课题十放大电路中的负反馈优秀课件.ppt

课题十放大电路中的负反馈第1页，本讲稿共46页1.1 1.1 1.1 1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念反馈的基本概念反馈的基本概念1.1.反馈：反馈：将放大电路输出端的信号将放大电路输出端的信号(电压或电流电压或电流)的一部的一部分或全部引回到输入端。分或全部引回到输入端。+UCCRE+UCCRE+将输出电流将输出电流引到输入端引到输入端将输出电压将输出电压引到输入端引到输入端17.1反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类第2页，本讲稿共46页反馈通路（反馈网络）反馈通路（反馈网络）信号反向传输的渠道信号反向传输的渠道2.2.反反馈网网络反馈通路反馈通路（反馈网络）（反馈网络）信号的正向信号的正向传输传输开环开环 无反馈通路无反馈通路闭环闭环 有反馈通路有反馈通路第3页，本讲稿共46页(a)没有连接输入与输出端的通路，没有连接输入与输出端的通路，即：无反馈通路，电路无反馈。即：无反馈通路，电路无反馈。(b)(b)有连接输入与输出端的通路有连接输入与输出端的通路;且反馈回来的信号且反馈回来的信号I If f 影响净输入信影响净输入信号号 I Ii i 。电路存在反馈。电路存在反馈。(c)表面有连接输入与输出端的通路，表面有连接输入与输出端的通路，但实际输出通过但实际输出通过R R接地，没有信号引回接地，没有信号引回输入端来影响输入信号。输入端来影响输入信号。有无反馈的判断有无反馈的判断有无反馈的判断有无反馈的判断IfIiIi 根据根据输出信号是否有反向传输渠道输出信号是否有反向传输渠道来进行判别来进行判别。第4页，本讲稿共46页有无反馈的判断有无反馈的判断第5页，本讲稿共46页开环放大倍数开环放大倍数比较环节比较环节3.3.3.3.反馈放大电路的一般方框图反馈放大电路的一般方框图反馈放大电路的一般方框图反馈放大电路的一般方框图反反馈电路路F F反馈系数反馈系数输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号基本放大基本放大电路路A Ao o比较环节比较环节闭环放大倍数闭环放大倍数第6页，本讲稿共46页1.1.反馈类型反馈类型正反馈：引入反馈后，使正反馈：引入反馈后，使净输入量净输入量变大了。变大了。负反馈：引入反馈后，使负反馈：引入反馈后，使净输入量净输入量变小了。变小了。判判别别方方法法：瞬瞬时时极极性性法法。假假设设某某一一瞬瞬时时，在在放放大大电电路路的的输输入入端端加加入入一一个个正正极极性性的的输输入入信信号号，按按信信号号传传输输方方向向依依次次判判断断相相关关点点的的瞬瞬时时极极性性，直直至至判判断断出出反反馈馈信信号号的的瞬瞬时时极极性性。如如果果反反馈馈信信号号的的瞬瞬时时极极性性使使净净输输入入减减小小，则则为为负负反馈；反之为正反馈。反馈；反之为正反馈。1.1.1.1.正反馈与负反馈正反馈与负反馈第7页，本讲稿共46页瞬时极性法：瞬时极性法：1 1）遇集成运放：在）遇集成运放：在u up p 端输入信号，端输入信号，u uo o 极性不变；在极性不变；在 u uN N 端输入信号，端输入信号，u uo o 与与 u uI I 极性相反。极性相反。第8页，本讲稿共46页2 2）遇晶体管：）遇晶体管：在基极输入集电极输出（在基极输入集电极输出（共射共射），），u uo o与与 u uI I 极性相反；极性相反；在基极输入发射极输出（在基极输入发射极输出（共集共集），），u uo o与与 u uI I 极性相同；极性相同；在发射极输入集电极输出（在发射极输入集电极输出（共基共基），），u uo o与与 u uI I 极性相同。极性相同。瞬时极性法：瞬时极性法：第9页，本讲稿共46页例例(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量负反馈负反馈正反馈正反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路i i1 1i if f i id d第10页，本讲稿共46页级间反馈通级间反馈通路路(+)(+)(+)(+)(-)(-)级间负反馈级间负反馈反馈通路反馈通路本级反馈通路本级反馈通路练习练习练习练习:RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+负反馈负反馈负反馈负反馈第11页，本讲稿共46页2.2.