前言：中文期刊網精心挑選了反饋電路范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
反饋電路范文1
中圖分類號：TM13文獻標識碼：B
文章編號：1004-373X(2008)07-168-03オ
Analysis of Distinguishing of Feedback Circuit Types
ZHAO Dongbo,ZHAO Yubin
(Zhengzhou Institute of Aeronautical Industry Management,Zhengzhou,450015,China)オ
Abstract：Feedback is wildly used in electronic circuit applications,which plays an important role in electronic technology.It is very important to distinguish the type of feedback.This paper analyzes profoundly distinguishing of the type of feedback circuit,including negative and positive feedback,the series or parallel feedback,the voltage or current feedback,and recommends some effective methods of how to distinguish the type of feedback different circuits,and illustrates these methods with several examples.
Keywords：feedback circuit;type of feedback;feedback;distinguishing method
如何正確地判斷放大電路中的反饋組態與反饋極性，通過多年的實踐，在理解基本概念的同時，抓住反饋電路結構的特點，直觀地看反饋網絡在輸入端、輸出端的連接關系，總結歸納出一套比較直觀、簡單、快速的判別方法，對分立元件電路和集成運放電路，單級、多級放大電路都適用，現將這種方法介紹如下：
1 反饋的基本概念
1.1 反饋的概念
所謂反饋，就是將電路中輸出信號(電壓或電流)的一部分或者全部通過一定的電路，以一定方式引回到輸入端與輸入信號(電壓或電流)相疊加的過程。用框圖表示則為圖1所示。其中Xi為輸入信號，Xo為輸出信號，Xf為反饋信號，Xi′為凈輸入信號。
1.2 反饋的類型
(1) 按反饋的極性分：正反饋和負反饋；
(2) 按反饋在輸出端的取樣分：電壓反饋和電流反饋；
(3) 按反饋在輸入端的接法分：并聯反饋和串聯反饋；
(4) 按反饋的屬性分：交流反饋和直流反饋。
2 反饋的判別
2.1 有無反饋的判別
方法：存在輸出端與輸入端之間的通路，并且影響放大電路的凈輸入，則存在反饋。兩個條件都具備，才可說明有反饋存在，缺一不可。如圖2電路所示：雖然存在輸出端與輸入端之間的通路，但這不影響放大電路的凈輸入，所以就不存在反饋。又如圖3電路所示：存在輸出端與輸入端之間的通路，并且影響了放大電路的凈輸入，則存在反饋。
2.2 正反饋與負反饋的判別
正反饋：引回的反饋信號使凈輸入信號增大的為正反饋。
負反饋：引回的反饋信號使凈輸入信號減小的為負反饋。
判別反饋極性通常采用瞬時極性法：規定輸入端對地的極性，并逐級判斷個相關點的極性(高于地電位的正，反之為負)，從而得到輸出端的極性；根據輸出端的極性判斷反饋信號的極性；根據正負反饋的概念判斷出反饋的類型。對于分立元件構成的放大電路，可以通過判斷凈輸入電壓ube或凈輸入電流ib因反饋的引入是增大還是減小來判斷反饋的極性。如圖4所示的電路：規定輸入端對地的電位為正，晶體管T的基極的電位為正，輸入與輸出電位相反則為負，即集電極的電位為負，發射極的電位為正，即反饋信號Re上的電壓Vf為正，從而Vf的引入使凈輸入信號Vi′減小，根據正負反饋的概念判斷為負反饋。
2.3 直流反饋與交流反饋的判別
交流反饋：只在交流通路中存在的反饋，反饋信號是交流量，會影響電路的交流性能。
直流反饋：只在直流通路中存在的反饋，反饋信號是直流量，會影響電路的直流性能，如直流負反饋能穩定靜態工作點。
在放大電路的反饋網絡中，一般只包含電阻和電容元件，電阻元件的阻值在交直流時是相同的，而電容具有隔直通交的作用，所以要判斷是直流反饋還是交流反饋，就要看反饋電路中有無電容元件。若反饋電路中接有電容元件，我們就要考慮是否有直流與交流反饋的區分，然后觀察電容在電路中的接法。一般來說，若反饋元件(或反饋電路)兩端并接電容使得反饋信號中的交流成分不能送回到輸入回路，則為直流反饋；反饋元件與電容串聯構成的反饋電路為交流反饋，此外的情況是既有直流反饋，又有交流反饋。
3 放大電路中的負反饋
3.1 負反饋的類型
根據放大電路中，反饋電路與電路的輸入端和輸出端連接方式的不同，可以把負反饋電路分為4種基本反饋類型：電流串聯反饋、電流并聯反饋、電壓串聯反饋、電壓并聯反饋。
串聯反饋和并聯反饋是根據反饋電路在輸入端的接法進行分類的：
(1) 串聯反饋：反饋信號與輸入信號相串聯，在電路組成上的特點是：反饋電路的輸出端與放大電路的輸入端串聯，輸入信號與反饋信號加在放大器的不同輸入端上，此時的反饋信號總是以電壓的形式在輸入端出現。
(2) 并聯反饋：反饋信號與輸入信號并聯，在電路組成上的特點是：反饋電路的輸出端與放大電路的輸入端并聯，輸入信號與反饋信號并接在同一個輸入端上，此時的反饋信號總是以電流的形式出現在輸入端。
