负载电流),并与之成正比,故为电流反馈。
因此,图4(a)是引入并联电流负反馈的电路,图4(b)是其方框图。
电流并联负反馈具有降低放大倍数、提高放大倍数的稳定性、改善波形失真、展宽通频带等性质,会降低输入电阻,提高输出电阻、能稳定输出电流。
理由:
不同反馈类型对输入电阻和输出电阻的影响:
串联负反馈使电路的输入电阻提高。
并联负反馈使电路的输入电阻降低。
电压负反馈具有稳定输出电压的作用,即有恒压输出特性,故输出电阻降低。
电流负反馈具有稳定输出电流的作用,即有恒流输出特性,故输出电阻提高。
电流并联负反馈,输入电阻小,输出电阻大,反馈系数等于反馈电流除以输出电流;
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