反馈分析课件

1、反馈放大电路及应用 反馈是自动控制和自动调节中一个必不可少的环节。不管是工业控制或是社会经济管理，人的机体调理，都存在着各种各样的反馈。举例：供水系统根据集成运放的理想模型，集成运放在开环下不能正常工作，只有在引入负反馈的闭环条件下才能稳定地工作。 放大器引入负反馈后能改善放大器的许多技术指标，如：提高放大器的工作稳定性，改善非线性失真，抑制噪声，提高输入电阻，降低输出电阻，展宽通频带等。反馈放大器 开环放大器框图表示：信号源基本放大器负载+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii3.3.1反馈的基本概念与分类一、反馈基本概念 反馈放大器输出电量（电压或电流）中的一部分（或全部），通过一定的

2、电路形式（称反馈网络），送回到输入回路，与原输入信号一起加到放大器的净输入端，从而使输出电量得以自动调节。反馈放大器 反馈放大器框图表示：反馈网络：它向输出电路索取电量，并将该电量转换成与原输入量纲一致的电量。根据输出量的不同分为：电压反馈电流反馈反馈放大器控制什么量就应该反馈什么量！电压取样，反馈信号与输出电压成正比-电压反馈电压反馈电流反馈电流取样，反馈信号与输出电流成正比-电流反馈反馈放大器 由于输入量 可能是电压量，也可能是电流量，反馈量 只有与输入量的量纲相一致时，才能求和，所以，反馈网络还承担信号的变换作用。比较求和电路：输入量与反馈量在相同的电量形式下相加减。反馈放大器根据输入量

3、与反馈量叠加方式大不同分为：串联反馈并联反馈串联反馈：电压相加减串联叠加形式并联反馈：电流相加减并联叠加形式正反馈一般用在振荡器中，而负反馈通常用在放大器中，以改善放大器的性能指标。反馈放大器根据叠加效果的不同分为：正反馈：反馈后，使净输入电量增加，即负反馈：反馈后，使净输入电量减小，即交流反馈：仅存在交流反馈量的反馈。直流反馈：仅存在直流反馈量的反馈。根据作用交直流信号的不同分为：如何分析反馈电路二、反馈放大器的类型分析确定沟通输入电路与输出电路的反馈器件或电路通道确定沟通输入电路与输出电路的反馈器件或电路通道+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii输入信号与反馈信号是否作用于同一点，确

4、定串并联反馈输入信号与反馈信号是否作用于同一点，确定串并联反馈输入信号与反馈信号是否作用于同一点，确定串并联反馈并联反馈 反馈量形式：电压输入信号与反馈信号是否作用于同一点，确定串并联反馈+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii串联反馈 反馈量形式：电流确定反馈量与输出量的关系（电压反馈/电流反馈）令输入量为0，取消放大环节，判断反馈量与输出量的关系（与负载无关）。确定反馈量与输出量的关系（电压反馈/电流反馈）方法1：写出反馈量与输出量的函数关系，表达式不显含负载确定反馈量与输出量的关系（电压反馈/电流反馈）+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii方法2：将输出端（负载）短路或开路，观

5、察反馈量的变化。确定反馈量与输出量的关系（电压反馈/电流反馈）考虑微变小信号模型电压反馈电流反馈如果 则为电流反馈。判断方法：将输出端瞬时短路，即RL=0，如果此时无反馈了，即时，为电压反馈；也可用输出开路来做，即RL开路，则如果此时无反馈了，即时，为电流反馈；如果 则为电压反馈。电压反馈还是电流反馈取决于反馈量Xf是正比于输出电压还是正比于输出电流？确定正反馈/负反馈反馈后净输入增加 正反馈反馈后净输入减少 负反馈判断方法：用瞬时极性法：假若在某瞬时输入极性为，然后根据放大器的组态，逐级推出该时刻的瞬时变化极性、经反馈网络后的极性，然后决定反馈信号与原信号的相位关系。确定正反馈/负反馈确定正

6、反馈/负反馈+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii直流反馈和交流反馈在直流通路中存在的反馈直流反馈在交流通路中存在的反馈交流反馈在交直流通路中都有反馈交直流反馈并存Re2只存在直流反馈，没有交流反馈；Rf、Cf只存在交流反馈，没有直流反馈；Re1既存在着直流反馈，同时也存在交流反馈，即交直流反馈并存；负反馈放大器的分析作业17.1.1 c,d17.2.117.2.317.2.617.2.8三、负反馈作用过程1.电压负反馈时，当负载电阻RL变化情况下，其作用是维持输出电压不变，即可稳定输出电压。在输入信号不变下，当RL改变时，其电压的稳定过程如下：负反馈放大器的分析电压并联负反馈RL 戴维

