反馈电路范文

导语：如何才能写好一篇反馈电路，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

反馈电路的原理是将放大器输出信号（电压或电流）的一部分或全部，回收到放大器输入端与输入信号进行比较（相加或相减），并用比较所得的有效输入信号去控制输出，这就是放大器的反馈过程。

基本放大电路中，有源器件（晶体管等）具有信号单向传递性，被放大信号从输入端输入放大电路以后输出，存在输入信号对输出信号的单向控制；如果在电路中存在某些通路，将输出信号的一部分反馈送到放大器的输入端，与外部输入信号叠加，产生基本放大电路的净输入信号，实现输出信号对输入的控制，即构成了反馈。

（来源：文章屋网 ）

篇2

关键词：反馈类型；反馈作用；简易判别法

反馈在电子电路中有着广泛应用，如负反馈放大电路可稳定静态工作点，提高放大倍数的稳定性、改善波形失真、改变输入输出电阻；在振荡电路中须引入正反馈，它能将选频电路选出的谐振信号反馈给放大电路，最终在放大电路输出端得到稳频稳幅的振荡信号；在运算放大器中，当运算放大器工作在线性区时，须引入负反馈，限制其电压放大倍数，其应用主要是反相比例运算电路，同相比例运算电路及差分放大器；当运算放大器工作在非线性区时，则运算放大器应处于开环状态或引入正反馈，其应用主要是电压比较器及滞回比较器。在电子技术的课堂教学中，反馈类型的判断即是一个重点，又是一个难点。由于反馈电路的构成形态多样，不易识别。因此，掌握好判别反馈电路的方法，就显得尤其重要。

1 判别是否存在反馈

反馈，意为反送，反馈电路的功能就是从电路的输出端取出一部分信号反送到电路的输入端。这样，一个电路是否存在反馈，就要看该电路的输出、输入之间有没有反馈网络，有哪些元件组成了反馈网络。如果在一个电路中不存在反馈网络，这个电路就无反馈，反之该电路就存在反馈。

图1输出端与输入端之间无反馈元件，故不存在反馈。为开环状态下的电压比较器。

图2输出端与输入端之间有反馈电阻Rf，存在反馈。为反相比例运算放大器。

2 反馈方式的判别法

下述反馈方式的判别运用图3和图4为例逐一说明。

2.1 电压反馈和电流反馈的判别

根据反馈信号在输出端的采样方式的不同，可分电压反馈和电流反馈。电压反馈和电流反馈取决于反馈网络的输入信号是放大电路的输出电压还是输出电流。这由放大电路的输出回路可判断反馈是电压反馈还是电流反馈。判断电压反馈有一种简易的方法：将输出端对地短路。假设将负载RL短路，使输出电压Uo为零。若反馈网络输入信号就此消失，则电路引入了电压反馈，否则，电路引入了电流反馈。图3中RE反馈元件，将输出端对地短接，输出端交流信号经耦合电容C2和旁路电容C1消失，但直流通路中的电流反馈信号还存在，故为电流反馈，图4中C1、R5为反馈网络，将输出端对地短接，反馈信号消失，故为电压反馈。

2.2 串联反馈和并联反馈的判别

根据反馈信号与输入信号在放大电路输入端的联接方式不同，可以分为串联反馈和并联反馈。反馈信号与输入信号接于同一输入端，为并联反馈；反之为串联反馈。并联反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流加减形式出现，能够降低电路的输入阻抗；串联反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压加减形式出现，能够提高电路的输入阻抗。判断串并联反馈的简易方法：将输入端对地短路。如果反馈信号不存在，反馈为并联反馈；如果反馈信号依然存在，反馈为串联反馈。图3将输入信号端接地，反馈信号仍存在，故为串联反馈；图4将输入信号端接地，反馈信号消失，故为并联反馈。

2.3 交流反馈和直流反馈的判别

如果反馈信号是交流信号，为交流反馈；如果反馈信号是直流信号，为直流反馈；如果反馈信号中既有交流信号又有直流信号，这种反馈为交、直流反馈。简易判断方法：反馈网络中串联隔直电容的为交流反馈，在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容的为直流反馈。图3中反馈电阻RE两端并联了旁路电容，故为直流反馈；图4中反馈网络中C1和R5串联，只允许交流信号通过，故为交流反馈。

