模电南理工PPT学习教案.pptx

会计学1模电南理工模电南理工第一页，共44页。4.1 反馈反馈(fnku)放大器的基本概念放大器的基本概念一、什么(shn me)是反馈？将输出量（电压、电流）的一部分或全部通过一定的网络反馈到输入回路(hul)的过程。放大电路无反馈也称开环开环，放大电路有反馈也称闭环闭环。反馈元件：跨接在输入和输出回路之间的元件。第1页/共44页第二页，共44页。二、反馈(fnku)放大器的原理方框图 1、x 可能是电压(diny)，也可能是电流 注意(zh y)：2、忽略信号通过反馈网络从输入端向输出端的正向传输3、忽略反馈信号通过基本放大器从输出端向输入端的反向传输第2页/共44页第三页，共44页。正反馈：表示输入(shr)信号和反馈信号叠加 负反馈：反馈信号(xnho)起增强输入信号(xnho)的作用 反馈(fnku)信号起削弱输入信号的作用 净输入量净输入量第3页/共44页第四页，共44页。4.2 反馈类型反馈类型(lixng)的判断的判断一、判定有无(yu w)反馈方法：检查(jinch)电路中是否存在反馈网络，即：是否有元器件、线路既属于输入回路、又属于输出回路，或者跨接在输入和输出回路之间。反馈元件反馈元件反馈元件反馈元件第4页/共44页第五页，共44页。2、判断(pndun)直流反馈和交流反馈直流反馈：反馈信号只有(zhyu)直流成分。交流反馈：反馈信号只有(zhyu)交流成分。交直流反馈：反馈信号中既含直流成分又含交流成分。判断方法：画出直流通路和交流(jioli)通路，直流通路上存在反馈就是直流反馈；若交流(jioli)通路存在反馈就是交流(jioli)反馈。注：注：一般将交流反馈和交直流反馈统称为交流反馈，即反馈信号中只要含有交流成分即称为交流反馈。第5页/共44页第六页，共44页。Re：直流反馈(fnku)第6页/共44页第七页，共44页。Rf1和和Rf2：直流：直流反馈反馈(fnku)Re1：级间交流(jioli)反馈Re2Re2：本级交流：本级交流(jioli)(jioli)反馈反馈第7页/共44页第八页，共44页。3 3、判断、判断、判断、判断(pndun)(pndun)串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 -输入端连接(linji)方式 在放大电路的输入端，反馈信号(xnho)和输入信号(xnho)有两种连接方式：串联和并联串联反馈：反馈信号和输入信号以电压的形式叠加。并联反馈：反馈信号和输入信号以电流的形式叠加。简单判别方法：简单判别方法：是看反馈有没有引回到输入端。反馈没有引回到输入端（反馈信号和输入信号分别加在输入回路的不同两个电极上）反馈引回到输入端（反馈信号和输入信号加在输入回路的同一个电极上）第8页/共44页第九页，共44页。并联(bnglin)反馈串联(chunlin)反馈第9页/共44页第十页，共44页。并联(bnglin)反馈串联(chunlin)反馈第10页/共44页第十一页，共44页。4 4、判断电压、判断电压、判断电压、判断电压(diny)(diny)反馈和电流反馈反馈和电流反馈反馈和电流反馈反馈和电流反馈-输出(shch)采样 简单的方法：看电路的反馈简单的方法：看电路的反馈(fnku)(fnku)量有没有引自于输出端量有没有引自于输出端 。反馈量引自于输出端（反馈信号和输出信号从同一个电极引出）从需要稳定的输出量和 输出端的采样方式来划分，反馈分为：电压反馈：电流反馈：反馈量没有引自于输出端（反馈信号和输出信号从不同的两个电极引出）第11页/共44页第十二页，共44页。是电压是电压(diny)(diny)反反馈馈反馈引自于输出端，所以反馈引自于输出端，所以(suy)(suy)是电压反馈是电压反馈反馈没有引自于输出反馈没有引自于输出(shch)(shch)端，所以是电流反馈端，所以是电流反馈第12页/共44页第十三页，共44页。