反馈的概念及判断方法

1、.第十六讲 反馈的概念及判断方法； 负反馈的四种基本组第六章 放大电路的反馈教学目的1、掌握反馈的基本概念和类型，判断放大电路中是否存在反馈，反馈的类型以及它们在电路中的作用2、理解多种负反馈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馈3、掌握负反馈的一般表达式，会计算深度负反馈条件下的电压放大倍数4、了解负反馈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、负反馈组态的判断2、深度负反馈条件下电压放大倍数的计算3、负反馈放大电路自激振荡的判断及消除教学内容第一节反馈的基本概念及判断方法一、反馈的基本概念二、反馈的判断第二节负反馈放大电路的四种

2、基本组态一、负反馈放大电路分析要点二、四种负反馈组态三、反馈组态的判断第三节负反馈放大电路的方框图及一般表达式一、负反馈放大电路的方框图表示法二、四种组态的方框图三、负反馈放大电路的一般表达式第四节深度负反馈放大电路倍数的分析第五节负反馈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、放大电路引入负反馈的一般原则第六节负反馈放大电路的稳定性一、负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件二、 负反馈放大电路稳定性的分析三、负反馈放大电路的稳定性的判断四、负反馈放大电路自激振荡的消除方法本章讨论的问题：1.什么是反馈？什么是直流反馈和交流反馈

3、？什么是正反馈和负反馈？为什么要引入反馈？ 2.如何判断电路中有无引入反馈？引入的是直流反馈还是交流反馈？是正反馈还是负反馈？ 3.交流负反馈有哪四种组态？如何判断？4.交流负反馈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馈后，将对性能分别产生什么样的影响？6.什么是深度负反馈？在深度负反馈下， 如何估算反馈 系数和放大倍数？ 7.为什么放大电路以三级为最常见？8.负反馈愈深愈好吗？什么是自激振荡？什么样的负反馈容易产生自激振荡？如何消除自激振荡？6.1 反馈的基本概念及判断方法反馈的基本概念在放大电路中， 信号的传输是从输入端到输出端，这个方向称为正向传输。反馈就是将输出

4、信号取出一部分或全部送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。反馈信号的传输是反向传输。所以，放大电路无反馈也称开环，放大电路有反馈也称闭环 。反馈的示意图见图。图中 Xi 是输入信号，Xf 是反馈信号，X i称为净输入信号。所以有XiX iXf反馈的判断一、有无反馈的判断'.负反馈 ，加入反馈后，净输入信号X i < X i，输出幅度下降。正反馈 ，加入反馈后，净输入信号Xi > X i，输出幅度增加。二、反馈极性的判断正反馈和负反馈的判断法之一：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“”、“”

5、 表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性， 直至判断出反馈信号的瞬时电压极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。三、直流反馈与交流反馈的判断反馈信号只有交流成分时为交流反馈，反馈信号只有直流成分时为直流反馈，既有交流成分又有直流成分时为交直流反馈。正反馈和负反馈的判断法之二：正反馈可使输出幅度增加，负反馈则使输出幅度减小。在明确串联反馈和并联反馈后，正反馈和负反馈可用下列规则来判断：反馈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馈， 瞬时极性相反的是负反馈； 反馈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馈，瞬时极性相反的是正反馈。对

6、三极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 负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路的分析要点一、电压反馈和电流反馈电压反馈，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。电压反馈与电流反馈的判断：将输出电压短路，若反馈回来的反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。二、串联反馈和并联反馈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，则为并联反馈， 此时反馈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极，

7、则为串联反馈，此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极，另一个加在发射极则为串联反馈。对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端，另一个加在反相输入端则为串联反馈。'.例题 1:试判断图所示电路的反馈组态。解 : 根据瞬时极性法， 见图中的红色 “ +、”“-”号，可知经电阻 R1 加在基极 B 1 上的是直流并联负反馈。 因反馈信号与输出电流成比例， 故为电流反馈。 结论是直流电流并联负反馈。经 Rf 加在 E1 上的是交流负反馈

8、。反馈信号和输入信号加在三极管两个输入电极，故为串联反馈。结论：交流电压串联负反馈。例题 09.1 图例题 09.2:试判断图09.03 所示电路的反馈组态。解 : 根据瞬时极性法，见图中的红色“ +”、“ - ” 号，可知是负反馈。因反馈信号和输入信号加在运放两个输入端， 故为串联反馈。 因反馈信号与输出电压成比例， 故为电压反馈。结论：交、直流串联电压负反馈四种负反馈组态负反馈的类型有四种， 即电压串联负反馈、 电压并联负反馈、 电流串联负反馈和电流并联负反馈。在此要分析反馈的属性、求放大倍数等动态参数。一、 电压串联负反馈(a) 分立元件放大电路(b)集成运放放大电路图 09.05电压串

