第八章负反馈放大器和集成运算放大器ppt课件

1、 8.1 8.1负反馈放大器负反馈放大器8.1.1 8.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念8.1.2 8.1.2 负反馈放大器的分析方法负反馈放大器的分析方法8.1.3 8.1.3 负反馈的四种组态负反馈的四种组态8.1.4 8.1.4 负反馈对放大器性能的影负反馈对放大器性能的影响响8.1.1 8.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念凡是将放大电路输出端的信号电压或电流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，与输入信号的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈。迭加，就称为反馈。若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号削弱了输入信号，就称为

2、负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。这里所说的信号一般是指交流信号，这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。相是负反馈。1.概述HOME放大器放大器输出输出输入输入取取+ 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开环开环闭环闭环负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提负反馈的作用：稳定静态工作点；稳

3、定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。反馈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框图：反馈框图：HOMEdooXXAofXXFfidXXX负反馈框图：负反馈框图：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ioFXXA开环放大倍数开环放大倍数闭环放大倍数闭环放大倍数反馈系数反馈系数差值信号差值信号HOME负反馈放大器的一般关系：负反馈放大器的一般关系：基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+oodofdfo

4、ioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1当当AoF1时，时，FAF1反馈深度反馈深度结论：当结论：当 AoF1 很大时，很大时，AF 只与反馈网络有关。即负只与反馈网络有关。即负反反 馈可以稳定放大倍数。馈可以稳定放大倍数。HOME2. 反馈放大器分类反馈放大器分类（1）、电压反馈和电流反馈）、电压反馈和电流反馈电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。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。负负反反馈馈交流反馈交流反

5、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HOME根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。为串联反馈和并联反馈。串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较。与输入信号电压比较。并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较。流与输入信号电流比较。串联反馈使电路

6、的输入电阻增大；串联反馈使电路的输入电阻增大；并联反馈使电路的输入电阻减小。并联反馈使电路的输入电阻减小。（2）、串联反馈和并联反馈）、串联反馈和并联反馈HOME（3）、交流反馈与直流反馈）、交流反馈与直流反馈交流反馈：反馈只对交流信号起作用。交流反馈：反馈只对交流信号起作用。直流反馈：反馈只对直流起作用。直流反馈：反馈只对直流起作用。若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。此时反馈只对交流起作用。在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。对直流起作用。有的反

7、馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流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。信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。HOME图图8.2 8.2 反馈的分类反馈的分类HOME8.1.2 负反馈放大器的分析方法负反馈放大器的分析方法分析步骤：分析步骤：3. 判别是串联反馈还是并联反馈判别是串联反馈还是并联反馈4. 判别是电压反馈还是电流反馈判别是电压反馈还是电流反馈1. 确定有无反馈确定有无反馈2. 判别反馈极性判别反馈极性反馈类型的判断反馈类型的判断留意留意HOME负反馈的判断方法负反馈的判断方法瞬时极性法瞬时极性法判断时在输入端也要反映出反

8、馈信号与输入信号的比较关系。判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系。 如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是 电电 流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。 假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比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，若输出信号与原输出信号的变化极较、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，则为负反馈。反之为正反馈。性相反，则为负反馈。反之为正反馈。1.1.瞬时极性法瞬时极性法HOME电压反

9、馈一般从后级放大器的集电极采样电压反馈一般从后级放大器的集电极采样电流反馈一般从后级放大器的发射极采样电流反馈一般从后级放大器的发射极采样并联反馈的反馈信号接于晶体管基极并联反馈的反馈信号接于晶体管基极串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极分分立立元元件件电流电压电流电压反馈判别反馈判别电压反馈一般直接从运放的输出端采样电压反馈一般直接从运放的输出端采样电流反馈一般不直接从运放输出端采样电流反馈一般不直接从运放输出端采样 串并联串并联反馈判别反馈判别并联反馈反馈网络接在信号输入端并联反馈反馈网络接在信号输入端串联反馈反馈网络接在非信号输入端串联反馈反馈网络接在非信

