反馈的概念及判断方法

1、第十六讲反应的概念及判断方法；负反应的四种根本组第六章 放大电路的反应教学目的1、掌握反应的根本概念和类型,判断放大电路中是否存在反应,反应的类型以及它们在电路中的作用2、理解多种负反应对放大电路性能的影响,会根据实际要求在电路中引入适当的反应3、掌握负反应的一般表达式,会计算深度负反应条件下的电压放大倍数4、了解负反应放大电路产生自激振荡的条件,会在放大电路中接入校正环节以消除振荡.教学重点和难点1、负反应组态的判断2、深度负反应条件下电压放大倍数的计算3、负反应放大电路自激振荡的判断及消除教学内容第一节反应的根本概念及判断方法一、反应的根本概念二、反应的判断第二节 负反应放大电路的四种根本

2、组态一、负反应放大电路分析要点二、四种负反应组态三、反应组态的判断第三节负反应放大电路的方框图及一般表达式一、负反应放大电路的方框图表示法二、四种组态的方框图三、负反应放大电路的一般表达式第四节 深度负反应放大电路倍数的分析第五节负反应对放大电路性能的影响一、稳定放大倍数二、改变输入电阻和输出电阻三、展宽频带四、减小非线性失真五、放大电路引入负反应的一般原那么第六节 负反应放大电路的稳定性一、负反应放大电路自激振荡产生的原因和条件二、负反应放大电路稳定性的分析三、负反应放大电路的稳定性的判断四、负反应放大电路自激振荡的消除方法本章讨论的问题:1.什么是反应？什么是直流反应和交流反应？什么是正反

3、应和负反应？为什么要引入反馈？ 2.如何判断电路中有无引入反应？引入的是直流反应还是交流反应？是正反应还是负反应？ 3.交流负反应有哪四种组态？如何判断？4.交流负反应放大电路的一般表达式是什么？ 5.放大电路中引入不同组态的负反应后,将对性能分别 产生什么样的影响？ 6. 什么是深度负反应？在深度负反应下,如何估算反应系数和放大倍数？ 7.为什么放大电路以三级为最常见？ 8.负反应愈深愈好吗？什么是自激振荡？什么样的负反应容易产生自激振荡？如何消除自激振荡？6.1反应的根本概念及判断方法6.1.1反应的根本概念在放大电路中,信号的传输是从输入端到输出端, 输出信号取出一局部或全部送回到放大电

4、路的输入回路, 到放大电路的输入端.反应信号的传输是反向传输.所以, 电路有反应也称闭环.反应的示意图见图.这个方向称为正向传输. 反应就是将与原输入信号相加或相减后再作用放大电路无反应也称开环,放大图中Xi是输入信号,Xf是反应信号,Xi称为净输入信号.所以有Xi XiXf6.1.2反应的判断一、有无反应的判断负反应,参加反应后,净输入信号Xi <Xi ,输出幅度下降.正反应,参加反应后,净输入信号Xi > Xi ,输出幅度增加.二、反应极性的判断正反应和负反应的判断法之一：瞬时极性法在放大电路的输入端,假设一个输入信号的电压极性,可用“+、" - 或“ f 、“广 表

5、示.按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性,直至判断出反应信号的瞬时电压极性.如果反应信号的瞬时极性使净输入减小,那么为负反应；反之为正反应.三、直流反应与交流反应的判断反应信号只有交流成分时为交流反应,反应信号只有直流成分时为直流反应,既有交流成分又有直流成分时为交直流反应.正反应和负反应的判断法之二：正反应可使输出幅度增加,负反应那么使输出幅度减小.在明确串联反应和并联反应后,正反应和负反应可用以下规那么来判断：反应信号和输入信号加于输入回路一点时,瞬时极性相同的为正反应,瞬时极性相反的是负反应； 反应信号和输入信号加于输入回路两点时,瞬时极性相同的为负反应,瞬时极性相反的是正反应.对三极

6、管来说这两点是基极和发射极, 对运算放大器来说是同相输入端和反相输入端.动画9-1 动画9-2 6.2负反应放大电路的四种根本组态6.2.1负反应放大电路的分析要点一、电压反应和电流反应电压反应,反应信号的大小与输出电压成比例的反应称为电压反应；电流反应,反应信号的大小与输出电流成比例的反应称为电流反应.电压反应与电流反应的判断：将输出电压短路,假设反应回来的反应信号为零,那么为电压反应；假设反应信号仍然存 在,那么为电流反应.二、串联反应和并联反应反应信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极,那么为并联反应,此时反应信号与输入信号是电流相加减的关系； 反之,加在放大电路输入回路的两个电

7、极, 那么为串联反 馈,此时反应信号与输入信号是电压相加减的关系.对于三极管来说,反应信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射极,那么为并联反应；一个加在基极,另一个加在发射极那么为串联反应.对于运算放大器来说, 反应信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端,那么为并联反应；一个加在同相输入端,另一个加在反相输入端那么为串联反应.例题1:试判断图所示电路的反应组态.解：根据瞬时极性法,见图中的红色" +"- 号,可知经电阻 R加在基极Bi上的 是直流并联负反应.因反应信号与输出电流成比例,故为电流反应.结论是直流电流并联负反应.经R加在Ei上的是交流负反应.反应信号

