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文档简介
1、17 7 反馈放大电路反馈放大电路模拟电子技术模拟电子技术27 7 反馈放大电路反馈放大电路7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类7.4 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算7.8 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式7.6 负反馈放大电路的设计负反馈放大电路的设计7.7 负反馈放大电路的频率响应负反馈放大电路的频率响应37.1 反馈的的基本概念与分类反馈的的基本概念与分类 凡是将放
2、大电路输出端的信号(电压或电流)的一部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,就称为分或全部引回到输入端,与输入信号迭加,就称为反馈反馈。7.1.1 什么是反馈:什么是反馈:正向传输正向传输反向传输反向传输 放大电路中将输出端的信号的引回到输入端的那部分放大电路中将输出端的信号的引回到输入端的那部分电路,就是电路,就是反馈通路反馈通路放大电路放大电路A输出输出(xo)输入输入(xi)反馈网络反馈网络F叠加叠加反馈反馈信号信号(xf)基本放大电路基本放大电路净输入信号:净输入信号:xid = xi xf4放大器放大器输出输出输入输入开环开环闭环闭环反馈
3、网络反馈网络叠加叠加反馈反馈信号信号实际被放大信号实际被放大信号 反馈从不同的角度可分为有:正反馈、负反馈,直反馈从不同的角度可分为有:正反馈、负反馈,直流反馈、交流反馈,内部反馈、外部反馈,人工反馈、流反馈、交流反馈,内部反馈、外部反馈,人工反馈、寄生反馈等寄生反馈等 一个放大器如果不存在反馈通路,就称为一个放大器如果不存在反馈通路,就称为开环开环放大电路存在反馈通路的就称为放大电路存在反馈通路的就称为闭环闭环57.1.2 交流反馈与直流反馈交流反馈与直流反馈交流反馈:交流反馈:反馈只对交流信号起作用。反馈只对交流信号起作用。直流反馈:直流反馈:反馈只对直流起作用。反馈只对直流起作用。 若在
4、反馈网络中若在反馈网络中串接隔直电容串接隔直电容,则可以隔断直,则可以隔断直流,此时反馈只对交流起作用。流,此时反馈只对交流起作用。 在起反馈作用的电阻两端在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容并联旁路电容,可以使,可以使其只对直流起作用。其只对直流起作用。 有的反馈只对交流信号起作用;有的反馈只对直有的反馈只对交流信号起作用;有的反馈只对直流信号起作用;有的反馈对交、直流信号均起作用。流信号起作用;有的反馈对交、直流信号均起作用。增加隔直电容增加隔直电容C后,后,Rf只对交流起反馈作用。只对交流起反馈作用。注:本电路中注:本电路中C1、C2也起到隔直作用。也起到隔直作用。+C1RB1RC1RB2
5、1RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1C增加旁路电容增加旁路电容C后后,Rf只对直流起反馈作用。只对直流起反馈作用。C+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE18直流直流反馈反馈反馈信号为反馈信号为直流量直流量。交流交流反馈反馈反馈信号为反馈信号为交流量交流量。直流直流负反馈常用以负反馈常用以稳定静态工作点稳定静态工作点;交流交流负反馈用以负反馈用以改善交流性能改善交流性能;后面主要讨论后面主要讨论交流负反馈交流负反馈9若引回的信号削弱了输入信号,就称为若引回的信号削弱了输入信号,就称为负反馈负反馈。若引回的信号增
6、强了输入信号,就称为若引回的信号增强了输入信号,就称为正反馈正反馈。7.1.3 正反馈和负反馈:正反馈和负反馈:正负反馈的判断:正负反馈的判断: 瞬时极性法瞬时极性法 假定输入信号假定输入信号xi 在某在某瞬时瞬时有一变化(一般假设有一变化(一般假设为正并用为正并用 标记),顺着信号传输方向,逐步推出标记),顺着信号传输方向,逐步推出有关信号的瞬时极性,并用有关信号的瞬时极性,并用 或或 标记,直到推标记,直到推出出 xf 瞬时极性,然后判断瞬时极性,然后判断xf是增强还是削弱净输入是增强还是削弱净输入信号。若信号。若削弱削弱则为则为负负反馈,若反馈,若增强增强则为则为正正反馈。反馈。10取取
