第17章电子电路中的反馈位移计算精选文档.ppt

第第17章章 电子电路中电子电路中的反馈位移计算的反馈位移计算本讲稿第一页，共三十一页 能判别电子电路中的直流反馈和交流反馈、正反馈能判别电子电路中的直流反馈和交流反馈、正反馈和负反馈以及负反馈的四种类型；了解负反馈对放大电和负反馈以及负反馈的四种类型；了解负反馈对放大电路工作性能的影响。路工作性能的影响。反馈的概念，负反馈对放大电路性能的影响。反馈的概念，负反馈对放大电路性能的影响。本讲稿第二页，共三十一页 无难点。无难点。讲课讲课4 4学时，习题学时，习题1 1学时。学时。本讲稿第三页，共三十一页17.1 反馈的基本概念反馈的基本概念17.1.1 负反馈与正反馈负反馈与正反馈反馈：反馈：将电子电路输出端的信号将电子电路输出端的信号(电压或电流电压或电流)的一部分或的一部分或全部通过反馈电路引回到输入端。全部通过反馈电路引回到输入端。基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F反馈放大电路的组成框图反馈放大电路的组成框图xi：输入信号：输入信号xd：净输入信号：净输入信号xf：反馈信号：反馈信号xo：输出信号：输出信号是比较环节的符号是比较环节的符号本讲稿第四页，共三十一页负反馈：负反馈：若引回的反馈信号与输入信号比较使净输入信号若引回的反馈信号与输入信号比较使净输入信号减小、因而输出信号也减小；减小、因而输出信号也减小；正反馈正反馈：若引回的反馈信号与输入信号比较使净输入信号增若引回的反馈信号与输入信号比较使净输入信号增大、因而输出信号也增大。大、因而输出信号也增大。17.1 17.1 反馈的基本概念反馈的基本概念带反馈的电路，闭环带反馈的电路，闭环基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F基本放大电路基本放大电路A不带反馈的电路，开环不带反馈的电路，开环本讲稿第五页，共三十一页17.1.2 负反馈与正反馈的判别方法负反馈与正反馈的判别方法 瞬时极性法：瞬时极性法：17.1 17.1 反馈的基本概念反馈的基本概念 设接设接“地地”参考点的电位为零，电路中某点在某参考点的电位为零，电路中某点在某瞬时的电位高于零电位者，则该点电位的瞬时极性为瞬时的电位高于零电位者，则该点电位的瞬时极性为正（用正（用 表示）；反之为负（用表示）；反之为负（用 表示）。表示）。+-ud+-uf 正反馈正反馈+-ud+-uf+-+-R1RF R2uiuo-+-+-R1RF R2uiuo-负反馈负反馈本讲稿第六页，共三十一页 在分立元件的电子电路中，设基极瞬时极性为正，在分立元件的电子电路中，设基极瞬时极性为正，则发射极则发射极(接有发射极电阻而无旁路电容接有发射极电阻而无旁路电容)与基极瞬时极与基极瞬时极性相同，而集电极与基极瞬时极性相反。性相同，而集电极与基极瞬时极性相反。17.1 17.1 反馈的基本概念反馈的基本概念+UCCuiuo+C1RLRB1C2RB2RCRE+-+-T电路图电路图-+ube+-ufuiuoRLRB1RB2RCRE+-+-T交流通路交流通路ieic发射极电阻无旁路电容的分压式偏置放大电路发射极电阻无旁路电容的分压式偏置放大电路电流通过电流通过RE产生产生交、直流负反馈交、直流负反馈本讲稿第七页，共三十一页 直流反馈：直流反馈：直流分量引起的反馈，其目的是稳定静直流分量引起的反馈，其目的是稳定静态工作点。态工作点。交流反馈：交流反馈：交流分量引起的反馈，其目的是改善放交流分量引起的反馈，其目的是改善放大电路的性能。大电路的性能。对对NPN型晶体管而言：型晶体管而言：设基极交流电位的瞬时极性设基极交流电位的瞬时极性为正，若反馈降低了基极或提高了发射极的交流电位为正，若反馈降低了基极或提高了发射极的交流电位(即即减小减小Ube)，则为负反馈；反之为正反馈。，则为负反馈；反之为正反馈。放大电路中，通常交、直流反馈同时存在。放大电路中，通常交、直流反馈同时存在。17.1 17.1 反馈的基本概念反馈的基本概念本讲稿第八页，共三十一页负负反反馈馈交流负反馈交流负反馈串联电压负反馈串联电压负反馈并联电压负反馈并联电压负反馈串联电流负反馈串联电流负反馈并联电流负反馈并联电流负反馈17.2.1 负反馈的类型负反馈的类型17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈直流负反馈直流负反馈本讲稿第九页，共三十一页净输入电压净输入电压ud=ui uf uf 削弱了净输入电压削弱了净输入电压ud，故为，故为负反馈负反馈。反馈电压反馈电压 取自输出电压取自输出电压 uo，并与，并与uo成正比，故为成正比，故为电压反馈电压反馈。反馈信号反馈信号uf与输入信号与输入信号ui在输入端以电压的形式比较，在输入端以电压的形式比较，两者串联，故为两者串联，故为串联反馈串联反馈。