负反馈放大电路分析计算讲稿.ppt

关于负反馈放大电路分析计算第一页，讲稿共四十页哦一、深度负反馈放大电路的特点一、深度负反馈放大电路的特点在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：基本放大器基本放大器A（s）反馈网络反馈网络B（s）X Xi i(s)(s)X XOO(s)(s)X Xf f(s)(s)X Xd d(s)(s)特点特点1 1：注意：注意：Af(s)是广义增益，其含义和是广义增益，其含义和量纲与反馈组态有关。量纲与反馈组态有关。6-3-1 6-3-1 深度负反馈放大电路的近似估算深度负反馈放大电路的近似估算上式说明闭环增益几乎只和反馈网络有关。上式说明闭环增益几乎只和反馈网络有关。因此估算闭环增益时我们重点只研究反馈网络，这也是对深负因此估算闭环增益时我们重点只研究反馈网络，这也是对深负反馈放大电路进行估算的出发点。反馈放大电路进行估算的出发点。所以对这种放大电路的求解还是建立在反馈阻态的基础上，在估算之前还所以对这种放大电路的求解还是建立在反馈阻态的基础上，在估算之前还是要先分析它的组态。是要先分析它的组态。第二页，讲稿共四十页哦一、深度负反馈放大电路的特点一、深度负反馈放大电路的特点在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：基本放大器基本放大器A（s）反馈网络反馈网络B（s）X Xi i(s)(s)X XOO(s)(s)X Xf f(s)(s)X Xd d(s)(s)6-3-1 6-3-1 深度负反馈放大电路的近似估算深度负反馈放大电路的近似估算特点特点2 2：特点特点1 1：净输入量净输入量0，可以忽略。可以忽略。注意：对不同的反馈阻态，注意：对不同的反馈阻态，忽略的净输入量是不同的：忽略的净输入量是不同的：串联负反馈：串联负反馈：并联负反馈：并联负反馈：第三页，讲稿共四十页哦特点特点1 1：不同组态的不同组态的Af(s)和和B(s)是不一样的。是不一样的。注意两个问题注意两个问题：（1）反馈系数是怎么得来的？）反馈系数是怎么得来的？（2）电压增益是怎么得来的？）电压增益是怎么得来的？为了方便研究和测试，人们往往需要求出不同组态负反馈为了方便研究和测试，人们往往需要求出不同组态负反馈放大电路的闭环电压增益。当反馈组态是放大电路的闭环电压增益。当反馈组态是“电压串联电压串联”时，时，Af(s)代表闭环电压增益，可直接利用该关系式估算电路的电压增益。代表闭环电压增益，可直接利用该关系式估算电路的电压增益。如果反馈组态是其他的形式时，需要根据具体电路，经过适当转如果反馈组态是其他的形式时，需要根据具体电路，经过适当转换才能得到电压增益。换才能得到电压增益。电压串联电压并联电流串联电流并联AfAufArfAgfAifBBuBgBrBi二、基于反馈系数的闭环电压增益的估算二、基于反馈系数的闭环电压增益的估算第四页，讲稿共四十页哦Rb1RC1-uiuO+VCC+-Re2RC2Re1RFCF+RL1 1、电压串联负反馈、电压串联负反馈反馈反馈网络网络放大放大电路电路+-uiuduf+-+-uO-uf+-ud二、基于反馈系数的闭环电压增益的估算二、基于反馈系数的闭环电压增益的估算ud0，ie0，发射极虚断路第五页，讲稿共四十页哦并联负反馈的源总是用恒流源或并联负反馈的源总是用恒流源或是内阻比较大的电流源。在实验是内阻比较大的电流源。在实验室测试并联负反馈放大电路时，室测试并联负反馈放大电路时，因信号源内阻很小，所以一般要因信号源内阻很小，所以一般要外接一个电阻去等效外接一个电阻去等效RS，若非如，若非如此，负反馈所起的作用很小，测此，负反馈所起的作用很小，测不出效果。不出效果。