2022年振荡与反馈的基础知识教案 .docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第四章 振荡与反馈的基础学问 第一节 反馈的基本概念 教学目的 ：1、明白反馈的基本概念；2、把握反馈的基本类型的判定；教学重点： 反馈类型的判定；教学难点： 四种负反馈类型的判定；教学方法与手段： 老师讲授与同学练习相结合；板书与多媒体课件相 结合；课时方案： 4 课时 一、 什么是反馈 反馈：在放大电路中,从输出端取出已被放大信号的部分或全部再回 来送到输入端叫做反馈；反馈电路：用于反向传输信号的电路称为反馈电路或反馈网络；反馈放大器：凡带有反馈环节的放大电路称为反馈放大器；信号源比较处净输入信号基本放大电路输出信号取样处负载××反馈网络反馈放大器方框图 二、 反馈电路中的几个基本概念名师归纳总结 1. 开环与闭环第 1 页,共 23 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载正向传输 信号从输入端到输出端的传输 u i + u o+电路中只有正向传输,没有反向传输,称为开环状态；反向传输 信号从输出端到输入端的传输u iR1+R f+u o既有正向传输,又有反馈 称为闭环状态；2.直流反馈与沟通反馈 直流反馈 如电路将直流量反馈到输入回路,就称直流反馈；该电路引入直流反馈的目的,是为了稳固静态工作点 Q；沟通反馈 如电路将沟通量反馈到输入回路,就称沟通反馈；（如去掉电容 Ce）沟通反馈,影响电路的沟通工作性能；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - +Rb1R c学习必备欢迎下载+V CCC b2C b1R eTR LR b2uou iICCe-+3、本级反馈与级间反馈 本级反馈 反馈只存在于某一级放大器中级间反馈 反馈存在于两级以上的放大器中+Rb1+u be-+u f-Rc1+VCCL+ORc2C b1T1T2Cb2VRfuRuiVRe1Re2-本级反馈级间反馈本级反馈三、 反馈的基本类型 1、正反馈与负反馈正反馈 输入量不变时,引入反馈后使净输入量增加,放大倍名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载数增加；负反馈 输入量不变时,引入反馈后使净输入量减小,放大倍 数减小；判定方法：瞬时极性法；在输入端输入信号,如加强了净输入信 号就为正反馈,否就为负反馈；Rb1R c+V CCui-uf,C b2C b1+R b2+u be+-u f-TR L+ uo+icu i-R e+图中没有 Re 时的净输入信号为ui,有 Re 时的净输入信号为净输入减小了,所以Re 引入的负反馈；2、电压反馈与电流反馈电压反馈：反馈信号取自于输出电压,并与输出电压成正比；电流反馈：反馈信号取自于输出电流,并与输出电流成正比；判定方法：输出端短路法,将输出端短路,如反馈仍旧存在,为电 流反馈,否就为电压反馈；将上图的输出端短路,反馈仍旧存在,所以上图中的 Re 引入的是 电流反馈；名师归纳总结 3、串联反馈与并联反馈第 4 页,共 23 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载串联反馈：放大器的净输入信号电压是由信号源电压与反馈电压串 联而成的,这种反馈称为串联反馈；并联反馈：放大器的净输入信号电流是由信号源电流与反馈电流并 联而成的,这种反馈称为并联反馈；判定方法：输入端短路法,将输入端短路,如反馈仍旧存在,就为 串联反馈,否就为并联反馈；将上图的输入端短路,反馈仍旧存在,所以上图中的 Re 引入的是 串联反馈；四、 负反馈放大器的四种类型1、电压串联负反馈+A+uo VV+iVRu+ d-u+R 1R 1R f由于反馈量与输出电压成正比, 所-u f-R 1反馈电压：ufu oRf以是电压反馈；从输入端看： ud = ui uf 故为串联负反馈用瞬时极性法可判定：净输入信号ud = ui uf,使净输入信号减小,所以是负反馈,所以该电路引入的是电压串联负反馈；名师归纳总结 2、电压并联反馈第 5 页,共 23 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - VCC_CIRCLER 