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负反馈

负反馈

反馈又称回馈，是控制论的基本概念，指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程。反馈可分为负反馈和正反馈。前者使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差减小，系统趋于稳定；后者使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。对负反馈的研究是控制论的核心问题。另外有电流负反馈的理论。

定义
将一个系统的输出信号的一部分或全部以一定方式和路径送回到系统的输入端作为输入信号的一部分，这个作用过程叫——反馈。按反馈的信号极性分类，反馈可分为正反馈和负反馈。
若反馈信号与输入信号极性相同或变化方向同相，则两种信号混合的结果将使放大器的净输入信号大于输出信号，这种反馈叫正反馈。正反馈主要用于信号产生电路。反之，反馈信号与输入信号极性相反或变化方向相反（反相），则叠加的结果将使净输入信号减弱，这种反馈叫负反馈放大电路和自动控制系统通常采用负反馈技术以稳定系统的工作状态。
负反馈的取样一般采用电流取样或电压取样。因为负反馈有其独特的优点，在实际放大器中得到了广泛的应用，它改变了放大器的性能。采用负反馈使得放大器的闭环增益趋于稳定，消除了开环增益的影响。电子线路中阻抗匹配是一重要问题，负反馈还影响着放大器输入和输出阻抗，电压混合使输入阻抗增高，电流混合使输入阻抗降低; 电流取样使输出阻抗增高，电压取样使输出阻抗降低。利用负反馈还可大大减少放大器在稳定状态下所产生的失真，并可减弱放大器内部各种干扰电平。利用负反馈还可展宽放大器的频带，使得放大器的幅频特性变得比较平坦。因此，负反馈可大大提高放大器的放大质量，改善许多性能指标，而且反馈越深，改善的程度也愈大，但过深的负反馈又可能引起放大器不能正常工作而导致自激，因而一个稳定的负反馈放大器通常不超过三级。
解释
1. 振荡器的一部分输出在使振幅减小的方式下向输入的返回。
2. 指受控部分发出反馈信息，抑制或减弱了控制部分的活动。
3.负反馈是指反馈信息与控制信息的作用性质相反的反馈
4..若反馈的作用是减弱反射中枢对效应器的影响，称为负反馈，反馈信息为负。在一个闭环系统中，控制部分活动受受控部分反馈信号（S5）的影响而变化，若S5为负，则为负反馈。其作用是输出变量受到扰动时系统能及时反应，调整偏差信息（Sc），以使输出稳定在参考点（Si）。
类型判定
电压与电流
从放大器的输 出端看，反馈网络要从放大器的输出信号中取回反馈信号，通常有两种取样方式。按取样方式的不同，反馈分为电压反馈和电流反馈
电压反馈 ：反馈信号取自 输出电压 或者输出电压的一部分
电流反馈 ：反馈信号取自 输出电流 或者输出电流的一部分
（1） 电压反馈：对交变信号而言，若基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端是并联连接，则称为并联取样，又称电压反馈。
（2） 电流反馈：对交变信号而言，若基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端是串联连接，则称为串联取样，又称电流反馈。
（3） 电流反馈和电压反馈的判定：在确定有反馈的情况下，则不是电压反馈，就必定是电流反馈，所以只要判定是否是电压反馈或者判定是否是电流反馈即可。通常判定电压反馈较容易。
判定方法一一—输出短路法。
判定方法二——按电路结构判定。
判断它是什么反馈：直接接在输出端的为电压反馈，否则反之，直接接在输入端的为并联反馈，否则反之。
理想CFB(电流反馈)和VFB(电压反馈)运放的输入级的外在表现都是虚短虚断。
VFB的虚断是由运放内部结构决定的(输入阻抗很大)，而虚短则是由外部的反馈回路造成的。
CFB刚好相反，虚短是由运放内部结构决定的(从同相端到反相端是一个电压跟随器)，而虚断则是由外部的反馈回路造成的。
VFB和CFB的几个性能上的区别：
VFB：低噪声、好的DC特性(CMRR、PSRR等)、反馈回路不受限制。
CFB：更快的压摆率(slew rate)、失真小、反馈回路受限。电压负反馈与电流负反馈的判断
在电压负反馈电路中，反馈量取自输出电压，并与之成比例；在电流负反馈电路中，反馈量取自输出电流，并与之成比例。
判断方法：令负反馈放大电路的输出电压uO为零，若反馈量也随之为零，则说明引入了电压负反馈；若反馈量依然存在，则说明电路中引入了电流负反馈。
串联反馈与并联反馈的区别：在于基本放大电路的输入回路与反馈网络的连接方式不同。
串联和并联
按比较方式划分，可分为串联反馈和并联反馈。
（1） 串联反馈：对交流信号而言，信号源、基本放大器、反馈网络三者在比较端是串联连接，则称为串联反馈。
（2） 并联反馈：对交流信号而言，信号源、基本放大器、反馈网络三者在比较端是并联连接，则称为并联反馈。
（3） 串联反馈和并联反馈的判定方法：对交变分量而言，若信号源的输出端和反馈网络的比较端接于同一个放大器件的同一个电极上，则为并联反馈；否则为串联反馈。
直流和交流
按反馈信号的频率分，可以分为直流反馈和交流反馈。
（1） 直流反馈：若反馈环路内，直流分量可以流通，则该反馈环可以产生直流反馈。直流反馈主要作用于静态工作点。
（2） 交流反馈：若反馈环路内，交流分量可以流通，则该反馈环可以产生交流反馈。交流反馈主要用来改善放大器的性能；交流正反馈主要用来产生振荡。
若反馈环路内，直流分量和交流分量都可以流通，则该反馈环既可以产生直流反馈又可以产生交流反馈。
例子
开方的反馈方法或者叫做自动调节开方。公式：
例如，A=5，k=3.
公式：
5介于1^3至2^3之间（1的3次方=1，2的3次方=8）
可以取1.1，1.2，1.3，1.4，1.5，1.6，1.7，1.8，1.9，2.0都可以。例如我们取2.0.按照公式：
第一步：
比原来多取一位数，取1.7。数值有大变小，负反馈；
即5/2×2=1.25，1.25-2=-0.75，0.75×1/3=0.25，
2-0.25=1.75，取2位数值,即1.7。
第二步：
.。
数值由小变大，正反馈；
即5/1.7×1.7=1.73010，1.73-1.7=0.03，0.03×1/3=0.01，
1.7+0.01=1.71。取3位数，比前面多取一位数。
第三步：X_3={1.71+[5/(1.71^2-1.71]1/3=1.709}数值由大变小，负反馈；
第四步：X_4={1.709+[5/(1.709^2-1.709]1/3=1.7099}.数值由小变大，正反馈；
这种方法可以自动调节，第一步与第三步取值偏大，但是计算出来以后输出值会自动转小；第二步，第四步输入值偏小，输出值自动转大。X_4=1.7099.
当然也可以取1.1，1.2，1.3，。。。1.8，1.9中的任何一个。
说明：A=（X±Y）^n=展开。代入公式即可。X是估计值，Y是误差值。上面的式子可以由牛顿二项式定理推出。
参考资料
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