10、号输入端集集成成电电路路电流电压电流电压反馈判别反馈判别 串并联串并联反馈判别反馈判别反反 馈馈 类类 型型 的的 判判 别别HOME反馈电路的三个环节：反馈电路的三个环节：放大：放大：dooXXA反响：反响：ofXXF比较：比较：fidXXX图图8.18.1负反馈框图：负反馈框图：基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈网络反馈网络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净输入净输入信号信号（正向传输）（正向传输）（反向传输）（反向传输）2.2.框图分析法框图分析法HOME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

11、ioFXXA闭环放大倍数闭环放大倍数ofXXF反馈系数反馈系数注意基本放大注意基本放大电路不是简单电路不是简单的把反馈支路的把反馈支路去掉即可！去掉即可！注意随着反馈类型不同，各参数的量纲是不同的。注意随着反馈类型不同，各参数的量纲是不同的。HOME负反馈放大器的一般关系：负反馈放大器的一般关系：基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+oodofdfoioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1FAo1反馈深度反馈深度定义：定义：AoF1 为深度负反馈为深度负反馈HOME(3) 假设假设|1+AF|=0，那么，那么 AF。即没有输入信。即没有输入信号时，也会有输出信

12、号，这种现象称自激振荡。号时，也会有输出信号，这种现象称自激振荡。(1) 假设|1+AF| 1则|AF |A|，加入反馈后闭环放大倍数变小，属于负反馈。(2) 假设假设|1+AF| |A|，加入反馈后闭，加入反馈后闭环放大环放大 倍数增加，为正反馈。倍数增加，为正反馈。HOME8.1.3 8.1.3 负反馈的四种组态负反馈的四种组态1 1电压串联负反馈电压串联负反馈 令输出端短路，若反馈电压消失，则为电压反馈，否则为电流反馈。 串联、并联反馈简易判别方法是：输入信号和反馈信号在不同节点引入为串联反馈，在同一节点引入为并联反馈。电压、电流反馈简易判别方法是：电压、电流反馈简易判别方法是：图图8.

13、3 8.3 电压串联负反馈电路电压串联负反馈电路HOME例例1：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。ufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf此电路是电压串联负反馈，此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。对直流不起作用。HOME2 2电压并联负反馈电压并联负反馈图图8.4 8.4 电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路HOME例例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。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif电压反馈电压反馈

14、并联反馈并联反馈uoifib=i+ifuo此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。HOME3 3电流串联负反馈电流串联负反馈图图8.5 8.5 电流串联负反馈电流串联负反馈HOME例例3：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。+UCCT1T2T3RB1RC1 RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=uiufuc1uc2ib3ie3电流串联负反馈。电流串联负反馈。HOME4 4电流并联负反馈电流并联负反馈图图8.6 8.6 电流并联负反馈电流并联负反馈HOME例例4：判断：判断Rf是否负反馈，若是，

15、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iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2HOME8.1.4 8.1.4 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回电反馈回电路路FfX iX+dooXXAofXXFfidXXX反馈电路反馈电路基本方程基本方程HOME负反馈使放大倍数下降。负反馈使放大倍数下降。引入负反馈使电路的稳定性提高。引入负反馈使电路的稳定性提高。FAAAooF1FAAAdAAdoooFF11(2)FAAAooF1(1

16、)(3) 假设假设1FAo称为深度负反馈，此时称为深度负反馈，此时FAF1在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。1、提高放大倍数的稳定性、提高放大倍数的稳定性FAo1反馈深度反馈深度定义：定义：HOME2、展宽频带、展宽频带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：oofBFAB)1 ( fABoAoAFBFHOME3、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uouoHOME（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：

17、ioifrFAr)1 ( （2）. 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例如例如:射极输出器射极输出器了解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了了解：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。一个电阻，故输入电阻增加。了解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了了解：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。一条支路，故输入电阻减小。4、负反馈对输入、输出电阻的影响、负反馈对输入、输出电阻的影响HOME（3）. 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了解：电压负反馈目的是阻止了解：电压负反馈目的是阻止 uo的变化，稳定的变化，稳定输出电压。输出电压。放大电路空载时放大电路空载时可等效右图框中可等效右图框中为电压源：为电压源：输出电阻越小，输出电压越稳定，反之