放大电路中的反馈理论.ppt

1、,第六章 放大电路中的负反馈,6.1 反馈的基本概念及判断方法,6.2 负反馈放大电路的四种基本组态,6.3 负反馈放大电路的方块图及一般表达式,6.4 深度负反馈放大电路的放大倍数分析,6.5 负反馈对放大电路性能的影响,重点与难点,重点: 反馈的概念、反馈性质的判断方法、深度负反馈条件下放大倍数的估算方法、引入负反馈的方法。,本章是课程的重点，是学习模拟电路的基础，既是重点又是难点。,学习的难点: 初学者感到困难的主要是反馈概念的建立、反馈的判断、反馈网络的确定。主要表现为基本概念和基本知识不清。 本题的难点除了反馈的概念以及反馈放大电路本身的分析方法以外，还来源于是否很好的掌握前面各章的

2、基本概念和基本知识。,6.1 反馈的基本概念及判断方法,6.1.1 反馈的概念:,一、何为反馈？,二、正反馈和负反馈,在电子系统中把输出回路的电量（电压或电流）馈送到输入回路的过程称反馈。,将输出量的一部分或全部通过一定的形式作用到输入回路，用来影响输入量的过程称反馈。,放大,传送反馈信号,正反馈：使放大电路静输入量增大（从而使输出量的变化增大） 的反馈。 负反馈：使放大电路静输入量减小（从而使输出量的变化减小） 的反馈。,研究的重点:负反馈,三、直流反馈和交流反馈,直流反馈：反馈量只含有直流（仅在直流通路存在）。 交流反馈：反馈量只含有交流（仅在交流通路存在） 。 电路中许多情况为交直流共存

3、。,直流负反馈用于稳定静态工作点。 交流负反馈用于改变电路的动态性能。,研究重点：交流负反馈。,6.1.2 反馈的判断,解决：有无反馈；反馈是交流、直流；是正、是负的判断。,一、有无反馈的判断,例：,电路中有反馈通路，则表明引入了反馈。,无反馈,有反馈,无反馈,二、反馈极性的判断,例1：,瞬时极性法： 先规定出输入信号对地的瞬时极性，依此判断出电路各相关点乃至输出信号及反馈信号对地的瞬时极性。,反馈信号使电路的净输入信号增大-引入了正反馈。 反馈信号使电路的净输入信号减小-引入了负反馈。,负反馈,正反馈,负反馈,例2：,通过R6、R3引入了负反馈,三、直流反馈与交流反馈的判断：,例1：,由反馈

4、走直流通路还是走交流通路，来判断是直流反馈还是交流反馈。,直流通路,交流通路,电路,例2：,例3：,只存在直流反馈。,只存在交流反馈。,交、直流反馈均有。 R4、R1构成A1、A2级间负反馈 R3构成A2本级负反馈。,6.2 负反馈放大电路的四种基本组态,6.2.1 负反馈放大电路要点分析,基本知识点： （1）负反馈的基本作用是将输入量与反馈量相减，用以调整输入量及输出量。 （2）反馈量与输出量成正比，是对输出量的采样。 （3）交流负反馈使电路的放大能力下降。,要搞清的基本问题： （1）反馈量对输出端采样有两种方式，要搞 清是对输出电压采样（电压反馈）还是对输出电流采样（电流反馈）。,（2）反

5、馈信号在输入端连接方法有两种，要搞清是以电压的方式相减（串联反馈）还是以电流的方式相减（并联反馈）。,6.2.2 反馈组态的判断,一、电压反馈和电流反馈的判断,电流负反馈：反馈对输出电流进行采样，稳定输出电流。,区分方法：输出端短路法。,电压负反馈：反馈对输出电压进行采样，稳定输出电压。,根据对输出端信号采样类型的不同和信号在输入端连接方式的不同，使反馈网络与放大电路有不同的连接方式，称为放大电路的反馈组态。,令uo为零，若反馈量也随之为零，即引入了电压负反馈； 令uo为零，若反馈量依然存在，即引入了电流负反馈。,例1：,输出电压u0等于0时，反馈等于0，是电压反馈。,例2：,输出电压u0等于

6、0时，仍有反馈，是电流反馈。,二、串联反馈和并联反馈的判断,串联负反馈:输入量和反馈量在输入端以电压形式相减。,并联负反馈:输入量和反馈量在输入端以电流形式相减.,区分方法：根据输入量和反馈量的连接方式来区分。,串联反馈,例1:,并联反馈,一般规律：输入量和反馈量连在同一点，是并联反馈； 输入量和反馈量不连在同一点，是串联反馈。,例2:,例3:,例4:,电流串联负反馈,电压串联负反馈,6.2.3 四种负反馈组态分析,电压串联负反馈,电流串联负反馈,电压并联负反馈,电流并联负反馈,理想运放的“虚断路”和“虚短路”概念:,iN,iP,因为：Aod = 、rid = ,所以：iP =iN =0，存在

7、“虚断路” uP = uN ， 存在“虚短路”,理想运放工作在线性区时“虚断路”和“虚短路”的概念是我们分析问题的基础。,电流无穷小,电位无穷接近,二、电流串联负反馈,一、电压串联负反馈,uo仅与uI和反馈网络有关，和RL无关。输出电压稳定。可看作压控电压源。,io仅与uI和反馈网络有关，和RL无关。输出电流稳定。可看作压控电流源。,反馈电压取自输出电压,反馈电压取自输出电流,四、电流并联负反馈,三、电压并联负反馈,输出电压与负载无关,可看为电流控制的电压源.,io正方向应和uo一致.,输出电流与负载无关,可看为电流控制的电流源.,6.3 负反馈放大电路的方块图及一般表达式,6.3.1 负反馈