1ui f学习必备欢迎下载所Rfi d A +uo1iiuu oR VCC_CIRCLEL反馈电流：ifuo由于反馈量与输出电流成正比,R fR f以是电流反馈从输入端看： id = ii if,所以为并联反馈；用瞬时极性法可判定：净输入信号id = ii if ,使净输入信号减小,所以是负反馈,所以该电路引入的是电压并联负反馈；3、电流串联负反馈A+oiL+ u o-R1+ u-d+u i+ u-fRfR-反馈电压： uf=ioRf,由于反馈量与输出电流成比例,所以是电流反馈；又由于在输入端有： ud = ui uf,故为串联负反馈；依据瞬时极性判定是负反馈,所以该电路为电流串联负反馈4、电流并联负反馈名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - + u iR1i dA学习必备欢迎下载+ u o-+ii+io R L-ifi fioRfRRR所以是反馈电流：R f由于反馈量与输出电流成比例,电流反馈；又由于在输入端有 : id = ii if,故为并联负反馈；依据瞬时极性判定是负反馈,所以该电路为电流串联负反馈；本课小结： 1、学习了反馈的基本概念；2、反馈放大器的基本组成；3、负反馈放大器的四种类型的判定；作业：电子技术基础教材P8841、42、43、44、45 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载其次节 负反馈对放大器性能的影响教学目的 ：把握负反馈对放大器性能的影响；教学重点： 把握负反馈对放大器性能的影响；教学难点： 负反馈如何削减放大器的非线性失真；教学方法与手段： 老师讲授与同学练习相结合；板书与多媒体课件相结合；同学实习、实训相结合；课时方案： 2 课时 一、降低了放大器的放大倍数,提高了放大倍数的稳固性；放大 ：AXo反馈：FXf迭加：XdXiXfXoXdA F1A,/ Xd+ Xf,所以闭环放大倍数：AF=Xo / Xi =Xo AF即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF 倍；在深度负反馈条件下：A F1F即闭环增益只取决于反馈网络； 当反馈网络由稳固的线性元件组成 时,闭环增益将有很高的稳固性；二、削减了非线性失真名师归纳总结 加反馈前A u失真第 8 页,共 23 页u- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 加反馈后u学习必备欢迎下载改善u+ Auu F3. 扩展放大器的通频带放大电路加入负反馈后,增益下降,但通频带却加宽了；20lg|A|（dB）Am Amf 0fLffLfHfHfF（Hz）无反馈时放大器的通频带：有反馈时放大器的通频带：fbw= f HfL f H fbwf= f HffLf f Hf 4、负反馈削减了放大器内部的噪声；5、负反馈对放大器输入电阻与输出电阻的影响；对输入电阻的影响： 串联负反馈增大了输入电阻, 并联负反馈削减了名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载输入电阻；对输出电阻的影响： 电压负反馈削减了输出电阻, 电流负反馈增大了输出电阻； 因此电压负反馈能稳固输出电压,电流；为改善性能引入负反馈的一般原就：. 要稳固直流量 引直流负反馈. 要稳固沟通量 引沟通负反馈. 要稳固输出电压 引电压负反馈. 要稳固输出电流 引电流负反馈. 要增大输入电阻 引串联负反馈. 要减小输入电阻 引并联负反馈电流负反馈能稳固输出本课小结：负反馈放大器对放大器性能的影响有：名师归纳总结 1、降低了放大倍数,提高了放大器的稳固性；第 10 页,共 23 页2、削减了非线性失真；3、展宽了通频带；4、削减了内部噪声；5、转变了放大器的输入、输出电阻；作业：电子技术基础教材P88 47、48、49、410 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第三节 振荡的基本概念与原理 教学目的 ：1、把握 LC 回路的频率特性；2、把握自激振荡原理和振荡的平稳条件；教学重点： 自激振荡原理和振荡的平稳条件；教学难点： 自激振荡原理和振荡的平稳条件；教学方法与手段： 