8、和输入信号加在三极管两个输入电极,故为串联反应.结论：交流电压串联负反应.例题09.1图例题09.2:试判断图09.03所示电路的反应组态.解：根据瞬时极性法,见图中的红色"+、"- 号,可知是负反应.因反应信号和输入信号加在运放两个输入端,故为串联反应.因反应信号与输出电压成比例,故为电压反馈.结论：交、直流串联电压负反应6.2.2四种负反应组态负反应的类型有四种, 即电压串联负反应、 电压并联负反应、电流串联负反应和电流并联负 反应.在此要分析反应的属性、求放大倍数等动态参数.、电压串联负反应集成运放放大电路(a)分立元件放大电路(b)图09.05电压串联负反应(1)判

9、断方法对图09.05(a)所示电路,根据瞬时极性法判断,经 R加在发射极 Ei上的反应电压为+',与输入电压极性相同,且加在输入回路的两点,故为串联负反应.反应信号与输出电压成比例,是电压反应.后级对前级的这一反应是交流反应,同时Ri上还有第一级本身的负反应,这将在下面分析.对图(b),因输入信号和反应信号加在运放的两个输入端,故为串联反应,根据瞬时极 性判断是负反应,且为电压负反应.结论是交直流串联电压负反应.(2)闭环放大倍数对于串联电压负反应,在输入端是输入电压和反应电压相减,所以AXoVoAvvAvvfXiViiAvvFvv反应系数Fvv 也Yl,对于图09.05(a)XoV.

10、F vvRe1RfRe1,AvvfRfRe1对于图09.05(b)FvvRiRfRiRfRi二、电压并联负反应电压并联负反应的电路如图 09.06所示.因反应信号与输入信号在一点相加,为并联反馈.根据瞬时极性法判断,为负反应,且为电压负反应.由于并联反应,在输入端采用电流 相加减.即.图09.06电压并联负反应<>+,阻 iIi If IiAviVo/IiAvifVo/IiFiv I f /Vo具有电阻的量纲具有电阻的量纲具有电导的量纲.AvifVoAvi.Ii.iA FAvif称为互阻增益,F称为互导反应系数,Avi F相乘无量纲.对于深度负反应,互阻增益为AvifFivFivV

11、o/RfVo而电压增益为AvvVoVVoA/ifrr1是根本放大电路将 Ce去掉而构成,二、电流串联负反应电流串联负反应电路如图09.07所示.图09.07 (a)图09.07 (b)是由集成运放构成.对图09.07 (a),反应电压从 R上取出,根据瞬时极性和反应电压接入方式,可判断为 串联负反应.因输出电压短路,反应电压仍然存在,故为串联电流负反应.(a)四、©%对图 09.07(b)Aivf 1/R ,(b)图09.07电流串联负反应 的电路,求其互导增益AivfFvi这里忽略了AmVoVi电流并联负反应IoRFvi十 R1 oR的分流作用.电压增益为RlAm Rl牛ViR09

12、.08(a)、(b)所示.对于图电流并联负反应的电路如图(a)电路,反应节点与输入点相同,所以是电流并联负反应.对于图 (b)电路,也为电流并联负反应.(a)(b)图09.08并联电流负反应电流反应系数是Fii If/Io,以图09.08(b)为例IfRfIf(IfR2Io)R20FiiR2IfIoR2R2Rf电流放大倍数Aif :F ii(1与运放内部参数无关. 电压放大倍显然,电流放大倍数根本上只与外电路的参数有关, 数为A =鱼"Rla5l(1rl)_rl顽ViIiR1iifRiR2Ri例题09.4 :答复以下问题. 求图09.09在静态时运放的共模输入电压； 假设要实现串联电

13、压反应,R应接向何处？ 要实现串联电压负反应,运放的输入端极性如何确定? 求引入电压串联负反应后的闭环电压放大倍数.图09.09例题09.4图解：静态时运放的共模输入电压,即静态时Ti和T2的集电极电位.IC1 = I C2 = I C3 /2Vr2VccVeeR2Ri15 156V 6V24 6Vb3Vr2Vee(615) V 9VVe3Vb3Vbe3 ( 9 0.7 )V9.7 VC3Ve3 VeeRe39.7155.3mA1 mAI C1 I C2 0 .5 mAC1Vc2 VccIc1 Rc1 5V 可以把差动放大电路看成运放A的输入级.输入信号加在 的基极,要实现串联反应,反应信号必然要加在 民.所以要实现串联电压反应 ,R应接向Bzo 既然是串联反应,反应和输入信号接到差放的两个输入端.要实现负反应,必为同极性信号.差放输入端的瞬时极性,见图中红色标号.根据串联反应的要求,可确定&a