交流反馈、直流反馈与交直流反馈交流反馈、直流反馈与交直流反馈(1)直直流流反反馈馈：若若反反馈馈环环路路内内,直直流流分分量量可可以以流流通通,则则该该反反馈馈环可以产生直流反馈。环可以产生直流反馈。直流负反馈主要用于稳定静态工作点。直流负反馈主要用于稳定静态工作点。(2)交流反馈交流反馈：若若反馈环路内反馈环路内,交流分量可以流通交流分量可以流通,则该反馈则该反馈环可以产生交流反馈。环可以产生交流反馈。交流负反馈主要用来改善放大器的性能；交交流负反馈主要用来改善放大器的性能；交流正反馈主要用来产生振荡。流正反馈主要用来产生振荡。(3)交直流反馈交直流反馈：若：若反馈环路内反馈环路内,直流分量和交流分量均可以流直流分量和交流分量均可以流通通,则该反馈环既可以产生直流反馈则该反馈环既可以产生直流反馈,又可以产生交流反馈。又可以产生交流反馈。第12页，本讲稿共46页RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+交、直流分量的信交、直流分量的信交、直流分量的信交、直流分量的信号均可通号均可通号均可通号均可通过过 R R R RE E E E，所，所，所，所以以以以R R R RE E E E引入的是交、直引入的是交、直引入的是交、直引入的是交、直流反流反流反流反馈馈。如果有发射极旁路电容，如果有发射极旁路电容，R RE E中仅有直流分量的信中仅有直流分量的信号通过号通过 ，这时，这时R RE E引入的则是直流反馈。引入的则是直流反馈。E例例第13页，本讲稿共46页交、直流反馈同交、直流反馈同时存在；反馈电时存在；反馈电路中交、直流信路中交、直流信号均存在。号均存在。仅直流反馈；因仅直流反馈；因为交流信号被为交流信号被C C 短路，反馈信号短路，反馈信号中仅有直流信号中仅有直流信号存在。存在。仅交流反馈；因为仅交流反馈；因为电路中直流信号被电路中直流信号被 C C 阻断，反馈信号阻断，反馈信号中仅有交流信号存中仅有交流信号存在。在。练习练习练习练习:第14页，本讲稿共46页（series feedback、parallel feedback）反馈信号在输入端（比较端）的连接分为：反馈信号在输入端（比较端）的连接分为：串联反馈：满足电压叠加关系。串联反馈：满足电压叠加关系。并联反馈：满足电流叠加关系。并联反馈：满足电流叠加关系。判别方法判别方法：并联：反馈量并联：反馈量输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。串联：反馈量串联：反馈量输入量输入量3.3.串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈第15页，本讲稿共46页（voltage feedback、current feedback）从从输输出出端端（采采样样端端），采采样样信信号号在在输输出出端端分分为为取取电电压压和和取取电流电流两种方式。两种方式。电流反馈：将电流反馈：将负载负载短路，反馈信号仍然存在。短路，反馈信号仍然存在。电压反馈：将电压反馈：将负载负载短路，反馈信号为零。短路，反馈信号为零。电压反馈：稳定输出电压。电压反馈：稳定输出电压。电流反馈：稳定输出电流。电流反馈：稳定输出电流。判别方法：判别方法：（负载短路法）（负载短路法）4.4.4.4.电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈第16页，本讲稿共46页电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈第17页，本讲稿共46页17.2放大电路中的放大电路中的负负反馈反馈比较端比较端串联串联并联并联采样端采样端电压电压电流电流电压串联反馈电压串联反馈电压并联反馈电压并联反馈电流串联反馈电流串联反馈电流并联反馈电流并联反馈17.2.1负反馈的类型负反馈的类型第18页，本讲稿共46页u uff削弱了净输入电压削弱了净输入电压削弱了净输入电压削弱了净输入电压(差差差差值电压值电压值电压值电压)负反馈负反馈负反馈负反馈+u uf f+u ud du uo oR RF Fu ui iR R2 2R R1 1+R RL L 1.