负反馈放大电路《模拟电子技术基础》课件全集

负反馈放大电路本课程将深入讲解负反馈放大电路的概念、原理和应用。什么是负反馈信号反馈负反馈是指将放大电路的输出信号的一部分反馈到输入端，并与输入信号进行比较。反馈信号的极性与输入信号相反，因此称为负反馈。反馈的作用负反馈可以改变放大电路的增益、带宽、稳定性以及输入输出阻抗等特性。负反馈的作用和优点稳定性负反馈可提高电路稳定性，抑制干扰和噪声。线性度负反馈可改善电路的线性度，使其更精确地放大信号。带宽负反馈可以扩展电路的带宽，使它能够处理更宽频率范围的信号。失真负反馈可降低电路的失真，保持信号的完整性和清晰度。负反馈电路的基本组成1放大电路放大电路负责放大信号，是负反馈电路的核心部分。2反馈网络反馈网络将放大电路的输出信号的一部分反馈到输入端。3反馈控制通过控制反馈信号的极性和大小来实现负反馈。共射放大电路的负反馈输出电压从输出端取样。反馈网络通过反馈网络将输出电压反馈到输入端。输入端与输入信号叠加。负反馈输出电压与输入信号极性相反，减小了输入信号对输出信号的影响。共射放大电路增益公式推导1公式Av=-Rc/Re2推导利用基尔霍夫电流定律和电压定律，可以得到共射放大电路的输出电压与输入电压之间的关系式，即增益公式。3影响因素Rc、Re的阻值以及电路的温度等因素会影响放大电路的增益。共射放大电路输入输出特性分析输入输出特性曲线展示了共射放大电路的电压增益和线性区域。共集放大电路的负反馈1输出电压取自发射极输出信号电压取自发射极2反馈信号取自输出端输出电压反馈到输入端3反馈信号与输入信号反相形成负反馈共集放大电路增益公式推导1基本公式共集放大电路的电压增益Av=Vo/Vi=1/(1+β)2β的影响β越大，电压增益越小，接近于1，表示输出电压基本等于输入电压，但电流放大倍数仍然很大。3输出阻抗共集放大电路的输出阻抗Ro=Ri/(β+1)共集放大电路输入输出特性分析1电压放大倍数小于12输入阻抗高3输出阻抗低共基放大电路的负反馈1输出电压反馈信号取自输出电压2输入电压反馈信号与输入电压反相3放大电路反馈信号送回到放大电路共基放大电路增益公式推导1公式推导共基放大电路的增益公式可以从电路的特性方程推导出。首先，我们分析电路中各个元件的电流和电压关系，然后应用基尔霍夫定律建立方程组。2增益表达式通过化简方程组，我们可以得到增益公式，它表示输出电压与输入电压之间的比值。3增益特点共基放大电路的增益通常小于1，这意味着输出电压小于输入电压。这是因为共基放大电路的输入阻抗很低，输出阻抗很高。共基放大电路输入输出特性分析输入特性输出特性输入电阻低，约为发射极电阻re输出电阻高，约为集电极电阻Rc输入信号电压变化较小，但电流变化较大输出信号电压变化较大，电流变化较小运算放大器的负反馈反馈信号输出信号的一部分被反馈回输入端。负反馈反馈信号与输入信号极性相反。闭环系统反馈信号与输入信号叠加，形成闭环系统。运算放大器的虚短和虚开特性虚短理想情况下，运放输入端电压差为0虚开理想情况下，运放输入端阻抗无穷大运算放大器的理想化简模型无限大输入阻抗理想运放的输入阻抗无限大，这意味着它不会从信号源中汲取任何电流。零输出阻抗理想运放的输出阻抗为零，意味着它可以提供任何电流而不会改变输出电压。无限大开环增益理想运放的开环增益无限大，这意味着即使输入信号非常小，输出信号也会非常大。无限带宽理想运放的带宽无限大，意味着它可以放大任何频率的信号。理想运放非反相放大电路分析1增益公式Av=1+R2/R12输入阻抗Zin=∞3输出阻抗Zout=0理想运放反相放大电路分析输入信号接反相输入端非反相输入端接地，形成负反馈。