模拟电子第9讲 负反馈电路分析

1、第9讲 负反馈电路分析 教学内容：5.4负反馈对放大电路性能的影响 5.5 深度负反馈下放大倍数估算2021/9/121 教学重点：1. 负反馈对放大电路性能的影响 2. 深度负反馈下放大倍数估算第9讲 负反馈电路分析2021/9/122 5.4.1 提高闭环放大倍数的稳定性 5.4.2 改变放大电路的输入和输出电阻 5.4.3 减少失真和扩展通频带 5.4.4 减少非线性失真 5.4.5 负反馈对噪声、干扰和温漂的影响 5.4.6 放大电路引入负反馈的一般原则5.4负反馈对放大电路性能的影响2021/9/1235.4.1 提高闭环放大倍数的稳定性Af 的相对变化量A 的相对变化量结论：放大倍

2、数稳定性提高由：求微分得：2021/9/124例 ：已知A = 103 ，负反馈使放大倍数稳定性提高100 倍， 1）求 F、Af ； 2）当A 变化 10% 时的 Af ，以及 dAf /Af 。解： 1) 1 + AF = 100，则 F = (100 1) / A = 0.0992)= 103 / 100 = 103)此时的 Af =负反馈以牺牲放大倍数为代价，换取了放大倍数稳定性的提高。2021/9/1255.4.2 改善输入电阻和输出电阻1. 对输入电阻的影响1 串联负反馈使输入电阻增大Rif深度负反馈时：uiuidufii A FRiAFuid2021/9/1262 并联负反馈使输

3、入电阻减小Rif深度负反馈： ifiidii A FuiRiAFiid5.4.2 改善输入电阻和输出电阻1. 对输入电阻的影响2021/9/1272. 对输出电阻的影响1 电压负反馈 F 与 A 并联，使输出电阻减小。AFRoRofA 为负载开路时的源电压放大倍数。深度负反馈：2 电流负反馈 F 与 A 串联，使输出电阻增大AFRoRofA 为负载短路时的源电压放大倍数。深度负反馈：2021/9/1285.4.3 展宽通频带 无反馈时： fBW = fH fL fH引入反馈后，Am0.707AmfLfHfBW(fA(f)OAf(f)Amf0.707AmffLffHffBWf可证明：fHf =

4、(1 + AF) fHfLf = fL / (1 + AF)fBWf = fHf fLf fHf = (1 + AF) fBW2021/9/1295.4.4 减少非线性失真uf加入负反馈无负反馈FufAuiuo+uid大小略大略小略小略大uouiA接近正弦波改善了波形失真2021/9/12105.4.5 负反馈对噪声、干扰和温漂的影响负反馈对噪声、干扰和温漂的影响的原理与减少非线性失真的原理相同。ufFuf+uid略大略小略小略大uouiA接近正弦波2021/9/12115.4.6 放大电路引入负反馈的一般原则1. 欲稳定某个量，则引该量的负反馈稳定直流，引直流反馈稳定交流，引交流反馈稳定输出

5、电压，引电压反馈稳定输出电流，引电流反馈2. 根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻，采用串联反馈欲降低输入电阻，采用并联反馈要求高内阻输出，采用电流反馈；要求低内阻输出，采用电压反馈。2021/9/12123. 根据信号源及负载确定反馈类型 信号源为恒压源，采用串联反馈； 信号源为恒流源，采用并联反馈； 要求负载能力强，采用电压反馈； 要求恒流输出，采用电流反馈。5.4.6 放大电路引入负反馈的一般原则2021/9/1213例：为达到下列目的，应分别引入哪种组态的负反馈。 1）减少放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力； 2）将输入电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流；

6、3）将输入电流转换成稳定的输出电压。2021/9/1214例： 1）减少放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力； 串联电压负反馈2021/9/1215例：2）将输入电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流； 并联电流负反馈2021/9/1216例：3）将输入电流转换成稳定的输出电压。并联电压负反馈2021/9/1217例：下图所示电路： 1）合理连线，使电路输入电阻增大，输出电阻减少； 2）若Auf =10，则Rf 应取多少？串联电压负反馈：OCL电路不影响极性，ui uo 按反相比例考虑2021/9/12183. 消除自激的方法 相位补偿在电路中加入 C，或 R、C 元件进行相位补偿，改变

7、电路的高频特性，从而破坏自激条件。相位补偿形式滞后补偿电容滞后 RC 滞后超前补偿：密勒效应补偿R电容滞后补偿RC 滞后补偿密勒效应补偿2021/9/12195. 5 深度负反馈电路放大倍数的估算5.5.1 深度负反馈的实质当 时， 1. 深度负反馈的实质而2021/9/12202. 深度负反馈时集成运放电路的特点AFAxidAFxid(1 + AF)xid即：串联负反馈：虚短并联负反馈：虚断2021/9/12215.5.2 深度负反馈放大倍数分析(1)电压串联负反馈 例 1RifRofRif2021/9/1222(1)电压串联负反馈 例2RifRifR0f5.5.2 深度负反馈放大倍数分析2

8、021/9/1223(1)电压串联负反馈 例35.5.2 深度负反馈放大倍数分析2021/9/1224(2)电压并联负反馈 例 15.5.2 深度负反馈放大倍数分析2021/9/1225虚断虚地(2)电压并联负反馈 例 15.5.2 深度负反馈放大倍数分析2021/9/1226(3)电流串联负反馈 例 15.5.2 深度负反馈放大倍数分析2021/9/1227虚短(3)电流串联负反馈 例 25.5.2 深度负反馈放大倍数分析2021/9/1228(4)电流并联负反馈 例 1虚地5.5.2 深度负反馈放大倍数分析2021/9/1229一、反馈的判断方法1. 有无反馈:2. 正反馈和负反馈主要看信

9、号有无反向传输通路。采用瞬时极性法，看反馈是增强还是削弱净输入信号。对于串联负反馈，反馈信号与输入信号极性相同；对于并联负反馈，反馈信号与输入信号极性相反。3. 四种反馈组态电压和电流反馈：小 结2021/9/1230规则：RL 短路，反馈消失则为电压反馈， 反馈存在为电流反馈。规律：电压反馈取自输出端或输出分压端； 电流反馈取自非输出端。串联和并联反馈：规则：串联负反馈：uid = ui uf并联负反馈：iid = ii if反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈；反馈信号与输入信号在同一个节点为并联反馈。规律：2021/9/1231练习 ：电压串联交、直流负反馈电流串联直流负反馈正反馈2021/9/1232A2 ： 本级交、直流 电压串联负反馈R2 ：级间正反馈R3 ：电压并联交直流负反馈R7 ：电压串联交直流负反馈R2 ：电压串联交流负反馈R4 ：级间电压并联交流负反馈2021/9/1233练习 ：2021/9/12342021/9/1235并联负反馈使输入电阻减小二、负反馈对放大电路性能的影响1. 提高增益的稳定性2. 减少失真和扩展通频带3. 对输入电阻和输出电阻的影响串联负反馈使输入电阻增大电压反馈使输出电阻减小(稳定了输出电压)电流反馈使输出电阻增大(稳定了输出