模拟电子技术 第4章 负反馈放大电路.ppt

1、(4-1),第4章 负反馈放大电路,(4-2),第4章 负反馈放大电路,4.1 反馈的基本概念 4.2 负反馈对放大电路性能的影响 4.3 深度负反馈放大电路的指标计算 4.4 负反馈放大电路的自激振荡,(4-3),凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号叠加，就称为反馈。,若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。,这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。,4.1 反馈的基本概念,4.1.1反馈的定义,(4-4),开环,闭环,负反馈框图：

2、,输出量,输入量,反馈量,净输入,反馈电路的三个环节：,放大：,反馈：,比较：,(4-5),开环放大倍数,闭环放大倍数,反馈系数,(4-6),负反馈放大器的一般关系：,(4-7),1. 直流反馈与交流反馈,交流反馈：反馈只对交流信号起作用，其作用是改善放大器性能。 直流反馈：反馈只对直流起作用，其作用是稳定静态工作点。,若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。,在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。,有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。,4.1.2反馈类型及判定方法,(4-8),增加隔直电容C

3、后，Rf只对交流起反馈作用。,注：本电路中C1、C2 、 C3也起到隔直作用。,(4-9),增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。,(4-10),2.正反馈与负反馈,负反馈：削弱输入信号，使放大倍数下降，改善性能。 正反馈：增强输入信号，使放大倍数增大，用于振荡器。,判断负反馈的方法瞬时极性法,在反馈输入端加入对地瞬时极性为正的电压信号，根据放大电路的工作原理，标出电路中各点电压的瞬时极性，通过检验反馈信号是增强还是削弱输入信号来判断，削弱者为负反馈，增强者为正反馈。,(4-11),反馈使净输入减小为负反馈,ube=ui-uf,例：,根据瞬时极性法,(4-12),例：,+,+,+,+,根据

4、瞬时极性法,反馈使净输入增加为正反馈,(4-13),3.电压反馈和电流反馈,(1)电压反馈 基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端并联，反馈量正比于输出电压信号。,根据反馈所取样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。,(4-14),(2)电流反馈 基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端串联，反馈量正比于输出电流信号。,(3)电压反馈电流反馈的判定通常判定是否电压反馈。 方法一：输出短路，反馈量消失，为电压反馈。 方法二：放大器的输出端和反馈量取样端在同一放大器的同一电极上，为电压反馈。,(4-15),RL短路时无反馈,(4-16),RL短路时仍有反馈,(4-17),根据反馈信号在输入端与输入

5、信号连接方式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入电压信号串联。,并联反馈：反馈信号与输入信号，即电流反馈信号与输入电流信号并联。,4.串联反馈和并联反馈,(4-18),(1)串联反馈 基本放大器、反馈网络、信号源三者在比较端是串联连接，要求信号源趋于恒压源。,ui=ui-uf,(4-19),(2)并联反馈 基本放大器、反馈网络、信号源三者在比较端是并联连接，要求信号源趋于恒流源。,Ii=Ii-If,(4-20),ib=i-if,并联反馈,ube=ui-uf,串联反馈,(4-21),电压反馈与电流反馈判别方法：,电压反馈一般从后级放大器的集

6、电极采样。,电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。,并联反馈与串联反馈判别方法：,并联反馈的反馈信号接于晶体管基极。,串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极。,注意：直流反馈中，输出电压指UCE，输出电流指IC或IE。,(4-22),负反馈,交流反馈,直流反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,稳定静态工作点,改善动态,4.1.3负反馈的4种基本组态,(4-23),+,+,+,+,根据瞬时极性法,反馈使净输入减小为负反馈,1.电压串联负反馈,输出端:反馈信号正比于输出电压为电压反馈,输入端:反馈信号与输入电压串联作用为串联反馈,uo,ube,uo,uf,稳定输出电压过