7、+ 加强输入信号加强输入信号 正反馈正反馈 用于振荡器用于振荡器取取- 削弱输入信号削弱输入信号 负反馈负反馈 用于放大器用于放大器若引回的信号削弱了净输入信号,就称为若引回的信号削弱了净输入信号,就称为负反馈负反馈若引回的信号增强了净输入信号,就称为若引回的信号增强了净输入信号,就称为正反馈正反馈基本放大电路基本放大电路A输出输出(xo)输入输入(xi)反馈网络反馈网络F叠加叠加反馈信号反馈信号(xf)净输入净输入信号信号(xid)本章主要讨论本章主要讨论负反馈负反馈xid = xi + + xfxid = xi - - xf11+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C
8、2+VCCuoui+T1T2Rf例例1 1:判断:判断Rf是正反馈还是负反馈是正反馈还是负反馈? ?uiuBE=uB-uEiB1iC1uC1=VCC-iCRC1uB2uC2uouEuBERf是是负负反馈反馈12+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCuoui+T1T2RfuBEuBE例例1 1:判断:判断Rf是正反馈还是负反馈是正反馈还是负反馈? ?Rf是是负负反馈反馈13例例2 2、分析下图电路是正反馈还是负反馈?交流反馈还是分析下图电路是正反馈还是负反馈?交流反馈还是直流反馈?直流反馈?ui+uo+VCCRCC2C1Rfiibif故反馈信号削弱了输入信号,引
9、入的是负反馈。故反馈信号削弱了输入信号,引入的是负反馈。反馈信号中既有直流又有交流,故同时存在直流反馈和交流反馈。反馈信号中既有直流又有交流,故同时存在直流反馈和交流反馈。14+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif问题:问题:三极管的静态工作点如何提供?能否在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?反馈回路加隔直电容?不能!不能!Rf为三极管提供静态电流!为三极管提供静态电流!Rf 的作用:的作用:1. 提供静态工作点。提供静态工作点。2. 直流负反馈,稳定直流负反馈,稳定静态工作点。静态工作点。3. 交流负反馈,稳定交流负反馈,稳定放大倍数。放大倍数。15例例3 3、分析下
10、图电路是否存在反馈,若存在,反馈元件是分析下图电路是否存在反馈,若存在,反馈元件是什么?是正反馈还是负反馈?交流反馈还是直流反馈?什么?是正反馈还是负反馈?交流反馈还是直流反馈?Rf将将iE2引回到输入回路,因此存在反馈,反馈元件为引回到输入回路,因此存在反馈,反馈元件为Rf 。ui+uo+iiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2故反馈信号削弱了输入信号,引入的是负反馈。故反馈信号削弱了输入信号,引入的是负反馈。反馈信号中既有直流又有交流,故同时存在直流反馈和交流反馈。反馈信号中既有直流又有交流,故同时存在直流反馈和交流反馈。16例例4 4、分析下图电路是正反馈还是负反馈?交流
11、反馈还是分析下图电路是正反馈还是负反馈?交流反馈还是直流反馈?直流反馈?故反馈信号削弱了输入信号,引入的是负反馈。故反馈信号削弱了输入信号,引入的是负反馈。反馈信号中既有直流又有交流,故同时存在直流反馈和交流反馈。反馈信号中既有直流又有交流,故同时存在直流反馈和交流反馈。uOR1R2R3+uI+RLiIiDiF17判断方法:判断方法:假设输入端交流短路,反馈信号不存在,假设输入端交流短路,反馈信号不存在, 则为并联反馈,否则,为串联反馈则为并联反馈,否则,为串联反馈 。7.1.4 串联串联反馈和并联反馈:反馈和并联反馈: 根据反馈信号在输入端与输入信号连接形式的不根据反馈信号在输入端与输入信号
12、连接形式的不同,可以分为串联反馈和并联反馈。同,可以分为串联反馈和并联反馈。串联串联反馈:在输入端,反馈网络与基本放大电路反馈:在输入端,反馈网络与基本放大电路串联串联连接,连接, 此时反馈信号与输入信号以电压形式相加减。此时反馈信号与输入信号以电压形式相加减。并联并联反馈:在输入端,反馈网络与基本放大电路反馈:在输入端,反馈网络与基本放大电路并联并联连接,连接, 此时反馈信号与输入信号以电流形式相加减。此时反馈信号与输入信号以电流形式相加减。即即 uid=ui- -uf 。即即 iid=ii- -if 。 在输入端,反馈信号与输入信号从不同节点加入,在输入端,反馈信号与输入信号从不同节点加入