RC1RC2R1uiR1RemRe3+EC-EERF RC3+-+-uORL反馈反馈网络网络放大放大电路电路+-uOidiiif RSui+-iiifid2 2、电压并联负反馈、电压并联负反馈id0，ube0，发射结虚短路等效信号源内阻第六页，讲稿共四十页哦3、电流串联负反馈、电流串联负反馈反馈反馈网络网络放大放大电路电路+-uOiOiO+-uiuduf+-RL4、电流并联负反馈、电流并联负反馈反馈反馈网络网络放大放大电路电路idiiif+-uOiOiORLRSui+-第七页，讲稿共四十页哦小结：深负反馈条件下四种反馈阻态放大电路的闭环电压增益小结：深负反馈条件下四种反馈阻态放大电路的闭环电压增益反馈组态反馈系数Auf电压串联电压并联电流串联电流并联电压负反馈的闭环电压负反馈的闭环电压增益与负载无电压增益与负载无关，体现恒压特性。关，体现恒压特性。电流负反馈的闭环电流负反馈的闭环电压增益与负载成电压增益与负载成线性关系，体现恒线性关系，体现恒流特性。流特性。第八页，讲稿共四十页哦小结：深度负反馈放大电路闭环电压增益的估算方法小结：深度负反馈放大电路闭环电压增益的估算方法（1 1）先判断反馈组态：）先判断反馈组态：（2 2）估算反馈系数：）估算反馈系数：（3 3）估算闭环电压增益：）估算闭环电压增益：根据定义并利用深度负反馈的特点来估算，根据定义并利用深度负反馈的特点来估算，不同组态的反馈系数具有不同物理意义和量纲。不同组态的反馈系数具有不同物理意义和量纲。根据定义并利用深度负反馈的特点得根据定义并利用深度负反馈的特点得到闭环电压增益与反馈系数的关系式，然后进行估算。到闭环电压增益与反馈系数的关系式，然后进行估算。反馈系数反馈系数电流并联电流并联电流串联电流串联电压并联电压并联电压串联电压串联Auf反馈组态反馈组态第九页，讲稿共四十页哦图示电路的级间反馈满足深度负反馈条件，试估算电路的闭环电压增益。图示电路的级间反馈满足深度负反馈条件，试估算电路的闭环电压增益。讨论（一）讨论（一）R1RC1uO-uiRe2+-RFRe1RC2C2C1+EC(1)判别反馈组态是电流并联负反馈，判别反馈组态是电流并联负反馈，【解解】：虚虚短短路路iOiiidif(2)求反馈系数：求反馈系数：id0,基极与地虚短路(3)求闭环电压增益：求闭环电压增益：iO第十页，讲稿共四十页哦Rb1RC1Re1C1RC3Re3RC2C3T1T2T3e3+VCCuOui+-RFRC2C2电路满足深度负反馈条件，试估算闭环电压增益。电路满足深度负反馈条件，试估算闭环电压增益。（1）反馈组态是电流串）反馈组态是电流串联负反馈，联负反馈，【解解】：讨论（二）讨论（二）+-uf+-udiOiO(2)反馈系数：反馈系数：ud0，ie0，发射极虚断路(3)闭环电压增益：闭环电压增益：第十一页，讲稿共四十页哦反馈组态是电压串联负反馈，反馈组态是电压串联负反馈，【解解】：Rb1RC1Re1C1RC3Re3RC2C3T1T2T3e3+VCCuOui+-RFRC2C2+-uf+-ud虚断路虚断路电路满足深度负反馈条件，试估算闭环电压增益。电路满足深度负反馈条件，试估算闭环电压增益。讨论（二）讨论（二）第十二页，讲稿共四十页哦RSui+-Rb1RC1Re1C1RC3Re3RC2C3T1T2T3e3+VCCuO+-RFRC2C2电路满足深度负反馈条件，试估算闭环源电压增益。电路满足深度负反馈条件，试估算闭环源电压增益。iiidif反馈组态是电压并联负反馈，反馈组态是电压并联负反馈，【解解】：讨论（二）讨论（二）第十三页，讲稿共四十页哦R1uO+VCC R9C6 R7R4 R3C5 R2 R5uiR6 C3R8+-+-R10C2R11C11 1、分析电路中有几路反馈？、分析电路中有几路反馈？2、试估算电路的总电压增益。