2.4 正反馈和负反馈的的判别

反馈电路的正负反馈类型通常彩“瞬时极性法”判别。所谓“瞬时极性法”是指假设电路输入端电压瞬间变化（上升或下降），再分析输出端反馈过来的电压与先前假设的输入端电压的变化是否相同，如果反馈信号削弱输入信号属负反馈，反之属正反馈。对于三极管放大电路应明确：（1）信号从基极到集电极反相一次，从基极到发射极则同相。（2）反馈到前管基极（并联反馈）的反馈信号与基极输入信号相加，反馈到发射极（串联反馈）则与基极输入信号相减。可得简易判别法：串联反馈：两者同极性为负反馈，反之为正反馈。并联反馈：两者同极性为正反馈，反之为负反馈。图3是共射极放大电路，输入端为基极假设电压瞬时极性为“+”，则反馈信号端发射极瞬时极性也为“+”，串联反馈中此两者极性相同，则为负反馈；图4为两级共射极放大电路，输入信号端为T1基极，假设瞬时极性为“+”，则 T1管集电极电位为“-”，T2管的基极也为“-”，T2管的集电极为“+”，再经R5和C1反馈到T1的基极，反馈信号的电压极性与输入电压的极性相同，又是并联反馈，所以净输入信号增强，为正反馈。综上所述，图3反馈电路类型为电流、串联、直流负反馈；图4为电压、并联、交流正反馈。根据定义出发得到的简易判别法来判断反馈类型简单易行，行之有效。只要在理解的基础上多加练习，则对于复杂多变的反馈电路类型也能快速判定，为学习后续的一系列应用电路打下坚实基础。

[参考文献]

[1]林平勇，高嵩.电工电子技术[M].北京：高等教育出版社，2004.

篇3

关键词： Multisim 10； 负反馈放大电路； EDA软件； 模拟电路

中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 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

近年来，电子技术的发展日新月异，随着计算机技术的迅速发展，EDA技术促进了电子线路的设计和应用。本文借助Multisim 10的仿真平台，用Multisim仿真分析阻容耦合负反馈放大电路，研究加入负反馈后对放大电路放大倍数和电路参数的影响，比较幅频和相频的变化，对研究设计带负反馈的放大电路具有深远的现实意义。

1 Multisim 仿真软件与特点

1.1 Multisim 仿真软件

Multisim 软件是加拿大图像交互技术公司 IIT 公司推出的专门用于电路仿真和设计的电子设计自动化软件。其前身是电子工作平台 EWB，从 EWB 6.0 版本开始，公司对软件做了大规模的改动，升级后软件功能更为强大，被美国NI公司收购后，更名为NI Multisim ，而V10.0是其（National Instruments，NI）最新推出的Multisim新版本。相对于Protel等其他EDA软件，它具有更加形象直观的人机交互界面，特别是其仪器仪表库中的各仪器仪表与操作真实实验中的实际仪器仪表完全没有两样，但它对模/数电路的混合仿真功能却毫不逊色，几乎能够100%地仿真出真实电路的结果。

1.2 Multisim 仿真软件特点

（1） 直观的窗口界面：菜单栏（Menu Bar）、工具栏（Toolbar）、设计栏（Design Toolbox）、元器件栏（Components Toolbar）、仪器栏（Instruments Toolbar）、电路编辑窗口（Workspace）等部分组成[1]，如图1所示。

（2） Multisim有庞大的元器件和丰富的虚拟仪器库。诸如基本元件（Basic）、信号源（Sources）、模拟集成电路（Analog）、数字集成电路（Misc Digital）、可以从 Design工具栏转换到Instruments 工具栏，或用菜单命令（Simulation/instrument）选择这些仪表[2]。

（3） Multisim强大的分析功能，可以完成电路的瞬态分析、稳态分析、 时域和频域分析、元器件的线性和非线性分析、失真分析、直流扫描分析、参数扫描分析、以帮助设计人员分析电路的性能[2]。

图1 Multisim 10界面

2 Multisim 仿真的负反馈放大电路

2.1 理论分析

所谓反馈，就是将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过反馈网络反送到输入端（或输入回路），使放大电路净输入信号是外加输入信号和反馈信号叠加的结果，从而影响放大电路性能的过程。

放大电路的输出与输入之间没有联系即断开的这种接法称为开环接法。加入反馈的放大所示电路、输出与输入之间形成闭合环路这种接法称为闭环接法。反馈放大电路由基本放大电路和反馈网络两部分组成，前者的主要功能是放大信号，后者的主要功能是传输反馈信号。

当静态时，放大电路的直流输出电流ICQ，利用发射极电流IEQ（IEQ≈ICQ）在发射极电阻Re上产生反馈电压Uf，Uf=IEQRe送回到电路的输入端基极，与输入端的固定电位UB串联叠加，从而改变了输入电压UBEQ的大小，使ICQ趋于稳定，这种反馈方式属于直流负反馈。动态时，其中的交流电流ie通过发射极旁路电容Ce直接到放大电路的公共端—“地”端，因此发射极电阻Re对交流信号没有反馈作用。

2.2 实践与仿真分析

在反馈放大电路中，若反馈结果是加强了闭环放大电路输人信号Xi的作用，使基本放大电路的净输人信号Xd增加，称为正反馈；若反馈结果抵消了闭环放大电路输入信号Xi作用，使基本放大电路的净输人信号Xd减小，称为负反馈。

这里着重讨论负反馈对电路性能的影响的某种性能。如图2是两级放大电路引入负反馈后的仿真电路。

其中，由电容C5，R9组成的就是反馈到输出电容C3的负反馈电路。如图3和图4是分别将加入负反馈和去掉负反馈电路后得到的仿真图像。

图2 两极放大电路引入负反馈后的仿真电路

图3 加入负反馈仿真波形

估算：两级电压放大倍数[Au=UoUi=93.7371.644][=57]，（[Uo，Ui]单位为mV）放大倍数比较小，但是输入和输出波形不存在相位差，重合度非常好。