13、,为串联反馈,从同一个节点加入,则为并联反馈。为串联反馈,从同一个节点加入,则为并联反馈。18iifibib=i-if并联反馈并联反馈ufuiubeube=ui-uf串联反馈串联反馈19ifiibuouiuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2例例:判断以下电路是串联反馈还是并联反馈:判断以下电路是串联反馈还是并联反馈? ?ib=i- -if为为并联并联反馈反馈20+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCuoui+T1T2Rf例例:判断以下电路是串联反馈还是并联反馈:判断以下电路是串联反馈还是并联反馈? ?ufuiubeube=ui-uf为为串联串联反馈反
14、馈21电压反馈:电压反馈:反馈信号取自输出电压信号。反馈信号取自输出电压信号。电流反馈:电流反馈:反馈信号取自输出电流信号。反馈信号取自输出电流信号。 根据反馈所采样的信号不同,可以分为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。电压反馈和电流反馈。7.1.5 电压电压反馈和电流反馈:反馈和电流反馈:判断方法:判断方法:输出端交流短路,反馈电压为输出端交流短路,反馈电压为0 (即即RL 短路短路) ,则为电压反馈,否则,为电流反馈。,则为电压反馈,否则,为电流反馈。22RLuoRLuo电压反馈:电压反馈:采样电阻很大采样电阻很大23电流反馈:电流反馈:RLioiERLioiERf采样
15、电阻很小采样电阻很小24+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCuoui+T1T2Rf例例:判断以下电路是电压反馈还是电流反馈:判断以下电路是电压反馈还是电流反馈? ?反馈信号消失,故为反馈信号消失,故为电压电压反馈反馈25uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2例例:判断以下电路是电压反馈还是电流反馈:判断以下电路是电压反馈还是电流反馈? ?反馈信号仍然存在,故为反馈信号仍然存在,故为电流电流反馈反馈26分析步骤:分析步骤:3. 3. 是否负反馈?是否负反馈?4. 4. 是负反馈!那么是何种类型的负反馈?是负反馈!那么是何种类型的负反馈
16、?(判断反馈的组态)(判断反馈的组态)1. 1. 找出反馈网络(电阻)。找出反馈网络(电阻)。2. 2. 是交流反馈还是直流反馈?是交流反馈还是直流反馈?一、反馈类型的判断:一、反馈类型的判断:判断负反馈的方法判断负反馈的方法瞬时极性法瞬时极性法假设输出端信号有一定极性的瞬时变化,依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。反馈。反之为正反馈。小结小结27电压负反馈与电流负反馈判别方法:电压负反馈与电流负反馈判别
17、方法:电压反馈电压反馈一般从后级放大器的集电极采样。一般从后级放大器的集电极采样。电流反馈电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。一般从后级放大器的发射极采样。并联反馈与串联负反馈判别方法:并联反馈与串联负反馈判别方法: 并联反馈并联反馈的反馈信号接于晶体管基极或集成运放的的反馈信号接于晶体管基极或集成运放的反相输入端。反相输入端。 串联反馈串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极或集成运放的反馈信号接于晶体管发射极或集成运放的同相输入端。的同相输入端。注意:注意:直流反馈中,输出电压指直流反馈中,输出电压指UCE,输出电流指,输出电流指IE或或IC。287.2.1 电压串联负反馈:电压串联负反馈:(
18、1)(1)反馈方式判断:反馈方式判断:VVVVFFAAA+1(4)(4)闭环增益:闭环增益:(2)(2)开环增益:开环增益: 电压反馈:输出电压Vo 串联反馈:反馈电压Vf 开环增益:AV=Vo/Vdi(3)(3)反馈系数:反馈系数: FV=Vf/Vo7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态297.2.2 电流串联负反馈:电流串联负反馈:(1)(1)反馈方式判断:反馈方式判断:RGGGFFAAA+1(4) (4) 闭环增益:闭环增益:(2)(2)开环增益:开环增益: 电流反馈:输出电流Io 串联反馈:反馈电压Vf 开环增益:AG=Io/Vdi(3)(3)反馈系数:反馈系数: F
19、R=Vf /Io307.2.3 电压并联负反馈:电压并联负反馈:GRRRFFAAA+1(1)(1)反馈方式判断:反馈方式判断:(4) (4) 闭环增益:闭环增益:(2)(2)开环增益:开环增益: 电压反馈:输出电压Vo 并联反馈:反馈电流If 开环增益:AR=Vo /Idi(3)(3)反馈系数:反馈系数: FG=If /Vo317.2.4 电流并联负反馈:电流并联负反馈:RGGGFFAAA+1(2)(2)开环增益:开环增益: 电流反馈:输出电流Io 并联反馈:反馈电流If 开环增益:AII=Io /Idi(1)(1)反馈方式判断:反馈方式判断:(4) (4) 闭环增益:闭环增益:(3)(3)反
