模拟电路技术基础 教案 第3章 负反馈放大器

PAGEPAGE2项目三负反馈放大器的学习与应用职业岗位群应知应会目标（1）理解反馈的相关概念（如直流反馈、交流反馈和交直流反馈，正反馈和负反馈，电压反馈和电流反馈，串联反馈和并联反馈，本级反馈和级间反馈）、负反馈放大器方框图、闭环放大倍数的表达式等。熟练掌握反馈类型的判别方法。（2）理解负反馈放大器的4种组态对放大器诸多动态性能的影响。（3）会估算深度负反馈条件下的放大器闭环放大倍数。（4）了解反馈放大器的稳定性以及提高负反馈放大器稳定性的方法。项目导入反馈被广泛应用于电子电路中，在所有实用的放大器中都毫无例外地引入了适当的负反馈，用于改善或改变放大器的一些性能，如提高放大倍数的稳定性、减小非线性失真、改变输入/输出电阻、展宽通频带、抑制干扰和噪声等。本项目先介绍反馈的概念与基本类型，然后介绍负反馈的判别方法，并分析负反馈对放大器性能的影响和闭环增益的估算。3.1反馈的概念与基本类型教案课题名称反馈的概念与基本类型所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）理解反馈在电子技术应用中的地位；（2）理解反馈的相关概念、负反馈放大器方框图等；（3）熟练掌握反馈类型的判别方法。能力目标：（1）会利用瞬时极性法来判断反馈极性；（2）能根据反馈网络结构辩识反馈放大器的组态。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）理解反馈的概念、负反馈放大器方框图等；（2）熟练掌握瞬时极性法判断反馈极性；（3）熟练掌握反馈类型的判别方法。教学难点理解并熟练掌握反馈类型的判别方法。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注3.1.1反馈的概念1.概念2.分类3.反馈放大器的组成如图3-1所示，反馈放大器由基本放大器（A）与反馈网络（F）组成，反馈网络承担了信号反馈（回送）的任务。未加反馈网络时，信号只有一个正向传输方向，这种情况称为“开环”。加上反馈网络后，信号除正向传输外，还存在着反向传输，此时，放大器与反馈网络构成闭合环路，这种情况称为“闭环”。3.1.2反馈的基本类型及判别反馈分类的依据和类型：①根据反馈信号的属性，反馈可分为直流反馈、交流反馈和交直流反馈；②根据反馈的极性，可分为正反馈和负反馈；③根据取样处反馈网络与负载的联结关系，可分为电压反馈和电流反馈；④根据叠加处反馈网络与基本放大器的联结关系，可分为串联反馈和并联反馈；⑤根据反馈网络是否跨级，可分为本级反馈和级间反馈。1．直流反馈、交流反馈和交直流反馈的判别判别依据：直流通路、交流通路。（1）直流反馈（2）交流反馈（3）交直流反馈2．正反馈和负反馈的判别判别依据：使净输入信号减弱的是负反馈，使净输入信号增强的是正反馈。通常采用瞬时极性法来判别。瞬时极性法来判别实例【例1】判断如图3-2所示的电路中有无反馈，如果有，请说明反馈的属性和极性。【例2】图3-3所示的电路中一共存在几处反馈？分别说明反馈的属性和极性。3．电压反馈与电流反馈的判别判别依据：输出端的取样方式。如图3-4（a）所示，反馈网络与负载二者的联结关系为并联，那么反馈信号只能是输出电压的一部分或全部，反馈类型为电压反馈。如图3-4（b）所示，反馈网络与负载二者的联结关系为串联，那么反馈信号只能是输出电流的一部分或全部，反馈类型为电流反馈。4．串联反馈与并联反馈的判别判别依据：输入端的叠加方式。如图3-5（a）所示，反馈类型为串联反馈。如图3-5（b）所示，反馈类型为并联反馈。5．负反馈放大器的4种组态的判别4种负反馈放大器的方框图如图3-6所示。6．判断放大器中反馈类型的步骤和方法首先分析电路中是否存在反馈，如果有反馈，就按如下步骤和方法进行判断。（1）判断是直流反馈、交流反馈还是交直流反馈（通过交流通路、直流通路进行判断）。（2）判断是正反馈还是负反馈（利用瞬时极性法进行判断）。（3）（4）判断是串联反馈还是并联反馈（通过叠加处基本放大器与反馈网络二者的联结关系来判断）。【例3】判断如图3-3所示的放大电路中3处负反馈的组态。【例4】试判断如图3-7所示的电路的反馈组态。知识小结课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见3.5中同步练习题）一、填空题1、2、5、6。二、判断题1、3、6、9。三、单项选择题1、2。四、简答题2。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：3.2​负反馈放大器放大倍数的一般表达式教案课题名称负反馈放大器放大倍数的一般表达式所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）理解闭环放大倍数的一般表达式的推导过程；（2）理解负反馈放大器的所有性能改变的程度都取决于(1+AF)的大小；（3）掌握“虚短”和“虚断”的内涵。能力目标：（1）会利用负反馈放大器框图推导闭环放大倍数的一般表达式；（2）会估算深度负反馈条件下的放大器闭环放大倍数。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）理解闭环放大倍数的一般表达式的推导过程；（2）掌握“虚短”和“虚断”的内涵；（3）会估算深度负反馈条件下的放大器闭环放大倍数。教学难点理解并熟练掌握反馈类型的判别方法。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注下面依据负反馈放大器的组成框图推导闭环放大倍数的一般表达式。3.2.1闭环放大倍数的一般表达式设图3-1中基本放大器的净输入信号和信号源的输入信号分别为=xI-xFxI=+xF1.开环放大倍数2.反馈系数3.闭环放大倍数综合上述表达式，可得负反馈放大器放大倍数的一般表达式为由此可得负反馈放大器的电压放大倍数和电流放大倍数的表达式分别为当反馈深度(1+AF)