7、南定理注意极性负反馈放大器的分析电压串联负反馈RL 2. 电流负反馈时，当负载电阻RL变化情况下，其作用是维持输出电流不变，即可稳定输出电流。在输入信号不变下，当RL改变时，其电流的稳定过程如下：负反馈放大器的分析电流串联负反馈RL 诺顿定理负反馈放大器的分析电流并联负反馈RL 二、负反馈放大电路的增益函数由负反馈放大器的方块图可知，放大器的闭环增益函数为：式中的项称环路增益或回路增益。负反馈放大器的增益函数将上式写成幅模形式后对该式讨论如下：则电路为负反馈。若 ，则电路为深度负反馈，此时，其电压增益为：如果 ，闭环增益小于开环增益闭环后的电路增益由反馈系数决定，式中的负反馈放大器的增益函数称

8、为反馈深度，它越大，反馈深度越深。当，则表示其反馈为正反馈。当，则说明在无输入信号的情况下也有输出，此时电路产生了自激振荡。负反馈牺牲了放大器增益提高了放大器的性能指标正反馈虽提高增益但稳定性差，会使放大器无法工作负反馈放大器的增益函数3.3.3 负反馈对放大电路性能的改善 负反馈降低了增益，但换来了许多技术指标的提高一、提高闭环增益的稳定性 放大器的增益会因环境的各种因素而发生变化，加了负反馈后会抑制这种变化，使其增益稳定。 假定信号在中频段，且反馈网络为纯电阻，故放大倍数 和反馈系数 都是实数。所以增益函数表达式为：负反馈改善放大器性能微分得两边同除Af后得该式表明：放大器引入了负反馈后，

9、其增益的相对变化量dAf/Af是无反馈时的1/（1+AF）。说明负反馈越深，放大倍数的稳定性越好。负反馈改善放大器性能二、改善放大器的非线性失真 非线性失真由器件的非线性特性引起。假定输入信号为正弦，经放大后产生了不对称的输出波形，即产生了失真了。 负反馈改善放大器性能加了负反馈波形改善情况无负反馈情况非线性失真的定量分析：由于非线性失真是信号大了之后引起，所以假定失真由末级引起，如图所示：开环时：闭环后：输出信号降低了，并为模拟失真的信号负反馈改善放大器性能式子表明，有用信号 和失真信号部分 都下降为开环时的 。比较反馈效果应该在同一输出幅度下才有意义，所以应加大 使其反馈后的输出电压 和反

10、馈前的 相等。增大 后，上式变为： 式子表明，负反馈后，可以加大有用的输入信号，使损失部分得以补尝，而负反馈将失真部分的信号得到了抑制。负反馈改善放大器性能 这里必须注意：信号本身的非线性，负反馈将无能为力。三、抑制放大电路内部的温漂，噪声及干扰 如果噪声、干扰来自电路内部时，负反馈能起到抑制作用，这时只要加大有用信号，以提高信噪比（S/N）。 如果噪声、干扰混在有用信号中或来自电路外部，则负反馈无能为力。只能用屏蔽、隔离、滤波或消除干扰源等手段加以剔除。负反馈改善放大器性能四、展扩放大器的通频带 假定反馈网络为纯电阻，F为实数，且放大电路在低频段和高频段都只有一个转折频率（极点频率）。因此，

11、高低频段频率特性的复数表达式分别为：负反馈改善放大器性能低频段高频段可见闭环后，上限频率展宽了。加了负反馈后的高频段频率特性可见闭环后，中频增益下降了。负反馈改善放大器性能加了负反馈后的低频段频率特性其中负反馈改善放大器性能 可见放大器引入负反馈后，上限频率升高了，下限频率降低了，因而使放大器的通频带扩展了，下图是负反馈使通频带展宽的波特图。负反馈改善放大器性能负反馈展宽通频带的波特图说明五、负反馈对输出电阻的影响电压反馈使输出电阻减少电压串联 假定反馈电路中信号单向化传输，取样电路不取电流并无压降；负反馈改善放大器性能电压反馈使输出电阻减少电压并联开环放大器负反馈改善放大器性能电流反馈使输出电阻增加电流并联开环放大器负反馈改善放大器性能电流反馈使输出电阻增加电流串联负反馈改善放大器性能开环放大器六、负反馈对输入电阻的影响串联反馈输入电阻增加开环放大器负反馈改善放大器性能并联反馈输入电阻减少开环放大器无反馈时，加了负反馈后输入电流增加了所以，输入电阻下降了，且为：负反馈改善放大器性能3.3.4 负反馈放大电路的计算 放大器加了反馈之后使电路复杂了，传统方法是画出等效电路后，利用电路原理中的方法求解各项技术指标。现在可用计算机辅助分析。目前大量的可以用计算机进行仿真求取。 而在