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文档简介
1、第三章 基本放大电路计计 算算 机机 电电 路路 基基 础础第第3 3章章 基本放大电路基本放大电路3.3射极输出器射极输出器3.4场效应管放大电路场效应管放大电路3.5多级放大电路多级放大电路3.2工作点稳定的放大电路工作点稳定的放大电路3.1三极管放大电路基础三极管放大电路基础3.6差动放大电路差动放大电路3.7功率放大电路功率放大电路3.8负反馈放大电路负反馈放大电路1 放大电路的基本概念放大电路的基本概念放大电路的功能是将微弱的电信号(电压、电流或功放大电路的功能是将微弱的电信号(电压、电流或功率)放大到所需要的数值,从而使电子设备的终端执行元率)放大到所需要的数值,从而使电子设备的终
2、端执行元件有所动作或显示件有所动作或显示 。 放大部分一般由多级构成,前面一般为前置电压放大部分一般由多级构成,前面一般为前置电压放大电路,用于放大信号电压。最后是功率放大电路,放大电路,用于放大信号电压。最后是功率放大电路,用于得到较大的信号功率去驱动负载。用于得到较大的信号功率去驱动负载。传感器前置电压放大功率放大负载经常采用正弦信号发生器作为信号源来分析和调经常采用正弦信号发生器作为信号源来分析和调试放大电路。因此在本章中,用正弦电压作为信号源,试放大电路。因此在本章中,用正弦电压作为信号源,用纯电阻作为负载来讨论放大电路的性能。用纯电阻作为负载来讨论放大电路的性能。2 放大电路的性能指
3、标放大电路的性能指标一、电压放大倍数一、电压放大倍数AuiouUUA |Ui 和和Uo 分别是输入和输出电压分别是输入和输出电压的有效值。的有效值。二、输入电阻二、输入电阻riiiiIUr 三、输出电阻三、输出电阻roOOoIUr 四、通频带四、通频带BW表示符号规定表示符号规定UA大写斜体字母、大写下标,表示直流量。大写斜体字母、大写下标,表示直流量。uA小写斜体字母、大写下标,表示总瞬时值。小写斜体字母、大写下标,表示总瞬时值。ua小写斜体字母、小写下标,表示交流小写斜体字母、小写下标,表示交流瞬时值瞬时值。uAua总瞬时值总瞬时值交流分量交流分量tUA直流分量直流分量 三极管放三极管放大
4、电路有大电路有三种形式三种形式共射放大器共射放大器共基放大器共基放大器共集放大器共集放大器以共射放以共射放大器为例大器为例讲解工作讲解工作原理原理放大元件放大元件iC= iB,工作在放大区,工作在放大区,要保证集电结反要保证集电结反偏,发射结正偏。偏,发射结正偏。iBiCiEuiuCEuocbeuBETC1C2ccVusRsRbRcRL集电极电源,集电极电源,为电路提供能为电路提供能量。并保证集量。并保证集电结反偏。电结反偏。iBiCiEuiuCEuocbeuBETC1C2ccVusRsRbRcRL集电极电阻,集电极电阻,将变化的电流将变化的电流转变为变化的转变为变化的电压。电压。iBiCiE
5、uiuCEuocbeuBETC1C2ccVusRsRbRcRL耦合电容耦合电容隔离输入输隔离输入输出与电路直出与电路直流的联系,流的联系,同时能使信同时能使信号顺利输入号顺利输入输出。输出。iBiCiEuiuCEuocbeuBETC1C2ccVusRsRbRcRL直流通道和交流通道直流通道和交流通道 放大电路中各点的电压或电流都是在静态直放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。流上附加了小的交流信号。但是,电容对交、直流的作用不同。如果电但是,电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大,可以认为它对交流不起作用,即容容量足够大,可以认为它对交流不起作用,即对交流短路。而
6、对直流可以看成开路,这样,交对交流短路。而对直流可以看成开路,这样,交直流所走的通道是不同的。直流所走的通道是不同的。交流通道:交流通道:只考虑交流信号的分电路。只考虑交流信号的分电路。直流通道:直流通道:只考虑直流信号的分电路。只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的电路中分析。信号的不同分量可以分别在不同的电路中分析。由于电源的由于电源的存在存在IB 0IC 0一、静态分析一、静态分析(IBQ,UBEQ)(IBQ,UBEQ)1.2. 在室温下,三极管充分导通后,可近似认为:在室温下,三极管充分导通后,可近似认为:U UBEBE=0.7V=0.7V(硅管)或(硅管)或U UBE