8、放大电路的方框图表示法,(净输入信号),(反馈信号),(输出信号),基本放大电路放大倍数:,反馈系数:,(输入信号),闭环放大倍数:,(AF称为电路环路放大倍数.),参数在中频段均为实数.,反馈放大电路的放大倍数,6.3.2 四种反馈组态电路的方框图,电压串联负反馈,电流串联负反馈,电压并联负反馈,电流并联负反馈,自学p262表6.3.1 四种组态负反馈放大电路的比较.,放大倍数含义 广 泛!,6.3.3 负反馈放大电路的一般表达式,电路引入深度负反馈后,放大倍数仅仅取决于反馈网络，而与基本放大电路无关。,运放构成的实用负反馈放大电路,一般均满足深度负反馈条件,计算Af时不必求解基本放大电路.

9、求出反馈系数，便求出了放大倍数。,6.4 深度负反馈放大电路的放大倍数分析,6.4.1 深度负反馈的实质,所以:,深度负反馈的实质:在近似分析中电路的净输入量为零.,6.4.2 反馈网络的分析（求反馈系数）,Io,.,反馈系数F仅取决于反馈网络,与放大电路特性及RL无关.,-,+,6.4.3 放大倍数分析,求解Af 的一般步骤：,（2）求解反馈系数F;,（3）利用F求解Af。,（1）正确判断反馈组态;,一、电压串联负反馈:,二、电流串联负反馈,* 并联负反馈放大电路的输入量及电压放大倍数,通常Ii是具有内阻的电流源，由诺顿定理可将（a）等效为（b）。,因深度负反馈Ii If ，并联负反馈电路输

10、入阻抗很小，Us几乎全部降在Rs上，故：,所以：,三、电压并联负反馈,Io,.,+,-,US,RS,四、电流并联负反馈,Io,.,+,-,US,RS,例1：求电路在深度反馈条件下的Auf （Auuf） 。,解：是电流串联负反馈。,10K,100K,2K,5K,例2：求深度负反馈条件下的Auf （Auuf） 。,解：是电压串联负反馈,例3：（1）判断反馈组态； （2）求解深度负反馈条件下的 Auf（Auuf）。,解：,是电压串联负反馈。,Rf、Re1组成反馈网络， Re1 上的电压为Uf。,（2）,（1）,例4：判断反馈组态；求深度负反馈条件下的Af和 Ausf。,解：,放大倍数为：,电流并联负

11、反馈。,注意：输出电流Io为Ie2或Ic2，不是IRL。,Rf和Re2为反馈网络,6.5 负反馈对放大电路性能的影响,6.5.1 稳定放大倍数,说明Af 的稳定性是A的（1+AF）倍。,引入交流负反馈，可使放大电路许多性能得到改善。,电路引入深度负反馈，其放大倍数仅由电阻构成的反馈网络有关，故有很好的稳定性。,6.5.2 改变输入电阻和输出电阻,一、对输入电阻的影响,1.串联负反馈增大输入电阻,基本放大电路的输入电阻：,整个电路的输入电阻：,串联负反馈输入电阻Rif增大到Ri的(1+AF)倍.,2.并联负反馈减小输入电阻,基本放大电路的输入电阻：,整个电路的输入电阻：,得:,并联负反馈输入电阻

12、Rif减小到Ri的(1+AF)之一.,二、对输出电阻的影响：,1.电压负反馈减小输出电阻,得：,受控电压源,求输出电阻:令输入量为零,在输出端加交流UO,产生IO,则电路输出电阻：,电压负反馈输出电阻减小到RO的(1+AF)之一.,2. 电流负反馈增大输出电阻,断开负载，令输入量为零,在输出端加交流UO，产生IO，则电路输出电阻：,电流负反馈输出电阻增大到RO的(1+AF)倍.,得：,反馈对输入电阻、输出电阻的影响总结,6.5.3 展宽通频带,引入负反馈后，放大电路的通频带展宽到基本放大电路的(1+AF)倍。,fHf增大到fH的(1+AF)倍。 fLf减小到fL的(1+AF)分之一。,通常 f

13、BW= fH- fL fH fBWf= fHf- fLf fHf ，,6.5.4 减少非线性失真,消除ib失真的方法：,ib失真,通过改变uBE使ib基本不失真,引入负反馈使非线性失真减少.,使Xo减小,使Xo增大,6.5.5 放大电路中引入负反馈的一般原则,一般原则:,稳定静态工作点,引直流反馈；改善动态性能引交流反馈。,(3) 稳定输出电压引电压反馈;稳定输出电流引电流反馈。,(2) 增大输入电阻引串联反馈；减小输入电阻引并联反馈。,例：在放大电路中引入负反馈。,要求： (1)减小向信号源索取电流,增强带负载能力。 (2)实现iI io稳定线性关系的转换。 (3)实现iI uo 的稳定转换。,解：,注意: 接还是接,要保证反馈极性为负.,(1)减小电路从信号源索取的电流并提高带载能力。,应增大输入电阻，减小输出电阻（电压串联负反馈）,(2)将输入电流转换成与