20、馈系数:反馈系数: FII=If /Io32四种组态负反馈的功能和四种组态负反馈的功能和 A、F、Af的含义的含义 33负负反反馈馈交流反馈交流反馈直流反馈直流反馈电压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈稳定静态工作点稳定静态工作点负反馈的分类小结负反馈的分类小结34四种基本负反馈类型:四种基本负反馈类型:io电压串联负反馈电压串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈AFuiuidufusRSRLuoAFuiuidufusRSuoRLioFAiiifisiidRSRLu
21、oFAiiifisiidiouoRLio35例例1 1:判断下面电路的反馈组态:判断下面电路的反馈组态:ufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCuoui+T1T2Rf电压反馈电压反馈串联反馈串联反馈是是电压串联电压串联负反馈负反馈36例例2 2:判断:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。是否负反馈,若是,判断反馈的组态。电流反馈电流反馈并联反馈并联反馈uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2 电流并联电流并联负反馈。对直流也起作用,可以稳定静态工作点。负反馈。对直流也起作用,可以稳定静态工作点。37例例3
22、 3:判断电路的反馈组态:判断电路的反馈组态:+VCCRCC2C1Rfuiuoiibif 电压反馈电压反馈并联反馈并联反馈电压并联电压并联负反馈,对直流也起作用。负反馈,对直流也起作用。38例例4 4:判断如图电路中判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。的负反馈作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiubeie电流串联反馈电流串联反馈RE2对交流反对交流反馈不起作用馈不起作用1. 对交流信号:对交流信号:RE1:电流串联负反馈。电流串联负反馈。 392. 对直流信号对直流信号:RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiUBEIEUBUE RE1 + RE
23、2 :电流串联负反馈。电流串联负反馈。恒定CCBBBBURRRU212+RE1、RE2对对直流均起作直流均起作用,通过反用,通过反馈稳定静态馈稳定静态工作点。工作点。40例例5:判断如图电路中判断如图电路中RE3的负反馈作用的负反馈作用:+VCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3 电流串联电流串联负反馈负反馈。41ui+R1R2uORF+RLuid+uF+ 反馈电压反馈电压取自输出电压,并与之成取自输出电压,并与之成正比,故为正比,故为电压反馈电压反馈。uF 与与 ui 在输入端以电压形式作比较,两者串联,故为在输入端以电压形式作比较,两者串联,故为串
24、联反馈。串联反馈。例例6:判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型电压串联负反馈电压串联负反馈1FOF1RuuRR + + 42uOR1R2RF+uI+RL iIiDiF所以为所以为负负反馈。反馈。反馈电流反馈电流取自输出电压,并与之取自输出电压,并与之成正比,故为成正比,故为电压电压反馈。反馈。iF 与与 iI 在输入端以电流形式作比较,两者并联,故为在输入端以电流形式作比较,两者并联,故为并联并联反馈。反馈。电压并联负反馈电压并联负反馈 OOFFFuuuiRR- - - - -例例7:判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型43为为负负反馈反馈反馈电压反馈电压uF = RiO与输出