7、BE=0.3V=0.3V(锗管)(锗管) 3. 4. bCCbBEQCCBQRVRUVIBQCQIICCQCCCEQRIVU例:例:用估算法计算静态工作点。用估算法计算静态工作点。已知:已知:EC=12V,RC=4k ,RB=300k , =37.5。解:解:A40mA04. 030012BCBQREImA5 . 104. 05 .37BQBQCQIIIV645 . 112CCQCCCEQRIUU请注意电路中请注意电路中IBQ 和和ICQ 的数量级。的数量级。短路短路短路短路置零置零RB+VCCRCC1C2TRBRCRLuiuo交流通路交流通路2 动态分析动态分析ubeibuceicrbe i
8、bibbcecbe输出回路忽略了输出回路忽略了r rcece的作用。的作用。sURiRooUbibiiURsRbrbeRcRLbeLbebLbiourRrIRIUUARO=RCRi=Rbrberbe (Rb rbe)放大倍数放大倍数 输入阻抗和输出阻抗输入阻抗和输出阻抗 放大电路的工作条件放大电路的工作条件1. 晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏,集电结晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏,集电结反偏。反偏。2. 正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。正确设置静态工作点,使整个波形处于放大区。3. 输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。4. 输出
9、回路将变化的集电极电流转化成变化的集电输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压,经电容滤波只输出交流信号。极电压,经电容滤波只输出交流信号。 三极管是一种对温度敏感的电子元件,它的所三极管是一种对温度敏感的电子元件,它的所有参数几乎都与温度有关:有参数几乎都与温度有关:例如:例如: 1、温度对、温度对UBE的影响:的影响:TUBEIBICC1C2CeoUccV(a)sUccVI1I2ICIEIBUCEUBE(b)RsRb1Rb2Rb1Rb2RcReReRLRcBI1I2IBRb1+VCCRCC1TRb2Re直流通路直流通路一、静态分析一、静态分析 在在I I1 1IIB B的条件下的条
10、件下I Ib b可忽略,可忽略,相当于三极管的基极与相当于三极管的基极与B B点断开,点断开,R Rb1b1和和R Rb2b2组成串联分压电路,得到组成串联分压电路,得到B B点的电位为点的电位为: :CCbbbBVRRRU212eBEBEQRUUI1EQBQII)()(ceEQCCceCQCCCERRIVRRIVU似乎似乎I2越大越好,但是越大越好,但是Rb1、Rb2太小,将增加损耗,降低输太小,将增加损耗,降低输入电阻。因此一般取几十入电阻。因此一般取几十k 。I1I2IBRb1+VCCRCC1TRb2Re本电路稳压的过程实际是由本电路稳压的过程实际是由于加了于加了Re形成了形成了负反馈负
11、反馈过程过程TUBEIBICUEIC2、动态分析、动态分析sURiRooUbibiiURsRb1Rb2RcRLrbebeLiourRUUARi=Rb1Rb2rbeRO=RC放大倍数、输入电阻、输出电阻计算方法放大倍数、输入电阻、输出电阻计算方法RiRooUbibiiUC1C2CeccV(a)(b)sUsURsRsRb1Rb2Rb1Rb2Re1Re2RcRe1RLrbeRcRL1)1 (ebeLiouRrRUUARi=Rb1Rb2rbe+(1+)Re1Ro=Rc放大倍数、输入电阻、输出电阻计算方法放大倍数、输入电阻、输出电阻计算方法 3.3.1 3.3.1 射极输出器的组成射极输出器的组成 C1