、试估算电路的总电压增益。（1）C2：正反馈正反馈（2）R11：电压串联负反馈电压串联负反馈（3）R10：直流负反馈直流负反馈（4）R4、R6、R8、R9（目的是提高输入电阻，称为（目的是提高输入电阻，称为“自举自举”）讨论（三）讨论（三）第十四页，讲稿共四十页哦R1uO+VCC R9C6 R7R4 R3C5 R2 R5uiR6 C3R8+-+-R10C2R11C11 1、分析电路中有几路反馈？、分析电路中有几路反馈？2、试估算电路的总电压增益。、试估算电路的总电压增益。讨论（三）讨论（三）直流负反馈，不影响动态性能主反馈电压串联负电压串联负反馈反馈射随器第十五页，讲稿共四十页哦三、闭环输入电阻三、闭环输入电阻Rif和输出电阻和输出电阻ROf的估算的估算1 1、闭环输入电阻、闭环输入电阻（1）并联负反馈减小输入电阻，）并联负反馈减小输入电阻，（2）串联负反馈提高输入电阻，）串联负反馈提高输入电阻，注意：此处的注意：此处的Rif 是指反馈环路内的输入电阻，若环路是指反馈环路内的输入电阻，若环路外还连接有其他电阻，则应予以考虑。外还连接有其他电阻，则应予以考虑。RifB(S)A(S)+-uiuduf+-iiRixOB(S)A(S)+-uiiiRixOidifRifRR第十六页，讲稿共四十页哦三、闭环输入电阻三、闭环输入电阻Rif和输出电阻和输出电阻ROf的估算的估算2 2、闭环输出电阻、闭环输出电阻（1）电压负反馈减小输出电阻，）电压负反馈减小输出电阻，（2）电流负反馈提高输出电阻，）电流负反馈提高输出电阻，Rof注意：此处的注意：此处的ROf 是指反馈环路内的输入电阻，若环路外还并联有其是指反馈环路内的输入电阻，若环路外还并联有其他电阻，则应予以考虑。他电阻，则应予以考虑。xi B(S)A(S)RoAXdxdxf A(S)Ro AXdxixdxfB(S)RofRR第十七页，讲稿共四十页哦Rb1RC1-uiuO+VCC+-Re2RC2 Re1RFCF+RL-uf+-udR1RC1uO-uiRe2+-RFRe1RC2C2C1+ECiiidifiOiORifRof电压串联负反馈电压串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈RifRof估算电路的估算电路的Rif 和和ROf讨论（四）讨论（四）第十八页，讲稿共四十页哦负反馈放大器负反馈放大器 =基本放大器基本放大器 +负反馈网络负反馈网络基本放大器基本放大器A（s）反馈网络反馈网络B（s）X Xi i(s)(s)X XOO(s)(s)X Xf f(s)(s)X Xd d(s)(s)将基本放大器分离出来（将基本放大器分离出来（A、B分离）；分离）；求出基本放大器的开环电压增益求出基本放大器的开环电压增益A；求出反馈网络的反馈系数求出反馈网络的反馈系数B；代入基本反馈方程求出闭环增益。代入基本反馈方程求出闭环增益。6-3-2 6-3-2 负反馈放大电路的方框图分析法（拆环法负反馈放大电路的方框图分析法（拆环法)基本方法：基本方法：拆环法的关键拆环法的关键第十九页，讲稿共四十页哦 一、一、如何将基本放大器分离出来如何将基本放大器分离出来在实际的负反馈放大电路中，反馈网络对基本放大电路的输入口和输出在实际的负反馈放大电路中，反馈网络对基本放大电路的输入口和输出口都有负载效应，如何处理负载效应是口都有负载效应，如何处理负载效应是A、B分离的主要问题。分离的主要问题。