模电课件第四章负反馈放大电路.ppt

1,4.1 负反馈的概念,凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈。,若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。,这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。,第四章 负反馈放大电路,2,反馈框图：,3,反馈电路的三个环节：,放大：,反馈：,迭加：,反馈框图：,4,例：,Rf、RE1组成反馈网络，反馈系数：,5,4.2 负反馈的类型及分析方法,4.2.1 负反馈的类型,(1),根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。,如果反馈信号取自电压信号，叫电压反馈。如果反馈信号取自电流信号，叫电流反馈。,电压负反馈具有稳定输出电压、减小输出电阻的作用。电流负反馈具有稳定输出电流、增大输出电阻的作用。,6,电压反馈采样的两种形式：,7,电流反馈采样的两种形式：,8,(2),根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较的，叫串联反馈。,反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较的，叫并联反馈。,串联反馈使电路的输入电阻增大，并联反馈使电路的输入电阻减小。,9,ib=i-if,并联反馈,ube=ui-uf,串联反馈,10,(3),交流反馈与直流反馈,有的反馈只对交流信号起作用，称为交流反馈。有的反馈只对直流起作用，称为直流反馈。有的反馈对交直流均起作用。,在反馈网络中串接隔直电容，可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。,在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。,11,增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。,注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。,12,增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。,13,负反馈,交流反馈,直流反馈,电压串联负反馈,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,14,4.2.2负反馈的分析方法,分析步骤：,3、是否负反馈？,4、是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）,1、找出反馈网络（电阻）。,2、是交流反馈还是直流反馈？,15,判断负反馈的方法：,瞬时极性法：,假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。,如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是电流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。,判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系。,16,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,uc1,ub2,uc2,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,17,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uc1,ub2,uc2,此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。,18,分析中用到了三极管的集电极与基极相位相反这一性质。,19,我们这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。,分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并且注意符号的使用规则。,如果反馈对交直流均起作用（本题即是），可以用全量。,瞬时极性法所判断的也是相位的关系。电路中两个信号的相位不是同相就是反相，因此若两个信号都上升，它们一定同相；若另一个信号下降而另一个上升，它们一定反相。,20,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,if,ib=i+if,uo,此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。,21,三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？,不能！Rf为三极管提供静态电流！,22,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,23,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。,24,例：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。,对交流信号：,RE1：电流串联负反馈。,25,判断电路中RE1、RE2的直流反馈作用。,RE1、RE2对直流均起作用，通过反馈稳定静态工作点。,反馈过程：,26,例：判断如图电路中RE3的负反馈作用。,电流串联负反馈，对直流不起作用。,27,正、负反馈的判别方法瞬时极性法,首先假设输入信号为某一极性，一般为“”，然后按照基本放大器的性质确定输出信号的极性，最后依照反馈的正负极性和上述定义作出结论。,负反馈,28,电压、电流反馈的判别输出短路法,假设输出端（负载）短路，如果反馈信号也变为0，即反馈不存在了，则为电压反馈；若反馈信号不为0，反馈照样存在，则为电流反馈。,29,1、电压串联负反馈,瞬时极性法判断：,引入反馈的结果使净输入信号减小了，是负反馈。,输入信号和反馈信号分别加在放大器的两个输入端，是串联反馈。,输出短路法判断：,假设输出短路时，uo0，uf0，是电压反馈。,30,2、电压并联负反馈,瞬时极性法判断：,引入反馈的结果使净输入信号减小了，是负反馈。,输入信号和反馈信号均加在放大器的反相输入端，是并联反馈。,输出短路法判断：,假设输出短路时，uo0，uf0，是电压反馈。,31,电压负反馈的特点是使输出电压uo趋于稳定。,例如：当ui一定时，若由于某种原因使输出电压uo下降，则电路进行如下的自动调节过程：,输出电压基本稳定,32,3、电流并联负反馈,瞬时极性法判断：,引入反馈的结果使净输入信号减小了，是负反馈。,输出短路法判断：,假设输出短路时，uo0，uf 0，是电流反馈。,输入信号和反馈信号均加在放大器的反相输入端，是并联反馈。,33,4、电流串联负反馈,瞬时极性法判断：,引入反馈的结果使净输入信号减小了，是负反馈。,输出短路法判断：,假设输出短路时，uo0，uf 0，是电流反馈。,输入信号和反馈信号分别加在放大器的两个输入端，是串联反馈。,34,电流负反馈的特点是使输出电压io趋于稳定。,例如：当ii一定时，若由于某种原因使输出电压io下降，则电路进行如下的自动调节过程：,输出电流基本稳定,35,例1,判断下图为何种类型的反馈电路？,结论：电压串联负反馈,36,1）令uo0,2）输入电压和反馈电压分别加在A1的同相和反相两个输入端,3）反馈电压使净输入电压减小,结论：电压串联负反馈,37,例2,判断下图为何种类型的反馈电路？,结论：电流并联负反馈,38,4.3 负反馈对放大电路性能的影响,4.3.1 提高放大倍数的稳定性 在放大电路中，我们希望放大倍数是一个稳定的值。但当环境温度、电源电压、电路元器件参数发生变化时，都会引起放大倍数的波动。但引入负反馈后，可以使放大倍数更加稳定。,满足深度负反馈条件,39,40,例 某负反馈放大器，其A=104,反馈系数F=0.01。由于外部条件变化使A变化了10%，求Af的相对变化量。 解：,41,4.3.2 改善放大电路 的非线性失真 由于BJT是一非线性器件，放大电路在工作中往往会产生非线性失真，使得输出波形产生畸变，加入负反馈后，非线性失真可大大减小。 请看演示,42,改善放大电路的非线性失真演示,43,4.3.3 负反馈对通频带的影响,放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了，如下图所示。,图负反馈对通频带的影响,无反馈时的通频带f= f HfL f H,44,有反馈时的通频带fF = (1+AF) fH 负反馈放大电路扩展通频带有一个重要的 特性，即增益与通频带之积为常数：,45,4.3.4 负反馈对输入输出电阻的影响,负反馈对输入电阻的影响与反馈加入的方式有关， 即与串联或并联反馈有关，而与电压或电流反馈无关。,1 负反馈对输入电阻的影响,46,（1）串联负反馈使输入电阻增加,无反馈时放大电路的输入电阻 riUd/Ii,47,串联电压负反馈,串联电流负反馈,48,（2）并联负反馈使输入电阻减小,放大电路的输入电阻，即(无反馈） riUi/Id,49,并联电压负反馈,50,并联电流负反馈,51,2 对输出电阻的影响 负反馈对输出电阻的影响，取决于反馈网络与放大电路输出端的取样方式，而与输入端的连接方式无关。,52,(1) 电压负反馈使输出电阻减小,AXd= -AXf=-AUOF,53,(2) 电流负反馈使输出电阻增大,Io=AXd+Uo/ro AXd=-AXf=-AFIo Io=-AFIo+Uo/ro （1+AF）Io= Uo/ro rof= Uo/ Io=（1+AF）ro,54,综上所述： (1) 放大电路引入负反馈后，如为串联负反馈则提高输入电阻，如为并联负反馈则使输入电阻降低。 其提高或降低的程度取决于反馈深度(1十AF)。 (2) 放大电路引入负反馈后，如为电压负反馈则能使输出电阻减小，如为电流负反馈则使输出电阻增加，其减小或增加的程度取决于反馈深度(1十AF)。,55,为了改善放大电路的某些性能应如何引入负反馈呢? (1)想要稳定直流量，应该引入直流负反馈。 (2)要改善交流