在反馈系统中，所有或部分正或负输出信号被反馈到输入端。
反馈系统处理信号，所以它是一个信号处理器。反馈系统的处理部分可以是电气的或电子的，从非常简单的电路到非常复杂的电路。
简单的模拟反馈控制电路可以由单个或分立元件构成，例如晶体管、电阻和电容，或者可以形成基于微处理器和集成电路(IC)的更复杂的数字反馈系统。
我们可以看到，开环系统是这样的，具有开路端，不试图补偿电路参数变化引起的电路条件或负载条件的变化，如增益和稳定性、温度、电源电压变化和/或外部干扰。然而，这些开环通过引入反馈，可以消除或至少显著减少变更。
反馈系统是对输出信号进行采样，然后反馈到输入端，形成驱动系统的误差信号。在上一个关于闭环系统的教程中，我们看到，一般来说，反馈由一个子电路组成，它允许系统的一小部分输出信号修改有效输入信号，从而产生响应。这可能与没有这种反馈时产生的响应大不相同。
反馈系统非常有用，并广泛用于放大器电路、振荡器、过程控制系统和其他类型的电子系统。但是，为了使反馈成为有效的工具，必须对其进行控制，因为不受控制的系统会振荡或无法运行。反馈系统的基本模型如下：
反馈系统框图模型
这种感测、控制和驱动的基本反馈回路是反馈控制系统背后的主要概念。将反馈应用于电子电路有几个很好的理由：
可以精确控制系统增益和响应等电路特性。
电路的特性可以独立于工作条件，例如电源电压或温度变化。
由所用元件的非线性特性引起的信号失真可以大大降低。
频率、增益和带宽电路或系统可以容易地控制在限制范围内。
虽然有许多不同类型的控制系统，但反馈控制只有两种主要类型，即负反馈和正反馈。
正反馈系统
在正反馈控制系统增加一个设定值和一个输出值控制器作为反馈和输入同相。正面(或再生)反馈的效果是增加系统增益，即有正反馈的总增益将大于无反馈的总增益。例如，如果有人表扬你或给你积极的反馈，你会对自己感到高兴和充满活力，你会感到更加积极。
但在电子和控制系统中，赞美多了，正反馈多了，会使系统增益增加太多，会引起振荡电路的响应，因为它会增加有效输入信号的幅度。
正反馈系统的一个例子可以是基于电子放大器的电子放大器。运算放大器，或运算放大器，如图所示。
正反馈系统
Vout输出电压信号的一小部分通过前置反馈电阻反馈到同相()输入端，实现了对运算放大器R F的反馈控制。
如果输入电压Vin为正，运算放大器放大该正信号，输出得到校正。一些输出电压通过反馈网络返回到输入端。
因此，输入电压变得更正，导致更大的输出电压等等。最后，输出在其正电源轨上饱和。
同样，如果输入电压Vin为负，则会发生相反的情况，运算放大器在其负电源轨处饱和。我们可以看到，正反馈不允许电路像放大器一样工作，因为输出电压很快会饱和到某个电源轨，因为更多导致更多和少导致少在正反馈循环中。
那么，如果任一系统的环路增益为正，则传递函数为：Av=G /(1-GH)。请注意，如果GH=1，系统增益Av=无穷大，电路就会开始自激振荡，然后就不需要输入信号来维持振荡了，如果你想做振荡器的话，这个很有用。
尽管通常认为这种行为是不可取的，但在电子设备中使用这种行为是为了获得对条件或信号的非常快速的开关响应。使用正反馈的一个例子是滞后，其中逻辑设备或系统保持给定状态，直到输入超过预设阈值。这种行为被称为双稳态并且通常与逻辑门和数字开关器件(例如多谐振荡器)相关联。
我们已经看到，积极的或再生的反馈会增加增益和不稳定性的可能性。可能导致自激振荡的系统。因此，正反馈被广泛应用于振荡电路中，如振荡器和时序电路。
负反馈系统
在负反馈控制系统当反馈与原始输入不同相时，设定值和输出值相互相减。负面(或退化)反馈的效果是减少收益。例如，如果有人批评你或给你负面反馈，你会对自己感到不高兴，所以你缺乏精力，你感觉不太积极。
因为负反馈会产生稳定的电路响应，提高稳定性，增加给定系统的工作带宽，所以大多数控制和反馈系统都退化了，降低了增益的影响。
负反馈系统的一个例子是基于运算放大器的电子放大器，如图所示。
负反馈系统
放大器的负反馈控制是输出电压信号Vout的一小部分通过反馈电阻Rf返回到反相(-)输入端。
如果输入电压Vin为正，运算放大器会放大这个正信号，但由于它连接到放大器的反相输入端，输出变得更负。一些输出电压通过Rf反馈网络返回到输入端。
因此，负反馈信号降低了输入电压，导致输出电压更小，等等。最后，输出将稳定在由RfRin的增益比决定的值。
类似地，如果输入电压Vin为负，则发生反转，并且运算放大器的输出变为正(反转)，这增加了负输入信号。然后我们可以看到，只要输出在饱和限值内，负反馈就允许电路用作放大器。
因此，我们可以看到，输出电压是稳定的，受反馈控制，因为负反馈回路越多越少和少导致多。
那么如果环路增益对于任何系统都是正的，那么传递函数就是：Av=G /(1 GH)。
在放大器中使用负反馈过程控制系统是很常见的，因为负反馈系统通常比正反馈系统更稳定。如果负反馈系统在任何频率下都不自动振荡，则认为它是稳定的，除了给定的电路条件。
