模拟数字电力电子技术第2章 直接耦合放大电路及反馈.pptx

第二章 直接耦合放大电路及反响模拟电子篇第一节 差动放大电路一、直接耦合放大电路的零点漂移现象 将放大电路的前级输出端直接连接到后一级输入端，称为直接耦合。直接耦合放大电路能够放大缓慢变化的信号，易于集成化，因此，得到越来越广泛的应用。由于其静态工作点相互影响，给分析、设计、调试电路带来一定困难。在直接耦合放大电路中，假设将输入信号短接(ui=0)，输出端仍有缓慢变化的输出信号uo，这种现象称为零点漂移，简称零漂。引起零漂的原因很多，如电源电压的波动，元件的老化等，但主要是由于温度对三极管参数的影响造成的，因此，也称零点漂移为温度漂移，简称温漂。第一节 差动放大电路电路组成：差分放大电路由两个对称的共发射极放大电路通过发射极电阻直接耦合组成。晶体管T1、T2参数完全相同，Rb1=Rb2=Rb，Rc1=Rc2=Rc，一般采用双电源供电(VEE为负电源)，输入信号分别为ui1和ui2；有两个输出端，输出信号从任一个集电极取出，成为单端输出，分别为uo1、uo2，输出信号从两个集电极之间取出，称双端输出，输出uo=uo1-uo2。第一节 差动放大电路二、长尾式差动放大电路第一节 差动放大电路1.静态工作点的设置电路完全对称，IB1=IB2=IB，IC1=IC2=IC，IE1=IE2=IE，UCE1=UCE2=UCE，流经Re的电流I=2IE，根据基极回路方程：Rb的阻值很小，IB也很小，Rb上的电压可忽略不计第一节 差动放大电路只要合理选择Re的阻值，并与电源VEE相配合，就可以设置适宜的静态工作点，由IE可得IB、UCE。此时UC1=UC2，UO=UC1-UC2=0。即输入信号为零时，输出信号也为零。差分放大电路抑制了温度引起的零点漂移;Re也具有稳定静态工作点的作用。第一节 差动放大电路2.对共模输入信号的抑制作用在差分放大电路输入端参加共模输入信号ui1=ui2=uic；uoc1、uoc2分别为共模输出电压，大小相等，方向相同。差模输入信号：在差分放大电路两输入端分别加上一对大小相等，极性相反的信号，ui1=uid1，ui2=uid2=-uid1(1)共模放大倍数：双端输出时，共模电压放大倍数Auc定义为双端共模输出电压与共模输入电压之比。由于电路完全对称，uoc1=uoc2，共模电压放大倍数Auc=0。双端输出时，Auc=0，说明差分放大电路对共模信号有很强的抑制作用。单端输出时，每管的负载电阻为RL，共模电压放大倍数Auc1、Auc2定义为单端共模输出电压与共模输入电压之比。第一节 差动放大电路单端输出时，每管的负载电阻为RL，共模电压放大倍数Auc1、Auc2定义为单端共模输出电压与共模输入电压之比。第一节 差动放大电路第一节 差动放大电路单端输出时实际电路中，说明差分放大电路对共模信号没有放大作用，Re越大，Auc1越小，对共模信号的抑制能力越强。第一节 差动放大电路(2)共模输入电阻 从两输入端看进去的共模输入电阻为两单管放大电路输入电阻的并联。(3)共模输出电阻 双端输出时：单端输出时：对于差分放大电路，由于输入信号中既有差模信号又有共模信号，输出信号也由两部分组成：第一节 差动放大电路共模输入信号：在差分放大电路两输入端分别加上一对大小相等，极性相同的信号，称为共模输入信号，ui1=ui2=ui2.对差模输入信号的放大作用在差分放大电路输入端参加一对大小相等，极性相反的差模输入信号uid1、uid2，则差模输出信号uod1、uod2大小相等，方向相反在差模输入信号作用下，两管集电极电流大小相等。ie1=-ie2，流过Re的电流i=ie1+ie2，在Re上的没有压降，E点电位不变，画交流通路时，可以认为E点接地。