估算：两级电压放大倍数[Au=UoUi=826.6321.824=][453。]

从图3和图4和表1可以看出由两个分压式偏置的共发射极放大电路组成的两级放大电路的放大倍数很高，而接入负反馈后放大倍数很低；同时也可对比出：引入负反馈后虽然降低了放大倍数，却稳定了放大倍数。

表1 改变偏置电阻后的电压放大倍数

图4 去掉负反馈的仿真波形

观测负反馈对幅频特性的影响，反馈的幅频相频图如图5所示。设电阻R9开路状态，重新测试，测得无反馈时的幅频相频特性仿真结果如图6所示。比较可以看出，有负反馈时放大倍数降低了，但频带得到了扩展。

图5 反馈的幅频相频图

在实际电路中一般都是引入负反馈，牺牲放大倍数换取性能的稳定，负反馈是改善放大电路性能的重要技术措施，广泛应用于放大电路和反馈控制系统之中。

图6 不加入反馈的幅频相频图

3 结 语

负反馈的多级放大电路是模拟电路中比较经典的电路，借助Multisim 10仿真平台，分析电路静态工作点和动态参数的变化以及加入负反馈后对电路放大倍数的影响，说明负反馈电路能稳定电路的静态工作点，放大倍数降低了， 但频带得到了扩展，在实际设计电路时具有深远的现实意义。

参考文献

[1] 李建兵，周长林.EDA技术基础教程?Multisim与 Protel的应用[M].北京：国防工业出版社，2009.

[2] 王廷才，陈昊.电工电子技术Multisim 10 仿真实验[M].2版.北京：机械工业出版社，2011.

[3] 付扬.Multisim仿真在电工电子实验中的应用[J].实验室研究与探索，2011，30（4）：120?122.

[4] .仿真教学在高职业教育中应用研究[D].山东：山东师范大学，2008.

篇4

反馈放大器是由基本放大器、反馈网络、取样电路和混合电路组成。所以反馈放大器是由取样电路和混合电路这两个部分组成。

反馈放大器，把输出信号的一部或全部送回输入端，以改变放大性能的放大电路。由输出端送回输入端的信号称为反馈信号。反馈信号在输入端与外加信号相加（或相减）组成放大器的净输入。当反馈信号使净输入增强从而使放大器增益提高时，称为正反馈。当反馈信号使净输入减弱从而使增益下降时，称为负反馈。

（来源：文章屋网 ）

篇5

关键词 反馈判别；基尔霍夫定律；正反馈；负反馈

中图分类号：TN721.2 文献标识码：B

文章编号：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

电子电路中的反馈是模拟电子技术基础中的一个重要内容，在晶体管构成的分压式偏置放大电路、集成运算放大器构成的运算电路和滞回比较器等电路中都有反馈。反馈分为正反馈和负反馈：若引回的反馈信号与输入信号比较使净输入信号减小、因而输出信号也减小的，则称这种反馈为负反馈；若反馈信号使净输入信号增大、因而输出信号也增大的，则称这种反馈为正反馈[1]。这里的信号既可表示电压，也可以表示电流。在一个含有反馈的电路中，判别各信号是电压还是电流以及找出反馈信号都是难点。

1 由基尔霍夫定律得出反馈表达式对应的电路图

由负反馈的概念可以得到定义式xd=xi-xf，正反馈为xd=xi+xf，其中xd为净输入信号，xi为输入信号，xf为反馈信号。如果x为电压信号，根据基尔霍夫定律[2]，定义式为KVL（基尔霍夫电压定律）方程，对应的电路图如图1所示，图中方框表示二端网络。若x为电流信号，则定义式为KCL（基尔霍夫电流定律）方程，对应的电路图如图2所示。

从图1中可以看出，不论是正反馈电路和还是负反馈电路，净输入电压ud的正极都是和输入电压ui的正极同电位，反馈电压uf的两个端子在ud的负极和ui的负极之间。反馈电压uf的参考方向区分了正负反馈的类型，可以通过瞬时极性法判别[1]。

由图2可知，不管电路是正反馈还是负反馈，输入电流ii的方向都是流入结点A，净输入电流id的方向都是流出结点A。反馈电流if经过结点A，其参考方向因正、负反馈的类型的不同而相反。

2 运算放大器的电子电路的正、负反馈判别

图3所示为滞回比较器的基本电路，ui为输入电压，由图1知净输入电压ud的参考正极是由ui的正极同电位决定的。图3中电阻R1上的电压可以忽略，所以ud的参考正极在运算放大器的反向输入端，ud的参考负极在运算放大器的同向输入端。反馈电压uf在ui的负极和ud的负极之间，正好是电阻R2上的电压。由瞬时极性法，设ui为正，则输出电压uo为负。从而反馈电压uf的左端电位为地，右端电位为负，故参考方向为左正右负。由图3参考方向可得ud=ui+uf，为正反馈。一般输入电压ui的负极为地，故反馈电压uf在ud的负极性端和地端之间，参考方向通过瞬时极性法判别。