12、C2ouccV( a)suiuiBuBEuCEiEccVICIEIBUCEUBE( b)RsRbRbReReRL 射极输出器是一种常用的基本放大电路射极输出器是一种常用的基本放大电路: :交流信号交流信号从基极输入,从发射极输出,故称为射极输出器。对从基极输入,从发射极输出,故称为射极输出器。对交流信号来说,集电极为输入回路和输出回路的公共交流信号来说,集电极为输入回路和输出回路的公共端,故又称为共集电极放大电路。端,故又称为共集电极放大电路。 3.3.2 3.3.2 射极输出器的分析射极输出器的分析1 1静态分析静态分析 由射极输出器的直流通路,根据由射极输出器的直流通路,根据KVLKVL可
13、得可得: :V VCCCC=R=Rb bI IB B+U+UBEBE+R+Re eI IE E 取取U UBEQBEQ=0.7V=0.7V,I IEQEQ= =(1+1+)I IBQBQ 带入上面的方程可得:带入上面的方程可得:I ICQCQ= =I IBQBQU UCEQCEQ=V=VCCCC-I-IEQEQReRe3.3.2 3.3.2 射极输出器的分析射极输出器的分析2 2动态分析动态分析 根据原放大电路可以画出相应的微变等效电路,根据原放大电路可以画出相应的微变等效电路,如图如图3.3.23.3.2(a a)所示。)所示。(1(1)电压放大倍数)电压放大倍数1)1 ()1 ()1 ()
14、1 (LbeLbLbbebLiouRrRIRIrIRUUA3.3.2 3.3.2 射极输出器的分析射极输出器的分析(2 2)输入电阻)输入电阻 由微变等效电路可得到由微变等效电路可得到: :而而iRiR=Rb LbebbLbebiRrIIRrIUR)1 ()1 (3.3.2 3.3.2 射极输出器的分析射极输出器的分析SbeeoooRrRIUR111(3 3)输出电阻)输出电阻 总之:射极输出器电压放大倍数接近于总之:射极输出器电压放大倍数接近于1 1,输,输出电压与输入电压同相,输入电阻高,输出电阻出电压与输入电压同相,输入电阻高,输出电阻低。低。 在多级放大电路中,用射极输出器作为输入在多
15、级放大电路中,用射极输出器作为输入级,可使放大电路具有较高的输入电阻,用射极级,可使放大电路具有较高的输入电阻,用射极输出器作为输出级,可使放大电路具有较高的带输出器作为输出级,可使放大电路具有较高的带负载能力,利用输入电阻高和输出电阻低的特点,负载能力,利用输入电阻高和输出电阻低的特点,在电路中可起阻抗变换的作用。在电路中可起阻抗变换的作用。 dsUgsmUggsUdI0gIgsds(a)dsUgsmUggsUdIgsds(b)rds3.4.2 3.4.2 场效应管共源极放大电路场效应管共源极放大电路C1C2CsoUccV(a)SUccV(b)TTRg1Rg1Rg2Rg2Rg3Rg3RdRd
16、RsRsRLRs一、静态分析一、静态分析 静态分析就是计算电路的静态工作点静态分析就是计算电路的静态工作点Q Q,由,由于场效应管是电压控制器件,所以静态工作点于场效应管是电压控制器件,所以静态工作点为为U UGSQGSQ、I IDQDQ和和U UDSQDSQ。场效应管栅。场效应管栅- -源之间的电阻很源之间的电阻很大,可当开路处理。估算电路静态工作点的公大,可当开路处理。估算电路静态工作点的公式为:式为:DDgggGVRRRU2122) 1(TGSQDODQUUIISDQSQRIU)(SdDQDDDSQRRIVUSQGGSQUUU一、动态分析一、动态分析 根据微变等效电路来计算电压放大倍数,
17、输根据微变等效电路来计算电压放大倍数,输入电阻和输出电阻。入电阻和输出电阻。由图由图3.4.33.4.3可得:可得: gsiUULgsmLdgsmoRUgRRUgU)/((1 1)电压放大倍数)电压放大倍数LmiouRgUUA因为:因为: 所以:所以: (2 2)输入电阻)输入电阻213/gggiiiRRRIUR 由于静态时,由于静态时,R Rg3g3中无电流流过,它对静态工作点无中无电流流过,它对静态工作点无影响,它的阻值可以取很大,因此场效应管放大电的输影响,它的阻值可以取很大,因此场效应管放大电的输入电阻可达到很高的数值。入电阻可达到很高的数值。Ro o=R=Rd d(3 3)输出电阻)
18、输出电阻 在实际应用中,小信号放大电路的在实际应用中,小信号放大电路的输入信号一般都是微弱信号。为了满足输入信号一般都是微弱信号。为了满足实际需要,输入信号必须经过多级放大。实际需要,输入信号必须经过多级放大。多级放大电路中,每两个基本放大电路多级放大电路中,每两个基本放大电路之间的连接,称为级间耦合。之间的连接,称为级间耦合。 耦合方式通常有:阻容耦合、直接耦合方式通常有:阻容耦合、直接耦合和变压器耦合三种。耦合和变压器耦合三种。 耦合方式:即信号的传送方式。耦合方式:即信号的传送方式。 多级放大电路对耦合电路要求:多级放大电路对耦合电路要求:1. 静态:保证各级静态:保证各级Q点设置;点设
