电子技术ch4负反馈电路—80学时(修改.ppt

电子技术 第四章 放大电路中的 负反馈 模拟电路部分 1 第四章 放大电路中的负反馈 4.1 负反馈的概念 4.2 负反馈的类型及分析方法 4.3 负反馈对放大电路的影响 2 反馈在电子电路中应用极为广泛。按照极性的不同，反 馈可分为负反馈和正反馈两种类型，它们在电子电路中 的作用不同。在所有实用的放大电路中都要适当地引入 负反馈，用以改善放大电路的一些性能指标。正反馈会 造成放大电路的工作不稳定，但在波形产生（即振荡） 电路中则要引入正反馈，以满足自激振荡的条件。 本章首先介绍反馈的基本概念及负反馈放大电路的类型 ，然后介绍负反馈放大电路的分析方法、负反馈对放大 电路性能的影响。 3 4.1 负反馈的概念 1. 什么叫反馈 定义：把电路的输出量（一部分或全部）通 过反馈网络送回到输入端，从而影响净输入的 过程。 判断：反馈网络连接输入与输出回路。 4 例1：反馈的判断 直流负反馈稳定 ICQ直流： 交流：交流负反馈稳定 5 例： 有无反馈？ 直流反馈还是交流反 馈？ ？ 6 2反馈极性 (1) 定义： 负反馈：反馈回的信号与原输入信号的作用 相反；使净输入下降；增益下降。 正反馈：反馈回的信号与原输入信号的作用 相同；使净输入增加；增益增加。 (2) 极性判断方法瞬时极性法 先假定输入量的瞬时极性(+、正、) 由输出通过反馈网络确定反馈信号极性。 观察反馈量与原输入对净输入的作用： 按信号正向放大（入出）路径，根据输入、 输出相位关系，确定输出量的瞬时极性。 相同正反馈 相反负反馈 7 例： 反馈网络： R4、R3、R7，型 原输入 现输入 正反馈 反馈极性 8 反馈网络： RF 原输 入 现输入 负反馈 反馈极性 9 反馈极性 正反馈 负反馈 10 例 ： 输入 回路 输出 回路 判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直 反馈还是交流反馈？ RE 介于输入输出回路，有反馈。 反馈使 uid 减小，为负反馈。 既有直流反馈，又有交流反馈。 6.1.2反馈的判断（6） 11 例：判断下图电路的反馈极性。 6.1.2反馈的判断（7） 12 3. 本级反馈与级间反馈的判断 本级反馈 反馈信号取自本级输出，回送到本级 的输入回路。 级间反馈 反馈信号取自后一级输出，回送到 前一级的输入回路。 整体反馈 反馈信号取自最后一级输出，回送到 最前一级的输入回路。 13 例： + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf 14 、负反馈放大电路的组成 信 号 源 求 和 基本放 大电路 取 样 负 载 输入量 净输入 输出量 开环 反馈 网络 反馈量 反馈环 闭环 15 信 号 源 求 和 基本放 大电路 取 样 负 载 反馈 网络 1基本放大电路（无反馈 ） 16 信 号 源 求 和 基本放 大电路 取 样 负 载 反馈 网络 反馈网络 二端口反馈系数F 17 信 号 源 求 和 基本放 大电路 取 样 负 载 反馈 网络 输出取样 (1)电压取样（电压反馈） 连接方式并联 反馈网络输入为VO 18 输出取样(续一） (1)电压取样（电压反馈） 连接方式并联 反馈网络输入为VO 19 RL uo RL uo 电压反馈采样的两种形式 采样电阻很大 输出取样(续二） 20 信 号 源 求 和 基本放 大电路 取 样 负 载 反馈 网络 输出取样(续三） (1)电流取样（电流反馈） 连接方式串联 反馈网络输入为O 21 输出取样(续四） (1)电流取样（电流反馈） 连接方式串联 反馈网络输入为O + _ 22 输出取样(续五） 电流反馈采样的两种形式 ： RL io iE RL io iE Rf 采样电阻很小 23 信 号 源 求 和 基本放 大电路 取 样 负 载 反馈 网络 输入求和 连接方式串联 (1)串联求和（串联反馈） （信号源、放大器、反馈网络） 电压加减 Vid = Vi - Vf 信号源等效 成电压源 24 输入求和(续一） 连接方式串联 (1)串联求和（串联反馈） （信号源、放大器、反馈网络） 电压加减 Vid = Vi - Vf 信号源等效 成电压源 25 信 号 源 求 和 基本放 大电路 取 样 负 载 反馈 网络 输入求和(续二） 连接方式并联 (1)并联求和（并联反馈） （信号源、放大器、反馈网络） 电流加减 iid = ii - if 信号源等效 成电流源 26 输入求和(续三） 连接方式并联 (1)并联求和（并联反馈） （信号源、放大器、反馈网络） 电流加减 iid = ii - if 信号源等效 成电流源 27 i if ib ib=i-if 并联反馈 uf ui ube ube=ui-uf 串联反馈 输入求和(续四） 28 用电路结构判断反馈类型 运放电路 6.1.2反馈的判断（5） 29 用电路结构判断反馈类型 运放电路 30 uf ud 例1 ： + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf 分立元件电路（CE) 31 例2：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。 RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui ube ie 电流串联反馈 RE2对交流反 馈不起作用 1. 对交流信号： ieueube=ui-ue ibie RE1：电流串联负反馈。 32 2. 对直流信号： RE1、RE2对 直流均起作 用，通过反 馈稳定静态 工作点。 