又由于输出电压uod1=-uod2，负载电阻RL的中点电位总等于0，从而使每管的负载电阻为RL/2。第一节 差动放大电路(1)差模电压放大倍数：差分放大电路双端输出时，差模电压放大倍数Aud定义为差模输出电压uod与差模输入电压uid之比。差分放大电路双端输入，双端输出的差模电压放大倍数Aud等于单管共射放大电路的电压放大倍数。第一节 差动放大电路n 单端输出时，每管的负载电阻为RL，差模电压放大倍数Aud1、Aud2定义为单端差模输出电压与差模输入电压之比。Aud1、Aud2大小相等，符号相反，数值为一个单管共射放大电路电压放大倍数的一半第一节 差动放大电路(2)差模输入电阻差模输入电阻Rid是从两输入端看进去的交流等效电阻(3)差模输出电阻差模输出电阻Rod是从两输出端看进去的交流等效电阻双端输出时：单端输出时：第一节 差动放大电路共模抑制比共模抑制比定义为差模电压放大倍数Aud与共模电压放大倍数Auc之比的绝对值 用分贝表示为 共模抑制比越大，表示差分放大电路对共模信号的抑制作用越强。n电路完全对称时，假设采用双端输出，由于Auc0，KCMR趋于无穷大；n假设采用单端输出 为了提高CMR，必须提高Re，常采用直流电阻小、交流电阻大的电流源代替Re；调节Rp用以解决两边电路不对称造成的输入为零，输出不为零的现象。第一节 差动放大电路第一节 差动放大电路三、具有恒流源的差动放大电路减少共模放大倍数的思路：增大 RE用恒流源代替 RE特点：直流电阻为有限值动态电阻很大 三极管电流源简化画法电流源代替差分电路中的 REE+VCCRLRERB1RB2ICI0ui1 T1+VCCT2RCR1uodui2RCVEER2Re3IC3T3ui1 T1+VCCT2RCuodui2RCVEEI0T3电路中Re3加上后，IC3更稳定，输出特性更平坦。第一节 差动放大电路四、差动放大电路的四种接法 差动放大器共有四种输入输出方式:1.双端输入、双端输出（双入双出）2.双端输入、单端输出（双入单出）3.单端输入、双端输出（单入双出）4.单端输入、单端输出（单入单出）主要讨论的问题有：差模电压放大倍数、共模电压放大倍数 差模输入电阻 输出电阻第一节 差动放大电路1.双端输入双端输出(1)差模电压放大倍数（2）共模电压放大倍数（3）差模输入电阻（4）输出电阻第一节 差动放大电路2.双端输入单端输出(1)差模电压放大倍数（2）差模输入电阻（3）输出电阻第一节 差动放大电路（4）共模电压放大倍数共模等效电路：第一节 差动放大电路 3.单端输入双端输出单端输入等效双端输入:因为右侧的Rs1+rbe归算到发射极回路的值(R s+rbe)/(1+)Re，故 Re 对 Ie 分流极小，可忽略，于是有vi1=vi2=vi/2计算同双端输入双端输出：第一节 差动放大电路4.单端输入单端输出 注意放大倍数的正负号：设从T1的基极输入信号，如果从C1 输出，为负号；从C2 输出为正号。计算同双入单出：第一节 差动放大电路差分放大电路四种接法的性能比较 接法性能差分输入双端输出差分输入单端输出单端输入双端输出单端输入单端输出AdKCMR很高 很高 较高 较高RidRo第一节 差动放大电路 接法性能差分输入双端输出差分输入单端输出单端输入双端输出单端输入单端输出特性 1.Ad 与单管放大电路基本相同。2.在理想情况下，KCMR。3.适用于差分输入、双端输出，输入信号及负载的两端均不接地的情况。1.Ad 约为双端输出时的一半。2.由于引入共模负反响，仍有较高的KCMR。3.适用于将双端输入转换为单端输出。1.Ad 与单管放大电路基本相同。2.在理想情况下，KCMR。3.适用于将单端输入转换为双端输出。1.Ad 约为双端输出时的一半。2.