理学模拟电路新PPT学习教案

1、会计学1理学模拟电路新理学模拟电路新2分压式工作点稳定电路分压式工作点稳定电路VCCRb1RCuIuoRLC2C1Rb2ReCeCQBQBEQUEQEQCQIIUUIIBQ不变温度ic通过通过Re对对ube产生影响产生影响第二章习题第二章习题VCCRbRCuIuoC2C1ibiRbuo通过通过Rb对对ib产生影响产生影响oCbRouiiiuTb第1页/共39页3 说说 明：首先找到明：首先找到反馈网络反馈网络(支路支路)(将将输入输入和和输出输出联系到一起联系到一起)输入：基极输入：基极(CE、CC)、发射极、发射极(CB)、同、同(反反)相端相端(运放运放)；输出：集电极输出：集电极(CE、

2、CB)、发射极、发射极(CC)；2、反馈的分类、反馈的分类正反馈和负反馈正反馈和负反馈( (按照极性按照极性) )若反馈信号若反馈信号增强增强输入信号的作用，则称正反馈；输入信号的作用，则称正反馈；若反馈信号若反馈信号削弱削弱输入信号的作用，则称负反馈；输入信号的作用，则称负反馈；判断方法：瞬时极性法判断方法：瞬时极性法第2页/共39页4瞬时极性法瞬时极性法在输入端加入一个在输入端加入一个瞬时极性为正瞬时极性为正的输入电压的输入电压；按按信号通路信号通路( (包括反馈包括反馈) )，看，看各点各点的瞬时极性，的瞬时极性，直到输入直到输入端；端；若若净输入信号净输入信号被加强则为正反馈，被削弱则

3、为负反馈；被加强则为正反馈，被削弱则为负反馈；说说 明：净输入信号指在输入信号中明：净输入信号指在输入信号中去掉反馈信号去掉反馈信号后的那部分；后的那部分； 按照按照反馈支路的方向反馈支路的方向判断各点；判断各点； “”、“”不是不是信号信号极性极性，而指信号，而指信号“增大增大”、“减小减小”；第3页/共39页5例例1、判断下列电路中反馈的极性、判断下列电路中反馈的极性+AR1uIuOR2R3+uF+ui +净输入净输入FIiuuu极性为极性为“ ”，此反馈为正反馈，此反馈为正反馈+uFRbuIRFC1R1VCCRCuoC2R2+反馈极性为反馈极性为“正正”FIBEuuu净输入净输入第4页/

4、共39页6+uF+RC3+VCCRC1Re3RR1uo-VEET1T2uIT3R+此反馈为负反馈此反馈为负反馈FIiuuu净输入净输入分压式稳定电路分压式稳定电路VCCRb1RCuIuoRLC2C1Rb2ReCe+通过通过Re引入了负反馈引入了负反馈第5页/共39页7第6页/共39页8 说说 明：放大电路多采用负反馈，有稳定电路的作用；明：放大电路多采用负反馈，有稳定电路的作用； 正反馈可以获得较大的放大倍数，但不稳定；正反馈可以获得较大的放大倍数，但不稳定；直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈( (按照信号的交直流性质按照信号的交直流性质) )反馈信号反馈信号中只包括中只包括直流直流成分则称

5、直流反馈；成分则称直流反馈； 只包括只包括交流交流成分则称交流反馈；成分则称交流反馈；通常二者兼而有之；通常二者兼而有之；直流反馈作用是调整静态工作点；直流反馈作用是调整静态工作点；交流反馈只对动态性能起作用；交流反馈只对动态性能起作用；第7页/共39页9uIC1Re1VCCRC2uoC2RC1Re2CeRFRb1+直流直流负反馈负反馈CFuIC1Re1VCCRC2uoC2RC1Re2RFRb1+交流交流负反馈负反馈第8页/共39页10电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈( (按照输出端的采样方式按照输出端的采样方式) )反馈信号反馈信号取自取自输出电压输出电压则称电压反馈；则称电压反馈； 取

6、自取自输出电流输出电流则称电流反馈；则称电流反馈； 判判 断断 方方 法法(一一)：假设假设输出短路输出短路，若，若没有没有反馈信号则此反馈为反馈信号则此反馈为电压电压反馈，反馈， 否则为电流反馈；否则为电流反馈；(二二)：反馈支路和负载反馈支路和负载以输出端为公共节点以输出端为公共节点则为则为电压电压反馈，反馈， 否则为电流反馈；否则为电流反馈；第9页/共39页11电压电压负反馈负反馈电流电流负反馈负反馈第10页/共39页12串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈( (按照输入端的求和方式按照输入端的求和方式) )反馈反馈信号和信号和输入输入信号以信号以电压形式求和电压形式求和则称串联反馈；则