1、四种组态放大电路的四种组态放大电路的A、B网络等效模型网络等效模型(P215)P215)反馈反馈网络网络B放大放大电路电路A+-uO+-uiidiiif反馈反馈网络网络B放大放大电路电路A+-uiidiiif+-uOiOiO反馈反馈网络网络B放大放大电路电路A+-uiuduf+-+-uO反馈反馈网络网络B放大放大电路电路A+-uOiOiO+-uiuduf+-电压电压串联串联电流电流串联串联电流电流并联并联电压电压并联并联串联端口：串联端口：并联端口：并联端口：等效为戴维南电路（恒压源和电阻串联）等效为戴维南电路（恒压源和电阻串联）等效为诺顿电路（恒流源和电阻并联）等效为诺顿电路（恒流源和电阻并联）根据根据单向传输单向传输特点，忽略特点，忽略A、B输入口的受控源输入口的受控源第二十页，讲稿共四十页哦串联端口：串联端口：并联端口：并联端口：等效为戴维南电路（恒压源和电阻串联）等效为戴维南电路（恒压源和电阻串联）等效为诺顿电路（恒流源和电阻并联）等效为诺顿电路（恒流源和电阻并联）根据根据单向传输单向传输特点，忽略特点，忽略A、B输入口的受控源输入口的受控源+-uiuiAuf+-+-uOiA(1)(1)电压串联负反馈组态放大电路的电压串联负反馈组态放大电路的A A、B B网络等效模型网络等效模型ROAAuOuiARiAROBBuuORiB第二十一页，讲稿共四十页哦串联端口：串联端口：并联端口：并联端口：等效为戴维南电路（恒压源和电阻串联）等效为戴维南电路（恒压源和电阻串联）等效为诺顿电路（恒流源和电阻并联）等效为诺顿电路（恒流源和电阻并联）根据根据单向传输单向传输特点，忽略特点，忽略A、B输入口的受控源输入口的受控源+-uiiAiiif+-iOiOuO(2)(2)电流并联负反馈组态放大电路的电流并联负反馈组态放大电路的A A、B B网络等效模型网络等效模型ROAROBBgiORiBRiAAiOiA(3)(3)电压并联负反馈放大电路的电压并联负反馈放大电路的A A、B B网络等效模型网络等效模型(4)(4)电流串联负反馈放大电路的电流串联负反馈放大电路的A A、B B网络等效模型网络等效模型第二十二页，讲稿共四十页哦2 2、确定基本放大器的等效输入回路：、确定基本放大器的等效输入回路：基本放大器的等效输入回路应该基本放大器的等效输入回路应该不包含反馈信号不包含反馈信号，但要，但要考虑到反馈网络对输入回路的影响。考虑到反馈网络对输入回路的影响。消除反馈信号后，将反馈网络的消除反馈信号后，将反馈网络的输出端口电阻输出端口电阻ROB折合到放大电路折合到放大电路的输入回路，即为基本放大器的等效输入回路。的输入回路，即为基本放大器的等效输入回路。将输出端短路，将输出端短路，电压反馈：电压反馈：电流反馈：电流反馈：iO=0，xf=BiO=0将输出端开路，将输出端开路，uO=0，xf=BuO=0实质是消除反馈信号实质是消除反馈信号+-uiuiAuf+-+-uOiAROAAuOuiARiAROBBuuORiB+-uiiAiiif+-iOiOROAROBBiiORiBuORiAAiOiA 一、一、如何将基本放大器分离出来如何将基本放大器分离出来在实际的负反馈放大电路中，反馈网络对基本放大电路的输入口和输出口都在实际的负反馈放大电路中，反馈网络对基本放大电路的输入口和输出口都有负载效应，如何处理负载效应是有负载效应，如何处理负载效应是A、B分离的主要问题。分离的主要问题。第二十三页，讲稿共四十页哦3 3、确定基本放大器的等效输出回路：、确定基本放大器的等效输出回路：+-uiuiAuf+-+-uOiAROAAuOuiARiAROBBuuORiB消除反馈信号后将反馈网络的输入电阻消除反馈信号后将反馈网络的输入电阻RiB折合到放大电路的输出回路，折合到放大电路的输出回路，即为基本放大器的等效输出回路。即为基本放大器的等效输出回路。串联反馈：串联反馈：将将A、B网络断开，网络断开，iA=0并联反馈：并联反馈：将输入端口短路，将输入端口短路，ui=0+-uiiAiiif+-iOiOROAROBBiiORiBuORiAAiOiA实质是使反馈实质是使反馈信号不起作用信号不起作用判断反馈组态要正确；画输入回路看输出，画输出回路看输入；判断反馈组态要正确；画输入回路看输出，画输出回路看输入；“串联开路，并联短路串联开路，并联短路”。