反馈引自于输出反馈引自于输出(shch)(shch)端，所以是电压反馈端，所以是电压反馈反馈没有引自于输出反馈没有引自于输出(shch)(shch)端，所以是电流反馈端，所以是电流反馈第13页/共44页第十四页，共44页。方法方法方法方法3 3 3 3：将输出：将输出：将输出：将输出(shch)(shch)(shch)(shch)电压电压电压电压短路短路短路短路，若反馈，若反馈，若反馈，若反馈回来的反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信回来的反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信回来的反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信回来的反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。号仍然存在，则为电流反馈。号仍然存在，则为电流反馈。号仍然存在，则为电流反馈。输出(shch)电压短路，反馈消失，所以是电压反馈第14页/共44页第十五页，共44页。输出电压输出电压 短路短路，反馈消失，反馈消失(xiosh)(xiosh)，所以是电压反馈，所以是电压反馈输出电压输出电压 短路短路，反馈仍存在，所以，反馈仍存在，所以(suy)(suy)是电流反馈是电流反馈第15页/共44页第十六页，共44页。5 5、判断、判断、判断、判断(pndun)(pndun)反馈的极性正反馈和负反馈反馈的极性正反馈和负反馈反馈的极性正反馈和负反馈反馈的极性正反馈和负反馈定义：正反馈(fnku)：引入反馈(fnku)后，放大倍数增大负反馈(fnku)：引入反馈(fnku)后，放大倍数减小只有负反馈能起稳定输出量的作用，而正反馈会破坏放大电路的稳定性，甚至使其无法工作。（净输入量增加）（净输入量减少）第16页/共44页第十七页，共44页。在放大电路(dinl)的输入端，假设一个输入信号的电压极性，可用“+”、“-”判断的方法(fngf)瞬时极性法步骤(bzhu)：按信号传输方向(放大网络：输入端输出端；反馈网络：输出端输入端)依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时电压极性 信号经过电阻或耦合电容不改变极性第17页/共44页第十八页，共44页。判断(pndun)净输入量(ib、vbe)的变化加入(jir)反馈后：若净输入量增加：正反馈；若净输入量减小：负反馈。正反馈情况(qngkung)二、反馈信号和输入信号分别加在输入端的两个电极上 ：若两者瞬时极性相同的为负反馈；若瞬时极性相反的为正反馈。情况一、反馈信号和输入信号加在输入端的同一个电极 上：若两者瞬时极性相同的为正反馈；若瞬时极性相反的为负反馈。第18页/共44页第十九页，共44页。负反馈负反馈fvfi第19页/共44页第二十页，共44页。我们只关心交流负反馈的情况，那么可以(ky)构成四种类型的反馈组态：电压串联负反馈 电流串联负反馈 电压并联负反馈 电流并联负反馈第20页/共44页第二十一页，共44页。例题例题 1、试判断、试判断(pndun)图中电路级图中电路级间反馈的极性，若为交流反馈，请判间反馈的极性，若为交流反馈，请判断断(pndun)其组态。其组态。第21页/共44页第二十二页，共44页。Rf2和Re11：交流(jioli)反馈存在反馈(fnku)：Rf1和Rf2、Re1反馈(fnku)元件 Rf1：直流反馈(fnku)只分析交流反馈看输出端采样：引自输出端 电压电压反馈负反馈看输入端连接：没有引回输入端串联串联反馈瞬时极性法：电压串联负反馈电压串联负反馈第22页/共44页第二十三页，共44页。例例2 判断判断(pndun)反馈类型反馈类型第23页/共44页第二十四页，共44页。