老师讲授与同学练习相结合；板书与多媒体课件相 结合；课时方案： 2 课时 一、 振荡的概念 无需外加信号,就能自动地把直流电转换成具有肯定频率、肯定 波形和肯定幅度的沟通电的过程称为振荡；能实现这一过程的电 路叫振荡电路；二、 LC 回路的频率特性 1. LC 并联谐振回路的选频特性 i + Ci Li u C L-RR 为电感和回路中的损耗电阻名师归纳总结 当L01时并联谐振；谐振时,电路呈阻性：第 11 页,共 23 页LCZ0RC- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载阻性 LC 并联谐振特点：谐振时,总路电流很小,支路电流很大,电感与 电容的无功功率相互补偿,电路呈阻性；LC并联谐振回路的幅频特性曲线Z0LQ0LQQLRC0CC|Z|Q小Q大oQ 为谐振回路的品质因数, Q 值越大,曲线越陡越窄, 选频特性越好；谐振时 LC 并联谐振电路相当一个大电阻；三. 产生自激振荡的条件 1、幅度平稳条件：| AF | 12、相位平稳条件： A F 2 n四、正弦波振荡器的一般组成 1.放大电路 2.正反馈网络 3.选频网络 只对一个频率满意振荡条件, 从而获得单一频率的正 弦波输出；常用的选频网络有 RC选频和 LC选频名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载4.稳幅环节 使电路易于起振又能稳固振荡,波形失真小；四、起振条件和稳幅原理起振条件：|AF|1（略大于）结果：产生增幅振荡起振过程稳幅过程：起振时,|AF|1稳固时稳幅措施： 1、被动：器件非线性 2、主动：在反馈网络中加入非线性稳幅环节,用以调剂放大电路的增益；本课小结： 1、振荡的概念；2、LC回路的选频特性,幅频特性与相频特性；3、自激振荡的原理和振荡的平稳条件；名师归纳总结 作业：电子技术基础教材 P88 412、413 第 13 页,共 23 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第三节 LC振荡器教学目的 ：1、把握变压器反馈式LC 回路的电路结构及工作原理；2、把握电感三点式振荡器的电路结构及工作原理；3、把握电容三点式振荡器的电路结构及工作原理；教学重点： 电容三点式振荡器的电路结构及工作原理；教学难点： 电容三点式振荡器的电路结构及工作原理；教学方法与手段： 老师讲授与同学练习相结合；板书与多媒体课件相结合；同学试验、实训相结合；课时方案： 5 课时 一. 变压器反馈式 LC 振荡电路Rb1CL1L2Uf+V ccCbRb2U oeR名师归纳总结 工作原理：三极管共射放大器,180A180第 14 页,共 23 页利用互感线圈的同名端：F- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 满意相位条件：AA学习必备欢迎下载360振荡频率 : f021+V ccLCCbRb1CL1U oeL2UfRb2R判定是否是满意相位条件相位平稳法：断开反馈到放大器的输入端点,假设在输入端加入一正极性的信号,用瞬时极性法判定反馈信号的极性；如反馈信号与输入信号同相,就满意相位条件；否就不满意；LC 正弦波振荡器举例CbRb1RL1VccC+ L2+ Rb2eC×e名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载满意相位平稳条件 二、电感反馈式振荡器Rb1（+）RcVccCCbRb1CVcc（ -）L2（ +）CbL1L1（ +）Rb2ReCeRb2（ +）CeL2Re（ +）振荡频率：f0212L 112MCLCL 2电路特点：易起振且振荡幅度大,振荡频率高,但波形失真较大；三、 电容反馈式振荡器Rb1（ +）VccLC bRb1LVccRcC（ +）2（ -）C bC 1（ +）R b2ReC1Rb2（ +）CeCeC2Re（ +）名师归纳总结 振荡频率：f0212L1C 2第 16 页,共 23 页LCC 1C 1C 2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载电路特点：输出波形好,振荡频率高,缺点是简单停振,频率范畴也较小；本课小结： 