電流反饋和電壓反饋是根據反饋信號在輸出端的取樣進行分類的：
(1) 電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓并與之成正比，反饋電路的輸入端與基本放路的輸出端并聯。
(2) 電流反饋：反饋信號取自輸出電流并與之成正比，反饋電路的輸入端與基本放大電路的輸出端串聯。
3.2 負反饋的類型的判別
負反饋的類型的判別方法：反饋電路直接從輸出端引出的為電壓反饋，從負載電阻RL靠近地端引出的為電流反饋；輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端的為串聯反饋，加在同一個輸入端的為并聯反饋。
如圖5所示電路中，Rf構成負反饋電路，他直接從輸出端引出，為電壓反饋；Rf引回的反饋信號與輸入信號同時加在運放器的反向輸入端，為并聯反饋，所以此電路負反饋類型為電壓并聯負反饋。如圖6所示電路中，Rf構成負反饋電路，他是從負載電阻RL靠近地輸引出，為電流反饋；Rf引回的反饋信號與輸入信號分別加在運放器的兩個輸入端，為串聯反饋，所以此電路負反饋類型為電流串聯負反饋。
對于分立式元件組成的電路來說：如果反饋電路是和輸出端從同一個電極引出的則為電壓反饋，從不同電極引出的則為電流反饋；如果反饋電路引入到輸入端的基極，為并聯反饋，引入到發射極的為串聯反饋。
如圖4所示的由晶體管構成的負反饋放大電路：輸出信號從集電極引出，而反饋電路是從發射極引出，兩者不是從同一個電極引出，所以為電流反饋；反饋電路引入到了放大器的發射極，所以為串聯反饋，所以次負反饋為電流串聯負反饋。
4 反饋類型的判別步驟
(1) 判別有無反饋；
(2) 判別是直流反饋還是交流反饋；
(3) 判別是正反饋還是負反饋；
(4) 判別是電壓反饋還是電流反饋，是串聯反饋還是并聯反饋，進而確定負反饋的組態。
下面通過兩個例子來說明如何判別一個放大電路的反饋類型。
如圖7所示的放大電路，由A1和A2組成一個多級放大電路，在整個電路的輸入和輸出之間由R5和R6構成了反饋回路，并且因為沒有電容存在，所以交直流反饋并存。根據瞬時極性法，見圖中的“”、“摺 號，可知是負反饋。因反饋信號直接從輸出端引出，故為電壓反饋；因反饋信號和輸入信號加在運放A1的兩個輸入端，故為串聯反饋。所以此電路反饋為交直流電壓串聯負反饋。
如圖8所示的放大電路，由T1和T2組成一個多級放大電路，在整個電路的輸入和輸出通過電阻Rf連接，并且
因為沒有電容存在，所以交直流反饋并存。根據瞬時極性法，見圖中的“”、“摺焙牛可知是負反饋。因反饋信號和
輸出信號從不同電極引出，故為電流反饋；因反饋信號和輸入信號同時加在晶體管T1的基極，故為并聯反饋。所以此電路反饋為交直流電流并聯負反饋。
5 結 語
在實踐過程中，通過抓住反饋電路結構的特點，利用上述的方法，我們將會對負反饋有更深、更全面的認識，并都能快速、正確判斷電路的反饋類型。
參 考 文 獻
［1］康華光.電子技術基礎(模擬部分)[M].北京:高等教育出版社,1999.
［2］童詩白,華成英.模擬電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,1999.
［3］秦曾煌.電工學下冊電子技術[M].北京:高等教育出版社,1999.
作者簡介
反饋電路范文2
關鍵詞： 反饋放大電路； 信號； 單向傳遞； 等效變換
中圖分類號： TN710?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2016）03?0135?03
Conditions of signal one?way transmission for feedback amplification circuits
FENG Lu， CHEN Xin， LI Weihui， SHI Qingfan
（Experimental Center of Physics， School of Physics， Beijing Institute of Technology， Beijing 100081， China）
Abstract： The signal reverse transfer in feedback amplification circuits may lead to the design failure. It is necessary to perform the precise impedance matching calculation and analysis to obtain the reliable output signal. The equivalent transformation method is applied to conducting equivalent transformation for various feedback circuits. The conditions of signal one?way transmission for four feedback amplification circuits including voltage shunt feedback， current series feedback， voltage series feedback and current shunt feedback are detailedly analyzed based on the feedback control model and circuit network theory.
