电子技术项目教程10负反馈放大电路的测试.ppt

电子技术项目教程,主 编：徐超明 李 珍 副主编：姚华青 王平康 章青松,2019/8/1,1,2.4 负反馈放大电路的测试 2.4.1 多级放大电路 2.4.2 负反馈放大电路 实训2-9：负反馈放大电路的测试,实训任务2.4 负反馈放大电路的测试,2019/8/1,2,1. 反馈的基本概念,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,3,反馈：在电子系统中，把放大电路输出回路中某一电量（电压或电流）的部分或全部送回到放大电路的输入端，用来影响输入量。,A：无反馈时的放大倍数 F：反馈网络的反馈系数 Xi：放大电路的输入信号 Xid：净输入信号 Xf：反馈信号 Xo：输出信号,反馈放大电路的一般方框图,反馈元件：反馈电路中，既与输入回路相连，又与输出回路相连；与反馈支路相连且对反馈信号的大小产生影响的元件。,（1）闭环放大倍数Af 基本放大电路（无反馈）放大倍数 （开环） 反馈网络的反馈系数 反馈放大电路放大倍数 （闭环） 基本放大电路净输入信号 闭环放大电路放大倍数（增益）一般表达式,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,4,反馈放大电路的一般表达式,（2）反馈深度（1AF） 1AF 为闭环放大电路反馈深度，衡量放大电路反馈强弱。 （1AF）1，则AfA，电路引入正反馈； （1AF）1，则Af，反馈放大电路出现自激振荡； （1AF）1，则 放大电路引入深度负反馈。,2.4.2 负反馈放大电路,1. 反馈的基本概念,2019/8/1,5,1）正反馈和负反馈（反馈信号极性不同分）,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,6,负反馈：若引入的反馈信号Xf削弱了外加输入信号。,正反馈：若引入的反馈信号Xf增强了外加输入信号。,负反馈主要用于改善放大电路的性能指标； 正反馈主要用于振荡电路、信号产生电路中。,2. 反馈的类型及其判定方法,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,7,判定方法：, 先假定外加输入信号电压ui处于某一瞬时极性。如用“”号。, 按照信号单向传输的方向，同时根据放大电路基射同相，基集反相的原则，判断出反馈信号Uf的瞬时极性。, 当输入信号ui和反馈信号uf在相同端点时，两者为同极性，为正反馈；二者极性相反，为负反馈。, 当输入信号ui和反馈信号uf不在相同端点，两者同极性，为负反馈；二者极性相反，为正反馈。,电压瞬时极性法,反馈极性的判断,2. 反馈的类型及其判定方法,反馈放大电路由单级运算放大器构成时， 反馈信号送回到反相输入端的，为负反馈； 反馈信号送回到同相输入端的，为正反馈。,反馈极性的判断,2.4.2 负反馈放大电路,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,8,例1 判别正负反馈（反馈极性）,2.4.2 负反馈放大电路,+,-,+,-,-,负反馈,+,+,+,负反馈,+,负反馈,-,-,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,9,2）交流反馈和直流反馈 直流反馈 反馈量只有直流量 稳定放大电路的静态工作点，动态参数无影响。 交流反馈 反馈量只有交流量 改善动态参数，不影响Q点。 交、直流反馈 反馈量既有交流量，又有直流量 既可稳定Q点又可改善动态参数,2019/8/1,10,2.4.2 负反馈放大电路,2. 反馈的类型及其判定方法,判定方法,直流通路中，如果反馈回路存在，即为直流反馈。 在交流通路中，如果反馈回路存在，即为交流反馈。 如果在直、交流通路中，反馈回路都存在，即为交直流反馈。,直流、交流反馈的判断,2.4.2 负反馈放大电路,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,11,例2 判别直流反馈还是交流反馈,Rf、Re2直流负反馈,Rf、Re2交流负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,12,3）电压反馈和电流反馈 电压反馈 反馈信号从输出电压uo采样。 电流反馈 反馈信号从输出电流io采样。,电压反馈和电流反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,13,判定方法 反馈信号采样点与输出电压在相同端点的是电压反馈。 反馈信号采样点与输出电压在不同端点的是电流反馈。,电压与电流反馈的判断,2.4.2 负反馈放大电路,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,14,判别电压反馈还是电流反馈,2.4.2 负反馈放大电路,电流反馈,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,15,判别电压反馈还是电流反馈,2.4.2 负反馈放大电路,电压反馈,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,16,4）串联反馈和并联反馈 串联反馈 反馈信号Xf与输入信号Xi在输入回路中以电压的形式相加减。 并联反馈 反馈信号Xf与输入信号Xi在输入回路中以电流的形式相加减。,串联反馈和并联反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,17,判定方法 输入信号Xi与反馈信号Xf在输入回路的不同端点，则为串联反馈。 输入信号Xi与反馈信号Xf在输入回路的相同端点，则为并联反馈。,串联与并联反馈的判断,2.4.2 负反馈放大电路,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,18,判别串联反馈还是并联反馈,2.4.2 负反馈放大电路,串联反馈,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,19,判别串联反馈还是并联反馈,2.4.2 负反馈放大电路,级间：Rf并联反馈,2. 反馈的类型及其判定方法,2019/8/1,20,电压串联负反馈,电压串联负反馈特点： 输出电压稳定， 输出电阻减小， 输入电阻增大， 具有很强带负载能力。,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,21,3. 交流负反馈放大电路的四种组态,1）电压串联负反馈 采样点和输出电压同端点，为电压反馈； 反馈信号与输入信号在不同端点，为串联反馈。,电压串联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,22,3. 交流负反馈放大电路的四种组态,电压串联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,23,3. 