第4章负反馈放大电路PPT学习教案

1、会计学1第第4章负反馈放大电路章负反馈放大电路UiReRcUfUdiUo如图所示反馈电路可分为两部分：简化的反馈电路1. 基本放大器A：可由单级或多级放大器组成。2. 反馈网络B：一般由无源网络组成。上述反馈放大器的一般形式可由方框图来概括第1页/共58页图反馈电路的方框图反馈环由基本放大器A和反馈网络B构成的闭合环路。所示图为一单环反馈放大器的方框图：XO基本放大器A反馈网络B-XfXdiXiB反馈网络；比较器（相加点）Xi是输入信号；Xf是反馈信号；Xdi (= XiXf) 为净输入信号；X广义信号量(电流或电压)； 带传输方向的支路；A基本放大器；反馈环第2页/共58页XO基本放大器A反

2、馈网络B-XfXdiXi正向传输反向传输理想模型的假定：（1）.正向传输:信号只经过基本放大器，而不经过反馈网络。（2）.反向传输:信号只经过反馈网络，而不经过基本放大器。第3页/共58页电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比例的反馈称为电压反馈；电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比例的反馈称为电流反馈。第4页/共58页XiRCReRbX0UCC反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，则为个电极，则为并联反馈并联反馈；否则，为否则，为串联反馈串联反馈。例如，对CE组态放大器来说:Xf并联反馈串联反馈反馈信号Xf和Xi加到同一个电极（基极

3、），则为并联反馈。反馈信号Xf和Xi未加到同一个电极，则为串联反馈Xf第5页/共58页n负反馈负反馈: :n加入反馈后，净输入信号加入反馈后，净输入信号| Xdi | | | | X Xi i |, |,输出幅输出幅度增加度增加 。 第6页/共58页基本反馈方程式：为分析反馈放大器的基本公式A=Xo/XdiB=Xf/XoAf=A/(1+AB)=A/FXO基本放大器A反馈网络B-XfXdiXi推导过程根据信号的不同物理意义不同。第7页/共58页Xi = Xdi + Xf = Xdi+ABXd i =(1+AB) Xdi所以 Af=Xo/Xi=AXdi / (1 +AB) Xdi =A/(1+AB

4、)=A/FXO基本放大器A反馈网络B-XfXdiXiXf=BX0=ABXdi因为 A=X0/Xdi ; X0 = AXdi 推导过程第8页/共58页索引深负反馈下，F1（或AB 1），此时反馈方程式可简化为：因为F=1+AB反映了反馈对放大电路影响的程度，所以F称为反馈深度。其中，AB称为环路增益。F越大，反馈深度越深；Af=A/(1+AB)A/AB=1/B当 F1时.使Afri 。第34页/共58页IUriiifBArAIBIUGRiRdiGdiifdiiIIU1并联负反馈对输入电阻的影响(2)并联负反馈使输入电阻减小有反馈的输入电阻：无反馈的输入电阻：diiiIUr 第35页/共58页ot

5、otfIUR0求输出电阻的等效电路：1.将输入信号源短路。2.将负载电阻RL开路，在输出端加一个测试电压 Uot（产生测试电流Iot）。第36页/共58页USUfRcRLAUOUdiUdi+-1.电压串联负反馈RLRcRofRoffiSidiURRRUootUUSootUURRRotofUOSotdiUOototRUBARUBAURUAURUAUIiSi0001UUSoototofBARIUR01Rof=Rof/Rc画求Ro的等效电路0LdioRUUUA称开路电压增益.第37页/共58页2.电压并联负反馈求输出电阻的等效电路如图RSIfRiR0IdiAR0IdiU0UotIot+-0LIURR

6、Adio称开路互阻增益：otGiSSfiSSdiUBRRRIRRRIotGRSooototGROiSSootdiRooototUBARIUBARRRRIIARIUGRSoototofBARIUR10Rof=Rof/RcRof结论：电压负反馈使输出电阻减小。与输入端的连接方式无关第38页/共58页1.电流并联负反馈00LIIIRAdiootIiSSfiSSdiIBRRRIRRRI称短路电流增益.otIISooototIIOiSSootdiIoototIBARUIBARRRRUIARUI0oIISototofRBAIUR01Rof=Rof/RcAI0IdiRof求输出电阻的等效电路如图第39页/共

7、58页1.电流串联负反馈:oRGSototofRBAIUR01Rof=Rof/Rc同理可以推得：考虑RC的影响:结论：电流负反馈使输出电阻增大。与输入端的连接方式无关其中00GiSiGSARRRA第40页/共58页（3）电压负反馈使输出电阻减小。与输入端的连接方式无关。（4）电流负反馈使输出电阻增大。与输入端的连接方式无关。(2)并联负反馈使输入电阻减小，与取样内容无关。结论：负反馈对输入、输出电阻的影响：第41页/共58页（1）.串联反馈：信号源须采用低内阻Rs,才能得到 反馈效果。（2）.并联反馈：信号源须采用高内阻Rs,才能得到 反馈效果。(同理)Ausf = Aus /(1+ Aus