Keywords： feedback amplification circuit； signal； one?way transmission； equivalent transformation
通過引入負反饋可以很好地改善放大電路的許多性能，如穩定靜態工作點、提高放大倍數的穩定性、改善失真、展寬通頻帶、改變輸入/輸出電阻的大小等[1]。放大電路通常分為放大部分和負反饋部分，為避免這兩部分信號的混淆以保證實現信號的單向傳輸，參數選擇是電路設計的關鍵技術之一。
1 反饋放大電路信號的傳遞
負反饋放大電路是由一個基本放大電路和一個反饋網絡構成的，如圖1所示。
從圖1中可以看出：基本放大電路是由輸入到輸出傳遞信號，而反饋網絡將基本放大電路的輸出信號送回到輸入端實現反饋[2]。為了實現信號的單向傳遞，要求反饋放大電路信號傳輸的過程滿足以下三個條件：
（1） 基本放大電路只將外界輸入信號從輸入端傳到輸出端，不通過反饋網絡；
（2） 反饋網絡只把反饋信號傳送回輸入端，不通過基本放大電路；
（3） 信號源的內阻[RS]和負載電阻[R′L]與反饋系數[F?]無關。
信號只有嚴格按照上述過程進行傳輸，才能保證放大電路正向傳遞信號，反饋網絡反向傳遞信號。下面分析保證放大電路正向傳遞信號，反饋網絡反向傳遞信號的條件。
2 負反饋放大電路信號單向傳遞的條件
2.1 電壓并聯反饋[3]
根據電路網絡理論[4]，并聯反饋放大電路相當于兩個雙口網絡并聯組合，如圖2所示。其中一個是由基本放大電路組成的有源網絡A；另一個是由反饋網絡組成的無源網絡F。
基本放大電路A的分析如下：
為了保證信號只通過基本放大電路，而不通過反饋網絡，要求電路導納[YfA?][YfF，]由于三極管使基本放大電路有放大作用，而反饋網絡不但沒有放大作用，反而使信號衰減，這樣滿足了第一個條件；為了保證反饋信號從輸出端傳送到輸入端時只通過反饋網絡，基本放大電路無信號，則[YrF?][YrA，]即放大管內部反饋作用可以忽略，因此也滿足了第二個條件。
在電路參數滿足上述條件時，可以忽略[YfF]和[YrA，]其中[YiF]和[YoF]分別并接到基本放大電路的輸入端和輸出端，此時反饋網絡只相當于放大電路的負載。這樣基本放大電路就只傳遞正向信號，反饋網絡只傳遞反向信號，且反饋系數[F?]為[YrF]的反饋網絡，因此[F?=YrF=IiF?V0?Vi?=0]，由于計算時滿足短路參數的要求，所以信號源內阻[RS]和負載電阻[R′L]都與反饋系數[F?]無關，這樣就滿足了第三個條件。電壓并聯反饋簡化方框圖如圖3（a）所示。
2.2 電流串聯反饋[3，5]
根據電路網絡理論[4]，串聯反饋放大電路相當于兩個雙口網絡串聯組合，如圖4所示。
為了保證信號只在基本放大電路中的傳輸，而反饋網絡無信號，則電路參數[ZfA?][ZfF]；為了保證反饋信號只通過反饋網絡網絡從輸出端傳送到輸入端，而基本放大電路無信號，則[ZrF?][ZrA]。這樣滿足了第一個和第二個條件。
在電路參數滿足上述條件時，可以忽略[ZrA]和[ZfF，]其中[ZiF]和[ZoF]分別串接到基本放大電路的輸入端和輸出端，這時反饋網絡對放大電路只起負載作用。反饋系數[F?]為[ZrF]的反饋網絡，因此[F?=ZrF=][ViF?Io?Ii?=0]，這樣就滿足了第三個條件。電流串聯反饋簡化方框圖如圖3（b）所示。
2.3 電壓串聯反饋[6]
電壓串聯反饋放大電路如圖5所示。
基本放大電路A的分析：
為了滿足第一個條件，即基本放大電路有信號，而反饋網絡無信號，則電路參數[YfA?][YfF]；為了滿足第二個條件，即只通過反饋網絡只將反饋信號從輸出端傳送到輸入端，而基本放大電路無信號，則[ZrF?][ZrA]。
在電路參數滿足上述條件時，可以忽略[YfF]和[ZrA，]其中[ZiF]串接到基本放大電路的輸入端，[YoF]并接到輸出端作為基本放大電路的一部分，這時反饋網絡對放大電路只起負載作用。電壓串聯反饋簡化方框圖如圖3（c）所示。
