模拟电子技术教案6.ppt

1、模拟电子技术基础,第六章 放大电路中的反馈,6.1.1 反馈的基本概念,反馈：将输出量的一部分 或全部通过一定的电路形式作用 到输入回路，用来影响其输入量 的措施。,基本放大电路,反馈网络,输入量,净输入量,反馈量,输出量,图6.1.1反馈放大电路的方框图,一、什么是反馈,6.1 反馈的基本概念及判断方法6.1.1反馈的基本概念,二、如何判断有无反馈,通过寻找电路中有无反馈通路可判断出电路是否引了反馈。,图6.1.2 有无反馈的判断,无反馈,无反馈,有反馈,6.1 反馈的基本概念及判断方法6.1.1反馈的基本概念,一、正反馈与负反馈： 使放大电路净输入量增大的反馈称为正反馈； 使放大电路净输入

2、量减小的反馈称为负反馈。,6.1.2 反馈的分类及判别,假设某一时刻输入信号对地的极性，以此为依据，逐级判断从而得到输出信号的极性；再根据输入、输出的连接方式进一步判断出反馈信号的极性。若反馈信号使基本放大电路的净输入信号增大，则引入了正反馈；若反馈信号使基本放大电路的净输入信号减小，则引入了负反馈。,瞬时极性法：,6.1 反馈的基本概念及判断方法6.1.2反馈的分类及判别,uI,R1,u,O,A,Rf,+,+,+,uN,up,uF,uD,图6.1.3 反馈极性的判断 结论：(a)负反馈(b)正反馈 (c)负反馈,(a)通过净输入电压的变化 判断反馈的极性,(b)电路引入了正反馈,(c)通过净

3、输入电流的变化 判断反馈的极性,6.1 反馈的基本概念及判断方法6.1.2反馈的分类及判别,图6.1.4 分立元件放大电路反馈极性的判断 结论：负反馈,6.1 反馈的基本概念及判断方法6.1.2反馈的分类及判别,二、直流反馈与交流反馈： 反馈量只含有直流量称为直流反馈；反馈量只含有交流量称为交流反馈。许多情况下，交直流两种反馈均有。通过反馈交直流通路判断。,图6.1.5 直流反馈与交流反馈的判断（一）,（a）电路,6.1 反馈的基本概念及判断方法6.1.2反馈的分类及判别,一. 电压串联负反馈,从输出电压取样，通过反馈网络得到反馈电压，与输入电压比较， 求得净输入电压进行放大。,串联：u id

4、=ui uf,电压与电流：,有，电流反馈,无，电压反馈,uo=0时,A,R2,uO,R1,RL,uI,+,uD,+,uF,图6.2.2 电压串联负反馈,6.2 负反馈放大电路的四种基本组态,A,uO,R1,RL,uF,iO,iR1,图6.2.3 电流串联负反馈电路,二. 电流串联负反馈,输入端:信号以电压形式相加减,uF与uI 相串联, 为串联反馈。,输出端:反馈量取自输出电流， 电流反馈；uo=0,有反馈。,uI,(a)基本电路,6.2 负反馈放大电路的四种基本组态,三. 电压并联负反馈,输入端：信号以电流形式相加减, iF与iI相并联,为并联反馈。,i D= iI iF,净输入电流,输出端

5、：反馈量取自输出电压，电压反馈；uo=0时，无反馈。,图6.2.4 电压并联负反馈,6.2 负反馈放大电路的四种基本组态,输入端：信号以电流形式相加减, iF 与iI相并联,为并联反馈。,输出端：反馈量取自输出电流，电流反馈；,四.电流并联负反馈,图6.2.5 电流并联负反馈,6.2 负反馈放大电路的四种基本组态,例6.2.1 试分析图示电路有无反馈，若有反馈，则说明引入的是直 流反馈还是交流反馈，是正反馈还是负反馈；若为交流负反馈， 则说明反馈的组态。,A,R1,RL,uI,uO,+,uD,+,+,uF,R2,R3,R2将输出回路与输入回路相连接， 因而电路引入了反馈；又因为反馈 通路在交、