25、电流成比,故为与输出电流成比,故为电流电流反馈;反馈;电流串联负反馈电流串联负反馈uF 与与 uI 在输入端以电压形式作比较,两者串联,故为在输入端以电压形式作比较,两者串联,故为串联串联反馈。反馈。R2uOR+RLuD+ uF+iOuI+ 例例8:判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型44iFRFiRuRRuI+RL iOR1iIiDR2例例9:判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型电流并联负反馈电流并联负反馈FOF()RiiRR - -+ +45 R3 和和R4构成反馈网络,构成反馈网络,解:解:例例10、试分析图示电路中的级间反馈类型。试分析图示电路中的级间反馈类型。反馈信号
26、反馈信号uf 如图所标。如图所标。为为串联反馈串联反馈。假设假设uO = 0, 则反馈消失,为则反馈消失,为电压反馈电压反馈。采用瞬时极性法,可得有关信号的瞬时极性如图所示,采用瞬时极性法,可得有关信号的瞬时极性如图所示, uf 削弱了削弱了uid ,为为负反馈负反馈。因此该电路的级间反馈为因此该电路的级间反馈为电压串联负反馈电压串联负反馈。46例例11:判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型 电流串联负反馈电流串联负反馈47例例12:判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型 电压并联负反馈电压并联负反馈48例例13:判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型Rf1 和和Rf2构成
27、直流反馈构成直流反馈Re1 构成交流反馈构成交流反馈 电流串联电流串联负反馈负反馈49反馈电路的三个环节:反馈电路的三个环节:放大:放大:dooXXA反馈:反馈:ofXXF叠加:叠加:fidXXX-基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号差值信号差值信号7.3 负反馈电路增益的一般表达式负反馈电路增益的一般表达式基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+dooXXA开环放大倍数开环放大倍数ioFXXA闭环放大倍数闭环放大倍数ofXXF反馈系数反馈系数负反馈放大器的一般关系:负反馈放大器的一般关系:基本
28、放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+FAAAFXXXXXXXXXAoooodofdfoioF+1111FAo+1反馈深度反馈深度定义:定义:52负反馈放大器的闭环放大倍数:负反馈放大器的闭环放大倍数:当当 AoF 1时时深度负反馈:深度负反馈:结论:结论:当当 AoF 1 很大时,负反馈放大器的闭很大时,负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关,只与反馈网络有环放大倍数与晶体管无关,只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。关。即负反馈可以稳定放大倍数。FAAAooF+1FAF1当当 1+AoF Ao正反馈正反馈当当 1+AoF =0 时,时, AF = 自激振荡自激振
29、荡当当 1+AoF 1 时,时, AF 1电压电压负反馈:稳定负反馈:稳定输出电压输出电压;电流电流负反馈:稳定负反馈:稳定输出电流输出电流。 56例、例、已知已知A = 103 ,负反馈使放大倍数稳定性提高为原来,负反馈使放大倍数稳定性提高为原来的的 100 倍,求反馈系数、闭环放大倍数,倍,求反馈系数、闭环放大倍数,A变化变化10%时时的闭环放大倍数及其相对变化量的闭环放大倍数及其相对变化量 。解:解:(1) 由由 (1 + AF ) = 100,得得 F = (100 1) / A = 0.099AFAA+ + 1f = 103 / 100 = 10(2) 当当A变化变化10%时时%1
30、. 0%)101001d11df f + + (AAAFAAA f =%)1 . 01(10d1)f f (f + +AAA577.1.2 减小非线性失真减小非线性失真Aouiuo加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后ufuiudAoF+ 改善改善uouo587.4.3 抑制噪声:抑制噪声: 一、噪声种类:一、噪声种类:1、电子元件的热噪声、电子元件的热噪声2、放大器的噪声、放大器的噪声二、噪声的度量:二、噪声的度量:噪声系数噪声系数NF:输入信号的信噪比与输出信号的信噪比的比值:输入信号的信噪比与输出信号的信噪比的比值niPnonosonisiPAPPPPPNF/)()lg(10dBPAPNFni