2.4 電流并聯反饋[5?6]
根據網絡理論[4]，并聯反饋放大電路相當于兩個雙口網絡并聯組合，如圖6所示。其中一個是由基本放大電路組成的有源網絡[A，]另一個是由反饋網絡組成的無源網絡[F。]
為了滿足第一個條件，即只有基本放大電路有信號，而反饋網絡無信號，則電路參數[ZfA?][ZfF；]為了滿足第二個條件，即反饋信號只通過反饋網絡網絡從輸出端傳送到輸入端，而基本放大電路無信號，則[YrF?][YrA]。
在電路參數滿足上述條件時，可以忽略[ZfF]和[YrA，]其中[YiF]并接到基本放大電路的輸入端，[ZoF]串接到輸出端作為基本放大電路的一部分，這時反饋網絡對放大電路只起負載作用。當反饋網絡有兩個電阻[R1]和[R2]時，電流并聯反饋簡化方框圖如圖3（d）所示。
3 結 論
設計反饋電路時，必須考慮阻抗匹配的問題。本文采用等效變換的方法，對各類反饋電路進行等效變換，根據反饋控制模型和電路理論定理詳細分析了四種反饋放大電路信號單向傳遞的條件。對于并聯電路采用導納[Y]參數便于分析，對于串聯電路采用開路阻抗[Z]參數便于分析。電壓并聯反饋中基本放大電路[YfA?][YfF，]反饋網絡[YrF?][YrA；]電流串聯反饋中基本放大電路[ZfA?][ZfF，]反饋網絡[ZrF?][ZrA；]電壓串聯反饋中基本放大電路[YfA?][YfF，]反饋網絡[ZrF?][ZrA；]電流并聯反饋中基本放大電路[ZfA?][ZfF，]反饋網絡[YrF?][YrA]。
參考文獻
[1] 康華光.模擬電子技術基礎：模擬部分[M].4版.北京：高等教育出版社，2002.
[2] 童詩白.利用虛接概念分析反饋放大電路的拆環問題[J].電氣電子教學學報，2000，22（2）：27?31.
[3] 童詩白.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，1980.
[4] 李瀚蓀.簡明電路分析基礎[M].北京：高等教育出版社，2002.
反饋電路范文3
一、位置檢測器
位置檢測器亦稱位置傳感器，現在普遍采用的有差動變壓器式、同軸電位器式和磁敏電阻式三種：
1、“差動變壓器”式位置檢測器
差動變壓器是由一組相對于固定位置的次級線圈而可以移動的初級圈和兩組固定位置的次級線圈組成。初級線圈作信號激勵用，次級線圈由兩個結構、尺寸和參數相同的兩個線圈反相中聯而成。它是利用初級線圈作直線移動，以改變初次線的互感量（初次級之間是通過空間耦合）來達到兩個次級線圈電壓的差值與初級線圈動作距離成線性關系的。
差動變壓器的工作原理是：在初級線圈L0中加入一定的交流激勵電壓E時，在次級線圈L1和L2中將分別感應出交流信號V1和V2。當L0 和L1、L2之間等距時，將在次級L1 、L2感應出大小相等相位相同的電壓信號，輸出為零。當L0和移動到L1附近（遠離L2時），L1上上感應到的交流信號V1>V2。反之V2>V1?？傊?，當L0產生位移時，兩個次級線圈L 1、 L2的感應電勢就不相等，一個增加伴隨另一個減少，因此，差動變壓器便產生差動電壓輸出，輸出電壓的大小與相位取決于位移的大小與位移的方向。
2、“同軸電位器”式位置測器
該位置檢測器是采用了與記錄線圈同軸轉動的固態性電位器結構，其工作原理是當固態線性電位器隨記錄線圈同軸轉動時，R01和R02的阻值也在變化：線性電位器中心臂在中產位置時，R01=R02，此時V0＝ ；線性電位器中心臂在上面位置時，R01 ；線性電位器中心臂在下面位置時，R01>R02，，此時V0< 。也就是說它是利用電位器中心臂與記錄器線圈同軸移動，在不同的位置時R0不同的原理，以達到檢測記錄器不同位置時的相應反饋電壓之目的。
2、“同軸電位器”式位置測器