19、置; 2. 动态动态: 不不失真地传送信号。失真地传送信号。前级前级后级后级T1T2+VccC1sUC2C3Rc2Rb2RsRc1Rb1RL 阻容耦合方式的特点是:阻容耦合方式的特点是: 由于电容的隔直作用,各级放大器的静由于电容的隔直作用,各级放大器的静态工作点相互独立,分别估算。这样就避免态工作点相互独立,分别估算。这样就避免了由于工作点不稳定而引起的温漂信号的逐了由于工作点不稳定而引起的温漂信号的逐级放大和传送。级放大和传送。 阻容耦合使得放大电路的设计和计算较为阻容耦合使得放大电路的设计和计算较为简单,但这种方式对于直流信号或变化缓慢简单,但这种方式对于直流信号或变化缓慢的信号的传送是
20、不适合的。的信号的传送是不适合的。 大容量电容在集成电路中难于制造,因而大容量电容在集成电路中难于制造,因而在集成电路中这种耦合方式无法采用。在集成电路中这种耦合方式无法采用。 前级前级后级后级T1+VccsUT2RsRb1Rc1Rc2RLRe直接耦合方式的特点是:直接耦合方式的特点是: 直接耦合方式多用于传送直流信号和变直接耦合方式多用于传送直流信号和变化缓慢的信号。现代集成放大电路的内部电化缓慢的信号。现代集成放大电路的内部电路都是采用直接耦合方式。路都是采用直接耦合方式。 直接耦合的优点是:低频特性良好易于直接耦合的优点是:低频特性良好易于集成。集成。 直接耦合的缺点是:各级静态工作点相
21、直接耦合的缺点是:各级静态工作点相互影响,彼此之间不是独立的,设计比较困互影响,彼此之间不是独立的,设计比较困难;多级直接耦合放大电路的零点漂移问题难;多级直接耦合放大电路的零点漂移问题必须解决,否则无法使用。必须解决,否则无法使用。3.5.3 放大电路的频率特性 放大电路的幅频和相频特性-90-135-180-225-270umAuAuA0.7071f2fLfHfHfLfff( a)( b)BW低 频 区中 频 区 3.6 差动放大电路差动放大电路 直接耦合方式的放大电路存在温漂问题,在直接耦合方式的放大电路存在温漂问题,在多级放大电路中,第一级的温漂影响尤其严重。多级放大电路中,第一级的温
22、漂影响尤其严重。差动放大电路能够有效地抑制零点漂移,广泛差动放大电路能够有效地抑制零点漂移,广泛用于多级直接耦合放大电路的前置级。用于多级直接耦合放大电路的前置级。3.6.1基本差分放大电路基本差分放大电路一、电路结构一、电路结构 基本差动式放大电路由两个相同的共射单管基本差动式放大电路由两个相同的共射单管放大电路组成。电路中放大电路组成。电路中T1和和T2特性完全一致,特性完全一致,两个电路中的电阻阻值及温度特性也对应相同,两个电路中的电阻阻值及温度特性也对应相同,即电路完全对称。即电路完全对称。+Vcc1IU2IU1cU2cUoURs1Rs2Rb1Rb2Rc1Rc2 输入信号的输入信号的2
23、 2种方式种方式 :共模输入和差模输入:共模输入和差模输入 。 输出信号的输出信号的2 2种方式:单端输出和双端输出,即种方式:单端输出和双端输出,即信号可以从两个晶体管集电极之间取出,也可以信号可以从两个晶体管集电极之间取出,也可以从一个三极管的集电极取出。从一个三极管的集电极取出。 特点:可以抑制零点漂移。特点:可以抑制零点漂移。 3.6.2 3.6.2 具有射极公共电阻的差动放大电路具有射极公共电阻的差动放大电路 射极公共电阻Re 使每边共模放大倍数显著下降,即Re对共模信号有很强的抑制作用,Re越大,则抑制共模信号的作用就越强。 1IU2IUoUVCCVEEIE1IE2IE1+IE2R
24、c1Rc2Rs1Rs2ReRL ReRe会不会降低电路对差模信号的放大倍数会不会降低电路对差模信号的放大倍数呢?在差模信号作用下,两管得到大小相等、呢?在差模信号作用下,两管得到大小相等、极性相反的信号,于是一个管子电流增大,另极性相反的信号,于是一个管子电流增大,另一个管子电流减小,因而两管电流之和不变,一个管子电流减小,因而两管电流之和不变,即即ReRe上的总电压不变,对差模信号而言上的总电压不变,对差模信号而言ReRe如同如同短路,自然不会影响差模放大倍数。短路,自然不会影响差模放大倍数。 利用电路的对称性,以双端输出的方式使利用电路的对称性,以双端输出的方式使两边的漂移在输出端互相抵消