31、Pno三、负反馈可以削弱放大器内部产生的噪声三、负反馈可以削弱放大器内部产生的噪声59( (补充补充) )扩展频带宽度扩展频带宽度引入负反馈使电路的通频带宽度增加:引入负反馈使电路的通频带宽度增加:LfHfHHfLLfffBWfAFfAFff-+|11607.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响1. 串联负反馈使电路的输入电阻增加:串联负反馈使电路的输入电阻增加:ioifrFAr)1 ( +例如例如: :射极输出器射极输出器理解:理解:串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻,串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻,故输入电阻增加。故输入电阻增加。一、对输入电阻的
32、影响:一、对输入电阻的影响: 深度负反馈深度负反馈rif2. 并联负反馈使电路的输入电阻减小:并联负反馈使电路的输入电阻减小:)1 (FArroiif+理解:理解:并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路,并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路,故输入电阻减小。故输入电阻减小。深度负反馈深度负反馈rif0611. 电压负反馈使电路的输出电阻减小:电压负反馈使电路的输出电阻减小:)1 (FArrooof+例如例如: :射极输出器射极输出器理解:理解:电压负反馈目的是阻止电压负反馈目的是阻止 uo的变化,稳定输出电压的变化,稳定输出电压。放大电路空载时可等效放大电路空载时可等效右图框中为电压
33、源:右图框中为电压源:输出电阻越小,输出电压越稳定,反之亦然。输出电阻越小,输出电压越稳定,反之亦然。roesouoRL二、对输出电阻的影响:二、对输出电阻的影响: 深度负反馈深度负反馈rof062理解:理解:电流负反馈目的是阻止电流负反馈目的是阻止 io的变化,稳定输出电流的变化,稳定输出电流。放大电路空载时可等效放大电路空载时可等效为右图框中电流源:为右图框中电流源:输出电阻越大,输出电流越稳定,反之亦然。输出电阻越大,输出电流越稳定,反之亦然。2、电流负反馈使电路的输出电阻增加:、电流负反馈使电路的输出电阻增加:ooofr )FA(r+ 1roisoioRL深度负反馈深度负反馈rof63
34、负反馈的作用:负反馈的作用:电压负反馈:电压负反馈:可以稳定输出电压、减小输出电阻。可以稳定输出电压、减小输出电阻。串联反馈串联反馈使电路的输入电阻增大;使电路的输入电阻增大;小结小结负反馈对放大器输入、输出电阻的影响:负反馈对放大器输入、输出电阻的影响:1、直流:稳定静态工作点;、直流:稳定静态工作点;2、交流:稳定放大倍数;扩展通频带;改善非、交流:稳定放大倍数;扩展通频带;改善非线性失真、抑制噪声。线性失真、抑制噪声。并联反馈并联反馈使电路的输入电阻减小。使电路的输入电阻减小。电流负反馈:电流负反馈:可以稳定输出电流、增大输出电阻。可以稳定输出电流、增大输出电阻。详细见详细见 p349表
35、表7.4.1。647.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算基本放大基本放大电路电路AdXoX反馈回路反馈回路FfXiX+AFAAF+1深度负反馈:深度负反馈:1+AF1FAFAAFAAF11+因为:因为:Af = xo / xi , F = xf / xo得得由由 1 fFA xo / xi xo / xf65深度电压负反馈深度电压负反馈Rof 很小,很小,0深度电流负反馈深度电流负反馈Rof 很大,很大,深度串联负反馈深度串联负反馈Rif 很大,很大,深度并联负反馈深度并联负反馈Rif 很小,很小,0FA1 f 0id i f xxx基本放大电路的两输入端既基本放大电路的
36、两输入端既“虚短虚短”又又“虚断虚断”。66iofuuAu 例、例、 估算图示放大电路的电压放大倍数。估算图示放大电路的电压放大倍数。解:解: 为深度串联负反馈,为深度串联负反馈,fouu FLRR 例例4.3.1电路分析电路分析由图可得由图可得 if uu 67例:例:(1)判断反馈类型:)判断反馈类型: 电压串联负反馈(深度)电压串联负反馈(深度)(2)反馈系数:)反馈系数:fooFRRRVVVVF+-11(3)闭环放大倍数:)闭环放大倍数:11111RRRRRFAffF+ViRf Rp R1I1IfVoVF68例:例:(1)判断反馈类型:)判断反馈类型: 电压并联负反馈(深度)电压并联负