交流负反馈放大电路的四种组态,2）电压并联负反馈 采样点和输出电压在同端点，为电压反馈。 反馈点与输入信号在同端点，为并联反馈。,电压并联负反馈,电压并联负反馈特点： 输出电压稳定， 输出电阻减小， 输入电阻减小。,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,24,3. 交流负反馈放大电路的四种组态,电压并联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,25,3. 交流负反馈放大电路的四种组态,3）电流串联负反馈 采样点与输出电压在不同端点为电流反馈。 反馈点与输入信号在不同端点为串联反馈。,电流串联负反馈,电流串联负反馈特点： 输出电流稳定， 输出电阻增大， 输入电阻增大。,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,26,3. 交流负反馈放大电路的四种组态,电流串联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,27,3. 交流负反馈放大电路的四种组态,4）电流并联负反馈 采样点与输出电压不同一端点的为电流反馈。 反馈点与输入信号在同一端点的为并联反馈。,电流并联负反馈的特点： 输出电流稳定， 输出电阻增大， 输入电阻减小。,电流并联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,28,3. 交流负反馈放大电路的四种组态,电流并联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,29,3. 交流负反馈放大电路的四种组态,电路中引入负反馈后其电压放大倍数下降，但放大电路的其他性能得到改善。 1）提高放大倍数的稳定性 闭环放大电路增益的相对变化量是开环放大电路增益相对变化量的（1+AF）分之一。即,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,30,4. 负反馈对放大电路性能的影响,2）减小环路内的非线性失真,三极管是一个非线性器件，放大器在对信号进行放大时不可避免地会产生非线性失真。设放大器的输入信号为正弦信号。,引入负反馈，反馈回的信号同输出信号的波形一样，使净输入信号Xid=（Xi-Xf）的波形正半周幅度变小，而负半周幅度变大。经基本放大电路放大后，输出信号趋于正、负半周对称的正弦波，从而减小了非线性失真。,引入负反馈减小失真,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,31,4. 负反馈对放大电路性能的影响,3）抑制环路内的噪声和干扰 在反馈环内，放大电路本身产生的噪声和干扰信号，可以通过负反馈进行抑制，其原理与减小非线性失真的原理相同。但对反馈环外的噪声和干扰信号，引入负反馈也无能为力。,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,32,4. 负反馈对放大电路性能的影响,4）扩展频带 BWf(1+AF)BW,放大器引入负反馈以后，其下限频率降低，上限频率升高，通频带变宽。,多级放大电路中，级数越多，增益越大，频带越窄。,负反馈扩展频带,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,33,4. 负反馈对放大电路性能的影响,5）改变输入和输出电阻 （1）负反馈对放大电路输入电阻的影响 串联负反馈使放大电路的输入电阻增大； 并联负反馈使输入电阻减小。 （2）负反馈对放大电路输出电阻的影响 电压负反馈使放大电路的输出电阻减小； 电流负反馈使输出电阻增大。,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,34,4. 负反馈对放大电路性能的影响,6）放大电路引入负反馈的一般原则 （1）为了放大电路稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善电路的动态性能（如增加增益的稳定性、稳定输出量、减小失真、扩展频带等），应引入交流负反馈。 （2）根据信号源的性质决定引入串联负反馈或并联负反馈。当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大电路的输入电阻，以减小信号源的输出电流和内阻上的压降，应引入串联负反馈；当信号源为恒流源或内阻较大的电流源时，为减小放大电路的输入电阻，使电路获得更大的输入电流，应引入并联负反馈。,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,35,4. 负反馈对放大电路性能的影响,6）放大电路引入负反馈的一般原则 （3）根据负载对放大电路输出量的要求，即负载对其信号源的要求，决定引入电压负反馈或电流负反馈。当负载需要稳定电压信号或者减小输出电阻，以提高电路的带负载能力时，应引入电压负反馈；当负载需要稳定电流信号或者增大输出电阻时，应引入电流负反馈。 （4）在多级放大电路中，为了改善放大电路性能，应优先引入级间负反馈。,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,36,4. 负反馈对放大电路性能的影响,例:试根据要求正确引入负反馈,（1）如果要稳定各级静态工作点，如何引反馈？ （2）如果要提高电路的输入电阻，如何引反馈？引入的反馈为何种类型？,（3）如果要稳定输出电压，减小输出电阻，应该如何引入反馈？引入的反馈为何种组态？ （4）如果要稳定输出电流，如何引入反馈？,2.4.2 负反馈放大电路,2019/8/1,37,带有负反馈的两级阻容耦合放大电路。 在电路中通过RF把输出电压uo引回到输入端，加在晶体管V1的发射极上，在发射极电阻R4上形成反馈电压uf。 根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。,实训2-9：负反馈放大电路的测试,（1）照图在实验板上接好线路，判断反馈电阻Rf所引入的反馈属于 。,2019/8/1,38,（2）测量负反馈对电压放大倍数的影响 输入端接入幅值为1mV，频率为f=1kHz的正弦波交流信号。 开环电路：RF不接入电路中。 闭环电路：RF接入电路中。 按表2-10中要求测量并填写。,实训2-9：负反馈放大电路的测试,表2-10 负反馈对电压放大倍数的影响,2019/8/1,39,3负反馈对输入、输出电阻的影响 （1） 输入电阻 在输入端串接5.1k的电阻。 按表2-11中要求测量并填写。,实训2-9：负反馈放大电路的测试,表2-11 负反馈对输入电阻的影响,（2）输出电阻 按表2-12中要求测量并填写。,表2-12 负反馈对输出电阻的影响,2019/8/1,40,（4）负反馈对失真的改善作用 用示波器观察负反馈对波形失真的影响： 将电路开环，保持电源+12V和负载