电压串联负反馈电压串联负反馈反馈电压反馈电压反馈电压反馈电压 ui 与与uf接在不同的端，接在不同的端，串联反馈串联反馈 反馈过程：反馈过程：uoufuduo 电压负反馈具有稳定输出电压的作用电压负反馈具有稳定输出电压的作用电压负反馈具有稳定输出电压的作用电压负反馈具有稳定输出电压的作用 R RL L短路短路短路短路u uf f=0=0电压反馈电压反馈电压反馈电压反馈第19页，本讲稿共46页2.电压并联负反馈电压并联负反馈i i1 1i if f i id du uo oR RF Fu ui iR R2 2R R1 1+R RL L i iff削弱了净输入电流削弱了净输入电流削弱了净输入电流削弱了净输入电流(差值差值差值差值电流电流电流电流)负反馈负反馈负反馈负反馈反馈电流反馈电流反馈电流反馈电流取自输出电压取自输出电压取自输出电压取自输出电压电压反馈电压反馈电压反馈电压反馈 反馈信号与输入信号接在相同端反馈信号与输入信号接在相同端反馈信号与输入信号接在相同端反馈信号与输入信号接在相同端并联反馈并联反馈并联反馈并联反馈 特点：特点：特点：特点：输入电阻低、输出电阻低输入电阻低、输出电阻低输入电阻低、输出电阻低输入电阻低、输出电阻低第20页，本讲稿共46页3.3.电流串联负反馈电流串联负反馈u uo ou ui iR R2 2R RL L+i io oR R+u uf f+u ud d差值电压差值电压差值电压差值电压 u ud d=u ui i u uf fu uff削弱了净输入电压削弱了净输入电压削弱了净输入电压削弱了净输入电压(差值差值差值差值电压电压电压电压)负反馈负反馈负反馈负反馈R RL L短路，反馈信号仍存在短路，反馈信号仍存在短路，反馈信号仍存在短路，反馈信号仍存在 电流反馈电流反馈电流反馈电流反馈反馈信号与输入信号接在不同端反馈信号与输入信号接在不同端反馈信号与输入信号接在不同端反馈信号与输入信号接在不同端串联反馈串联反馈串联反馈串联反馈 第21页，本讲稿共46页4.电流并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈R RF FR R1 1u ui iR R2 2R RL L+i io oR Ri i1 1i if fi id d差值电流差值电流差值电流差值电流 i id d=i i11 i if fi iff削弱了净输入电流削弱了净输入电流削弱了净输入电流削弱了净输入电流(差差差差值电流值电流值电流值电流)负反馈负反馈负反馈负反馈反馈信号与输入信号接在相同端反馈信号与输入信号接在相同端反馈信号与输入信号接在相同端反馈信号与输入信号接在相同端并联反馈并联反馈并联反馈并联反馈 R RL L短路，反馈信号仍存在短路，反馈信号仍存在短路，反馈信号仍存在短路，反馈信号仍存在 电流反馈电流反馈电流反馈电流反馈iO iF iID iO 反馈过程：反馈过程：电流负反馈：稳定输出电流电流负反馈：稳定输出电流第22页，本讲稿共46页反馈类型的判别步骤反馈类型的判别步骤1.有无反馈有无反馈是否存在把输出回路和输入回路连接起来的支路是否存在把输出回路和输入回路连接起来的支路2.2.交流反馈与直流反馈交流反馈与直流反馈 反馈存在于直流或交流或交直流通路中。反馈存在于直流或交流或交直流通路中。3.3.正反馈与负反馈正反馈与负反馈 瞬时极性法。瞬时极性法。4.4.反馈的组态反馈的组态 输出端：电压；电流。输出端：电压；电流。输入端：串联输入端：串联(异点异点)；并联；并联(同点同点)。第23页，本讲稿共46页例例例例1 1：判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。解解解解:RE2对交流不起作用，引入的是直流反馈；对交流不起作用，引入的是直流反馈；R RE1E1对本级引入串联电流负反馈。对本级引入串联电流负反馈。对本级引入串联电流负反馈。对本级引入串联电流负反馈。RE1、RF对交、直流均起作用，所以引入的是对交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反馈。交、直流反馈。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2e es su ui iu uo o第24页，本讲稿共46页例例例例1 1：判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。解解:R RE1E1、R RF F引入越级串联电压负反馈。引入越级串联电压负反馈。引入越级串联电压负反馈。引入越级串联电压负反馈。