图4为反向输入比例运算电路，若套用图1中的电压，则反馈电压uf只能为电阻R2上的电压。显然R2上的电压与输出电压uo毫无关系，不能作为反馈信号。故输入信号、净输入信号、反馈信号只能为电流，这样需要找出满足反馈定义的KCL方程。

如何理解运算放大器的净输入信号？运算放大器是一种基本放大电路，工作在线性区时，输出电压uo=Auo（u+-u-）。其中，Auo为运算放大器的开环电压放大倍数，u+为同相输入端和地之间的电压，u-为反相输入端和地之间的电压。同相输入端和反相输入端之间的电压ud=u+-u-。ud正比于uo，运算放大器的ud可以放大变成uo，故ud可以作为运算放大器的净输入信号。由图5运算放大器的电路模型[3]可知id=（u+-u-）/rid，其中rid为差模输入电阻。从而uo=Auo・rid・id。此式表明id正比于uo，所以id也可以作为运算放大器的净输入信号。

由以上分析可知，图4电路中反馈定义式中的各信号为电流，设R1上的电流为输入电流ii，运算放大器的反向输入端上的电流为净输入电流id，反馈电阻RF上的电流为反馈电流if。这三个电流相交于一个结点反向输入端。对比图2可以知输入电流ii流入结点，净输入电流id流出结点。通过瞬时极性法可知，电阻RF的电压瞬时极性左正右负，所以反馈电流if的方向为从反向输入端结点流向输出端，如图6所示，从而可得id=ii-if，图4电路为负反馈。

3 分立元件的电子电路的正、负反馈判别

晶体管是分立元件构成放大电路的重要元件。如何理解晶体管构成的放大电路的净输入信号？晶体管是电流放大器件，ic=βib，其中ic为集电极电流，ib为基极电流，β为晶体管的电流放大倍数。此式可以看出ic放大了ib，故ib可以作为晶体管放大电路的净输入信号。由晶体管的输入特性曲线可知，晶体管基极和发射极间的电压ube和基极电流ib是同方向变化的。特别是晶体管在小信号情况下工作时，有ube≈rbe・ib，这里rbe是晶体的输入电阻。所以ic=βib≈βube/rbe。此式可知ube与ic近似成正比变化，ube也可以作为晶体管放大电路的净输入信号。

图7是发射极电阻无旁路电容的分压式偏置放大电路。根据图1可得，净输入电压ube的参考方向正极和输入电压ui的正极同电位，反馈电压uf在输入电压ui的负极和净输入电压ube的负极之间，此电压正好是电阻RE上的电压。为了便于理解用瞬时极性法确定反馈电压uf的参考方向，一般画出图7对应的交流通路，如图8所示，其中RB=RB1//RB2，RL′=RC//RL。若基极电位为正时，由共射极放大电路电压放大倍数为负、共集电极放大电路电压放大倍数为正，则可以分别得出集电极电位为负、发射极电位为正。在图8中发射极电位为正，大于电阻RE另一端的电位地，从而得出反馈电压uf的参考电位为上正下负。所以ube=ui-uf，图7电路为负反馈。

4 结论

本文介绍了利用基尔霍夫电压定律和电流定律画出对应的电路图，确定了输入信号和净输入信号的参考方向、反馈信号所在位置，再根据瞬时极性法确定反馈信号的参考方向，从而判别放大电路的正、负反馈。此方法确定了输入信号和净输入信号，有助于用定义判别串联反馈和并联反馈；确定了反馈信号，有助于利用定义判别电压反馈（反馈信号取自输出电压的反馈）和电流反馈（反馈信号取自输出电流的反馈）。本文介绍的方法便于理解正负反馈的概念，既适用集成运算放大器构成的放大电路，也适用晶体管构成的放大电路。

参考文献

[1]秦曾煌.电工学（下册）：电子技术[M].7版.北京：高等教育出版社，2009：131-132.

[2]邱关源.电路[M].5版.北京：高等教育出版社，2006：

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关键字： 阻容耦合； LabVIEW； 电压串联负反馈电路； 实验教学平台

中图分类号： TN964?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）12?0145?03

0 引 言

在大学电子类相关专业中，模拟电路是一门非常重要的专业基础课程[1]，理论性和实践性都很强，传统的模拟电路教学中，教师由于实验条件的限制，大多只注重理论知识的教授，对电路中实验现象只做简单的描述，这样会导致学生在学习过程中学习效果的下降，不利于学生创造性思维的发挥，降低了学生的学习热情，加大了这门课的学习难度。

本文设计了一个典型阻容耦合共发射极放大电路，并在这个电路的基础上设计了电压串联负反馈电路，可以作为教学试验平台的一个探索。在阻容耦合共发射极电路中对电阻、电压和信号的频率、幅度设置相应的参数就可以知道静态工作点和输出的波形，在电压串联负反馈电路中[2]，设置电路中的电阻的阻值便可以知道电路中开环时的输入电阻、输出电阻、放大倍数和闭环时的输入电阻、输出电阻及放大倍数。