1、变压器反馈式振荡器的电路结构及工作原理；2、电感三点式振荡器的电路结构、工作原理及特点；3、电容三点式振荡器的电路结构、工作原理及特点；4、各种振荡电路的振荡频率的运算；作业：电子技术基础教材P89414、415、416 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第五节 RC振荡器 教学目的 ：1、把握 RC 串并联电路的选频特性；2、把握 RC 桥式振荡电路的电路结构及工作原理及频率 的运算；教学重点： RC 串并联电路的选频特性；教学难点： RC 串并联电路的选频特性；教学方法与手段： 老师讲授与同学练习相结合；板书与多媒体课件相结合；课时方案： 2 课时 一、 RC 串并联电路的选频特性+Z1R 2/jR 1C2+u oC1-C 1fu-+R 11R1C1 串联阻抗：名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - Z R2C2 并联阻抗：2R 2/ 1 /j学习必备欢迎下载C2R 21jR 2C 2选频特性：1.定性分析：（1）当信号的频率很低时；1>>R112>>R2C 1C+R2C1+u o-+u f-RC 串并联网络完整的频率特性曲线：1 0 RC 当 = 01f 0 12 RC时 F = F max=1/3RC =0 |F|+90°o-90°名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载RC 串并联网络的幅频特性曲线RC 串并联网络的相频特性曲线二.RC 桥式振荡器的工作原理：RfRf A +u oCRCufR11输出正弦波频率：02RC能调剂频率的 RC 桥式振荡电路 R名师归纳总结 RRRKRRf+ uo第 20 页,共 23 页_ RRCC + KR1- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载本课小结： 1、RC 串、并联网络的选频特性；2、RC 桥式振荡电路的工作原理及频率的运算；作业：电子技术基础教材 P89 第六节 晶体振荡器 教学目的 ：1、把握石英晶体的压电效应及压电谐振；2、把握石英晶体的等效电路及谐振频率；3、把握石英晶体振荡电路的工作原理；教学重点： 石英晶体的压电效应、石英晶体的等效电路及谐振频率；教学难点： 石英晶体的等效电路及谐振频率；教学方法与手段： 老师讲授与同学练习相结合；板书与多媒体课件相结合；课时方案： 2 课时一. 石英晶体的压电效应 1. 结构：晶片 敷银层 V V2. 基本特性名师归纳总结 压电效应： 交变电压机械振动交变电压第 21 页,共 23 页当交变电压频率= 固有频率时,振幅最大压电谐振- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载3. 石英晶体的等效电路与频率特性uu石英晶体uC oCLuXR感性f0容fsfs21fp晶体等效纯阻且阻值 0 （1）串联谐振：LC（2）并联谐振：fp211fpCfs1CLCC0C0与很接近通常CC0所以fs二. 石英晶体振荡电路1. 并联型石英晶体振荡器 A +C2CsC1、C2 组成电C1石英晶体石英晶体工作在 fs 与 fp 之间,相当一个大电感,与名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页,共 23 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载容三点式振荡器；由于石英晶体的Q 值很高,可达到几千以上,所以电路可以获得很高的振荡频率稳固性；2. 串联型石英晶体振荡器+V CC R b 1 R c 1+ + R .C b R b 2 + 石英晶体 + U oR e1 R e 2石英晶体工作在 fs 处,呈电阻性,而且阻抗最小,正反馈最强,相 移为零 ,满意振荡的相位平稳条件；对于 fs 以外的频率, 石英晶体阻抗增大 ,且相移不为零, 不满意振 荡条件,电路不振荡；本课小结： 1、石英晶体的压电效应及压电谐振；2、石英晶体的等效电路及谐振频率；3、石英晶体振荡电路的工作原理；作业：电子技术基础教材名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页,共 23 页