积极反馈

正如我们所见，负反馈在应用于运算放大器时是一个非常有用的原理。它使我们能够创建所有这些实用的电路，只需更改一些电阻值，就能够精确设置增益、速率和其他重要参数。负反馈使所有这些电路稳定和自我校正。

负反馈的基本原理是输出趋向于创造平衡（平衡）条件的方向。在没有反馈的运算放大器电路中，没有校正机制，输出电压将随着输入之间施加的最少量差分电压而饱和。结果是一个比较器：

对于负反馈（输出电压以某种方式“反馈”到反相输入），电路往往会阻止自身将输出驱动到完全饱和。相反，输出电压仅根据平衡两个输入的电压所需的高或低来驱动：

无论输出是直接反馈到反相（-）输入端，还是通过一组元件耦合，效果都是一样的：运算放大器极高的差分电压增益会被“驯服”，电路会根据根据将输出连接到反相输入的反馈“回路”的指示。

正反馈如何在运算放大器中发挥作用？

另一种类型的反馈，即正反馈 ，也可用于运算放大器电路。与负反馈不同，在负反馈中，输出电压“反馈”到反相 (-) 输入端，正反馈时，输出电压以某种方式返回到同相 (+) 输入端。以最简单的形式，我们可以将一条直线从输出连接到同相输入，然后看看会发生什么：

反相输入与反馈回路保持断开连接，可以自由接收外部电压。让我们看看如果我们将反相输入接地会发生什么：

随着反相输入接地（保持在零伏），输出电压将由同相输入处电压的幅度和极性决定。如果该电压恰好为正，运算放大器也将驱动其输出为正，将该正电压反馈到同相输入，这将导致完全正输出饱和。另一方面，如果同相输入端的电压刚好从负开始，运算放大器的输出将向负方向驱动，反馈到同相输入端，导致完全负饱和。

我们这里有一个输出双稳态的电路 ：在两种状态之一（饱和正或饱和负）中稳定。一旦达到这些饱和状态之一，它就会倾向于保持该状态不变。使其切换状态所必需的是施加在具有相同极性但幅度稍大的反相 (-) 输入上的电压。例如，如果我们的电路在 +12 伏的输出电压下饱和，则反相输入端的输入电压至少需要 +12 伏才能使输出发生变化。当它发生变化时，它将完全饱和。

正面反馈有何用处？

具有正反馈的运算放大器倾向于保持其已经处于的任何输出状态。它“锁定”在两种状态之一之间，饱和正或饱和负。从技术上讲，这称为滞后 .

迟滞对于比较器电路来说可能是一个有用的特性。正如我们之前所见，比较器可用于从任何类型的斜坡波形（正弦波、三角波、锯齿波等）输入产生方波。如果输入的交流波形是无噪声的（即“纯”波形），那么简单的比较器就可以正常工作。

但是，如果波形中存在任何异常，例如谐波或“尖峰”，导致电压在单个周期的时间跨度内大幅上升和下降，则比较器的输出可能会意外切换状态：

任何时候参考电压电平发生转变，无论转变多么微小，比较器的输出都会切换状态，产生带有“毛刺”的方波。

如果我们在比较器电路中加入一点正反馈，我们就会在输出中引入迟滞。这种迟滞会导致输出保持当前状态，除非交流输入电压发生主要 量级变化。

该反馈电阻器创建的是比较器电路的双参考。施加到同相 (+) 输入端作为与输入交流电压进行比较的参考电压会根据运算放大器输出电压的值而变化。当运算放大器输出为正饱和时，同相输入端的参考电压将比以前更正。相反，当运算放大器输出为负饱和时，同相输入端的参考电压将比以前更负。结果在图表上更容易理解：

当运算放大器输出为正饱和时，上参考电压生效，除非交流输入上升到以上，否则输出不会下降到负饱和电平 那个上参考水平。相反，当运算放大器输出为负饱和时，较低的参考电压生效，除非交流输入降至以下，否则输出不会上升到正饱和电平 那个较低的参考水平。尽管交流输入信号存在大量失真，但结果仍然是干净的方波输出。为了使“毛刺”使比较器从一种状态切换到另一种状态，它必须至少与上下参考电压电平之间的差异一样大（高），并且在正确的时间点跨越这两个层面。

运算放大器电路中正反馈的另一个应用是构建振荡器电路。 振荡器 是一种产生交流 (AC) 或至少脉冲输出电压的设备。从技术上讲，它被称为稳定 设备：没有稳定的输出状态（没有任何平衡）。振荡器是非常有用的设备，只需一个运算放大器和一些外部组件即可轻松制作。

当输出饱和为正时，Vref 将为正，电容器将向正方向充电。当 Vramp 以最小幅度超过 Vref 时，输出将饱和为负，并且电容器将以相反的方向（极性）充电。发生振荡是因为正反馈是瞬时的，而负反馈是延迟的（通过 RC 时间常数）。该振荡器的频率可以通过改变任何组件的大小来调整。

评论：

• 负反馈创造了平衡的条件 （平衡）。正反馈会造成滞后 （在两种极端状态之一中“锁定”的倾向）。
• 一个振荡器 是一种产生交流或脉冲输出电压的设备。

相关工作表：

• 正反馈运算放大器电路工作表