37、反馈(深度)(2)反馈系数:)反馈系数:foFGRVIF1-(3)闭环放大倍数:)闭环放大倍数:fGioRFRFIVA-1ViRf Rp R1I1IfVoifGFiGFiioVFRRRARARIVA-169例、例、估算图示放大电路的电压放大倍数。估算图示放大电路的电压放大倍数。iofuuAu 解:解:为深度并联负反馈。为深度并联负反馈。由图可得由图可得电路分析电路分析LoRi- - 1LfRRi 1L3F3RRRRR + +- - if ii n 0 u f i1iRi3F3fRRRi+ +- -70例、例、 图示为深度负反馈放大电路,试估算其源电压放大图示为深度负反馈放大电路,试估算其源电压
38、放大倍数、输入电阻和输出电阻。倍数、输入电阻和输出电阻。解:解:此为两级深度电压并联负反馈放大电路,故得此为两级深度电压并联负反馈放大电路,故得sofuuAu 0if R0 ofRSFRR- - FfRi- - if ii RifRofSiRi71方法一:方法一:当电路比较简单时,可当电路比较简单时,可直接用微变等效电路分析。直接用微变等效电路分析。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiVBEIEVBVEbeLorRA-开环:11EbeLFR)(rRA+-闭环:例:例:72放大倍数稳定性的比较:放大倍数稳定性的比较: =60时时, Ao =-93 =50时时, Ao =-77
39、 =60时时, AF =-19.4 =50时时, AF =-18.6无负反馈时:无负反馈时:beLorRA-有负反馈时:有负反馈时:11EbeLFR)(r RA+-RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60EC=15Vrbe=1.62 k 性能比较:性能比较:结论结论: : (1) (1) 输入电阻提高了。输入电阻提高了。 (2) (2) 放大倍数减小了,但稳定了,即受晶放大倍数减小了,但稳定了,即受晶体管的影响减小。体管的影响减小。无无RF有有RF 放大倍数放大倍数 -93 -19.4输入电阻输入电阻 1.52k 5.9k 输出电阻输出电
40、阻 5 k 5 k RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60VCC=15Vrbe=1.62 k 方法二:方法二:从负反馈电路的闭环放大倍数的公式出发。从负反馈电路的闭环放大倍数的公式出发。FAAAooF+11.1. 先计算先计算Ao和和F 。2. 计算计算AF。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiVBEIEVBVE例:例:RRRIIRUUFLELceEof11-beLorRA-75F - 0.1 / (5/5) =-0.04RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60
41、VCC=15Vrbe=1.62 k 6926215260.rRAbeLo-71904069216921.FAAAooF-+-+41911.R)(rRAEbeLF-+-与方法一的计算与方法一的计算结果基本相同。结果基本相同。方法三:方法三:放大倍数的近似计算。放大倍数的近似计算。FAAAooF+1FAF1RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiVBEIEVBVE例例1:25111+-ELEbeLFRRR)(rRA若(若(1+ )RF rbe, 则则251FAF与方法一比较:与方法一比较:在深度负反馈下,两种方法结果一致。在深度负反馈下,两种方法结果一致。77RB+VCCC1C2R
42、ERLuiuo例例2 2:射极跟随器射极跟随器性能:性能:(1 1)放大倍数)放大倍数 1 1(2 2)输入电阻大)输入电阻大(3 3)输出电阻小)输出电阻小反馈形式:反馈形式:电压串联负反馈电压串联负反馈78放大倍数的近似计算:放大倍数的近似计算:若若 (1+ )R L rbe , 则则AF 1因为因为uf = uo,所以所以F= uf / uo=1(1)用公式用公式:LbeLuR)(rR)(A+11(2)用反馈放大器用反馈放大器进行计算:进行计算:FAF1AF = 1/F 1797.6 负反馈放大电路的设计负反馈放大电路的设计一般步骤:一般步骤:(1)确定反馈类型)确定反馈类型(2)确定反馈系数的大小)确定反馈系数的大小(3)确定反馈电路的参数)确定反馈电路的参数(4)从理论上检验、判断)从理论上检验、判断(5)电路安装、调试)电路安装、调试例:例:用集成运放设计一个负反馈放大电路。信号源是一用集成运放设计一个负反馈放大电路。信号源是一
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