9、联负反馈(1) 判断方法对图 09.05(a) 所示电路，根据瞬时极性法判断，经 Rf 加在发射极E1 上的反馈电压为+，'.与输入电压极性相同， 且加在输入回路的两点， 故为串联负反馈。 反馈信号与输出电压成比例，是电压反馈。 后级对前级的这一反馈是交流反馈， 同时 Re1 上还有第一级本身的负反馈，这将在下面分析。对图 (b)，因输入信号和反馈信号加在运放的两个输入端，故为串联反馈，根据瞬时极性判断是负反馈，且为电压负反馈。结论是交直流串联电压负反馈。(2) 闭环放大倍数对于串联电压负反馈，在输入端是输入电压和反馈电压相减，所以X o VoAvvAvvfVi1Avv FvvX i.

10、X fVf，对于图 09.05(a)反馈系数 F vv.X oVo.Re1Rf ，F vv, Avvf1RfRe1Re1对于图 09.05(b).R1RfF vv, Avvf1R1R1Rf二、电压并联负反馈电压并联负反馈的电路如图 09.06 所示。因反馈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，为负反馈，且为电压负反馈。因为并联反馈，在输入端采用电流相加减。即。图 09.06 电压并联负反馈I iI fI iAviVo/ I iAvi fVo / I iFivI f/Vo.具有电阻的量纲具有电阻的量纲具有电导的量纲.Avi f.VoAvi.I i1 Avi FivAvif 称

11、为互阻增益，Fiv 称为互导反馈系数，Avi Fiv 相乘无量纲。'.对于深度负反馈，互阻增益为.1FivVo / Rf1Avif.VoRfFiv而电压增益为AvvfVoVoAvif1RfViIi R1R1R1FivR1三、 电流串联负反馈电流串联负反馈电路如图 09.07 所示。图 09.07 (a)是基本放大电路将 Ce 去掉而构成，图 09.07 (b) 是由集成运放构成。对图 09.07 (a)，反馈电压从 Re 上取出，根据瞬时极性和反馈电压接入方式，可判断为串联负反馈。因输出电压短路，反馈电压仍然存在，故为串联电流负反馈。(a)(b)图 09.07 电流串联负反馈对图 09

12、.07(b)的电路，求其互导增益.1.I o RAivf.FviI oRFvi.于是 Aivf1/R，这里忽略了f的分流作用。电压增益为R.VoI o.RLAvvfRLAivf RL.RViVi四、电流并联负反馈电流并联负反馈的电路如图 09.08(a)、(b) 所示。对于图 (a) 电路，反馈节点与输入点相同，所以是电流并联负反馈。对于图 (b) 电路，也为电流并联负反馈。'.(a)(b)图 09.08并联电流负反馈电流反馈系数是FiiI f /I o，以图09.08(b)为例I f Rf( I fI o ) R20I fR2I oR2RfFii = I fR2R2I oRf电流放大

13、倍数Aii f1(1Rf)FiiR2显然，电流放大倍数基本上只与外电路的参数有关，与运放内部参数无关。电压放大倍数为Avvf = VoI o RLAii fRL(1Rf )RLViI i R1R1R2R1例题 09.4：回答下列问题。 求图 09.09在静态时运放的共模输入电压; 若要实现串联电压反馈, Rf 应接向何处 ? 要实现串联电压负反馈, 运放的输入端极性如何确定？ 求引入电压串联负反馈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T 1和 T2 的集电极电位。IC1=IC2= I C3/2VR2VCCVEER215156V6 VR1R2246VB3VR2VEE(615) V9 VVE3VB3VBE3(90.7 )V9.7 VI C3V E3V EE9 . 7151 mAR e35 . 3mAI C1I C20 . 5 mAV C1V C2V CCI C1 R c15 V 可以把差动放大电路看成运放A 的输入级。输入信号加在T 1的基极，要实现串联反馈，反馈信号必然要加在B 2。所以要实现串联电压反馈 , Rf 应接向 B 2。 既然是串联反馈, 反馈和输入