6、直流通路中都存在，因 此电路引入了直流和交流反馈。 设输入电压uI对地为“+”，集成运 放的输入端电位为“+”，集电极电流 如图所示。iO通过R3和R2所在支路分 流，在R1上获得反馈电压uF， uF的极 性为上“+”下“-”，使集成运放的净输 入电压uD减少，故电路中引入的是负反馈。 根据uI、 uF和uD的关系，说明电路引入的是串联反馈。令输 入电压uO=0，因iO仅受iB控制而依然存在， uF和uD的关系不 变，故电路中引入的是电流反馈。 电流串联负反馈。,+VCC,iO,图6.2.8 例6.2.1电路图,6.2 负反馈放大电路的四种基本组态,+VCC,T1,T2,R1,R2,R4,uI

7、,uO,T3,R3,R5,-VCC,+,+,+,uF,-,-,-,+,I,例6.2.2 试分析图示电路中引入那种组态的交流负反馈。,在假设输入电压uI对地 为“+”的情况下,电路中 各点上得电位如图中所 标注，在电阻R2上获得 反馈电压uF 。 uF使差分 放大电路的净输入电压 （即T1管和T2管的基极 电位之差）变小，故电 路中引入了串联负反馈。,令输出电压uO=0， 即将T3管的集电极接地， 将使uF为0，故电路中引入了电压负反馈。 可见，该电路中引入了电压串联负反馈。,图6.2.9 例6.2.2电路图,6.2 负反馈放大电路的四种基本组态,6.4.1 深度负反馈的实质,1、深度负反馈时，

8、 即求出F，就可求出Af，但四种量纲需转换成Auf或Ausf,.,.,.,.,2、深度负反馈时，,于是我们可得反馈量=输入量，净输入量约为0，但不为0。,对串联反馈：,并联反馈：,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的估算6.4.1实质,一、 电压串联负反馈,（与负载电阻无关 稳定输出电压）,6.4.2 深度负反馈放大电路放大倍数的估算,A,R1,R2,RL,+,图6.4.1(a) 电压串联负反馈,+,+,+,方法一：,方法二：串联负反馈,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的估算6.4.2估算,二、电流串联负反馈,A,R,RL,图6.4.1(b) 电流串联负反馈,+,+,+,方法一：,方法二：串

9、联负反馈,+,(与负载电阻有关， 稳定输出电流）,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的估算6.4.2估算,三、电压并联负反馈,A,R,RL,图6.4.1(c) 电压并联负反馈,+,方法一：,方法二：并联负反馈,（与负载电阻无关 稳定输出电压）,RS,+,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的估算6.4.2估算,四、电流并联负反馈,A,R1,RL,图6.4.1(d) 电流并联负反馈,+,R2,方法一：,方法二：并联负反馈,(与负载电阻有关， 稳定输出电流）,RS,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的估算6.4.2估算,例6.4.1 在图示电路中，已知R1=10K, R2=100K, R3=2K,

10、RL= 5K。求解在深度负反馈条件下的Auf 。,A,R1,RL,uI,uO,+,uD,+,+,uF,R2,R3,+VCC,iO,该电路为电流串联负反馈,方法一：,方法二：,图6.2.8,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的估算6.4.2估算,例6.4.2 在图示电路中，已知R2=10K, R4=100K。求解深度 负反馈条件下的电压放大倍数。,+VCC,T1,T2,R1,R2,R4,uI,T3,R3,R5,-VCC,+,+,+,uF,-,-,-,+,I,该电路为电压串联负反馈,方法一：,方法二：,uO,图6.2.9,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的估算6.4.2估算,例6.4.4 图示电

11、路 （1）判断电路中引入了哪中组态的交流负反馈？ （2）求出在深度负反馈条件下的Af和Ausf。,+VCC,Rf,Rc1,T1,Re2,T2,uo,+,-,C3,C1,C2,Re1,Rc2,If,.,RL,-,+,Rs,us,+,-,uI,+,-,1、设输入电压方向为 上“+”下“-”，各相关点 的电位和反馈电流的流 向如图中所标注，说明 电路引入了负反馈，且 Rf和Re2构成反馈网络。 输入量、反馈量和净输 入量以电流的方式相叠 加，且当负载电阻短路 时反馈电流依然存在， 因而电路引入了电流并联负反馈。,-,图6.4.4 例6.4.4 电路图,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的估算6.4.