输出信号与输入信号反相输出电压与输入电压大小相等，极性相反。电压增益由反馈电阻和输入电阻决定，增益为负值。输入阻抗接近于零，因为输入端为虚拟短路。输出阻抗接近于零，因为运放内部输出阻抗很小。理想运放加法运算电路分析1加法运算电路多个输入信号的加权求和2虚拟短路运放输入端电压几乎相等3叠加定理各个输入信号分别作用时，输出电压之和理想运放积分电路分析1积分电路将输入电压信号积分成输出电压信号2电路结构反相放大器结构，负反馈电阻为电容3输出电压与输入电压信号的积分值成正比积分电路可用于滤波、波形变换、信号处理等应用。积分电路的输出电压与输入电压信号的积分值成正比，因此可以实现对输入信号的积分运算。积分电路在电子电路设计中具有重要的应用价值。理想运放微分电路分析1电路结构输入信号接入运放的非反相输入端，输出信号接入运放的反相输入端，通过一个电容接地。2工作原理电容两端电压的变化率与电流成正比，运放将电压变化率放大，得到微分输出信号。3应用在信号处理、控制系统等领域广泛应用，用于检测信号的变化率，例如边缘检测。理想运放比较器电路分析1基本原理比较器利用运放的开环特性，将输入信号与参考电压进行比较，输出高低电平信号。2应用场景广泛应用于电压检测、信号转换、数字逻辑控制等领域，例如过压保护、零电平检测等。3工作原理当输入信号大于参考电压时，输出为高电平；反之，输出为低电平。4典型电路常用的比较器电路包括同相比较器和反相比较器，可根据实际需求进行选择。理想运放仪表放大电路分析1高输入阻抗避免对被测信号源造成影响2高共模抑制比抑制共模噪声干扰3高增益稳定性保证测量结果准确可靠理想运放基准电压源电路分析1电压基准基准电压源电路通常以高精度电压参考为基础2运算放大器运放用于放大参考电压，并提供输出电压3反馈网络反馈网络用于稳定输出电压，并降低输出阻抗基准电压源电路在许多模拟电路中起到至关重要的作用。它提供了一个稳定的、高精度的电压参考，用于各种应用，例如电压测量、数据转换和信号处理。理想运放平衡调理电路分析基本原理平衡调理电路主要用于消除信号源的公共模式电压，提高信号的共模抑制比(CMRR).应用场景平衡调理电路广泛应用于仪表放大器、传感器信号处理等领域.典型电路常见的平衡调理电路包括差分放大器、仪表放大器等.理想运放滤波电路分析低通滤波器通过电容和电阻的串联连接实现，低频信号可以通过，高频信号被衰减。高通滤波器通过电阻和电容的并联连接实现，高频信号可以通过，低频信号被衰减。带通滤波器通过多个RC电路的串联或并联连接实现，特定频段的信号可以通过，其他频段的信号被衰减。带阻滤波器通过RC电路和运算放大器的组合实现，特定频段的信号被衰减，其他频段的信号可以通过。理想运放模拟乘法电路分析1电路结构模拟乘法器电路通常使用运放和相关元件构建，以实现输入信号之间的乘法运算。2工作原理基于运放的反馈特性，通过控制运放的输入电压，可以实现输入信号的乘法。3应用场景模拟乘法器广泛应用于信号处理、调制解调、频率合成等领域。理想运放模拟乘法器是一种重要的模拟电路，它能够实现两个模拟信号的乘法运算。模拟乘法器在信号处理、调制解调、频率合成等领域有着广泛的应用。非理想运放的特性及其影响有限的带宽实际运放的频率响应不是无限的，在高频下增益会下降，导致信号失真。输入失调电压即使输入端电压相同，实际运放的输出也可能存在偏差，影响信号精度。输入偏置电流实际运放的输入端存在微小的电流，会影响输入信号的完整性，导致误差。总结与展望负反馈放大