該位置檢測器是采用了與記錄線圈同軸轉動的固態性電位器結構，其工作原理是當固態線性電位器隨記錄線圈同軸轉動時，R01和R02的阻值也在變化：線性電位器中心臂在中產位置時，R01=R02，此時V0＝ ；線性電位器中心臂在上面位置時，R01 ；線性電位器中心臂在下面位置時，R01>R02，，此時V0< 。也就是說它是利用電位器中心臂與記錄器線圈同軸移動，在不同的位置時R0不同的原理，以達到檢測記錄器不同位置時的相應反饋電壓之目的。
3、“磁敏電阻”式檢測器
當磁鐵在磁敏電阻上、下移動時，R磁1和R磁2的阻值也相應變化：磁鐵在中間位置時，此時V0= ；磁鐵在上面位置時，R磁1>R磁2此時V0< ；磁鐵在下面位置時，R磁1 ?？傊?，它是得用磁鐵與記錄器線圈同軸轉動。使磁鐵在磁敏電阻上、下移動時，R磁不同的原理，從而達到檢測記錄器不同位置時的相應反饋電壓之目的。
二、位置反饋記錄器
位置反饋記錄器由內磁動圈記錄器構成，但不必安裝反作用彈簧，而由位置信號檢測裝置來代替彈簧的作用。內磁式記錄器的結構包括以下三個部分：
（1）放在表殼內，固定在表殼上。
（2）線圈與上下軸焊在一起，上軸與盤香彈簧定在壓板上。線圈的下軸（可以通過軸尖或軸承）被支架支撐，線圈可以在磁鋼外左右移動。
（3）熱筆用架固定在轉軸上。
內磁式記錄器的磁鋼放在電流計內部，組成內磁回路，與外磁回路相比，可以減少損耗，加之結構上不用外部的大塊磁鋼，因而記錄器的體積也相應減小。
記錄器的工作原理是利用電磁力F=BIL理論，可動線圈在沒有作用力，此時可動線圈在位置信號檢測裝置的支持下，處于水平狀態，熱筆處于記錄零位。如果有電流通過時，將形成一個轉動力N，該力矩可使要可動線圈旋轉?？蓜泳€圈不論是順時針還是逆時針旋轉，都使控制裝置產生一個與轉動力矩相反的力矩Nα。當線圈偏轉時，位置信號檢測裝置產生反抗力矩，并與它的扭轉角度α成正比。當N=Nα時，可動線圈停止轉動，由所停位置來指示流入線圈電流的大小，所以當通過線圈的電流大小和方向與心電信號相同時，熱筆就在心電記錄紙上描記出連續的心電信號電流波形。
熱筆采用“點”狀接觸熱筆，它是采用了半導體材料“點”接觸發熱元件，元件與筆桿之間用絕緣材料隔離，因而它的熱容量，散熱量和耗電量均較小?！包c”狀熱筆必須配合特殊機構才能將記錄器軸的轉動變成筆端的直線運動，從而使筆端的垂直位移與記錄器的偏轉角成正比。 三、“差動變壓器”式位置反饋記錄器電路
到目前為止，應用廣泛的國產XDH―3B型，進口ECG―6151、ECG―6511型等現代心電圖機采用位置檢測器式位置反饋記錄器電路。在這里本文以國產XDH―3B型心電圖機為例，就差動變壓器式位置反饋記錄器電路的工作原理簡述如下，僅供參考。
該電路主要由以下幾個部分組成.
1、限幅放大器
由運算放大器 YS3電路限幅放大器，其增益可由下式求得：
式中 中心點下部電阻，中點上部電阻。調整W即可改變限幅放大器的輸出，控制了記錄筆的移動幅度。
2．考畢茲振蕩器π
由偏流電阻R112、R113、復合管BG37、BG38與諧振回路L2、C26、C27組成電容三點式正弦波振蕩器。其頻率：
3、檢波濾波電路
由BG39、BG40、R114~R117、C30~C33和W11組成。此電路將V1、V2的輸出經BG39、BG40半波檢波和濾波后，將在W11的中心點（0點）得到一個對地的直流電平。此直流電壓V0與L0、L1及L2的相對位置變化成線性關系。在W11調到中心位置的情況下，熱筆在中間位置時，L0和L1、L2的相對位置相等。V1=V2，則V0=0。當熱筆偏轉時，L0線圈和記錄器線圈連軸發生轉動，V0就將發生變化。當L0靠近L1，遠離L2時，V1>V2，V0>0，輸出正電壓，反之 ，V2>V1，V0
4、位置反饋變壓器
由YS5組成，其電壓增益為 它的作用是將位置檢測信號V0進行放大，然后，一路經R98送到驅動放大器YS4的反相端，另一路經過微分電容C21、C22和W8、R100也送到YS4的反相端。W8為陰尼調節電位器。調節W8的大小，即可改變微分信號輸出的大小，以達到調節阻尼的目的。