比单管放大电路具有较强的抑制零漂的能力。3.适用于输入、输出均要求接地的情况。4.选择不同管子输出，可使输出电压与输入电压反相或同相。第二节 直接耦合功率放大电路对功率放大电路的要求输出功率要大非线性失真要小效率要高 效率低，意味着消耗在电路内部的能量多，这局部能量转换成热能，使功放管等元件温度升高，造成电路自身的不稳定功率放大电路的分类静态工作点Q设置在交流负载线的中间，在整个信号周期内，三极管都有电流流过，称为甲类功率放大电路。无输入信号时，电源提供的功率全部消耗在功放管和电阻上，以集电结损耗为主；有信号输入时，电源一局部功率转换为有用的输出功率，信号愈大，输出功率也愈大。第二节 直接耦合功率放大电路 把静态工作点Q设置得低一点，管耗就小，效率就可提高。称为甲乙类功率放大电路。把静态工作点Q降到最低，使集电极静态电流ICQ=0，在输入信号的整个周期内，三极管只有半个周期有电流流过，称乙类功率放大电路。静态时，电源供给功率为零，管耗为零。这种功率放大电路的效率最高，但波形失真最大。第二节 直接耦合功率放大电路一、乙类双电源互补对称功率放大电路(OCL)T1、T2管参数相同，两管直接耦合成共集电极放大电路。静态时，ui=0，T1、T2管均截止，IB=0，IC=0，两管处于乙类工作状态。第二节 直接耦合功率放大电路n动态时(电路为射极输出形式)n当ui0时，uoui，为信号的正半周；n当ui0时，uoui，为信号的负半周。结论：T1、T2管在一个周期内轮流导通，交替工作，使输出信号uo取得完整波形，因而称为互补对称电路。第二节 直接耦合功率放大电路二、甲乙类互补对称功率放大电路 在分析乙类互补对称功率放大电路时，忽略了三极管 发射结的导通电压UBE(on)，当输入信号，三极管处于截止状态，输出电流、电压均为零，使输出波形在正、负半周交接处出现失真，这种失真称为交越失真。第二节 直接耦合功率放大电路左图二极管D1、D2组成偏置电路，为T1、T2管提供偏置电压。在右图中，R3、R4、T3为T1、T2管提供偏置电压，可以算出，调节R3、R4的值，就可调整 T1、T2的偏置电压，消除交越失真。第二节 直接耦合功率放大电路三、采用复合管的互补对称功率放大电路1.复合管第二节 直接耦合功率放大电路优点可以获得很高的电流放大系数；提高中间级的输入电路；提高了集成运放总的电压放大倍数。复合管的构成：+uBEiBiB1iC2iCiEiE1=iB2VT1bVT2eciC1由两个或两个以上三极管组成。复合管共射电流放大系数 值由图可见图1第二节 直接耦合功率放大电路+uBEiBiB1iC2iCiEiE1=iB2VT1bVT2eciC1则三极管输入电阻 rbe其中所以显然，、rbe 均比一个管子 1、rbe1 提高了很多倍。图 2第二节 直接耦合功率放大电路构成复合管时注意1.前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电流与后级输入电流实际方向一致。2.外加电压的极性应保证前后两个管子均为发射结正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。复合管的接法VT1bVT2ecVT2VT1bec(a)NPN 型(b)PNP 型第二节 直接耦合功率放大电路(c)NPN 型cVT1bVT2e(d)PNP 型VT2VT1bec结 论1.两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来相同。复合管的 1 2，复合管的 rbe=rbe1。2.两个不同类型的三极管组成复合管，其类型与前级三极管相同。复合管的 1 2，复合管的 rbe=rbe1。3.