>1时，称为深度负反馈。此时，闭环放大倍数可近似为【例

6】已知某电压串联负反馈放大器在中频区的开环电压放大倍数Au=103，信号源输入信号ui=10mV，反馈系数Fu=0.1，求该放大器的闭环电压放大倍数、反馈电压uf和净输入电压。3.2.2深度负反馈条件下的近似计算1.虚短深度负反馈条件下，所有放大器接收净输入信号的两个端子的交流电位差约等于零，称为“虚短”即。2.虚断深度负反馈条件下，所有放大器的净输入交流电流约等于零，称为“虚断”，即。“虚短”和“虚断”概念的应用实例【例7】估算如图3-9（a）、（b）所示的负反馈放大器的闭环电压放大倍数。知识小结（1）负反馈放大器放大倍数的一般表达式为。（2）(1+AF)称为反馈深度，是衡量反馈程度的重要指标，负反馈放大器所有性能改变的程度都取决于(1+AF)的大小。（3）利用“虚短”和“虚断”的概念可大致估算出负反馈放大器闭环放大倍数或闭环电压增益。课后拓展：1.完成学习通上的线上作业。2.完成线下作业。（见3.5中同步练习题）一、填空题8、11。二、判断题2、10。三、单项选择题6、9、10。四、简答题3。五、计算题1。3.通过学习通上在线开放课程进行补差学习。4.课前预习。课后记要：3.3​负反馈对放大器性能的影响教案课题名称负反馈对放大器性能的影响所属科目模拟电路教学对象中职电子技术应用专业班同步教材模拟电路技术基础课型新授£复习教材主编欧小东课程性质理论教学£实践教学授课时间年月日授课教师计划课时2课时教学平台多媒体网络教室、学习通课堂教学资源教科书、多媒体教学课件线上学习资源教学视频、学习讨论、课堂练习题、在线开放课程教学目标知识目标：（1）了解反馈放大器的稳定性以及提高负反馈放大器稳定性的方法；（2）理解负反馈放大器的4种组态对放大器诸多动态性能的影响。能力目标：（1）会根据需求选择负反馈类型和组态；（2）会估算深度负反馈条件下的放大器闭环放大倍数。素质目标：（1）养成自主学习的习惯；（2）具备良好的人际交往能力、团队合作精神和优质服务意识；（3）养成严谨、细致的学习习惯。教学重点（1）理解负反馈对放大器性能的影响；（2）会根据需求选择负反馈类型和组态。教学难点理解并熟练掌握负反馈放大器的4种组态对放大器诸多动态性能的影响。教学方法自主学习法、任务驱动法、合作探究法、演示法课前准备教师：发布任务、推送资源，在线答疑解惑。学生：接收学习任务，查找相关资料自主学习；提出疑问。线下教学过程批注提出问题：放大器中引入负反馈会导致放大倍数减小，但在放大电路中几乎都会引入负反馈，为什么呢？解答问题：以放大倍数为代价可以能换取放大器诸多方面性能的改善，利大于弊，因此，在放大电路中几乎都会引入负反馈。3.3.1提高放大倍数的稳定性闭环放大倍数的稳定性是开环放大倍数稳定性的(1+AF)倍。负反馈越深，(1+AF)越大，闭环放大倍数的稳定性越好。3.3.2减小非线性失真负反馈减小非线性失真的原理如图3-10所示。开环状态如图3-10（a）所示。闭环状态的预失真补偿，非线性失真得以减小，如图3-10（b）所示。需要指出的是，负反馈只能减小放大器自身产生的非线性失真（减小为原来的倍），而不能完全消除。3.3.3展宽频带通频带的展宽示意图如图3-11所示。原理分析：理论计算表明，引入负反馈后，放大器的通频带能展宽为开环时的(1+AF)倍。3.3.4改变输入和输出电阻1．负反馈对放大器输入电阻的影响取决于反馈信号在放大器输入端的叠加方式（1）串联负反馈使输入电阻增大。闭环输入电阻Rif与开环输入电阻Ri的关系为（2）并联负反馈使输入电阻减小。闭环输入电阻Rif与开环输入电阻Ri的关系为2．负反馈对放大器输出电阻的影响取决于反馈信号在放大器输出端的取样方式（1）电压负反馈使输出电阻减小。闭环输出电阻Rof与开环输出电阻Ro的关系为（2）电流负反馈使输出电阻增大。闭环输出电阻Rof与开环输出电阻Ro的关系为3.3.5降低放大器的内部噪声由于元器件的非线性及电源电压波动等因素，放大器会产生内部噪声。内部噪声电压基本上是固定的，引入负反馈后，虽然有用信号和内部噪声的幅度会同步减小，但可以增强有用信号从而增大信噪比。知识小结（1）引入负反馈对放大器性能的影响：①放大倍数减小了，但提高了放大倍数的稳定性；②扩展了通频带；③减小了非线性失真；④改变了输入和输出电阻；⑤降低了放大器的内部噪声。所有性能的改善或改变都与反馈深度(1+AF)有关，且都是以牺牲放大倍数为代价的。（2）负反馈类型和组态选择的总体依据。①要稳定直流量（静态工作点），应引入直流负反馈。②要改善交流性能，应引入交流负反馈。③要稳定输出电压，应引入电压负反馈，可减小放大电路的输出电阻；要稳定输出电流，应引入电流负反馈，使输出电阻增大。④要增大输入