5、驅動放大器
由運算放大器YS4和OCL單端推挽功率放大器BG31~BG34組成。靜態時，即在沒有做心測試時，YS4的6腳輸出為0。經R144分二路，一路經D3，D3導通，將BG31的基極箝位在0伏，BG34、BG34截止，射極輸出為0；另一路經D4，D4導通，BG32、BG33截止，輸出為0。熱筆處在中間位置。
動態時可分兩種情況討論：
（1）當測得的心電信號與位置檢測器的輸出一起疊加后送到YS4，并使YS4的輸出從0V 上升到+10V的過程中，經R144分兩路：一路隨YS4輸出電壓的上升，經D4使BG32、BG33截止。熱筆隨差YS輸出的增加在記錄紙上描記出正向的心電曲線。
（2）當兩倍疊加后使YS4的輸出從0V下降到—10V時，則與上述過程相反。熱筆隨著YS4的負向變化在記錄紙描記出負向的心電曲線。W7是驅動電路的靈敏度調節，相當于調節了記錄器系統的靈敏度。
6、“差動變壓器”式位置反饋系統工作原理
由正弦波振蕩器輸出的270KHz正弦波激勵差動變壓器，并通過熱筆與記錄器軸機械連接在一起，產生一個正比于記錄器的位移信號，經差動整流濾波，YS5放大后位置檢測信號與來自YS3的心電信號一起疊后送到YS4（心電信號與位置檢測信號是反相信號），YS4輸出驅動對稱單端推挽功率放大器去推動記錄器工作。當YS3的正信號等于YS5的負信號時，驅動放大器輸出為0，記錄器處于一個“動態平衡”狀態。當輸入心電信號發生變化時，記錄器又將偏轉并處于另一個新的“動態平衡”狀態。這樣，記錄器在各種不同狀態對幅值的描繪就是一幅心電信號。
反饋電路范文4
關鍵詞：鐵磁混沌；非線性；混沌控制
中圖分類號：TM132 文獻標志碼：A 文章編號：0253-987X（2015）04-0018-06
鐵磁諧振是電力系統中的一種非線性電氣現象，人們對鐵磁諧振研究始于20世紀初，數十年來，人們對鐵磁諧振從理論分析、實驗以及計算機仿真等方面進行了大量的研究。有學者發現，在由變壓器或者互感器等非線性電感元件飽和引起的諧振中出現分頻信號，該分頻信號用線性理論無法解釋，只能通過非線性動力學中的分岔理論解釋。Kieny于1991年首先在鐵磁諧振中觀察到混沌現象，之后學者們進行了相關探索。近年來，應用混沌理論分析鐵磁諧振中的分形和混沌現象是比較熱門的研究內容，但就電力系統中鐵磁混沌抑制的工作還需廣泛開展。
鐵磁混沌是鐵磁諧振的一種，呈現非周期振蕩特性。在中性點不接地的配網變電站中含有電磁式電壓互感器（PT），PT的勵磁電感在某些操作中受到沖擊會飽和，飽和的勵磁電感與母線對地電容參數匹配可能形成非線性諧振系統，該局部非線性系統就可能會產生分岔和混沌振蕩。鐵磁混沌振蕩會產生比周期性振蕩更高的過電壓，可能會燒毀互感器等設備，或導致設備外絕緣閃絡、爆炸等嚴重事故的發生。近年來，由于PT引起的變電站鐵磁諧振時有發生，溫州巨溪變電站35 kV母線因電壓互感器發生鐵磁振蕩。某發電廠廠用變電站6kV系統因鐵磁諧振造成PT燒毀導致廠用電停電事故，浙江部分變電站35 kV側因電壓互感器發生鐵磁諧振燒壞高壓熔絲等。
反饋電路范文5
關鍵詞: 信號源 負反饋 反饋深度
模擬電子方面的教材對放大器中的反饋講解比較透徹,但就負反饋放大器反饋深度與信號源內阻關系卻是一筆代過。而實際的信號源通常不是理想的恒流信號源或恒壓信號源,在絕大多數情況下信號源是存在內阻R的,信號源的內阻又一定會對負反饋放大電路的反饋深度產生影響。這個問題往往是比較容易被誤解的問題。本文就是以此為背景來討論這一問題。在研究信號源內阻與負反饋放大器反饋深度的關系之前,要先了解一些與其有關知識,以便更透徹地研究這一問題。
一、信號源內阻與負反饋深度的關系
當無反饋基本放大器R和及閉環負反饋系數確定后,負反饋放大器閉環源電壓增益及反饋深度1+與R緊密相關:
1. R越小,串聯負反饋效果越顯著。故串聯負反饋應采用低內阻R激勵信號源。
2. R越大,并聯負反饋效果越顯著。故并聯負反饋應采用高內阻R激勵信號源。
3.對于并聯負反饋電路只能求閉環源電壓增益= (=R),而沒有“閉環電壓增益”這一概念。因為=即為無反饋基本放大器開環電壓增益。
4.串聯負反饋電路電壓增益有閉環源電壓增益=和閉環電壓增益=兩種。[2]
二、信號源內阻與負反饋深度的關系推導
1.信號源內阻對串聯負反饋深度的影響
計入和不計入R的開環增益和的關系== (1.1),將基本放大電路的放大倍數公式=代入式(1.1),可得,=(1.2)。
計入和不計入R的閉環增益和的關系為== =(1.3),將閉環放大倍數的一般表達式 代入式=(1.3),可得= (1.4)。
上式中R=(圖中未標出)為串聯負反饋放大器輸入電阻,且有R=R(1+)(1.5),代入式(1.4),并考慮到式(1.2)可得=(1.6);=(電壓串聯負反饋)(1.7);=(電流串聯負反饋) (1.8)。
由于、、R均與R無關,由式(1.2)、式(1.6)知,R越大,越小(R越小,越大),反饋深度1+越小,負反饋越弱(反饋深度1+越大,負反饋越強)。當極限情形R∞時,0,反饋深度1+1,則、即負反饋不存在。故為使串聯負反饋效果顯著,R越小越好。[3]
2.信號源內阻對并聯負反饋深度的影響
計入和不計入R的開環增益和的關系為== (1.9),將式=代入式(1.9),可得==(1.10)。
計入和不計入R的閉環增益和的關系為== =(1.11),將式=代入式(1.3),可得= (1.12)。
上式中R=(圖2中未標出)為并聯負反饋放大器輸入電阻,且有R=(1.13),代入式(1.12),并考慮式(1.10)可得=(1.14)。
電壓并聯負反饋:=(1.15);
電流并聯負反饋: =(1.16)。
由于、、R與R無關,由式(1.10)、式(1.14)知,R越小,越小(R越大,越大),反饋深度1+越小,負反饋越弱(反饋深度1+越大,負反饋越強)。當極限情形R0時,0,反饋深度1+1,則、即負反饋不存在。故為使并聯負反饋效果顯著,R越大越好。[2]
3.物理解釋
我們都知道負反饋的本質是輸出量(或)對凈輸入量′(′或′)的自動調節控制,從而保證輸出量的穩定。而R的大小直接關系到這種調節控制的強弱(即負反饋的強弱)。
由圖1知,對串聯負反饋,加到凈輸入端的電壓調節控制量(即單獨作用時加在R兩端的電壓)為′=。顯然,R越大,輸出對輸入的電壓調節控制量′越小,即負反饋越弱,反之負反饋越強。這是因為R越小,越可視為恒壓,則反饋電壓引起的凈輸入電壓′的變化越大,即負反饋越強。當極限情形R∞時,′0,故無負反饋作用。
由圖2可知,對并聯負反饋,反饋電流加到凈輸入端的電流調節控制量(即=0、單獨作用時流經R的電流)為′==。顯然,R越小,輸出對輸入的電流調節控制量I′越小,即負反饋越弱,反之負反饋越強。這是因為,R越大時,越可視為恒流,則反饋電流引起的凈輸入電流′的變化越大,即負反饋越強。當極限情形時R0,′0,無負反饋作用。[2]
在研究負反饋放大電路反饋深度問題時,絕不可以忽略信號源內阻對其的影響。通過前面的研究我們已經得出以下結論。
串聯負反饋應采用低內阻R激勵信號源。且串聯負反饋電路電壓增益有閉環源電壓增益=和閉環電壓增益=兩種。
故并聯負反饋應采用高內阻R激勵信號源,且并聯負反饋電路只能求閉環源電壓增益 =(=R),而沒有“閉環電壓增益”這一概念。
參考文獻:
[1]童詩白,華成英.模擬電子技術基礎(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2001.
[2]張鳳言.電子電路基礎(第二版)――高性能模擬電路和電流模技術[M].北京:高等教育出版社,1995.
[3]康華光.電子技術基礎模擬部分[M].北京:高等教育出版社,2001.