1 LabVIEW介绍

虚拟仪器是基于计算机的仪器[3]，计算机和仪器的密切结合是仪器今后的发展方向，笼统的说这种密切结合有几种方式，其中一种是是将仪器装入计算机中，以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器的功能，这就是虚拟仪器。

虚拟仪器的的概念首先由美国国家仪器公司于20世纪80年代中期提出来的，随着计算机技术和大规模集成电路的快速发展，虚拟仪器技术也得到了很快发展，LabVIEW是美国国家仪器有限公司最核心的产品，LabVIEW可以运用于多个领域如测试测量、控制、仿真、儿童教育、快速开发、快平台等[4]，其中仿真这块发展迅速[5?6]，国内外技术人员研究LabVIEW应用仿真这块的成果是十分巨大的[7?8]。

2 典型阻容耦合共发射极电路静态工作点仿真及计算

在模拟电路中，晶体管单管放大电路有3种基本接法，在模拟电路教学中，接触较多的是共发射极单管放大电路，在共发射极电路中，常见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电路。在模拟电路的教学中有关于放大电路的问题，需要知道放大电路的静态工作点，以便知道放大电路处于什么样的工作状态，输出信号是怎样的。本文用LabVIEW软件来实现典型阻容耦合电路静态工作点的计算和信号经过电路后的波形。在前面板上设置电路中的电阻的阻值，输入信号的频率和幅度，电压源的电压，三极管的放大倍数，三极管一些内部参数，便可得到静态工作点和输出波形。输入和输出的关系可以在程序框图构建出来。

2.1 信号放大

输出的结果是数字加上相应的单位，即电阻加上单位kΩ，电压加上单位V，电流加上单位A，便是对应的结果。从理论上分析的结果和显示的结果比较可知，理论的结果和仿真的结果是十分的吻合的。

2.2 信号的失真

由模拟电路知识可知，当电路中的参数设置不合理时会导致信号输出的失真，信号失真可以分为饱和失真和截止失真，静态工作点设置过高时会产生饱和失真，设置过低时会产生截止失真。

3 负反馈仿真

4 结 语

本文简要介绍了用LabVIEW软件来仿真模拟电路中的典型放大电路及其为基础的负反馈电路。通过使用LabVIEW构建的虚拟教学实验系统，可以直观地观察电路中的现象，与传统的实验箱相比，成本低廉，制作简单，可以通过图形编程的方式，可高效、直观地仿真出结果。该平台有益于充分发挥学生的积极性和创造性，培养他们的创造思维，可以更好地为教学服务，有利于新知识的掌握和教学效果的提高。

参考文献

[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].3版.北京：高等教育出版社，2001.

[2] 牛燕炜.基于Multisim 7的负反馈放大电路的研究[J].电子工程师，2007，33（6）：44?47.

[3] 陈锡辉，张银鸿.LabVIEW 8.20程序设计从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2007.

[4] 谭煌，刘毅.基于虚拟仪器的电子电路实验教学系统[J].传感器与仪器仪表，2008，24（8）：118?119.

[5] 许力，张波，陶微微.基于LabVIEW的数字电路实验教学平台设计[J].实验室科学，2011，14（4）：7?9.

[6] 严浩.基于LabVIEW的网络虚拟仪器在教学中的应用研究[D].武汉：华中科技大学，2007.

篇7

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.

关键词： 运放；负反馈；放大电路

Key words： op amp；negative feedback；amplifying circuit

中图分类号：TP273+.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）21-0221-02

0 引言

如图1所示，一般运放具有两个输入端口Vin+和Vin-，以及一个输出Vout，另外电源一般采用双极性电源供电。在运放开环的时候，运放作为比较器，将Vin+与Vin-两个输入端口的压差放大，理想状态下是放大到无穷。实际上会受到运放供电电压的制约，使得VS-？燮Vout？燮VS+。因此在开环的时候如果输入的两个端口（Vin+）≠（Vin-）那么Vout只能输出VS+或者VS-。这就是运放构成的比较器。

1 第一种，电压并联负反馈

由运放知识可以知道运放的Vin+和Vin-趋于相当的电势。也就是图2（a）中Vin-=0。另外Vin-与Vin+端口并不吸收电流，也就是这两个输入点只存在电压信号不存在电流信号，另外对地电阻无穷大。因此可以把图2（a）等效为图2（b）。

注意到Rin与Rf之间的接地为等效接地，实际上只是个电势参考点而已，所以电流并不从此流入大地，以图2（b）中三角箭头的参考方向为正方向，则有：

（Vin-0）：Rin=（0-Vout）：Rf。

即：Vout=-（Rf/Rin）*Vin （1）

解析：该方程有一个重要特点就是，该方程为一元一次线性方程，Vin为变量，Vout为因变量，运放的存在就是使得输出能跟随输入的变化使得该方程成立。

2 第二种，电压串联负反馈

该电路满足关系：

Vout=（（R2/R1）+1）*Vin （2）

由于虚短虚断的概念我们可以认为：Vin+与Vin-之间有着无穷大的电阻连接，另外作为负反馈电路，Vout的存在只有一个目的，就是为了达到Vin+==Vin-，另外使得变量Vin和Vout符合上述等式。