第一步，找出反馈(fnku)元件：第二步，看输出(shch)端采样：没有引自输出(shch)端电流反馈第三步，看输入端连接：引回输入端并联(bnglin)反馈第四步，瞬时极性法：负反馈电流并联负反馈fi第24页/共44页第二十五页，共44页。4.3 负反馈放大负反馈放大(fngd)电路的增益电路的增益基本(jbn)放大器的增益：开环增益(zngy)反馈网络的反馈系数：反馈系数：反馈放大器的增益：闭环增益(1)(1)表达式的推导表达式的推导第25页/共44页第二十六页，共44页。对于对于(duy)(duy)负反馈：负反馈：第26页/共44页第二十七页，共44页。(2)(2)反馈反馈(fnku)(fnku)深度深度 AF|AF|+|1|1第27页/共44页第二十八页，共44页。(3)(3)环路环路(hun l)(hun l)增益增益 AF当时 反馈反馈”这种情况称为“深度负。响响，放大性能比较稳定参数以及其它干扰的影参数以及其它干扰的影，不受晶体管不受晶体管于反馈系数此时，闭环增益只取决F第28页/共44页第二十九页，共44页。4.4 负反馈对放大器性能负反馈对放大器性能(xngnng)的影响的影响对增益的影响对增益的影响(yngxing)对通频带的影响对通频带的影响(yngxing)对非线性失真的影响对非线性失真的影响(yngxing)对输入、输出电阻的影对输入、输出电阻的影响响(yngxing)第29页/共44页第三十页，共44页。一一一一 、提高放大、提高放大、提高放大、提高放大(fngd)(fngd)倍数的稳定性倍数的稳定性倍数的稳定性倍数的稳定性有反馈时，增益的稳定性比无反馈时提高了(1+AF)倍。AAFAAAAffD.D+=D)(11AAAFAAffD.+=D11第30页/共44页第三十一页，共44页。放大电路增益的稳定性提高后，放大电路增益的稳定性提高后，在输入量一定时，就可得到较在输入量一定时，就可得到较稳定的输出。稳定的输出。所以：引入电压负反馈能够所以：引入电压负反馈能够(nnggu)稳定输出电压；稳定输出电压；引入电流负反馈能够引入电流负反馈能够(nnggu)稳定输出电流。稳定输出电流。第31页/共44页第三十二页，共44页。例例例例1 1 某放大电路的开环电压放大倍数某放大电路的开环电压放大倍数某放大电路的开环电压放大倍数某放大电路的开环电压放大倍数A A104104，如果由于某种原因，使，如果由于某种原因，使，如果由于某种原因，使，如果由于某种原因，使A A下降下降下降下降为为为为81038103。现引入反馈。现引入反馈。现引入反馈。现引入反馈(f(f nku)nku)系数系数系数系数F=0.01F=0.01负反馈负反馈负反馈负反馈(f(f nku)nku)，试求闭环电压，试求闭环电压，试求闭环电压，试求闭环电压放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数AfAf和开环电压放大倍数和开环电压放大倍数和开环电压放大倍数和开环电压放大倍数A A的相对变化量。的相对变化量。的相对变化量。的相对变化量。解：A0104时，A08103时，开环放大倍数(bish)A0 的相对变化量为：闭环放大倍数(bish)Af的相对变化量为：第32页/共44页第三十三页，共44页。二、展宽二、展宽二、展宽二、展宽(zh(zh n n kun)kun)通频带通频带通频带通频带通常把放大倍数在高频和低频区分别下降到中频区时放大倍数的0.707 倍时的频率叫作上限截止频率fH和下限截止频率fL。它们之差称为放大电路(dinl)的通频带或称带宽。负反馈放大(fngd)电路扩展通频带第33页/共44页第三十四页，共44页。三、减小了非线性失真三、减小了非线性失真三、减小了非线性失真三、减小了非线性失真失真的反馈信号使净输入(shr)信号产生相反的失真，从而弥补了放大电路本身的非线性失真 负反馈只能改善(gishn)反馈环内产生的非线性失真，对于输入波形的失真没有改善(gishn)作用第34页/共44页第三十五页，共44页。