串联电压负反馈串联电压负反馈17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈+-ud+-uf+-+-R1RF R2uiuo-串联电压负反馈串联电压负反馈本讲稿第十页，共三十一页净输入电流净输入电流id=ii if if 削弱了净输入电流削弱了净输入电流id，故，故为为负反馈负反馈。反馈电流反馈电流 取自输出电压取自输出电压 uo，并与，并与uo成正比，故为成正比，故为电压反馈电压反馈。反馈信号反馈信号if 与输入信号与输入信号ii 在输入端以电流的形式比较，在输入端以电流的形式比较，if 和和id“并联并联”由由ii 供电，故为供电，故为并联反馈并联反馈。并联电压负反馈并联电压负反馈17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈+-+-R1RF R2uiuo-RL if ii id 并联电压负反馈并联电压负反馈本讲稿第十一页，共三十一页 反馈信号反馈信号uf 与输入信号与输入信号ui 在输入端以电压的形式比较，在输入端以电压的形式比较，两者串联，故为两者串联，故为串联反馈串联反馈。反馈电压反馈电压(uf=Rio)取自输出电流取自输出电流io，并与，并与io 成成正比，故为正比，故为电流反馈电流反馈。净输入电压净输入电压ud=ui uf uf 削弱了净输入电压削弱了净输入电压ud，故为，故为负反馈负反馈。串联电流负反馈串联电流负反馈17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈+uf-+-+-R R2uiuo-RL io+-ud串联电流负反馈串联电流负反馈本讲稿第十二页，共三十一页 反馈电流反馈电流 取自输出电流取自输出电流 io，并与，并与io 成正比，故为成正比，故为电流反馈电流反馈。反馈信号反馈信号if 与输入信号与输入信号ii 在输入端以电流的形式比在输入端以电流的形式比较，较，if 和和id“并联并联”由由ii 供电，故为供电，故为并联反馈并联反馈。净输入电流净输入电流id=i1 if if 削弱了净输入电流削弱了净输入电流 id，故为故为负反馈负反馈。并联电流负反馈并联电流负反馈17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈if ii id RF +-+R R2ui-RL io uRiRR1并联电流负反馈并联电流负反馈本讲稿第十三页，共三十一页运算放大器电路反馈类型的判别方法运算放大器电路反馈类型的判别方法 反馈电路直接从输出端引出的，是反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈电压反馈；从负载电阻从负载电阻RL的靠近的靠近“地地”端引出的，是端引出的，是电流反馈电流反馈。输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相和反相）上的，是和反相）上的，是串联反馈串联反馈；加在同一个输入端（同相或反相）上的，是加在同一个输入端（同相或反相）上的，是并联反馈并联反馈。对串联反馈而言，输入信号和反馈信号的极性相同对串联反馈而言，输入信号和反馈信号的极性相同时，是时，是负反馈负反馈；极性相反时，是极性相反时，是正反馈正反馈。对并联反馈而言，输入信号和反馈信号的方向相同时，对并联反馈而言，输入信号和反馈信号的方向相同时，是是负反馈负反馈；反向相反时，是反向相反时，是正反馈正反馈。17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈本讲稿第十四页，共三十一页例例1：试判别下图放大电路中从运算放大器试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引输出端引至至A1输入端的是何种类型的反馈电路。输入端的是何种类型的反馈电路。反馈电路从反馈电路从A2的输出端引出，故为的输出端引出，故为电压反馈电压反馈。17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈+-ud+-uf-+uo RL R+-+ui-A1 A2 uo1 解：解：uf 削弱了净输入电压削弱了净输入电压ud，故为，故为负反馈负反馈。反馈电压反馈电压uf和输入电压和输入电压ui分别加在分别加在A1的同相和反相的同相和反相两个输入端，故为两个输入端，故为串联反馈串联反馈。串联电压负反馈串联电压负反馈本讲稿第十五页，共三十一页反馈电路从反馈电路从RL靠近靠近“地地”端引出，故为端引出，故为电流反馈电流反馈。17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈例例2：试判别下图放大电路中从运算放大器试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。