电工学反馈及反馈放大电路概要PPT课件

1、1. 反馈的基本概念 反馈放大电路的方框图2. 反馈的判断方法 对放大电路性能的影响3. 对反馈放大电路进行计算分析第三章放大电路中的反馈第1页/共53页第三章放大电路中的反馈会判 判断电路中有无反馈及反馈的性质会算 估算深度负反馈条件下的放大倍数会引 根据需求引入合适的反馈会判振 消振电路是否能稳定工作，会消除自激振荡。第2页/共53页第三章放大电路中的反馈3.1 反馈的概念及判断反馈的概念及判断3.3 反馈对放大电路性能的影响反馈对放大电路性能的影响3.4 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算3.5 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡3.2 反馈对放大电路方框图及

2、放大倍反馈对放大电路方框图及放大倍数的估算数的估算第3页/共53页3.13.1 反馈的概念及判断反馈的概念及判断一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念二、交流负反馈的四种组态二、交流负反馈的四种组态三、反馈的判断三、反馈的判断第4页/共53页3.13.1 反馈的概念及判断企业省级总代理分销商专卖店经销商用 户销售员信息员实际问题实例实际问题实例：一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念第5页/共53页XOXi输输入入信信号号输出信号输出信号反反馈馈信信号号净输入信号净输入信号XFXd1. 什么是反馈一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念3.13.1 反馈的概念及判断 放大电路输出量的一部分或全部通过一

3、定的方式放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入，称为反馈。引回到输入回路，影响输入，称为反馈。要研究哪些问题？要研究哪些问题？怎样引回是从输出电压还是输出电流引出反馈多少怎样引出 反馈放大电路可用反馈放大电路可用方框图表示。方框图表示。影响放大电路的输入电压还是输入电流第6页/共53页2. 2. 正反馈和负反馈正反馈和负反馈 从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量的变化减小的为的变化减小的为，否则为，否则为；引入反馈后其变化是增大？还是减小？引入反馈后其变化是增大？还是减小？ 或者，凡反馈的结果使净输入量减小的为或者，凡反馈

4、的结果使净输入量减小的为，否则为，否则为。3.13.1 反馈的概念及判断第7页/共53页3. 3. 直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈 直流通路中存在的反馈称为直流反馈，交流通直流通路中存在的反馈称为直流反馈，交流通路中存在的反馈称为交流反馈。路中存在的反馈称为交流反馈。引入交流负反馈引入直流负反馈3.13.1 反馈的概念及判断第8页/共53页4. 4. 局部反馈和级间反馈局部反馈和级间反馈 只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输反馈，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路的称为级间反馈。

5、入回路的称为级间反馈。通过R3引入的是局部反馈通过R4引入的是级间反馈通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。3.13.1 反馈的概念及判断第9页/共53页 将输出电压的一部分或全将输出电压的一部分或全部引回到输入回路来影响净部引回到输入回路来影响净输入量的为电压反馈，即输入量的为电压反馈，即ooUX 将输出电流的一部分或全将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净部引回到输入回路来影响净输入量的为电流反馈，即输入量的为电流反馈，即ooIX 描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。反馈网络的

6、取样对象。5. 电压反馈和电流反馈3.13.1 反馈的概念及判断第10页/共53页6. 6. 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。fiiUUU-串联负反馈fiiIII-并联负反馈+_负反馈3.13.1 反馈的概念及判断第11页/共53页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3.13.1 反馈的概念及判断7、交流负反馈的四种组态第12页/共53页二、反馈的判断二、反馈的判断 “找联系找联系”：找输出回路与输入回路的联系

7、，若有则有反：找输出回路与输入回路的联系，若有则有反馈，否则无反馈。馈，否则无反馈。有反馈吗？将输出电压全部反馈回去无反馈无反馈1. 有无反馈的判断即在输入回路又在输出回路3.13.1 反馈的概念及判断第13页/共53页2. 2. 直流反馈和交流反馈的判断直流反馈和交流反馈的判断“看通路看通路”，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。仅有直仅有直流反馈流反馈仅有交流反馈仅有交流反馈交、直流反馈共存交、直流反馈共存仅有直仅有直流反馈流反馈3.13.1 反馈的概念及判断第

8、14页/共53页3. 3. 正、负反馈（反馈极性）的判正、负反馈（反馈极性）的判断断“看反馈的结果看反馈的结果” ，即净输入量是被增大还是被减小。，即净输入量是被增大还是被减小。瞬时极性法：瞬时极性法： 给定给定 的瞬时极性，并的瞬时极性，并以此为依据分析电路中各电以此为依据分析电路中各电流、电位的极性从而得到流、电位的极性从而得到 的极性；的极性；iXoX的极性的极性 的极性的极性 、 、 的叠加关系的叠加关系oXfXiXfXiXfiifii IIIUUU或正反馈正反馈负反馈负反馈fiifii IIIUUU或3.13.1 反馈的概念及判断第15页/共53页3. 3. 正、负反馈的判断正、负反