对上述电路进行去运放等效处理得图3（b）。

图3（b）中R1和R2之间节点电压等于Vin，该图Vin控制着输出Vout，使得输出满足方程：Vin=Vout*R1/（R1+R2）。即满足该等效电路的伏安特性。

负反馈平衡的本质就是：每当输出要增大的时候都可以通过该分压电路把变化信息传递给Vin-，使得Vin+与Vin-始终接近无穷小。这也是负反馈的本质，就是不管电路参数如何变动都可以通过Vin-把输出Vout的一部分送给输入，使得（Vin+）-（Vin-）始终向0靠近。如果难以理解就看成上面的等效电路就行了，Vout跟随Vin变化，以保证串联电阻的伏安特性。另外要明确，Vin只相当于电压参考点，实际上不给电路提供任何电流，电流始终有受控的Vout提供。

3 第三种，电流串联负反馈放大电路

从图4中我们可以看出端口1和端口2电压相等，另外示波器中也展示出RF上电压（等于端口2）与输入电压一致（波形一致）。因为RF电阻为固定电阻，则可知RF上的电压始终等于输入Vin。RF上电流也就始终等于Vin/RF。这实际上是把负载RL作为输出Vout负载的一部分，另外把Vout的一部分通过分压的形式反馈给了Vin-。

由伏安特性可知：

I（RL）=I（RF）=Vout：（RL+RF）=Vin：RF （3）

可知该电路RL上电流的大小与Vin和RF有关，与RL无关。该电路的重要作用是可以通过Vin输入控制输出Vout变化，使得负载RL上始终有电流大小为Vin：RF流过。如果RF和Vin固定，无论负载如何变化，都能获取恒定电流。

4 第四种，电流并联负反馈放大电路

如图5所示，从端口2输入电流源信号，这里电流幅值为1mA，则从等效图上可知电流从RF流入，也就是RF上电流就是1mA幅值，由等效电路图的伏安特性可知，R1上也有同样大的电流流过，那么RL就有2mA幅值的电流流过，因此如图中示波器波形所示。根据伏安特性可知有以下关系成立：

I（in）*RF=Vou*■ （4）

I（RL）=I（in）*1+■ （5）

由电流等式可知流过RL的电流与RL大小无关，只与RF和R1相关，且由于电阻值不可为负，故该电路负载电流始终不小于输入电流I（in）。

5 结束语

运放负反馈电路的分析方法是：根据运放的基本特点，把运放消失掉，只保留最简电路图，将电感，电容看做可变电阻（针对不同频率的信号电阻不同）分析，最后电路只剩下符合伏安特性的电阻电路方便了定性分析。

反馈电路类型的判别方法：

反馈电路直接从输出Vout端引出，则是电压反馈。

从负载RL靠近地端（一般还有一个定值电阻与RL相连，该定值电阻另一端是接地的）引出，则是电流反馈。

或者这么理解，对输出端（负载两端）短路，反馈量为0，则为电压反馈，若不为零是电流反馈。

输入信号和反馈信号分别加到两个输入端是串联反馈，加到了同一个输入端是并联反馈（因为运放有两个输入端分别叫Vin+和Vin-）。

反馈信号使得净输入的信号减小的就是负反馈。净输入=（Vin+）-（Vin-）。

参考文献：

[1]德州仪器，信号基础知识1：最基本的构建块——运算放大器.

篇8

LNK500的工作原理一般包含有电源启动、恒定电流工作、稳压工作、自动重启工作、选择次级反馈等基本流程。现本文主要对其工作原理进行一一分析。

1.1电源启动当该电源开关器件在电路中连通后，就会有输入电压通过该电源开关器件。为了满足控制极内部连接高压电流源的充电需要，控制极的相应电容就会将漏极与控制极内部高压电流源连接[3]。而对于源极来说，高压电流源的限制电压为5.6v，一旦控制极的电压达到这个数值，高压电流源就会被关断，同时激活内部的高压电路，推动内部MOSEFT工作。而为了弥补内部芯片的损耗，就会调用储存在相应电容中的电荷。

1.2恒定电流工作电源开关工作后会输出电压，并在电压器与电压输出间产生了相应的初级线圈。另外，也加大了通过初级线圈的反馈控制电流。当输出电压与输入电压相等时,内部电流就会限制输出电压的增加[4]。相反，如果输出电压增高，为了保证输出电流时的恒定功率，就会用内部的电流来限制输出电压。