输入端的是何种类型的反馈电路。解：解：-+uo RL R-+uiA1 A2 uo1 aif ii id if 削弱了净输入电流削弱了净输入电流id，故为，故为负反馈负反馈。反馈电流反馈电流if 和输入电流和输入电流ii 加在加在A1的同一个输入端，故为的同一个输入端，故为并并联反馈联反馈。并联电流负反馈并联电流负反馈本讲稿第十六页，共三十一页例例3：在图示电路中哪些是直流负反馈？在图示电路中哪些是直流负反馈？RE1上有两种直流负反馈：上有两种直流负反馈：由本级电流由本级电流IE1 产生的；产生的；由后级集电极直流电压由后级集电极直流电压UC2 经经RF 和和RE1 分压而产生的。分压而产生的。17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈解：解：RE2 上有本级电流上有本级电流IE2 产生的直流负反馈。产生的直流负反馈。ui+C1RB1RB2RC1RE1+-T1+UCCuoCE2RLC2RC2RE2+-+RSeS+-T2RF本讲稿第十七页，共三十一页17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈例例4：在图示电路中哪些是交流负反馈？说明其类型？在图示电路中哪些是交流负反馈？说明其类型？解：解：ui+C1RB1RB2RC1RE1+-T1+UCCuoCE2RLC2RC2RE2+-+RSeS+-T2RF RE1 上有两种交流负反馈：上有两种交流负反馈：由本级交流分量由本级交流分量ie1 产生的产生的串串联电流负反馈联电流负反馈；由后级集电极交流电压由后级集电极交流电压uo 经经RF 和和RE1 分压而产生的分压而产生的串串联电压负反馈联电压负反馈。本讲稿第十八页，共三十一页17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈ui+C1RB1RB2RC1RE1+-T1+UCCuoCE2RLC2RC2RE2+-+RSeS+-T2RF+-ube1+-uf 解：解：反反馈提高了馈提高了e1的电位，使的电位，使ube1减小，故为减小，故为负反馈负反馈。反馈从反馈从T2的集电极引出，故为的集电极引出，故为电压反馈电压反馈。反馈电压引入到反馈电压引入到T1的发射极，故为的发射极，故为串联反馈串联反馈。串联电压负反馈串联电压负反馈本讲稿第十九页，共三十一页例例5：如图，如图，如果如果RF不接在不接在T2的集电极，而是接在的集电极，而是接在C2与与RL之间，两者有何不同？之间，两者有何不同？如果如果RF的一端不是接在的一端不是接在T1的发的发射极，而是接在它的基极，有何不同，是否会变为正反射极，而是接在它的基极，有何不同，是否会变为正反馈？馈？RE1上无上无RF、RE1反馈电路产生的直流负反馈。反馈电路产生的直流负反馈。17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈ui+C1RB1RB2RC1RE1+-T1+UCCuoCE2RLC2RC2RE2+-+RSeS+-T2RF解：解：if ii ib if 增强了净输入电流增强了净输入电流ib，故为，故为正反馈正反馈。本讲稿第二十页，共三十一页 判断反馈类型的口诀判断反馈类型的口诀针对针对共发射极电路共发射极电路集出为压，射出为流，集出为压，射出为流，基入为并，射入为串。基入为并，射入为串。17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈本讲稿第二十一页，共三十一页17.2.2 负反馈对放大电路工作性能的影响负反馈对放大电路工作性能的影响17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F反馈放大电路的组成框图反馈放大电路的组成框图开环放大倍数开环放大倍数 降低放大倍数降低放大倍数反馈系数反馈系数净输入信号净输入信号闭环放大倍数闭环放大倍数本讲稿第二十二页，共三十一页引入负反馈后使放大倍数下降引入负反馈后使放大倍数下降由于负反馈时，由于负反馈时，xf与与xd同相，故同相，故AF是正实数。是正实数。|1+AF|称为称为反馈深度反馈深度，其值愈大，负反馈作用愈强，其值愈大，负反馈作用愈强，|Af|也就愈小。也就愈小。例：例：射极跟随器和同相比例运算跟随器引入负反馈，其输射极跟随器和同相比例运算跟随器引入负反馈，其输出信号全部反馈到输入端，出信号全部反馈到输入端，反馈系数为反馈系数为1，反馈极深，故，反馈极深，故 Auf1，无电压放大作用。无电压放大作用。17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈根据根据 ，可知，可知 。