9、馈的判断FuFIDuuu反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。O211FuRRRu3.13.1 反馈的概念及判断反馈通路第16页/共53页2ONRuuiR反馈量反馈电流反馈量仅决定于输出反馈量仅决定于输出量量净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流净输入电流增大，引入增大，引入了正反馈了正反馈3.13.1 反馈的概念及判断RiiiiiRiiiii 在判断集成运放构成的反馈放大电路的反馈极性时，净输入电压指的是集成运放两个输入端的电位差，净输入电流指的是同相输入端或反相输入端的电流。第17页/共53页4. 4. 电压反馈和电流反馈的判断电压反馈和电流反馈的判断电路引入了电压

10、负反馈电路引入了电压负反馈 令输出电压为令输出电压为0，若反馈量随之为，若反馈量随之为0，则为电压反馈；，则为电压反馈；若反馈量依然存在，则为电流反馈。若反馈量依然存在，则为电流反馈。3.13.1 反馈的概念及判断判断方法：负载短路法判断方法：负载短路法( (输出短路法）输出短路法）第18页/共53页4. 4. 电压反馈和电流反馈的判断电压反馈和电流反馈的判断电路引入了电流负反馈电路引入了电流负反馈反馈电流 引入电压负反馈稳定输出电压，引入电流负反馈稳定输出电流！引入电压负反馈稳定输出电压，引入电流负反馈稳定输出电流！仅受基极电流的控制3.13.1 反馈的概念及判断第19页/共53页5. 5.

11、 串联反馈和并联反馈的判断串联反馈和并联反馈的判断FINiiiFIDuuu 在输入端，输入量、反馈量和净输入量以电压的方式叠加，为；以电流的方式叠加，为。引入了并联反馈引入了并联反馈引入了串联反馈引入了串联反馈Fu3.13.1 反馈的概念及判断第20页/共53页3.13.1 反馈的概念及判断6、交流负反馈的四种组态电压串联 输入以电压形式求和输入以电压形式求和（KVLKVL）： v vid id= =v vi i- - v vf f 稳定输出电压稳定输出电压特点：特点： 电压控制的电压源电压控制的电压源RLvovfvid(=vivf) vo of22fuRRRu第21页/共53页3.13.1

12、反馈的概念及判断6、交流负反馈的四种组态电压并联 输入以电流形式求和（KCLKCL）： iidid= =ii i- -if f 稳定输出电压 电流控制的电压源特点：FofRui第22页/共53页3.13.1 反馈的概念及判断6、交流负反馈的四种组态 输入以电压形式求和（KVLKVL）： vidid= =vi i- - vf f 稳定输出电流 电压控制的电流源特点： RL io vf (=ioRf ) vi一定时 vi d io 电流串联第23页/共53页3.13.1 反馈的概念及判断6、交流负反馈的四种组态电流并联 输入以电流形式求和（KCLKCL）： iidid= =ii i- -if f

13、稳定输出电流 电流控制的电流源特点：oFfiRRRi第24页/共53页电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性串联反馈：输入端电压求和（KVLKVL）电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性并联反馈：输入端电流求和（KCLKCL）特点小结：6、交流负反馈的四种组态3.13.1 反馈的概念及判断第25页/共53页分立元件放大电路中的分立元件放大电路中的净输入量净输入量和和输出电输出电流流 在判断分立元件反馈放大电路的在判断分立元件反馈放大电路的反馈极性反馈极性时，时，净输入电压净输入电压常常指输入级晶体管的指输入级晶体管的b-eb-e（e-be-b）间或场效应管）间或场效应管g-sg-s（s-gs-

14、g）间的电）间的电位差，位差，净输入电流净输入电流常指输入级晶体管的基极电流（射极电流）常指输入级晶体管的基极电流（射极电流）或场效应管的栅极（源极）电流。或场效应管的栅极（源极）电流。 在分立元件在分立元件电流负反馈电流负反馈放大电路中，反馈量常取自于输出级放大电路中，反馈量常取自于输出级晶体管的集电极电流或发射极电流，而不是负载上的电流；晶体管的集电极电流或发射极电流，而不是负载上的电流；此时称输出级晶体管的集电极电流或发射极电流为输出电流，此时称输出级晶体管的集电极电流或发射极电流为输出电流，反馈的结果将稳定该电流。反馈的结果将稳定该电流。3.13.1 反馈的概念及判断第26页/共53页

15、ivov1C2CeCeC1CR2CRCCV11eR12eR2eR1RfR1T2T1R1BCCV+-(+)(-)fR11eRoviv+-+(-)(+)(-)例题例题: :试判断图所示电路的反馈组态。试判断图所示电路的反馈组态。解解: 根据瞬时极性法，见图根据瞬时极性法，见图中的红色中的红色“+”、“- -” 号，可号，可知经电阻知经电阻R1加在基极加在基极B1上的上的是直流并联负反馈。因反馈是直流并联负反馈。因反馈信号与输出电流成比例，故信号与输出电流成比例，故又为电流反馈。结论：是又为电流反馈。结论：是直直流电流并联负反馈流电流并联负反馈。 经经Rf 加在加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输入