25、,另一方面还利两边的漂移在输出端互相抵消,另一方面还利用用ReRe对共模信号的抑制作用,来抑制每管本身对共模信号的抑制作用,来抑制每管本身的漂移。因此,它的温漂比起基本差放电路要的漂移。因此,它的温漂比起基本差放电路要小得多,而且由于每边的漂移小了,信号还可小得多,而且由于每边的漂移小了,信号还可以单端输出。以单端输出。3.6.3 3.6.3 恒流源式差动放大电路恒流源式差动放大电路 射极公共电阻射极公共电阻ReRe越大,抑制共模信号的越大,抑制共模信号的能力就越强。但是能力就越强。但是ReRe的增大是有限的,一是的增大是有限的,一是当电源当电源V VEEEE选定后,选定后,ReRe太大会使太
26、大会使I IC C下降太多,下降太多,影响放大倍数;二是在集成电路中不易制作影响放大倍数;二是在集成电路中不易制作大阻值的电阻。大阻值的电阻。 恒流源具有交流等效电阻很大,直流电压恒流源具有交流等效电阻很大,直流电压降不太大的性能,由此可用恒流源代替降不太大的性能,由此可用恒流源代替ReRe。 当三极管工作在放大区时,在很大范围内当三极管工作在放大区时,在很大范围内i iC C基本上取决于基本上取决于i iB B的值而与的值而与u uCECE的大小无关,的大小无关,这就相当于一个内阻非常大的电流源。这就相当于一个内阻非常大的电流源。T11IuT22IuOUVCCVEE( a)T3IC3T11I
27、uT22IuOUVCCVEE( b)IC3Rc1Rc2Rc1Rc2Rs1Rs2Rs1Rs2R2R3R1可以将可以将T T3 3管组成的电路等效成右边的恒流源。管组成的电路等效成右边的恒流源。例例1: 扩音系统扩音系统执行机构执行机构功率放大器的作用:功率放大器的作用: 用作放大电路的用作放大电路的输出级输出级,以,以驱动驱动执行执行机构。如使扬声器发声、电动机转动机构。如使扬声器发声、电动机转动 、 仪表指针偏转等。仪表指针偏转等。 功功率率放放大大电电压压放放大大信信号号提提取取能够向负载提供足够输出功率的电路称为功率放大电路。能够向负载提供足够输出功率的电路称为功率放大电路。 3.7.2
28、3.7.2 功率放大电路的特殊问题功率放大电路的特殊问题1 1尽可能大的输出功率尽可能大的输出功率功放管往往工作在接近极限状态下,要根据极功放管往往工作在接近极限状态下,要根据极限参数的要求选择功放管。限参数的要求选择功放管。 2 2尽量提高功率转换的效率尽量提高功率转换的效率 3 3非线性失真要小非线性失真要小4 4改善热稳定性改善热稳定性VOMPP电源供给的直流功率输出最大功率如何解决效率低的问题?如何解决效率低的问题?办法:办法:降低降低Q点。点。OTL: Output TransformerLessOCL: Output CapacitorLess放大电路的三种工作状态放大电路的三种工
29、作状态 (a)(a)甲类甲类: :不失真的工作状态不失真的工作状态 (b)(b)甲乙类和甲乙类和(c)(c)乙类乙类: :减小了静态功耗,但都减小了静态功耗,但都出现了严重的波形失真出现了严重的波形失真 为了利用其效率高的优点,克服其削波失真为了利用其效率高的优点,克服其削波失真的缺点,通常采用乙类互补对称放大电路。的缺点,通常采用乙类互补对称放大电路。 既降低既降低Q Q点又不会引起截止失真的办法:点又不会引起截止失真的办法:采用推挽输出电路,或互补对称射极输出器。采用推挽输出电路,或互补对称射极输出器。3.7.3 3.7.3 典型功率放大电路的分析典型功率放大电路的分析1 1双电源互补对称
30、电路双电源互补对称电路组成特点组成特点: 由由NPN型、型、PNP型三极管构成两个对称的型三极管构成两个对称的射极输出器对接而成射极输出器对接而成; 2. 双电源供电双电源供电;3. 输入输出端输入输出端不加隔直电容。不加隔直电容。T1T2IuouVCCVCCioic2ic1iut0out0RLic1ic2动态分析动态分析:ui 0VT1截止,截止,T2导通导通ui 0VT1导通,导通,T2截止截止iL= ic1 ;ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLiL=ic2因此,不需要隔直电容。因此,不需要隔直电容。静态分析:静态分析:ui = 0V T1、T2均不工作均不工作 uo = 0VT T