第二十四页，讲稿共四十页哦（记住一句话：反馈量仅仅取决于输出量）（记住一句话：反馈量仅仅取决于输出量）二、二、如何求反馈网络的反馈系数如何求反馈网络的反馈系数1、串联反馈：、串联反馈：电压串联电压串联 uf=Bu uO，电流串联：电流串联：uf=Br iO，+-uOROAAuOud+-uiuduf+-iiRiAROBBuuORiB+-iOiOROARiBAgOud+-uiuduf+-iiRiAROBBriO令令ii=0，uROB=0，则反馈电压取决于输出量。则反馈电压取决于输出量。第二十五页，讲稿共四十页哦（记住一句话：反馈量仅仅取决于输出量）（记住一句话：反馈量仅仅取决于输出量）电流并联：电流并联：if=Bi iO，二、二、如何求反馈网络的反馈系数如何求反馈网络的反馈系数+-uiidiiif+-iOiOROAROBBiiORiBuORiAAiOid+-uOROABguO RiB+-uiidiiifROBRiAArOid2、并联反馈：、并联反馈：令令ui=0，iROB=0，则反馈电流取决于输出量。则反馈电流取决于输出量。if=Bg uO，电压并联：电压并联：第二十六页，讲稿共四十页哦（记住一句话：反馈量仅仅取决于输出量）（记住一句话：反馈量仅仅取决于输出量）二、二、如何求反馈网络的反馈系数如何求反馈网络的反馈系数3、小结不同反馈组态的反馈系数：、小结不同反馈组态的反馈系数：电流并联电流并联电压并联电压并联电流串联电流串联电压串联电压串联求反馈系数看输入端的连接方式：求反馈系数看输入端的连接方式：“串联开路，并联短路串联开路，并联短路”。第二十七页，讲稿共四十页哦 小结：负反馈放大器拆环分析法的一般步骤小结：负反馈放大器拆环分析法的一般步骤1、首先要正确判断反馈的组态，确定、首先要正确判断反馈的组态，确定A、B的量纲；的量纲；2、将基本放大器从反馈放大电路中分离出来；、将基本放大器从反馈放大电路中分离出来；分离方法：画输入回路看输出端，画输出回路看输入端，分离方法：画输入回路看输出端，画输出回路看输入端，“串联开路，并联短路串联开路，并联短路”；3、求出基本放大器的开环参数；（、求出基本放大器的开环参数；（Au、Ri、Rf、BW）4、求反馈网络的反馈系数：、求反馈网络的反馈系数：“串联开路，并联短路串联开路，并联短路”；5、由基本反馈方程求闭环增益；、由基本反馈方程求闭环增益；6、计算闭环输入、输出电阻、通频带等。、计算闭环输入、输出电阻、通频带等。第二十八页，讲稿共四十页哦【例例6-26-2】如图所示为两级电压串联负反馈放大电路的交流通路，计算其闭如图所示为两级电压串联负反馈放大电路的交流通路，计算其闭环电压增益环电压增益Auf、输入电阻、输入电阻Rif和输出电阻和输出电阻ROf。1 1、确定反馈组态：电压串联负反馈；、确定反馈组态：电压串联负反馈；将输出端短路，画出输入回路将输出端短路，画出输入回路RSuS+-+-ufRfRC1RC2+-uORe1+-udui+-RLRSuS+-+-ufRfRC1RC2+-uORe1+-udui+-RLiA=0RfRC2+-uORLRe1RSuS+-Re1+-udui+-Rf分离出来的基本放大电路分离出来的基本放大电路 RSuS+-Re1ui+-RfRfRC2+-uORLRe1RC1将输入端开路，画出输出回路将输入端开路，画出输出回路2 2、将基本放大器分离出来；、将基本放大器分离出来；第二十九页，讲稿共四十页哦分离出来的基本放大电路分离出来的基本放大电路RSuS+-Re1ui+-RfRfRC2+-uORLRe1RC13 3、求出基本放大电路的开环参数、求出基本放大电路的开环参数RSuS+-Re1ui+-RfRfRC2+-uORLRe1RC1rbe1ib1 1ib1b1e1c1rbe2b2e2c2 2ib2ib2uO1+-第三十页，讲稿共四十页哦4、计算反馈系数、计算反馈系数:RSuS+-+-ufRfRC1RC2+-uORe1+-udui+-RLii反馈系数在原图上求。