本讲稿第二十三页，共三十一页 在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数仅与反馈电路的在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数仅与反馈电路的参数（如电阻、电容）有关参数（如电阻、电容）有关，基本上不受外界因素变化的，基本上不受外界因素变化的影响，此时放大电路的工作非常稳定影响，此时放大电路的工作非常稳定。若若AF 1，称为，称为深度负反馈深度负反馈，有，有 。提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈求导数求导数 显然显然 ，故引入负反馈使放大倍数的稳定，故引入负反馈使放大倍数的稳定性提高了。性提高了。本讲稿第二十四页，共三十一页 负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。减小失真，而不能完全消除失真。接近正弦波接近正弦波 改善波形失真改善波形失真17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F+-基本放大电路基本放大电路AuitO大大小小uotO略大略大uftO略小略小uitOudtO略小略小略大略大uotO略大略大略小略小本讲稿第二十五页，共三十一页 展宽通频带展宽通频带17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈|A|,|Af|ff2|A0|Af0|0.707|A0|0.707|Af0|无负反馈无负反馈有负反馈有负反馈O本讲稿第二十六页，共三十一页串联负反馈串联负反馈使放大电路的输入电阻提高使放大电路的输入电阻提高 对放大电路输入电阻的影响对放大电路输入电阻的影响17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈+-ud+-uf+-+-R1RF R2uiuo-例：例：串联负反馈使输入信号电压串联负反馈使输入信号电压的一部分被反馈电压抵消，所以的一部分被反馈电压抵消，所以信号源信号源ui供给的输入电流供给的输入电流ii减小了，减小了，即输入电阻即输入电阻rif增大。增大。信号源信号源ui 除供给除供给id 外，还要外，还要增加一个分量增加一个分量if，因此，因此ii 增大，增大，即输入电阻即输入电阻rif 减小。减小。并联负反馈并联负反馈使放大电路的输入电阻减小使放大电路的输入电阻减小+-+-R1RF R2uiuo-RL if ii id 例：例：本讲稿第二十七页，共三十一页 电压负反馈具有稳定输出电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即有恒压输出的电压的作用，即有恒压输出的特性，故输出电阻降低。特性，故输出电阻降低。电流负反馈具有稳定输出电流负反馈具有稳定输出电流的作用，即有恒流输出的电流的作用，即有恒流输出的特性，故输出电阻提高。特性，故输出电阻提高。电压负反馈使放大电路的输出电阻降低电压负反馈使放大电路的输出电阻降低电流负反馈使放大电路的输出电阻提高电流负反馈使放大电路的输出电阻提高 对放大电路输出电阻的影响对放大电路输出电阻的影响17.2 17.2 放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈+-ud+-uf+-+-R1RF R2uiuo-例：例：RLuoufuduoTioufudio例：例：+uf-+-+-R R2uiuo-RL io+-ud本讲稿第二十八页，共三十一页17.3 振荡电路中的正振荡电路中的正反馈反馈17.3.1 自激振荡自激振荡基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F正弦波振荡电路的方框图正弦波振荡电路的方框图自激振荡：自激振荡：电路的输入端不外接信号，而输出端仍有一定电路的输入端不外接信号，而输出端仍有一定频率和幅度的信号输出。频率和幅度的信号输出。正弦波正弦波振荡电路振荡电路放大环节放大环节正反馈环节正反馈环节选频环节选频环节稳幅环节稳幅环节本讲稿第二十九页，共三十一页17.3 17.3 振荡电路中的正反馈振荡电路中的正反馈基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F正弦波振荡电路的方框图正弦波振荡电路的方框图即即振荡电路的自激条件振荡电路的自激条件反馈电压反馈电压uf与输入端电压与输入端电压ui同相，即必须为正反馈；同相，即必须为正反馈；要有足够的反馈量，即要有足够的反馈量，即uf=ui，使，使|AuF|=1，即反馈电压，即反馈电压要等于所需的输入电压。要等于所需的输入电压。本讲稿第三十页，共三十一页本章作业本章作业P144 17.2.1P144 17.2.1（判别反馈类型）（判别反馈类型）P145 17.2.6P145 17.2.6（放大电路的稳定性）（放大电路的稳定性）本讲稿第三十一页，共三十一页