1、反馈机制
在日常生活中,为了达成特定目标,我们常常会收集现状信息,并将其与预期目标进行对比。基于这种比较结果,我们会相应地调整行动策略,这一过程就是反馈控制。
若目标是维持某种状态恒定,比如保持水温不变,当实际检测到水温偏高时,我们会减少能源投入以降低温度;反之,若水温偏低,则会增加能源投入以提高温度。这种反馈被称为负反馈,其作用在于保持目标状态的稳定输出。
相反,若目标是促使某种状态发生单向且快速的变化,如温度的快速升高或降低,我们则需在原有投入的基础上加大力度。例如,若想让水温快速升高,当判断水温升高速度不够时,我们会增加能源投入以加速水温上升。这种反馈称为正反馈,它使得输出状态发生单向且剧烈的变化。
2、三极管的负反馈原理
三极管的工作基础在于电压与电流的相互影响。当ube电压增加,ib电流也会随之增加,进而导致ic电流(由βib决定)的增加,同时uce和uo电压会下降。
当输入电压ui通过电容与三极管的基极b相连时,若ui的频率较高,电容会形成交流短路,使得ui的增加量与vb的增加量相等。由于ube等于Vb减去Ve,因此ui的增加会导致ube的增加。
若发射极存在电阻Re,ui的增加会导致ube的进一步增加和ie电流的增大。ieRe产生的电压会增加Ve,从而抵消一部分ube的增加,以维持ie电流的稳定。这就是负反馈在三极管中的体现。
3、集成运放的负反馈应用
在集成运算放大器中,两个输入端电位对输出的影响是相反的。输出uo是两个输入端电位差与放大倍数的乘积。
在正常情况下(反馈网络相位未反相),不论ui加在哪个端子,只要反馈信号加在反相端,都会对ui对输出的影响产生削弱作用,从而实现负反馈。
4、负反馈的组合方式
反馈过程涉及采集输出信号并返回到输入端与输入信号进行比较。根据采集的输出信号性质,反馈可分为电压反馈和电流反馈。若是电压信号被反馈回来,则为串联反馈;若是电流信号被反馈回来,则为并联反馈。
电压负反馈旨在根据输出电压的变化进行调节,以维持输出的电压稳定。而电流负反馈则是根据输出电流的变化进行反馈调节,以保持输出的电流不变。这两种反馈方式均与负载电阻RL的取值无关。
串并联负反馈是输入电网络模块与反馈电网络模块的组合方式,而非两个具体元件的串并联。