1.3稳压工作当输入电压超过输出电压后，器件内部的占空比也会相应的减少。而电源所输入的电压决定了输入电压的取值，依据LinkSwItch内部的峰值电流实现对占空比的控制，并将占空比控制在内部电流的限制值内，此时恒压工作取代恒流工作。相关设计经验表明，在电源开关的典型设计中，在对输入进行设计时，往往将占空比30%处设计为最小电压的转换值。本设计中，在进行输入设计时，主要将占空比设置在40%左右，减轻了开关的负重，并为减少能量的消耗提供了可能。

1.4自动重启工作自动重启的设计是为了防止电路处于开路或短路状态时，控制极处流入过量的外部电流，进而引起相应电容产生放电。在对自动重启工作进行设计时主要将电容放电的值控制在4.7V，一旦电容放电达到这个数字，就会激活自动重启装置，及时关闭MOSEFT管，将控制电路的电流控制在低电流备用状态当中。此时，LinkSwItch依然能够提供电源，且提供的电源能够被储存，并正常应用到电源正常工作状态中。

1.5选择次级反馈新型LNK500开关电源器件主要运用光耦反馈来改进和调整输出电压。电路中的成分会受到加入的电压的影响，电压反馈信号主要依靠VR1和U1LED提供。VR1的使用主要是依靠TL431，并将输出电压的容许偏差控制在5%左右。另外R4的出现提供了VR1所需要的偏压。VR1的电压与Y1LED所降下的电压之间的值约等于调节的输出电压。在对U1/LED峰值电流进行限制时主要用R5的低值电阻，并输出U1/LED的纹波。图2为是简单电阻分割器的反馈构造。有R1、R3、D1、R2、C1、C2调整，对线圈的电压信号起到滤除和平滑的作用。在R1处通过的直流电流能够被光耦进行有效的调整，同时，通过LinkSwitch控制极的反馈电流也能够被很好的接收。如果该电阻分割器处于恒流工作状态时，电压反馈电压的阈值会高于输出电压的值。而此时，输出电压的值有U1和VR1共同定义，光耦不能对其起到作用。一旦出现这种状况，LNK500的内部电流限制会调整到提供一个近似恒流输出的特性。但是，当电压反馈电压的阈值符合输出电压的值时，光耦就会发挥其作用。U1晶体管内电流就会受到输出电压的影响，若输出电压增加，U1晶体管内的电流也会增加，而通过R1的反馈电压也会相应的增加。

2、LNK500开关电源电路的设计

LNK500开关电源器件的设计者是美国Powerint公司。在对其进行电路设计时，我们要充分的分析该器件的特性，设计出多路输出的开关电源电路设计。在对该器件进行电路设计时，可从以下七个方面入手，依次是输入电路、滤波整流电路、变压器、LNK500开关电源器件、光耦反馈、主输出、辅助输出。其理论模型图构建如图3所示。

3、结束语

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关键词：火焰探测传感器；PWM波；信号调理

0引言

离子火焰探测器检测性能可靠，仅对火焰敏感，对高温无反应，具有强抗干扰能力。燃烧是一种十分复杂的化学反应，燃烧反应过程中存在离子反应，由于火焰中存在正负离子，电场施加于火焰时，外电路即可产生微弱的电流，离子火焰探测器就是通过对火焰施加电场而产生微弱电流，并利用燃烧的电离作用进行检测，传感器电路中电离电流（直流）≯25uA；当检测到火焰时传感器在激励的作用下会反馈直流电流，电流值≯100uA。

1火焰探测传感器工作原理设计

火焰探测传感器信号调理电路的目的是提供火焰探测传感器工作的激励信号以及通过检测火焰探测传感器反馈电流信号判断是否存在火焰。

2电路设计

2.1电路工作原理

框图调理电路设计主要由五部分组成，包括：PWM输出使能控制电路、PWM输出电路、传感器激励信号输出电路、传感器反馈电流检测电路、EMI防护及过流保护电路。

2.2电路工作原理

2.2.1PWM输出电路工作原理

PWM输出电路通过脉宽调制电路输出3200Hz的两路互补方波信号，通过查阅SG1525手册，可知输出PWM控制频率是器件Rt、Ct与Rd共同决定，选择Rt=2.7k、Rd=10、Ct=0.1uF。需要输出3200±200Hz的方波信号，通过可知，当Ct=0.1uF，Rt=2.7k时，充电时间tc约为300us；当Ct=0.1uF，Rd=10时，放电时间td约为12.5us；按公式（1）可计算得输出信号频率。考虑误差，充放电时间若按±10us的误差进行考虑，则频率在3101Hz~3305Hz之间，满足3200±200Hz的要求范围。

2.2.2激励信号输出电路

PWM1、PWM2为脉宽调制芯片输出的两路互补PWM控制芯片，分别控制V2、V3的通断。当基准电压U1为11.5V时，PWM1、PWM2为脉宽调制芯片D1输出的两路互补PWM控制芯片，分别控制V3、V4的通断。当V3导通时，电流流向如中实线箭头所示；当V4导通时，电流流向如中虚线箭头所示，经过变压器T1后输出110Vrms/3200Hz的交流信号。

3结语

本文介绍了一种实现了一种离子火焰探测器的激励输出与调理采集电路，能够实现有效滤波发动机火探信号中的复杂干扰信号，实现对于发动机燃烧室火焰状态的准确判断。

参考文献：

[1]姜洁,李秋红,张高钱.航空发动机燃油系统执行机构及其传感器故障诊断[J].航空动力学报,2015,30(6):1529-1536.