四、负反馈对放大器输入电阻的影响四、负反馈对放大器输入电阻的影响四、负反馈对放大器输入电阻的影响四、负反馈对放大器输入电阻的影响(y(y ngxingxi ng)ng)只与反馈放大器输入端的连接(linji)方式有关 1 串联(chunlin)反馈无反馈：加入反馈后：串联负反馈使输入电阻增加（串联负反馈使输入电阻增加（1+AF1+AF）倍）倍 第35页/共44页第三十六页，共44页。2 并联(bnglin)反馈无反馈(fnku)：加入(jir)反馈后：iAFR+=1iiifIVR=并联负反馈使输入电阻减小（并联负反馈使输入电阻减小（1+AF1+AF）倍）倍 第36页/共44页第三十七页，共44页。五、负反馈对放大器输出电阻的影响五、负反馈对放大器输出电阻的影响五、负反馈对放大器输出电阻的影响五、负反馈对放大器输出电阻的影响(y(y ngxingxi ng)ng)只与反馈放大器输出端的采样(ci yn)有关 1 电压(diny)反馈无反馈：加入反馈后：电压负反馈使输出电阻电压负反馈使输出电阻减小（减小（1+AF1+AF）倍）倍 第37页/共44页第三十八页，共44页。2 电流(dinli)反馈无反馈(fnku)：加入(jir)反馈后：电流负反馈使输出电阻电流负反馈使输出电阻增加（增加（1+AF1+AF）倍）倍 第38页/共44页第三十九页，共44页。小结(xioji)：1 1、直流负反馈能稳定静态工作、直流负反馈能稳定静态工作、直流负反馈能稳定静态工作、直流负反馈能稳定静态工作(gngzu)(gngzu)点点点点2 2、串联负反馈使得输入电阻升高、串联负反馈使得输入电阻升高、串联负反馈使得输入电阻升高、串联负反馈使得输入电阻升高 并联负反馈使得输入电阻减小并联负反馈使得输入电阻减小并联负反馈使得输入电阻减小并联负反馈使得输入电阻减小3 3、电压负反馈能够稳定输出电压，、电压负反馈能够稳定输出电压，、电压负反馈能够稳定输出电压，、电压负反馈能够稳定输出电压，使得输出电阻减小使得输出电阻减小使得输出电阻减小使得输出电阻减小 电流负反馈能够稳定输出电流，电流负反馈能够稳定输出电流，电流负反馈能够稳定输出电流，电流负反馈能够稳定输出电流，使得输出电阻增大使得输出电阻增大使得输出电阻增大使得输出电阻增大4 4、负反馈均能展宽通频带，、负反馈均能展宽通频带，、负反馈均能展宽通频带，、负反馈均能展宽通频带，且减小非线性失真且减小非线性失真且减小非线性失真且减小非线性失真第39页/共44页第四十页，共44页。例：判断反馈类型(lixng)，若为负反馈说明反馈对放大器性能的影响电压电压(diny)(diny)反馈反馈串联串联(chunli(chunlin)n)反馈反馈fv负反馈负反馈第40页/共44页第四十一页，共44页。电压电压(diny)(diny)反馈反馈串联串联(chunli(chunlin)n)反馈反馈fv负反馈负反馈 能够能够(nnggu)(nnggu)稳定输出电压，稳定输出电压，使得输出电阻减小使得输出电阻减小 使得输入电阻升高使得输入电阻升高 展宽通频带展宽通频带 减小非线性失真减小非线性失真第41页/共44页第四十二页，共44页。在放大(fngd)电路中，把输出回路的电量（电压或电流）馈送到输入回路的过程称为反馈。从反馈基本概念出发，应用瞬时极性法判断反馈极性并确定四种类型(lixng)的反馈组态。本章主要讨论负反馈对放大电路性能(xngnng)的改善。第42页/共44页第四十三页，共44页。负反馈可以提高增益(zngy)的恒定性、减小非线性失真、拟制噪声、扩展频带和控制输入电阻和输出电阻。性能的改善与反馈深度有关，反馈愈深，改善程度愈好。但反馈深度不宜无限增大(zn d)，否则易引起自激振荡。第43页/共44页第四十四页，共44页。