+T T2 2集电极的集电极的集电极的集电极的 反馈到反馈到反馈到反馈到T T1 1的发射极，提高了的发射极，提高了的发射极，提高了的发射极，提高了E E1 1的交流的交流的交流的交流电位，使电位，使电位，使电位，使U Ube1be1减小，故为负反馈；减小，故为负反馈；减小，故为负反馈；减小，故为负反馈；反馈从反馈从反馈从反馈从T T2 2的集电极引出，是电压反馈；反馈电压引入的集电极引出，是电压反馈；反馈电压引入的集电极引出，是电压反馈；反馈电压引入的集电极引出，是电压反馈；反馈电压引入到到到到T T1 1的发射极，是串联反馈。的发射极，是串联反馈。的发射极，是串联反馈。的发射极，是串联反馈。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2e es su ui iu uo o第25页，本讲稿共46页例例2：如果如果RF不接在不接在T2 的集电极，而是接的集电极，而是接C2与与RL 之间，之间，两者有何不同两者有何不同？解解:因电容因电容C2的隔直流作用，这时的隔直流作用，这时RE1、RF仅仅 引入交流反馈。引入交流反馈。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2e es su ui iu uo o 第26页，本讲稿共46页例例例例3 3：如果如果RF的另一端的另一端不接在不接在T1 的发射极，而是接在它的基的发射极，而是接在它的基极，两者有何不同，是否会变成正反馈极，两者有何不同，是否会变成正反馈？解解:T T2 2集电极的集电极的集电极的集电极的 反馈到反馈到反馈到反馈到T T1 1的基极，提高了的基极，提高了的基极，提高了的基极，提高了B B1 1的交的交的交的交流电位，使流电位，使流电位，使流电位，使U Ube1be1增大，故为正反馈；增大，故为正反馈；增大，故为正反馈；增大，故为正反馈；这时这时这时这时R RE1E1、R RF F引入越级正反馈。引入越级正反馈。引入越级正反馈。引入越级正反馈。+RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2e es su ui iu uo o第27页，本讲稿共46页练习练习练习练习1 1 1 1电压串联负反馈电压串联负反馈u uo1o1u ui iR R+u uo o+R RL LA1A1A2A2第28页，本讲稿共46页 u uo1o1u ui iR R+u uo o+R RL LA1A1A2A2 i i1 1i if fi id d练习练习2 2电流并联负反馈电流并联负反馈第29页，本讲稿共46页17.2.2 17.2.2 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响基本放大基本放大电路路A Ao o反反馈电路路F F+负反馈放大电路的基本方程负反馈放大电路的基本方程反馈系数反馈系数净输入信号净输入信号开环开环放大倍数放大倍数第30页，本讲稿共46页（1 1）降低放大倍数降低放大倍数闭环放大倍数闭环放大倍数第31页，本讲稿共46页负反馈使放大倍数下降。负反馈使放大倍数下降。负反馈使放大倍数下降。负反馈使放大倍数下降。负反馈时，负反馈时，xf 和和xd同相，所以同相，所以AoF是正实数是正实数中，中，则有：则有：第32页，本讲稿共46页（2 2）提高放大倍数的稳定性）提高放大倍数的稳定性引入负反馈使放大倍数的稳定性提高引入负反馈使放大倍数的稳定性提高引入负反馈使放大倍数的稳定性提高引入负反馈使放大倍数的稳定性提高。放大倍数下降放大倍数下降放大倍数下降放大倍数下降1+|1+|A Ao oF F|倍，其稳定性提高倍，其稳定性提高倍，其稳定性提高倍，其稳定性提高1+|1+|A Ao oF F|倍倍倍倍。第33页，本讲稿共46页例：例：|Ao|=300=300，|F|=0.01=0.01。第34页，本讲稿共46页若若称为称为深度负反馈深度负反馈，此时，此时：在深度负反馈的条件下，放大倍数只与反馈在深度负反馈的条件下，放大倍数只与反馈在深度负反馈的条件下，放大倍数只与反馈在深度负反馈的条件下，放大倍数只与反馈网络有关。网络有关。网络有关。网络有关。反馈深度反馈深度第35页，本讲稿共46页（3 3）改善了波形失真）改善了波形失真A0uiufud加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后uiuo小小大大小小大大小小大大负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此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。