16、信号上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加在加在T1两个输入电极，故为串联反馈。两个输入电极，故为串联反馈。结论：交流电压结论：交流电压串联负反馈。串联负反馈。第27页/共53页3.23.2 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图及放大倍数的估算及放大倍数的估算一、负反馈放大电路的方框图一、负反馈放大电路的方框图二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式三、深度负反馈的实质三、深度负反馈的实质四、基于反馈系数的放大倍数的估算方法四、基于反馈系数的放大倍数的估算方法第三章放大电路中的反馈第28页/共53页一、负反馈放大电路的方框图一、负反馈放大电路的方框图决

17、定反馈量和输出量关系的所有元件所组成的网络负反馈放大电路的基本放大电路反馈网络方框图中信号是单向流通的。方框图中信号是单向流通的。ioXXA基本放大电路的放大倍数基本放大电路的放大倍数反馈系数反馈系数ofXXF反馈放大电路的放大倍数反馈放大电路的放大倍数iofXXA第29页/共53页二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式式ioXXAofXXFiofXXAiiioiifiif XFAXXAXFXXAXXXAA反馈组态反馈组态功能功能电压串联电压串联电压控制电压电压控制电压电压并联电压并联电流控制电压电流控制电压电流串联电流串联电压控制电流电压控制电流电流并联电

18、流并联电流控制电流电流控制电流AFfAioUUofUUioUUioIUofUIioIUioIIofIIioIIioUIofIUioUIFAAA1f第30页/共53页三、深度负反馈的实质三、深度负反馈的实质。，即，则若 1 11 fifXXFAFAFAAA1f净输入量忽略不计fifi IIUU在并联负反馈电路中，馈电路中，上式说明：在串联负反。电路引入的才为负反馈，只有0FA环路放大倍数第31页/共53页四、基于反馈系数的电压放大倍数的估算方四、基于反馈系数的电压放大倍数的估算方法法1. 电压串联负反馈电路uuuuFUUUUA1foiofofUUFuu211ofRRRUUFuu12f11RRFA

19、uuuu第32页/共53页2. 2. 电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路 ofUIFiuRif很小很小siossososfRIURIUUUAussfo11RFRIUiu为什么?四、基于反馈系数的电压放大倍数的估算方法为什么?第33页/共53页2. 2. 电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路ssosf11RFUUAiuu12ssf11RRRFAiuuofUIFiu2of1RUIFiu2ON2RuuiR令uN=0四、基于反馈系数的电压放大倍数的估算方法第34页/共53页3. 3. 电流串联负反馈电流电流串联负反馈电流LfLoiof1RFURIUUAuiuofIUFui1ofRIUFuiFu1LL

20、f1RRRFAuiu四、基于反馈系数的电压放大倍数的估算方法第35页/共53页4. 4. 电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路ofIIFiisLsosf1RRFUUAiiuLoosfsRIURIU，四、基于反馈系数的电压放大倍数的估算方法fIiIiIoU+- -RLoIRR1R2RF+AiU+- -oFfIRRRIFofRRRIIFii1Liiioooiof1RARUIIIIUUUAiiuRRRRRRFRiiF1L1L11第36页/共53页深度负反馈条件下四种组态负反馈放大深度负反馈条件下四种组态负反馈放大电路的电压放大倍数电路的电压放大倍数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

21、串联电流串联电流并联电流并联sff uuAA或uuuFUUUUA1foiofssosf11RFUUAiuuLiof1RFUUAuiusLsosf1RRFUUAiiu符号相同。、通常， )(fsffAFAAAuu与负载无关与总负载成线性关系四、基于反馈系数的电压放大倍数的估算方法第37页/共53页3.3 3.3 反馈对放大电路性能的影反馈对放大电路性能的影响响一、降低了放大倍数一、降低了放大倍数二、提高了放大倍数的稳定性二、提高了放大倍数的稳定性三、减小非线性失真三、减小非线性失真四、改变输入电阻和输出电阻四、改变输入电阻和输出电阻第三章放大电路中的反馈第38页/共53页39 dfXXFAdOXX AOfXX FXOXiXFXd3.3 负反馈对放大电路工作性能的影响1、降低了放大倍数、降低了放大倍数第39页/共53页40NoImage放大 FAAXXXXXXXXA1XXXdfdddOfdOiOf分子分分子分母同除母同除XOXiXFXd3.3 负反馈对放大电路工作性能的影响第40页/共53页411、加入负反馈后，放大倍数下降了。AF1AAf当当1+1+AFAF11时时 FAFAfA112、深度负反馈时，放大倍数取决于反馈网络，与基本放大电路无关。反馈网络为无源网络，受Ta影响小，Af稳定。3、反馈网络函数F，最大为1。4、 称