在集成运放中，复合管不仅用于中间级，也常用于输入级和输出级。第二节 直接耦合功率放大电路2.准互补输出级第二节 直接耦合功率放大电路准互补工作原理：当输入正弦电压 uI 时uI 0，VT1 导通，VT2 截止iC1：+VCC VT1 RL 地uI 0，VT2 导通，VT1 截止iC2：地 RL VT2-VCC 当 uI 为正弦电压时，iL 与 uO 基本上也是正弦波。R1VT1R2+uoRuI+VCCic2VT2ic1iB2iB1iLRL-VCCNPNPNPVD1VD2采用复合管的OCL 电路第二节 直接耦合功率放大电路说明：1.在上述互补对称电路工作在射极输出器状态，输出电阻低，带负载能力强。2.R1、R、R2、VD1、VD2 支路能够减小失真，改善波形。交越失真第二节 直接耦合功率放大电路 互补对称电路Rb1Rb2uoRuI+VCCVT2RL-VCCNPNVD1VD2VT1NPNVT3PNPPNPVT4 准互补对称电路Rb1Rb2uoRuI+VCCVT2 RL-VCCVD1VD2VT1VT3VT4Re1Re2改进：缺点：由于 VT3、VT4 类型不同，互补性差。第三节 集成运算放大电路集成电路的特点 由于制造工艺上的原因，模拟集成电路与分立元件电路相比有以下特点：1电阻和电容的值不宜做得太大，电路结构上采用直接耦合方式。2为克服直接耦合电路的温度漂移，常采用差分放大电路。3尽量采用半导体三极管(或场效应管)代替电阻、电容和二极管等元件。第三节 集成运算放大电路一、集成运算放大器的组成和电路符号 集成运放的内部电路通常由偏置电路、输入级、中间级和输出级组成。输入极是集成运放性能指标好坏的关键，常采用差分放大电路来减小温度漂移，并提供运放的同相输入端和反相输入端。中间级主要用来放大，常采用带有源负载的共发射极放大电路来提高电压增益。输出极用来提高输出电压和电流的幅度，要求输出功率和带负载能力强。常用PNP和NPN管构成的互补对称共集电极放大电路，又称OCL功率放大电路。并设有过载保护措施。偏置电路为各级放大电路提供适宜的静态电流，以便确定适宜的静态工作点，一般用恒流源实现。第三节 集成运算放大电路集成运放组成框图运算放大器电路符号1、反相输入端，用符号“”表示。由此输入的信号，输出与输入信号反相；2、同相输入端，用符号“+”表示。由此输入的信号，输出与输入信号同相；3、输出端。第三节 集成运算放大电路二、集成运算放大器的电压传输特性把集成运放输出电压 与输入电压（即同相端与反相端之间的电压）之间的关系曲线称作电压传输特性 线性区：饱和区：第三节 集成运算放大电路三、集成运算放大器的主要性能指标1输入失调电压Uio(或称输入补偿电压)理想的运算放大器，当输入为零时(指同向和反向输入端同时接地)，输出电压应该为零，由于工艺等原因造成元件参数不对称，输出并不为零。通常用失调电压来反映这种不对称程度。当输入端为参加一补偿电压Uio，可使输出电压为零，一般为几个毫伏。越小越好。2、输入失调电流Iio(或称输入补偿电流)输入为零时，放大器两个输入端的静态基极电流之差，称为输入失调电流，即Iio=IB1-IB2Iio破坏放大器的平衡，一般是几十纳安。越小越好。第三节 集成运算放大电路3、输入偏置电流IB输入为零时，两个输入端静态电流的平均值称为输入偏置电流，即IB=(IB1+IB2)/2。一般为几百纳安，越小越好。4、开环差模电压放大倍数Auo(Ad)当运放未接反馈电路时其本身的差模直流电压放大倍数，即Auo愈高，所构成的运放电路愈稳定，运算精度也愈高。Auo一般为104107dB或80140dB.。5、最大输出电压Uomax(或称输出峰一峰电压)输出不失真的最大输出电压值。