只能减小失真，而不能完全消除失真。uoA0F第36页，本讲稿共46页（4 4）改变了输入电阻和输出电阻）改变了输入电阻和输出电阻1 1）串联负反馈）串联负反馈串串串串联负联负反反反反馈馈将使将使将使将使输输入入入入电电阻增大阻增大阻增大阻增大为为基本放大基本放大基本放大基本放大电电路路路路输输入入入入电电阻阻阻阻的（的（的（的（1+AF1+AF1+AF1+AF）倍）倍）倍）倍Rif第37页，本讲稿共46页2 2）并联负反馈）并联负反馈并并并并联负联负反反反反馈馈将使将使将使将使输输入入入入电电阻减小阻减小阻减小阻减小为为基本放大基本放大基本放大基本放大电电路路路路输输入入入入电电阻阻阻阻的（的（的（的（1+AF1+AF1+AF1+AF）分之一。）分之一。）分之一。）分之一。第38页，本讲稿共46页 电压负反馈具有稳定输出电压的作用，电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即有恒压输出特性，故输出电阻降低。即有恒压输出特性，故输出电阻降低。电流负反馈具有稳定输出电流的作用，电流负反馈具有稳定输出电流的作用，即有恒流输出特性，故输出电阻提高。即有恒流输出特性，故输出电阻提高。3 3）电压负反反馈使使电路的路的输出出电阻降低阻降低4 4）电流流负反反馈使使电路的路的输出出电阻提高阻提高第39页，本讲稿共46页负反馈对输入电阻和输出电阻的影响负反馈对输入电阻和输出电阻的影响反馈组态反馈组态电压串联电压串联电流串联电流串联电压并联电压并联电流并联电流并联RifRof（）增大增大（）增大增大（）增大增大（）增大增大减小减小（0）减小减小（0）减小减小（0）减小减小（0）串联负反馈串联负反馈 增大输入电阻增大输入电阻并联负反馈并联负反馈 减小输入电阻减小输入电阻电压负反馈电压负反馈 减小输出电阻，稳定输出电压减小输出电阻，稳定输出电压电流负反馈电流负反馈 增大输出电阻，稳定输出电流增大输出电阻，稳定输出电流输输输输出出出出端端端端输输输输入入入入端端端端第40页，本讲稿共46页（5 5）扩展频带扩展频带放大电路加入负反馈后增益下降，但通频带却加宽了。放大电路加入负反馈后增益下降，但通频带却加宽了。无反馈时放大器的通频带：无反馈时放大器的通频带：f fbwbw=f f H Hf fL L f f H H 有反馈时放大器的通频带：有反馈时放大器的通频带：f fbwfbwf=f f HfHff fLfLf f f HfHf第41页，本讲稿共46页要稳定直流量要稳定直流量引直流负反馈引直流负反馈改善交流性能改善交流性能 引交流负反馈引交流负反馈要稳定输出电压要稳定输出电压 （减小输出电阻（减小输出电阻）引电压负反馈引电压负反馈要稳定输出电流要稳定输出电流（增加输出电阻）（增加输出电阻）引电流负反馈引电流负反馈要增大输入电阻要增大输入电阻引串联负反馈引串联负反馈要减小输入电阻要减小输入电阻引并联负反馈引并联负反馈为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则：输输出出端端输输入入端端第42页，本讲稿共46页为了实现下列目的，应引入为了实现下列目的，应引入 A A直流负反馈直流负反馈 B B交流负反馈交流负反馈 为了稳定静态工作点，应引入为了稳定静态工作点，应引入 ；为了稳定放大倍数，应引入为了稳定放大倍数，应引入 ；为了改变输入电阻和输出电阻，应引入为了改变输入电阻和输出电阻，应引入 ；为了抑制温漂，应引入为了抑制温漂，应引入 ；为了展宽频带，应引入为了展宽频带，应引入 。ABBAB第43页，本讲稿共46页选择合适答案填入空内。合适答案填入空内。A A电压 B B电流流 C C串串联 D D并并联（1 1）为了了稳定放大定放大电路的路的输出出电压，应引入引入 负反反馈；（2 2）为了了稳定放大定放大电路的路的输出出电流，流，应引入引入 负反反馈；（3 3）为了增大放大了增大放大电路的路的输入入电阻，阻，应引入引入 负反反馈；（4 4）为了减小放大了减小放大电路的路的输入入电阻，阻，应引入引入 负反反馈；（5 5）为了增大放大了增大放大电路的路的输出出电阻，阻，应引入引入 负反反馈；（6 6）为了减小放大了减小放大电路的路的输出出电阻，阻，应引入引入 负反反馈。ABCDBA第44页，本讲稿共46页课堂小堂小结第45页，本讲稿共46页作作业第46页，本讲稿共46页