8、Bu)Aus =Au ri /(Rs + ri )AIsf = AIs /(1+ AIs BI)AIs =AI Rs/(Rs + ri )（Rs=， Aus0，F=1失去反馈效果）第42页/共58页原理同负反馈对放大电路非线性原理同负反馈对放大电路非线性失真的改善失真的改善。第43页/共58页5.4.1等效电路法等效电路法是不考虑反馈放大电路的组态和类型，直接画出电路的交流等效电路，列出电流电压方程，再用电路分析的方法求解负反馈放大电路的性能指标的一种方法。这种方法的优点是，不管电路多么复杂，只要等效电路正确，就能求出“精确的结果”。当然，电路复杂时，计算工作量很大，单凭手工计算是很难完成的，

9、需要借助于计算机辅助分析工具进行。5.4.2方框图分析法5.4.1等效电路法等效电路法是不考虑反馈放大电路的组态和类型，直接画出电路的交流等效电路，列出电流电压方程，再用电路分析的方法求解负反馈放大电路的性能指标的一种方法。这种方法的优点是，不管电路多么复杂，只要等效电路正确，就能求出“精确的结果”。当然，电路复杂时，计算工作量很大，单凭手工计算是很难完成的，需要借助于计算机辅助分析工具进行。5.4.2方框图分析法方法：不考虑反馈放大电路的组态和类型，直接画出电路的交流等效电路，列出电流电压方程，再用电路分析的方法求解负反馈放大电路的性能指标的一种方法。优点：不管电路多么复杂，只要等效电路正确

10、，就能求出“精确的结果”。缺点：电路复杂时，计算工作量很大，单凭手工计算是很难完成的，需要借助于计算机辅助分析工具进行。一、等效电路法第44页/共58页基本思想：将负反馈放大器分为基本放大器A和反馈网络B;求得基本放大器参数;再考虑负反馈对放大器性能的影响，即可求得负反馈放大器的相应参数（如Af、Rif、Rof）。第45页/共58页分析步骤：1.判断反馈组态；2.画基本放大器电路（需考虑反馈网络B对基本放大电路输入 、输出的负载作用）；3.由基放电路求A 、Ri、Ro、B等；4.求F=(1+AS0B)；5.求负反馈放大器的参数（Avf、Rif、Rof）。与反馈组态有关，例如对 电流串联负反馈：

11、取AG、BR第46页/共58页 1. 求B网络对基本放大器输入回路的负载作用时：凡电压反馈，令Uo = 0，从输入端看反馈网络的负载作用。凡电流反馈，令Io = 0， 从输入端看反馈网络的负载作用。 2. 求B网络对基本放大器输出回路的负载作用时：凡串联反馈，令Ii = 0，从输出端看反馈网络的负载作用。凡并联反馈，令 Ui = 0，从输出端看反馈网络的负载作用。基本放大器电路的画法：第47页/共58页例：电压串联负反馈的一个原理图：（一）、判别反馈类型：属电压串联负反馈；故采用电压源信号。（二）、画基本放大电路：UsT1+EcRbRc1Re1Rc2Dz+-RfT2RsRLC电压串联负反馈（电

12、路图）按上述原则可得：2.求输出电路：1.求输入电路：例第48页/共58页IsRsRe1RC2RLRfT1UoT2RC1Re1RfUo1图04.19电压串联负反馈（交流通路）3.求出拆除反馈网络后等效电路：第49页/共58页(三)、基本放大电路计算：1 . T1级：11111)1 (EfeieLfeioURhhRhUUA 电压增益为：假定T1 T2参数相同T1级等效负载： RL1= Rc1 /hie2 ; (忽略Dz影响)发射极电阻： RE1= Re1 /RfIsRsRe1RC2RLRfT1UoT2RC1Re1RfUo1第50页/共58页2 . T2级：LcfeiefeieLfeooURRRR

13、hhhRhUUA2122212)( 两级开环总增益为：21UUioUAAUUAIsRsRe1RC2RLRfT1UoT2RC1Re1RfUo1第51页/共58页2.反馈深度：3.基本反馈方程式：F = 1+ B U A U；A Uf 1/ B U = (Re1 +Rf )/ Re1B U = Uf/U o = Re1 / (Re1 +Rf )；A Uf = A U / F(四)、反馈放大电路计算：1 . 反馈系数：UsT1+EcRbRc1Re1Rc2Dz+-RfT2RsRLC在深度反馈下：第52页/共58页4. 输入阻抗：(1). 基本放大器的输入电阻：ri= hie + (1+ hfe )RE

14、1(2). 串联反馈的输入电阻：rif= ri1 (1+ B U A U )(3). 考虑偏置电阻时：rif= rif / Rb可见串联负反馈Rb 对输入阻抗影响很大。UsT1+EcRbRc1Re1Rc2Dz+-RfT2RsRLC第53页/共58页5 . 输出阻抗：ro=(Re1+Rf) /(1 /hoe) Re1+Rf21111)(iefefeUibsiLibsiULUsUsohRRhArRRrRrRRrARAA因而： rof= ro /(1 +AUSO BU)；rof= rof /Rc2LcfeiefeURRRRhhA2122)(第54页/共58页XO基本放大器A反馈网络B-XfXdiXi正向传输反向传输理想模型的假定：（1）.正向传输:信号只经过基本放大器，而不经过反馈网络。（2）.反向传输:信号只经过反馈网络，而不经过基本放大器。电路引入的才为负反馈同符号、，即只有 0BABA第55页/共58页B1fAAAXO基本放大器A反馈网络B-XfXdiXi正向传输反向传输。电路引入的才为负反馈同符号、，即只有 0BABA深负反馈下，F1（或AB 1），此时反馈方程式可简化为：B1B1fAAA第56页/共58页本章