7、称串联反馈； 以以电流形式求和电流形式求和则称并联反馈；则称并联反馈； 判判 断断 方方 法法 反馈支路与输入信号反馈支路与输入信号以输入端为公共节点以输入端为公共节点则为则为并联并联反馈，反馈，否则为串联反馈；否则为串联反馈；并联并联负反馈负反馈串联串联负反馈负反馈第11页/共39页13反馈组态：输出方式、输入方式、反馈极性；反馈组态：输出方式、输入方式、反馈极性； 说说 明：反馈的分类方法并不是固定不变；明：反馈的分类方法并不是固定不变； 比如局部反馈比如局部反馈(单级单级)、级间反馈、级间反馈(多级多级)等；等；通过通过R3引入的是局部反馈引入的是局部反馈通过通过R4引入的是级间反馈引入

8、的是级间反馈通常主要研究级间反馈或称总体反馈通常主要研究级间反馈或称总体反馈第12页/共39页14RC3+VCCRC1Re3RR1uo-VEET1T2uIT3RRbuIRFC1R1VCCRCuoC2R2+电压串联正反馈电压串联正反馈+电压串联负反馈电压串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈RSusC1VCCRC1uoRLC2Re-VCCRf+第13页/共39页15uIC1Re1VCCRC2uoC2RC1Re2CeRFRb1+电流并联负反馈电流并联负反馈CFuIC1Re1VCCRC2uoC2RC1Re2RFRb1+电压串联负反馈电压串联负反馈第14页/共39页163、反馈的一般表达、反馈的一般表

9、达AF+-XiXfXoiXXi、Xo:系统输入、输出量；系统输入、输出量；Xf:系统的反馈量；系统的反馈量；Xi :系统净输入量；系统净输入量；反馈组态反馈组态电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联iXiXfXoXiUiUfUoUoUiIiIfIoIiUiUfUiIiIfIoI方框图中信号是单向流通的方框图中信号是单向流通的第15页/共39页17几个概念几个概念三者的关系三者的关系iofXXA闭环增益闭环增益(引入反馈后引入反馈后)ioXXA开环增益开环增益(没有反馈时没有反馈时)ofXXF 反馈系数反馈系数iooffiifiiXAXFXXXXXXXXAFAAf1基本

10、反馈方程式基本反馈方程式AF称为回路增益，称为回路增益，1AF称为反馈深度称为反馈深度第16页/共39页18 说说 明：明：Af、A、F是一般性定义，它们常常是有量纲的是一般性定义，它们常常是有量纲的 讨讨 论：论：a、若、若AF0，则，则|1+AF|1，此时反馈极性为负，此时反馈极性为负，|Af|A|；b、若、若AF0，则，则|1+AF|A|；c、若、若|1+AF|1，成为深度负反馈，此时，成为深度负反馈，此时FAFAAFAAf11d、若、若|1+AF|=0，则有，则有 Af ，也就是说，也就是说Xi=0，而，而Xo0；自激振荡自激振荡常用常用第17页/共39页19AuiFiuUiIfUoI

11、iIi 电压并联负反馈电压并联负反馈 举举 例例电流串联负反馈电流串联负反馈IO+AuIuORLRFAiuFuiUiUfIoUi RLAui为转移电阻，为转移电阻，Fiu为互导为互导Aiu为转移电导，为转移电导，Fui为互阻为互阻VCCRbRCuIuoC2C1第18页/共39页20电压串联负反馈电压串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈AuuFuuUoUiUfUi UiIfIiIi AiiFiiIoRLAuu为电压放大倍数为电压放大倍数Fuu为电压反馈系数为电压反馈系数Aii为电流放大倍数为电流放大倍数Fii为电流反馈系数为电流反馈系数第19页/共39页211、提高放大倍数的稳定性提高放大倍数

12、的稳定性AdAAFAdAff112、减小非线性失真（仅限于放大区内的失真）减小非线性失真（仅限于放大区内的失真）3、展宽频带（减小频率失真）展宽频带（减小频率失真）FAfffFAfmLLfHmHf1)1 (4、对输入、输出电阻的影响对输入、输出电阻的影响输入电阻输入电阻串联负反馈串联负反馈iiiifRAFIUR)1 ( 并联负反馈并联负反馈iifRAFR11第20页/共39页22输出电阻输出电阻电压负反馈电压负反馈oRXooofRFAIURLi0011电流负反馈电流负反馈oofRFAR)1(0第21页/共39页23第22页/共39页24第23页/共39页25试在图示电路中分别引入四种不同组态的