反饋電路范文6
【關鍵詞】直流推桿電機；自動檢測；故障檢測
直流推桿電機，又稱電動推桿，在工程機械應用的場合非常廣泛，它能將電能直接轉換成直線運動機械能[1]。推桿是電機的執行機構，推桿位置通過其內置的電位器電阻大小來反饋。推桿縮進時，反饋電位器的滑塊向一邊移動；推桿伸出時，反饋電位器的滑塊向另一邊移動。因此控制電機線圈兩端電壓大小，并將電位器電阻作為反饋，可以最終達到控制推桿在行程中間任一位置停止的目的。
理論上，電機內部電位器的電阻變化應該是線性的。但是，經大量試驗發現，這種電位器的電阻可能存在缺陷點，即非線性變化，這會導致被控發動機轉速波動很大。
為解決以上問題，本文介紹了一種直流推桿電機自動檢測系統的設計。該系統包括電機檢測器和上位機軟件，如圖1。電機檢測器為電機的電位器提供電源，使電機電位器的電阻變為可被其采樣的電壓，并讓電機做往復運行，將電機運動時的電位器電壓通過RS232端口發送到上位機軟件，上位機軟件再將該電壓繪制成曲線，電機停止后計算曲線的線性度，以此判斷該電機是否有缺陷。
本系統使用RS232作為電機檢測器與上位機軟件的通信接口。RS232作為個人計算機上的通訊接口之一，也是普通MCU上廣泛使用的通信接口，可滿足本系統的要求。
圖 1檢測原理
一、電機檢測器
電機檢測器由電源電路、PWM信號輸出電路、模擬量采集電路、RS232接口電路和MCU電路構成，如圖2。PWM信號輸出電路用于將MCU輸出的低電壓信號轉變為能驅動電機的高電壓信號。模擬量采集電路用于為電機反饋電位計供電并采集反饋電壓和檢測電機驅動電路的電流。RS232接口電路用于與PC通信。
圖 2電機檢測器構成
為發現電機故障，需要對電機的全行程進行檢測。先對電機位置初始化，即電機伸到最大行程，此時并不發送反饋數據，然后電機進行回縮運動，電機檢測器開始發送反饋電壓數據，當電機縮到最短行程后，保持一段時間，此時電機會堵轉，電機瞬間過流后進入堵轉電流，維持幾秒鐘后反向輸出，然后電機進行伸出運動，電機檢測器繼續發送反饋電壓數據，當電機伸到到最長行程后，保持一段時間，此時電機會堵轉，電機瞬間過流后進入堵轉電流，維持幾秒鐘后停止輸出，整個檢測過程結束。
因此電機反饋電壓的工作曲線如圖3所示。將該曲線分為5段，通過上位機判斷電機故障（詳見下面的章節）。
圖 3電機反饋電壓曲線分段
二、上位機軟件
上位機軟件由通信模塊、人機交互界面模塊、數據庫模塊和計算模塊構成。本軟件使用微軟公司的Visual 編寫。人機交互界面模塊用于響應用戶的指令，而數據庫模塊用于保存每個電機測試的數據。
通信模塊用于與電機檢測器通訊。通信模塊使用微軟公司的控件MSCOMM，它提供了兩種處理通信的方法：事件驅動和查詢方式[2]。事件驅動用于信息量小，通信頻率高的情況；而查詢方式適用于信息量大，通信頻率低的情況。如果通信處理方式不當，會出現上位機軟件反應慢或假死的情況。本系統需要將下位機采集的反饋電壓發送到上位機，不能漏掉任何一個點，數據接收數據頻率高，還需要實時繪圖，因此選擇查詢方式進行通信。
為實現通信模塊的接收高速處理，本軟件使用了一個線程定時器來接收數據，并另外建立了一個線程來進行數據處理；通過一個Arraylist來作為緩存存放接收的數據，并使用同步鎖（SyncLock）來避免線程競爭引起的數據錯誤。
計算模塊是將通信模塊獲得的數據得到曲線線性度來判斷電機是否損壞。
線性度的計算公式為：
δ=（ΔYmax/ Y）*100% （1）
其中ΔYmax為實際曲線與擬合曲線的最大差值，Y為滿量程輸出。
首先需要得到擬合曲線。圖3表示本系統采樣的曲線形狀，該曲線分為5段：開始段、回縮段、保持段、伸出段和結束段。從圖3中可以看出，擬合曲線應當為線性曲線，本設計采用常用的曲線擬合方法――最小二乘法進行分段曲線擬合。
最小二乘法分段線性擬合步驟為[3]：
1、將數據點分段
2、確定基函數
3、建立正規方程組
4、解正規方程
5、寫出擬合函數
下面根據以上步驟對本軟件采樣的曲線進行擬合。
假設采樣點為：
……
其中N1，N2，……，Nk是每組中數據的個數。
將采樣點分為5組（曲線分為5段），即k=5。為方便擬合，可以先求采樣點的最大值和最小值，然后將與最大值相差在1%以內的分為2組，那么一組是開始段，另一組是結束段；再將與最小值相差在1%以內的數據分為一組，即保持段。開始段和保持段之間的數據為一組，即回縮段；保持段和結束段之間的數據是一組，即伸出段。
對這k組數據點分別應用最小二乘線性擬合，得到各組數據所對應的近似線性函數。
……
解以上方程，就可以得到該曲線的擬合方程。
然后就可以計算出回縮段和伸出段對應的線性方程的線性度。
一般的，電機反饋電壓線性度不會超過5%，如果超過，本軟件會判斷為電機有故障。
三、結語
本系統已經在電機產品入庫質檢流程中得到了很好的應用，降低了產品的反饋率，該設計也可以應用與其他直線電機。
參考文獻：
[1]蔡長春，徐志鋒，潘晶，莊建平，劉新才.直線電機的發展和應用[J].微電機（伺服技術），2003，2： 47-50.
[2] 許自敏，朱子.基于VB MSComm控件在PC機與單片機串口通信中的應用[J].工業控制計算機，2011，06： 104-106.
[3]蔡山，張浩，陳洪輝，沙基昌.基于最小二乘法的分段三次曲線擬合方法研究[J].科學技術與工程，2007，03： 352-355.