31、1 1、T T2 2两个晶体管都只在半个周期内工作的方式,两个晶体管都只在半个周期内工作的方式,称为称为乙类放大乙类放大。乙类放大的输入输出波形关系乙类放大的输入输出波形关系:ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL交越失真交越失真死区电压死区电压uiuouou o tttt交越失真:交越失真:输入信号输入信号 ui在过零在过零前后,输出信号出现的失真便前后,输出信号出现的失真便为交越失真。为交越失真。ui-USCT1T2uo+USCRLiL(1) 静态电流静态电流 ICQ、IBQ等于零;等于零;(2) 每管导通时间等于半个周期每管导通时间等于半个周期 ; (3) 存在交越失真。存在交越失真。
32、 乙类放大的特点:乙类放大的特点:最大输出功率及效率的计算最大输出功率及效率的计算假设假设 ui 为正弦波且幅度足够大,为正弦波且幅度足够大,T1、T2导通时均能饱和,此时输出导通时均能饱和,此时输出达到最大值。达到最大值。ULmax最大输出功率为:最大输出功率为:iL-VCCRLuiT1T2UL+VCCUcemUcem为最大的输出电为最大的输出电压幅度压幅度UcemVUcemVCCCC,R RL L上的上的交流输出功率交流输出功率PoPo可以根据可以根据功率表达式功率表达式P=UP=U2 2/R/R(U U是交是交流有效值)求出,即流有效值)求出,即: :cemcmLcemUoUIRP212
33、12LCCOMRVP2/2%5 .7842222maxLSCLSCEoRURUPP效率为:效率为:在理想情况下,最大效率为在理想情况下,最大效率为=78.5%=78.5%4max2 2单电源互补对称电路单电源互补对称电路特点特点: 1. 单电源供电单电源供电;2. 输出加有大电容输出加有大电容; 3. V1和和V2是为是为了克服交越失真而接入的正向偏置电源了克服交越失真而接入的正向偏置电源。T1T2iuouVCCEiut0out0CV1V2NPN充电PNP放电I1citt2ciic1ic2RL电路的工作原理是电路的工作原理是: 当正半周信号输入时,功放管当正半周信号输入时,功放管T T1 1导
34、通,导通,T T2 2截截止,止,T T1 1通过通过C C输出正半周放大信号的同时,电源输出正半周放大信号的同时,电源也对大容量电容也对大容量电容C C充电。充电电流如图充电。充电电流如图3.7.33.7.3中的中的i ic1c1所示所示。 当负半周信号输入时,功放管当负半周信号输入时,功放管T T1 1截止,截止,T T2 2导导通,电容通,电容C C通过通过T T2 2放电的同时,输出负半周放大放电的同时,输出负半周放大信号信号。放电电流如图放电电流如图3.7.33.7.3中的中的i ic2c2所示。所示。 凡是将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一凡是将放大电路输出端的信号(电压或电
35、流)的一部分或全部引回到输入端,与输入信号迭加,就称为部分或全部引回到输入端,与输入信号迭加,就称为反馈反馈。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。若引回的信号增强了输入信号,就称为引回的信号增强了输入信号,就称为正反馈正反馈。根据反馈的极性分根据反馈的极性分:有正反馈和负反馈两类。有正反馈和负反馈两类。 这里所说的信号一般是指交流信号,所以判断正负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输入信号的相位关系,同相反馈,就要判断反馈信号与输入信号的相位关系,同相是正反馈,反相是负反馈。是正反馈,反相是负反馈。反馈方框图:
36、反馈方框图:AFiXfXiX oXA:基本放大电路基本放大电路F:反馈网络反馈网络 :信号叠加信号叠加为比较环节为比较环节下面主要讨论负反馈放大的情况。下面主要讨论负反馈放大的情况。开环放大倍数开环放大倍数 :反馈系数:反馈系数:净输入信号:净输入信号:fiiXXXioXXAofXXF闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数: FAAXXXXXXXXXAifiofioiof11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A很大时,很大时, AF 1:FAAAf1FAf1结论:结论:当当 A A 很大时,负反馈放大器的闭环放很大时,负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关,只与反馈网络有关。即