另一个优点是，负反馈也使控制系统对元件值和输入的随机变化更加免疫。当然，没有什么是免费的，所以必须谨慎使用，因为负反馈会显著改变给定系统的运行特性。
反馈系统的分类
到目前为止，我们已经看到了输出信号是反馈到输入端。对于反馈系统，这可以是正反馈，也可以是负反馈。但是测量输出信号并将其引入输入电路的方式可能会有很大不同，从而产生四种基本类型的反馈。
根据放大的输入量和所需的输出条件，输入和输出变量可以建模为电压或电流。因此，有四种基本类型的单回路反馈系统，其中输出信号被反馈到输入。它们是：
串并联配置-电压输入和输出或电压控制电压源(VCVS)。
并联配置-电流输入和输入电压输出或电流控制电压源(CCVS)。
串联配置-电压输入和电流输出或压控电流源(VCCS)。
串联分流配置-电流输入和输出或电流控制电流源(CCCS)。
这些名称来自反馈网络在输入级和输出级之间的连接方式，如图所示。
串并联反馈系统
串并联反馈，也称为串联电压反馈，用作电压控制反馈系统。反馈网络反馈的误差电压与输入串联电压相同。输出反馈的电压与输出电压Vo成正比，因为它是并联或并联的。
串并联反馈系统
对于串联并联连接，配置定义为输出电压，Vout定义为输入电压Vin。大多数反相和同相运算放大器电路与串联并联反馈一起工作，产生所谓的电压放大器。作为电压放大器的理想输入电阻，Rin很大，理想输出电阻Rout很小。
然后系列-反馈配置用作真电压放大器，因为输入信号是电压，输出信号是电压，所以传输增益如下：Av=VoutVin。请注意，这个量是无量纲的，因为它的单位是伏特/伏特。
串联并联反馈系统
串联分流反馈，也称为分流电流反馈，用作电流-电流控制反馈系统。反馈信号与负载中流动的输出电流Io成比例。反馈信号与输入并联或分流，如图所示。
串联并联反馈系统
对于并联串联连接，配置定义为输出电流，Iout定义为输入电流Iin。在并联-串联反馈配置中，反馈信号与输入信号并联，因此它是电流，而不是增加的电压。
这种并联分流反馈连接通常不会影响系统的电压增益，因为对于电压输出，需要输入电压。此外，输出端的串联连接会增加输出电阻Rout，而输入端的并联连接会降低输入电阻Rin。
然后并联-串联反馈配置用作真正的电流放大器。因为输入信号是电流，输出信号是电流，所以传输增益如下：Ai=IoutIin。请注意，这个量是无量纲的，因为它的单位是安培/安培。
串联-串联反馈系统
串-串反馈系统，又称串联电流反馈，用作电压-电流控制反馈系统。在串联电流配置中，反馈误差信号与输入串联，并与负载电流Iout成比例。实际上，这种类型的反馈将电流信号转换为实际反馈电压，即从输入中减去的电压。
串联反馈系统
对于串联连接，配置定义为输出电流，Iout定义为输入电压Vin。由于串联的输出电流Iout充当电压反馈，它将增加系统的输入和输出阻抗。因此，该电路作为跨导放大器具有最佳效果，具有理想的输入电阻、非常大的Rin和理想的输出电阻Rout。
然后串联反馈配置用作跨导放大器系统，因为输入信号是电压，输出信号是电流。那么，对于串联反馈电路，传输增益如下：Gm=IoutVin。
并行反馈系统
并联反馈系统，也称为并联电压反馈，用作电流-电压控制反馈系统。在并联-分流反馈配置中，反馈信号与输入信号并联。检测输出电压并从分流器中的输入电流中减去电流，从电流中减去电流而不是减去的电压。
分离-分离反馈系统
对于并联-并联连接，配置定义为输出电压，Vout定义为输入电流Iin。当输出电压作为电流反馈到电流驱动输入端口时，输入和输出端的并联会降低输入和输出阻抗。因此，该系统作为具有理想输入电阻的跨阻系统具有最佳效果，具有非常小的Rin和理想输出电阻Rout。
然后，分流电压配置用作跨阻电压放大器。因为输入信号是电流，输出信号是电压，所以传输增益如下：Rm=VoutIin。
反馈系统总结
我们已经看到，反馈系统对输出信号进行采样，然后反馈到输入端，形成驱动系统的误差信号。根据所用反馈的类型，与系统输入信号混合的反馈信号可以是电压或电流。
总是改变性能的反馈系统和反馈装置可以是正(再生)或负(退化)反馈系统。如果系统周围的反馈回路产生负回路增益，则反馈被认为是负的或降级的，负反馈的主要作用是降低系统增益。
但是环路周围的增益是正的。据说系统有正反馈或再生反馈。正反馈的作用是
我们还看到，框图可以用来演示各种类型的反馈系统。在上面的框图中，输入输出变量可以建模为电压或电流，因此有四种输入输出组合，分别代表可能的反馈类型，即：串联电压反馈、并联电压反馈、串联电流反馈和并联电流反馈。
这些不同类型的反馈系统的名称来自于反馈网络在输入和输出级之间并联(分流)或串联的方式。
在下一个关于反馈系统的教程中，我们将研究负反馈对系统的影响，并了解如何利用它来提高控制系统的稳定性。