7、程:,ube=ui-uf,(4-24),(4-25),反馈使净输入减小为负反馈,ube=ui-uf,电压串联负反馈,根据瞬时极性法,输出端:反馈信号正比于输出电压为电压反馈,输入端:反馈信号与输入电压串联作用为串联反馈,uo,ube,uo,uf,稳定输出电压过程:,(4-26),ui,ib=ii-if,此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。,uc,if,uo,ib,uo,if,稳定输出电压过程:,RL短路时无反馈,2.电压并联负反馈,(4-27),(4-28),反馈使净输入减小为负反馈,ube=ui-uf,根据瞬时极性法,输出端:反馈信号正比于输出电流为电流反馈,输入端:反馈信号与输入电压串

8、联作用为串联反馈,io,ube,io,uf,稳定输出电流过程:,3.电流串联负反馈,+,+,(4-29),(4-30),并联电流负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。,4. 电流并联负反馈,(4-31),(4-32),例1：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。,+,_,_,+,+,(4-33),例2：判断如图电路中Re3的负反馈作用。,电流串联负反馈，对直流不起作用。,+,_,+,+,(4-34),(1),正反馈,4.1.4负反馈放大电路增益的一般表达式,(2),(3),产生了自

9、激振荡,(4-35),解法1：,已知电压串联负反馈放大电路的反馈系数,例4.1.3,(4-36),4.2 负反馈对放大电路性能的影响,4.2.1提高放大倍数的稳定性,两边同除以Af,闭环放大倍数的稳定性较开环提高了1+AF倍。,(4-37),负反馈使放大倍数下降,闭环放大倍数较开环下降了1+AF倍。,提高放大倍数的稳定性是以放大倍数的下降为代价的。,(4-38),4.2.2 影响输入电阻和输出电阻,1). 串联负反馈使电路的输入电阻增加：,2). 并联负反馈使电路的输入电阻减小：,例如:射极输出器,理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。,理解：并联负反馈相当于在输入

10、回路中并联了一条支路，故输入电阻减小。,1. 对输入电阻的影响,(4-39),1). 电压负反馈使电路的输出电阻减小：,例如:射极输出器,理解：电压负反馈目的是阻止uo的变化，稳定输出电压。,放大电路空载时可等效右图框中为电压源：,输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。,2. 对输出电阻的影响,(4-40),理解：电流负反馈目的是阻止io的变化，稳定输出电流。,放大电路空载时可等效为右图框中电流源：,输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。,2). 电流负反馈使电路的输出电阻增加：,(4-41),4.2.3 展宽通频带,引入负反馈使电路的通频带宽度增加：,(4-42),4.2.4减小非线性失

11、真,加反馈前,加反馈后,改善,(4-43),4. 3深度负反馈放大电路的指标计算,4.3.1深度负反馈的特点,对于串联负反馈，uiuf,对于并联负反馈，iiif,4.3.2 深负反馈条件下放大倍数的估算,(4-44),例4.3.1 (1) 判断反馈类型(2) 求闭环电压增益,+,电压串联负反馈，uiuf,+,解：,(4-45),例4.3.2 求闭环电压增益,+,+,+,+,+,电流串联负反馈,(4-46),例4.3.2 求闭环电压增益,ie3,(4-47),串联负反馈，ui uf,(4-48),例4.3.3下图为某反馈放大电路的交流通路。,(1)判断极间反馈的组态。,(2)求极间反馈的闭环增益

12、的近似表达式。,(3)求深度负反馈条件下的 。,(4-49),例4.3.3下图为某反馈放大电路的交流通路。,解： (1)判断极间反馈的组态。,由瞬时极性法判断极间反馈的组态为：电压并联负反馈。,(4-50),例4.3.3下图为某反馈放大电路的交流通路。,解： (2)求闭环增益,(4-51),(3)求深度负反馈条件下的 。,(4-52),例4.3.4下图电路,(1)判断电路中引入了哪种组态的极间交流负反馈。,(2)求深度负反馈条件下的 和 。,(4-53),+,_,_,例4.3.4下图电路,解： (1)由瞬时极性法判断极间反馈的组态,电流并联负反馈。,(4-54),例4.3.4下图电路,(2)求深度负反馈条件下的 和 。,并联负反馈，,(4-55),反馈系数为,闭环增益为,闭环电压增益为,并联负反馈，,(4-56),4.4负反馈放大电路的自激振荡,4.4.1产生自激振荡的原因及条件,幅值条件,相位条件,两级以上放大电路才有可能产