模拟电子技术基础（第4版） 课件【ch06】负反馈技术

第六章模拟电子技术基础(第4版)负反馈技术“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材01概述概述将放大电路的输出信号X。(s)(电压或电流)的一部分或全部，通过一定形式的反馈网络F(s)取样后，再以一定方式回送到放大电路的输入回路，与输入量混合，一起控制放大电路的过程，称为反馈。带有反馈的放大器称为反馈放大器。概述概述1.正反馈和负反馈；在放大电路中，如果引入的反馈信号增强了外加输入信号的作用，使得净输入信号增大，从而使放大电路的放大倍数得到提高，这样的反馈称为正反馈；反之，如果引入的反馈信号减弱了外加输入信号的作用，使得净输入信号减小，放大电路的放大倍数降低，就称为负反馈。概述概述2.直流反馈和交流反馈放大电路中通常存在交、直流两种信号，如果反馈信号中只包含直流成分，则称为直流反馈；如果反馈信号中只含有交流成分，则称为交流反馈。概述3.局部反馈和级间反馈在多级放大电路中，通常把每级放大电路自身的反馈称为局部反馈或本级反馈，而把多级放大电路的末级向输入级回送的反馈称为级间反馈或主反馈。02反馈放大器的单环理想模型反馈放大器的单环理想模型单环放大器的理想模型反馈放大器是一个闭合系统(或称反馈环路),由基本放大电路和反馈网络构成。我们把只含有一个反馈环路的放大电路，称为单环反馈放大电路，用一个单环模型来表示其基本组成方框图，如图6-3所示。反馈放大器的单环理想模型单环放大器的理想模型反馈放大器的单环理想模型单环放大器的理想模型在单环理想反馈放大器的模型中，信号传输应满足单向化条件：①信号在基本放大电路中为正向传递，即基本放大电路只能将输入信号X₈(s)正向传送到输出端，不会将输出信号反向传送到输入端。②信号在反馈网络中为反向传递，即反馈网络只能将输出信号反向传送到输入端，不会将输入信号正向传送到输出端，即信号只能按图6-3中的箭头方向流动。反馈放大器的单环理想模型基本反馈方程根据前面几个定义式，可以得到以下关系：反馈放大器的单环理想模型四种基本负反馈组态从放大电路的输出端看：如果反馈信号的取样对象为电压，即基本放大器和反馈网络在输出端口采用并联连接，称这种连接方式构成的负反馈为电压负反馈；如果反馈信号的取样对象为电流，亦即基本放大器和反馈网络在输出端口为串联连接，称为电流负反馈。输出端的取样方式如图6-4所示。反馈放大器的单环理想模型四种基本负反馈组态反馈放大器的单环理想模型单环放大器的理想模型1.电压串联负反馈(1)电路结构框图反馈放大器的单环理想模型单环放大器的理想模型(2)电路参数反馈放大器的单环理想模型单环放大器的理想模型(3)实用电路反馈放大器的单环理想模型单环放大器的理想模型2.电压并联负反馈(1)电路结构框图(2)电路参数(3)实用电路反馈放大器的单环理想模型单环放大器的理想模型3.电流串联负反馈(1)电路结构框图(2)电路参数(3)实际电路反馈放大器的单环理想模型单环放大器的理想模型4.电流并联反馈(1)电路结构框图(2)电路参数(3)实际电路反馈放大器的单环理想模型单环放大器的理想模型反馈放大器的单环理想模型负反馈组态的判别方法03负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响提高闭环增益的稳定性在放大电路中引入负反馈后，最直接、最显著的作用就是提高了电路闭环增益的稳定性。对于放大电路，在输入信号一定的情况下，由于外界因素变化，如温度、电路和器件的参数发生改变、电源电压波动或负载发生变化时，会使放大电路的输出信号随之改变，而通过引入负反馈，可以使放大电路输出信号的波动大大减小，使增益的稳定性得到提高。