第三节 集成运算放大电路6、最大共模输入电压Uicmax由于差动输入级对共模信号有抑制作用，因此运放的输出基本上不受其影响。抑制共模信号的作用是在一定的共模电压范围内才有效，如超出此范围，将使运放内部管子工作在不正常状态(处于饱和或截止)，抑制能力显著下降，甚至造成器件损坏。7、最大差模输入电压UidmaxUidmax是指两输入端之间所能承受的最大差模输入电压。超过这个电压值，输入级某侧晶体管将会出现反向击穿现象，其典型值为几伏到几十伏。第三节 集成运算放大电路集成运放开环差模电压放大倍数与开环共模电压放大倍数之比就是集成运放的共模抑制比，CMR常用分贝表示。越大越好；8、共模抑制比KCMR9、差模输入电阻Rid 和输出电阻RoRid表征两输入端对差摸信号呈现的输入电阻，其值为几百千欧至数兆欧。Rid越大对信号源的影响及所引起的动态误差越小。Ro是指开环状态下输出电阻，越小越好。第三节 集成运算放大电路几种专用集成运放的特点（1）高速型：转换速度高、过渡过程短，常用于快速数模、模数转换电路；（2）高阻型：输入级采用场效应管，输入阻抗高，适用于测量及采样保持电路（3）高压型：可在大电压幅度下工作，适用于比较高的差模输入和共模输入的电压范围，具有较大的输出幅度。（4）低功耗型：静态功耗低，能在低的电源电压下工作，且有良好的电气特性。适用于对能源要求严格限制的遥感、遥测、生物功能器械及某些化工操作系统。（5）高精度型：具有失调电压和失调电流及其温漂小、共模抑制比较高等优点，也称为低漂移或低噪声集成运放，适用于精密测量、精密模拟计算、高增益交流放大、自动操作仪表等（6）宽带型：上限频率高，可构成宽频带运算电路（7）超高压、大电流型：有较高的输出电压，并能输出较大电流，可使负载获得较大功率，适用于功率放大器。第三节 集成运算放大电路四、使用集成运算放大器的一些实际问题1.集成运放类型的选择及粗测2.集成运放使用中可能出现的异常(1)不能调零调零电位器故障；电路接线有误或有虚焊；反响极性接错或负反响开环；集成运放内部损坏；重新接通即可恢复为输入信号过大而造成“堵塞”现象原因(2)漂移现象严峻存在虚焊点运放产生自激振荡或受强电磁场干扰集成运放靠近发热元件输入回路二极管受光照射调零电位器滑动端接触不良集成运放本身损坏或质量不合格原因(3)产生自激振荡消振措施按规定部位和参数接入校正网络防止反响极性接错防止负反响过强合理安排接线，防止杂散电容过大第三节 集成运算放大电路第三节 集成运算放大电路3.集成运放的保护(1)输入保护(a)反相输入保护(b)同相输入保护+V+AR1VD1VD2RFR-VuOuI保护元件保护元件uO+AR1RFVD1VD2uI保护元件输入保护第三节 集成运算放大电路(2)电源极性错接保护保护元件：VD1、VD2(3)输出端错接保护保护元件：稳压管 VDZ1、VDZ2+AVD1VD2+AR1VDZ1VDZ2RFuOuI利用稳压管保护运放电源接错保护第三节 集成运算放大电路（4）输出限流保护保护元件：VT1、VT2(b)保护管工作特性正常工作时工作点在 A；工作电流过大，工作点经B 移到 C 或 D 点。(a)电 路 图BCDAICUCEO+AVT1VT2VEER2R3R4R1VT4R5VT3+VCCC1C1C2第三节 集成运算放大电路第四节 放大电路中的反响放大电路的反响反响的基本概念及判断方法负反响对放大电路性能的影响深度负反响放大电路的放大倍数分析负反响方框图构 成负反响四种组态输入/出电阻非线性失真增 益频 带 宽 度判断举例分类及判断方法一般表达式分析步骤引入原则第四节 放大电路中的反响1.反响定义一、反响的基本概念 所谓反响，就是在电子系统中把输出回路的电量（电压或电流）馈送到输入回路的过程。