反馈过程： IE RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui UBE IE UB UE UE=IE(RE1+RE2)UBE=UBUE IBIE 33 例3：判断如图电路中RE3的负反馈作用。 +UCC T1 T2 T3 RB1 RC1RB2 RC2 RB3 RC3 RE3 uiube1 uf ie3 电流串联负反馈。 34 负 反 馈 交流反馈 直流反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈 稳定静态工作点 负反馈的分类 电压串联负反馈 信 号 源 求 和 基本放 大电路 取 样 负 载 反馈 网络 35 4.2 负反馈放大电路 (四种类型组合） 1. 电压串联负反馈 (1) 反馈网络 (2) 类型 电压串联负反馈 (3) 反馈系数 36 运放电路 (4)电压串联负反馈特点 稳定vO； 输出电阻ro变小 ； 输入电阻ri 变大； 反馈量在输入回路是以 电压形式出现 串联反馈要求恒压激励(RS0) 反馈失效 反馈最强 电压负反馈 串联负反馈 37 (1) 反馈网络： Rf 、RE1 (2) 类型 电压串联负反馈 (3) 反馈系数 uf uid 例 ： + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf (+) (+)(-) (-) (+) (+) (4) 特点（5点） 38 2. 电流并联负反馈 (1) 反馈网络 (2) 类型 电流并联负反馈 (3) 反馈系数 39 稳定iO； 输出电阻ro变 大； 输入电阻ri 变小； 反馈量在输入回路是以电流形式出现 并联反馈要求恒流激励( ) 反馈失效 反馈最强 电流负反馈 并联负反馈 + _ (4)电流并联负反馈特点 40 例：判断Rf是否负反馈 若是，判断反馈的组态 。 +UCC RC C2 C1 Rf ui uo i ib if 电压反馈 并联反馈 uoif ib=i+if uo (1) 反馈网络 Rf (2) 类型 电压并联负反馈 (3) 反馈系数 (4) 特点（5点） 3.电压并联负反馈 41 电压并联负反馈（续一） (+) (-) (-) 42 4.电流串联负反馈 例: 判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。 电流反馈 串联反馈 +UCC uC1 uB2 uo ui uF RE2 Rf RE1 RC1RC2 iE2 43 + _ 44 + + - 反馈放大电路的简化框图 负反馈放大电路的分析方法 1、负反馈放大电路的基本关系式 求和 ： 比例系数:开环增益: (基本放大电路 ) 闭环增益: (反馈放大电路) 环路增益: 45 负反馈放大电路的基本关系式(续一） + + - 反馈放大电路的简化框图 (1)电压串 联 (2)电流并 联 (3)电流串联 (4)电压并联 AF 无量纲 ! 46 负反馈放大电路的基本关系式(续二） 反馈深度: D的意义:（稳态条件下 ） 负反馈D 1 时，深度负反馈 ！ 正反馈 正反馈自激 ！47 分析举例(黑板） 例题: 回答下列问题。 1.若要实现串联电 压反馈, Rf 应接向 何处? 2.要实现串联电压 负反馈,运放的输 入端极性如何确定 ？ 48 4.3 负反馈对放大电路性能的影响 提高增益的稳定性 减少非线性失真 扩展频带 改变输入电阻和输出电阻 在放大器中引入 负反馈 降低了放大倍数 使放大器的性能得以改善： 49 一. 提高放大倍数的稳定性 闭环时 则 只考虑幅值有 此式说明，负反馈放大电路放大倍数的相对变化量是基本放 大电路放大倍数的相对变化量的（1+AF)分之一。也就是说 ，放大倍数的稳定性提高了（1+AF)倍。 另一方面: 在深度负反馈条件下 即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性 元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。 增益稳定性提高到D倍。只稳定由A变化引起的Af的变化， 当F变化时，则不起作用。 不同的反馈网络，稳定的是不同的增益。 50 一、对放大倍数的影响 Ao 开环放大倍数 AF闭环放大倍数 反馈深度定义： 51 同相，所以 则有：负反馈使放大倍数下降。 引入负反馈使电路的稳定性提高。 (2) 中， (1) (3) 若称为深度负反馈，此时 在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈 网络有关。 52 二、改善波形的失真 Ao ui uo 加反馈前 加反馈后 uf ui ud Ao F + 改善 uo uo 53 三、对输入、输出电阻的影响 1. 串联负反馈使电路的输入电阻增加： 2. 并联负反馈使电路的输入电阻减小： 例如:射极输出器 理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了 一个电阻，故输入电阻增加。 理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了 一条支路，故输入电阻减小。 54 3. 电压负反馈使电路的输出电阻减小： 例如:射极输出器 理解：电压负反馈目的是阻止uo的变化，稳定 输出电压。 放大电路空载时 可等效右图框中 为电压源： 输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然 。 ro eso uoRL 55 理解：电流负反馈目的是阻止io的变化，稳定 输出电流。 放大