[2]任骏原.基于数据选择器和D触发器的多输入时序电路设计[J].现代电子技术,2010,33(12):10-12.

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关键词：汽油发电机；逆变器；IGBT驱动

中图分类号：TM464 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）09-0046-01

1 逆变器的发展技术概况

汽油发电机逆变器作为逆变电源的一种，其发展与逆变电源相同。逆变电源出现于电力电子技术飞速发展的20世纪60年代，逆变器的发展和电力电子器件的发展是相辅相成的。最开始的逆变器是应用晶闸管（SCR）作为逆变器的开关元件，称为可控硅逆变电源。因为晶闸管没有自关断能力，所以必须使用换流电路的方式来关断闸管，这种方式限制了逆变器的进一步发展。随着电力电子技术的发展，有自关断能力的电力电子器件脱颖而出，后来出现了电力晶体管（GTR），可关断晶闸管（GTO）、功率场效应晶体管（MOSFET）、绝缘栅极型晶体管（IGBT）等等。

2 逆变器整体设计方案初步分析

汽油发电机常被作为移动式的独立电源硎褂茫主要由汽油机、同步交流发电机和控制器组成。本设计中用的电源是汽油机发出的三相交流电整流后经过降压环节（降压变换器）得到的350V左右的直流电，通过逆变环节和LC滤波器变换成220V/50Hz的交流电供负载使用。进过初步分析汽油发电机逆变器的主电路包括[1]：

（1）电源电路：用于产生电压稳定的直流电源，给其他电路供电。（2）控制电路：用于产生SPWM信号、处理反馈信号并发送逆变器的状态信息。（3）驱动电路：用于将逻辑电压的SPWM信号转换为控制开关器件通断的驱动电压。（4）反馈信号处理电路：用于处理逆变器的电压、电流、频率等反馈信号。（5）显示电路：用于逆变器的电压、电流、频率等信息的输出。（6）滤波电路：用于将逆变器产生的高频率的SPWM波变为可供负载使用的正弦交流电。

3 硬件电路设计

3.1 逆变主电路设计

汽油发电机输出的三相交流电经三相整流桥整流为直流电，把直流母线电压引入后先用一个大电容滤波，消除直流侧电压的脉动，再加至由MOSFET构成的H桥式逆变电路，该直流高压经逆变电路逆变为脉宽按正弦波规律变化的高频脉冲波，再由输出滤波器滤掉高频谐波，得到正弦波提供给负载。SPWM脉冲波由主控制电路产生并根据输出反馈电压和反馈电流来改变脉冲波的宽度，从而保证输出电压的稳定。

3.2 控制电路设计

EG8010芯片的工作模式分为单极性调制方式和双极性调制方式，在全桥逆变电路中，单极性制时仅两个桥臂（受EG8010引脚SPWMOUT3，SPWMOUT4控制）做SPWM调制输出，另两个桥臂（受EG8010引脚SPWMOUT1，SPWMOUT2控制）做基波输出，应用时滤波电感需要接在SPWM调制桥臂输出端，电压取样反馈电路同样需要接在SPWM调制桥臂电感的输出端。双极性调制时左右桥臂同时做SPWM调制输出，应用时使用两路电感滤波特性将会更好，电压取样反馈电路需要两路分压网络做差分反馈处理[2]。单极性调制模式时，EG8010芯片的电压反馈处理是通过引脚（13）VFB测量逆变器输出的交流电压，FRQADJ/VFB2引脚（引脚16）仅为调频模式下的调节频率功能，电压采样反馈部分，测量反馈的峰值电压和内部基准正弦波峰值电压3V进行误差计算，对输出电压值作出相应调整，当输出电压升高时，该引脚电压也随之升高，经内部电路误差值计算后调整幅度因子乘法器系数，实现降低输出电压达到稳压过程，反之，当该引脚的电压减低时，芯片会作出升高输出电压的反应。

3.3 驱动电路设计

驱动电路逻辑输入部分VCC使用5V电源，功率管门极驱动电源使用12V，自举电容C5、C10选择10uF的电解电容，滤波电容C6、C11也选用10uF的电解电容。D3和D4选用1N4148高速二极管。SPWM2H、SPWM2L、SPWM1H、SPWM1L来自EG8010芯片的输出。封锁信号SD接到了过流保护的输出端，当主电路发生过流情况时，SD变为高电平，输入信号被封锁，及时保护主电路。VS1、VS2分别接到全桥逆变的左右两个桥臂的中点。2HO和1HO联接到上桥臂的栅极，2LO和1LO联接到下桥臂的栅极。

3.4 印制电路板设计

印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，英文简称PCB或PWB，它以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔（如元件孔、紧固孔、金属化孔等），用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。由于这种板是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。印制电路板是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体。

参考文献