37、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。负反馈可以稳定放大倍数。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判断反馈的方法判断反馈的方法瞬时极性法瞬时极性法假设输入信号有一定极性的瞬时变化,依次经过放大、反馈、假设输入信号有一定极性的瞬时变化,依次经过放大、反馈、比较后,使净输入信号减小的,称之为负反馈,反之为正反馈。比较后,使净输入信号减小的,称之为负反馈,反之为正反馈。ufubeuc1ub2uc2
38、+C1Rb1Rc1Rb21Rb22Rc2Re2Re1CeC3C2+VCCuoui+T1T2Rfuf增加,使净输入增加,使净输入ube减小,所以负反馈。减小,所以负反馈。3.8.2 负反馈放大电路的分析方法负反馈共负反馈共4种组合:电压串联、电压并联、种组合:电压串联、电压并联、电流串联和电流并联。电流串联和电流并联。1、从输出端看有电压反馈和电流反馈、从输出端看有电压反馈和电流反馈电压反馈:电压反馈:反馈信号取自输出电压。反馈信号取自输出电压。电流反馈:电流反馈:反馈信号取自输出电流。反馈信号取自输出电流。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。
39、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。根据反馈在输出端采样信号的不同,可以分根据反馈在输出端采样信号的不同,可以分为电压反馈和电流反馈。为电压反馈和电流反馈。根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同,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。可以分为串联反馈和并联反馈。串联反馈:串联反馈:即反馈电压信号与输入电压信号相加减。即反馈电压信号与输入电压信号相加减。并联反馈:并联反馈:即反馈电流信号与输入电流信号相加减。即反馈电流信号与输入电流信号相加减。串联反馈使电路的输入电阻增大;串联反馈使电路的输入电阻增大;
40、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、从输入端看有串联反馈和并联反馈、从输入端看有串联反馈和并联反馈三、交流反馈与直流反馈三、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,则可以隔断直流,此时反馈只对交流起作用。直流,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,可以使其只对直流起作用。以使其只对直流起作用。有的反馈只对交流信号起作用;有的反馈只对直流信有
41、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。号起作用;有的反馈对交、直流信号均起作用。但对于不同的反馈组态,但对于不同的反馈组态, 和和 各代表不同的各代表不同的电量:电量:ifXXifXXifXX 只要满足深负反馈的条件(只要满足深负反馈的条件(1+AF1+AF)1010,都可以利用下面的特点进行分析估算。都可以利用下面的特点进行分析估算。fXfXiX对于串联负反馈,反馈信号与输入信号以电压对于串联负反馈,反馈信号与输入信号以电压的形式求和。的形式求和。对于并联负反馈,反馈信号与输入信号以电流对于并联负反馈,反馈信号与输入信号以电流的形式求和。的形式求和。ifUUifII例例1:电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路C1C2ccVsuRsRbReRL此电路是电压串联负反馈,对直流也起作用。此电路是电压串联负反馈,对直流也起作用。该电路的反馈网络由该电路的反馈网络由ReRe组成。组成。1eeeeeeofof
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