13、交流负反馈试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈电流反馈电流反馈电压反馈电压反馈串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈Fu第24页/共39页26只可能引入电压并联或电流串联两种组态的交流负反馈只可能引入电压并联或电流串联两种组态的交流负反馈第25页/共39页27四四、负反馈放大电路的分析、负反馈放大电路的分析深度负反馈情况下深度负反馈情况下Af有两种计算方法有两种计算方法1、利用基本反馈方程、利用基本反馈方程FAFAAf11反馈深度2、深度负反馈时、深度负反馈时 XiXf ，利用此条件求解，利用此条件求解Auf 注注 意：此时意：此时Af不一定是电压放大倍数，有时需要转换成不一定是电压放大倍

14、数，有时需要转换成Auf第26页/共39页28例例2、计算深度负反馈情况下的、计算深度负反馈情况下的AufVCCRb1RCuiuoRLC2C1ReRb2电流串联电流串联负反馈负反馈FAf1两种方法求解：两种方法求解：eoeoofofooffRiRiiuXXFiXuX)()(电流串联eLLgfiLoioufegfRRRuRiuuARFA11A交流通路：交流通路：RbuiuoRLReLCLbbbRRRRRR21+uf利用利用XiXf eLoeoffiiRRuRiuXuX)(串联eLioufeLoifiRRuuARRuuXX得到有：由(a)第27页/共39页29+AR1uiuORFR2电压并联电压并

15、联负反馈负反馈(b)IfIi利用利用XiXf计算计算ffiiIXIX并联反馈FoFofiiRuRuIRuIiiuu001理想运放11RRuuARuRuXXFioufFoifi得到有由 结结 论：论：第28页/共39页30例例3、计算深度负反馈情况下的、计算深度负反馈情况下的Auf (Ausf)判断组态：判断组态： 电流并联负反馈电流并联负反馈并联反馈：并联反馈： Ii=If同相放大同相放大RSusRC1uoRLReRfRC2IiIfIC2交流通路交流通路ssiRuI 222CfCCfIRRRILeoCRRuI/2而sCLefCsousfLeofCCssfiRRRRRRuuARRuRRRRuII

16、2222)/()(/有得由RSusC1VCCRC2uoRLC2Re-VCCRfRC1第29页/共39页31RC3+VCCRC1Re3RR1uo-VEET1T2uiT3R+uf判断组态：判断组态： 电压串联负反馈电压串联负反馈串联反馈：串联反馈： ui=ufofuRRRu1RRRRRuuAuuioufi111得由也可：也可：RRuuFAfouu111第30页/共39页32(Self Excited Oscillation)1、产生的物理过程、产生的物理过程fiiofioiXXAFXAFFXXXAXX则若而则有令10 AF=-1时时 Af ,即即Xi=0,而而Xo0现现 象：输入信号为象：输入信号

17、为0 0时，输出有一定幅值、一定频率的信号时，输出有一定幅值、一定频率的信号 负反馈放大电路自激振荡的频率在负反馈放大电路自激振荡的频率在低频段低频段或或高频段高频段 没有输入，净输入信号可以沿反馈环路不断循环下去没有输入，净输入信号可以沿反馈环路不断循环下去AF+-XiXfXoiX第31页/共39页33维持时，oi0XXooXFAX1FA)( ) 12(1FA为整数nnFA由于电路通电后输出量有一个从小到大直至稳幅的过程由于电路通电后输出量有一个从小到大直至稳幅的过程2、条、条 件件 净输入信号每沿反馈环路走完一周后即会净输入信号每沿反馈环路走完一周后即会增大增大，此时振荡，此时振荡不仅能够

18、维持且振荡幅度不断增大直至受到器件非线性限制不仅能够维持且振荡幅度不断增大直至受到器件非线性限制AF+-XiXfXoiX起振条件：起振条件：1FA第32页/共39页34自激振荡产生的条件：自激振荡产生的条件：) 12(arg1nAFAF相位条件相位条件是主要的是主要的fLfHBW|Au|fAum2/umA-90-180-2700f单管共射放大电路的频响单管共射放大电路的频响的相移高频段会产生低中频段90/180一般两级负反馈放大电路一般两级负反馈放大电路1800:也不会产生自激也不会产生自激单管放大电路一定不会自激单管放大电路一定不会自激(反馈网络一般无附加相移反馈网络一般无附加相移)第33页/共39页35 三级或三级以上的直接耦合放大电路引入负三级或三级以上的直接耦合放大电路引入负反馈后有可能产生高频振荡；同理，耦合电容、反馈后有可能产生高频振荡；同理，耦合电容、旁路电容等为三个或三个以上的放大电路，引入旁路电容等为三个或三个以上的放大电路，引入负反馈后有可能产生低频振荡；负反馈后有可能产生低频振荡； 放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引放大电路的级数越多，耦