反馈系数在原图上求。5、计算闭环参数、计算闭环参数:串联负反馈使输入电阻增大；电压串联负反馈使输入电阻增大；电压负反馈使输出电阻减小。负反馈使输出电阻减小。AuSO负载开路时的计及信负载开路时的计及信号源内阻的开环增益。号源内阻的开环增益。0电压串联负反馈电压串联负反馈第三十一页，讲稿共四十页哦【例例6-36-3】放大电路放大电路如图所示，计算其闭环增益、输入电阻如图所示，计算其闭环增益、输入电阻Rif和输出电阻和输出电阻ROf。RSuS+-C1ECRf+RLC2RC-uO电压并联负反馈：电压并联负反馈：1、将输出端短路，画出输入回路、将输出端短路，画出输入回路2、将输入端短路，画出输出回路、将输入端短路，画出输出回路RSuS+-RfRSuS+-C1ECRf+RLC2RC-uO+-uORLRCRf+-uORLRCRfRSuS+-Rf分离出来的基本放大电路分离出来的基本放大电路第三十二页，讲稿共四十页哦分离出来的基本放大电路分离出来的基本放大电路+-uORLRCRfRSuS+-Rf3、画出基本放大电路的微变等效电路。、画出基本放大电路的微变等效电路。+-uO RL RC Rf RSiS+-Rf rbe ibibiS4、计算开环参数、计算开环参数RiROii源跨阻增益源跨阻增益第三十三页，讲稿共四十页哦5、计算反馈系数、计算反馈系数RSuS+-C1ECRf+RLC2RC-uOif电压并联负反馈：电压并联负反馈：第三十四页，讲稿共四十页哦6、计算闭环参数、计算闭环参数不计及信号源内阻的开环增益。不计及信号源内阻的开环增益。负载开路计及信号源内阻的开环增益。负载开路计及信号源内阻的开环增益。并联负反馈使输入电阻降低；并联负反馈使输入电阻降低；电压负反馈使输出电阻降低；电压负反馈使输出电阻降低；+-uO RL RC Rf RSiS+-Rf rbe ibibiSRiROii第三十五页，讲稿共四十页哦+-uORLRC2RC1RSiSRfRe2RfRe2【例例6-46-4】放大电路放大电路如图所示，计算其闭环电压增益如图所示，计算其闭环电压增益Auf、输入电阻、输入电阻Rif 和输出电阻和输出电阻ROf。电流并联负反馈：电流并联负反馈：1 1、将输出端开路，画出输入回路、将输出端开路，画出输入回路2 2、将输入端短路，画出输出回路、将输入端短路，画出输出回路RSRC1uOiSRC2+-RfRe2RLiiifib1iOib2RSRC1uOiSRC2+-RfRe2RLiiifib1iOib2RLRCRfRe2分离出来的基本放大电路分离出来的基本放大电路RSiSRfRe2第三十六页，讲稿共四十页哦3 3、画出基本放大电路的、画出基本放大电路的微变等效电路。微变等效电路。+-uORLRC2RC1RSiSRfRe2RfRe2+-uORLRC2RSiSRfRe2RfRe2rbe1 ib1RC1rbe2 ib2ib1ib2iO第三十七页，讲稿共四十页哦4 4、计算开环参数、计算开环参数+-uORLRC2RSiSRfRe2RfRe2rbe1 1ib1RC1rbe2 2ib2ib1ib2iOiRC1电流并联负反馈：电流并联负反馈：第三十八页，讲稿共四十页哦5 5、计算反馈系数、计算反馈系数RSRC1uOiSRC2+-RfRe2RLiiifib1iOib2第三十九页，讲稿共四十页哦感感谢谢大大家家观观看看第四十页，讲稿共四十页哦