12、2估算,2、,方法一：,方法二：,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的估算6.4.2估算,6.5.1 稳定放大倍数,Af 的稳定性是A的（1+AF）倍,中频段,6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.5.1稳定放大倍数,6.5.2 改变输入电阻和输出电阻,一、对输入电阻的影响,1、串联负反馈提高输入电阻 Rif =(1+AF)Ri,2、并联负反馈降低输入电阻 Rif = Ri,6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.5.2改变输入输出电阻,二、对输出电阻的影响,2、电流负反馈提高输出电阻 Rof =(1+AF) Ro,1、电压负反馈降低输出电阻 Rof = Ro,因为：电压负反馈稳定了输出电压。,

13、因为：电流负反馈稳定了输出电流。,表6.5.1 交流负反馈对输入电阻输出电阻的影响,反馈组态,电压串联,电流串联,电压并联,电流并联,增大（）,减小（0）,增大（）,增大（）,增大（）,减小（0）,减小（0）,减小（0）,引入负反馈后，减小了放大倍数的变化，包括因信号频率变化而引起的，因此展宽了通频带。,6.5.3 展宽频带,6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.5.3展宽频带,A,ud,负反馈减小了波形失真,6.5.4 减小非线性失真（定性分析）,F,加入 负反馈,无负反馈,+,-,6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.5.4减小非线性失真,1 .为稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为改善

14、电路的动态性能，应引入交流负反馈。,2. 根据信号源性质决定引入串联或并联负反馈。 信号源为恒压源或内阻较小的电压源，为增大输入电阻，减小信号源的输出电流和内阻上的压降，应引入串联负反馈； 信号源为恒流源或内阻较大的电压源时，为减小放大电路的输入电阻，电路获得更大的输入电流，应引入并联负反馈。,3.根据负载对放大电路的要求，决定引入电压或电流负反馈。负载要求稳定输出电压，应引入电压负反馈；需要稳定输出电流，应引入电流负反馈。,6.5.5 合理引入负反馈,4.根据四种组态的反馈电路的功能，在需要进行信号变换时，决定引入负反馈的类型。若将电流信号转换为电压，应引入电压并联负反馈；若将电压信号转换为

15、电流，应引入电流串联负反馈。等等。,一、引入负反馈的一般原则,6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.5.5合理引入负反馈,例6.5.1：图示电路分别说明应引入何种反馈及电路如何连接？,(1)减小电路从信 号源索取的电流 并提高带载能力。,(3)将输入电流 转换成稳定的 输出电压。,(2)将输入电流 转换成与之成稳 定线性关系的 输出电流。,二、举例,图6.5.8 例6.5.1电路图,6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.5.5合理引入负反馈,(1)减小电路从信号源索取的电流并提高带载能力。,应增大输入电阻，减小输出电阻（电压串联负反馈）,6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.5.5合理引入负反

16、馈,(2)将输入电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流。,电流并联负反馈,6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.5.5合理引入负反馈,(3)将输入电流转换成稳定的输出电压。,电压并联负反馈,6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.5.5合理引入负反馈,6.6.1 负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件,幅值平衡条件,相位平衡条件,6.6.2 负反馈放大电路稳定性的定性分析,一级放大，最大附加相位移为-90； 二级放大，最大附加相位移为-180；但当f=f0时， 三级放大，最大附加相位移为-270。但当f=f0时，,此外，(1+AF)愈大，即反馈愈深，愈易满足幅值条件，愈易振荡。,6.6 负反馈放大电路的稳定性,6.6.4 负反馈