负反馈对放大器性能的影响提高闭环增益的稳定性可见，深度负反馈放大电路的放大倍数只与反馈系数F有关。由于F与放大电路的器件参数、电源电压或负载等外界因素的变化无关，所以，深度负反馈放大电路的放大倍数很稳定。负反馈对放大器性能的影响扩展闭环增益的通频带由于放大电路对不同频率的输入信号呈现出不同的放大倍数，使放大电路的通频带受到一定限制，但可以通过引入负反馈，来展宽放大电路的通频带。通过前面的分析可以看到，当放大电路的放大倍数发生变化时，可以通过负反馈使放大倍数的相对变化量减小，因此，对于因信号频率不同而引起的放大倍数的下降，也可以利用负反馈进行改善。负反馈对放大器性能的影响扩展闭环增益的通频带负反馈对放大器性能的影响减小非线性失真由于放大电路中晶体管等有源器件的伏安特性曲线为非线性曲线，当输入信号为正弦波时，其输出波形往往不再是一个真正的正弦波，从而使输出信号产生非线性失真。负反馈对放大器性能的影响减小非线性失真负反馈对放大器性能的影响提高闭环增益的稳定性负反馈对放大器性能的影响改变放大器的输入电阻从输入端看，反馈信号与外加输入信号在负反馈放大电路输入回路中的连接方式不同，将对输入电阻产生不同的影响。定性来看，串联负反馈将增大输入电阻，而并联负反馈将减小输入电阻。负反馈对放大器性能的影响改变放大器的输入电阻1.串联负反馈使输入电阻增大图6-18为串联负反馈放大电路的示意图，图中，放大电路与反馈网络在输入端口为串联方式。负反馈对放大器性能的影响改变放大器的输入电阻负反馈对放大器性能的影响改变放大器的输入电阻2.并联负反馈使输入电阻减小在图6-19所示的并联负反馈放大电路的示意图中，放大电路与反馈网络在输入端以并联方式连接，同样，电路中未具体画出放大电路输出端的连接组态，仅标出输出信号x。负反馈对放大器性能的影响改变放大器的输入电阻负反馈对放大器性能的影响改变放大器的输出电阻1.电压负反馈使输出电阻减小；2.电流负反馈使输出电阻增大；负反馈对放大器性能的影响引入负反馈的一般原则从以上分析看出，引入负反馈可以改善和影响放大电路的性能。在电路设计中为获得高性能指标的放大电路，在引入负反馈时应按照以下基本原则进行：(1)如果需要稳定静态工作点等直流量，应该在放大电路中引入直流负反馈。(2)同理，如果需要稳定放大电路的交流性能，应该引入交流负反馈。(3)如果需要稳定输出电压，应该在放大电路中引入电压负反馈；如果需要稳定输出电流，应该引入电流负反馈。(4)如果需要提高输入电阻，应该引入串联负反馈；而如果需要减小输入电阻，应该引入并联负反馈。04负反馈放大电路的分析与计算负反馈放大电路的分析与计算深度负反馈放大电路的参数估算1.深度负反馈放大电路的特点；2.深度负反馈放大电路闭环增益的估算方法；负反馈放大电路的分析与计算利用方框图法进行分析计算负反馈对放大器性能的影响方框图法分析计算举例(1)确定反馈放大器的类型。(2)利用方框图法分离出基本放大器的等效电路。(3)画出基本放大器的微变等效电路。负反馈对放大器性能的影响反馈放大器AF网络分析法小结(1)首先要正确判断反馈类型，从而明确A、F的量纲。(2)将负反馈放大电路分解成A和F网络，电压求和时，信号源采用戴丝流求和时，信号源采用诺顿电路表示。(3)分离A网络的基本方法和原则为：“串联开路、并联短路”。05负反馈放大电路的分析与计算负反馈放大电路的分析与计算负反馈对放大器频率特性的影响1.负反馈对放大器增益函数零、极点的影响；2.单极点闭环系统的响应特性；负反馈放大电路的分析与计算负反馈放大器的稳定性1.负反