在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一局部或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量(输入电压或输入电流)的措施称为反响。取样的输出量：电压 or 电流 影响的输入量：电压 or 电流 存在一个反向传输信号的电路 影响效果：增大 or 减小有无反响的判断电压反响、电流反响串联反响、并联反响正反响、负反响第四节 放大电路中的反响2.反响举例反响通路信号反向传输的渠道开环 无反响通路闭环 有反响通路反响通路（反响网络）信号的正向传输 有无反响判断：假设有反响通路（闭环）则引入了反响?第四节 放大电路中的反响3.直流反响和交流反响1Re2 只有直流反响Re1 既有直流反响 又有交流反响 直流通路中存在的反响 直流反响（稳定静态工作点）交流通路中存在的反响 交流反响（改善交流性能）图1图2第四节 放大电路中的反响1.构成信号源输出信号反响放大电路的输入信号反响信号基本放大电路的输入信号（净输入信号）比较环节引反馈前引反馈后闭环有反响Xid Xi 正反响Xid Xi 负反响二、负反响放大电路的方框图第四节 放大电路中的反响信号的单向化传输信号的正向传输信号的反向传输信号在反响网络中的正向传输信号在基本放大电路中的反向传输Exit第四节 放大电路中的反响2.增益的一般表达式1）表达式推导开环增益反馈系数已知：且比较环节闭环增益求：第四节 放大电路中的反响推导过程：即闭环增益的一般表达式称为反馈深度决定 的大小关系（书上为）第四节 放大电路中的反响2）反响深度的讨论 正反响与负反响称为反响深度增益 负反响称为深度负反响增益 正反响自激振荡第四节 放大电路中的反响反响对净输入信号的影响（换一个角度）影响效果：增大 or 减小 正反响、负反响 若 同相，则引反馈前引反馈后净输入信号 Xo 增益 负反响第四节 放大电路中的反响 若 反相，则净输入信号 Xo 增益 正反响正负反响的判断方法寻找 的相位关系引反馈前引反馈后第四节 放大电路中的反响3)正反响与负反响的作用效果某种原因（温漂）负反馈正反馈稳定不稳定第四节 放大电路中的反响1.分类及判断方法三、负反响的四种组态电流：将负载短路，反响量仍然存在。电压：将负载短路，反响量为零。电压反馈电流反馈判断方法第四节 放大电路中的反响净输入电压净输入电流并联：反馈量 输入量 接于同一输入端。接于不同的输入端。串联：反馈量 输入量判断方法串联并联第四节 放大电路中的反响 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联第四节 放大电路中的反响2.四种组态判断举例判断方法汇总 有无反响有反响通路（闭环）则引入了反响 反响极性（正、负反响）瞬时极性法，沿环路走一圈。串联判断Xf与Xi的相位关系：同相为负；反相为正.并联判断:Xf 流进节点为正;Xf 流出节点为负.第四节 放大电路中的反响 电压反响、电流反响 看输出端 串联反响、并联反响 看输入端并联：反馈量 输入量 接于同一输入端。电流：将负载短路，反响量仍然存在。电压：将负载短路，反响量为零。判断方法汇总 接于不同的输入端。串联：反馈量 输入量iifibufuiube第四节 放大电路中的反响ib=i-if并联反响ube=ui-uf串联反响第四节 放大电路中的反响RLuoRLuo电压反响采样的两种形式：采样电阻很大第四节 放大电路中的反响电流反响采样的两种形式：RLioiERLioiERf采样电阻很小第四节 放大电路中的反响电压 串联 负反响例第四节 放大电路中的反响电压 并联 负反响例第四节 放大电路中的反响电流 串联 负反响 例第四节 放大电路中的反响电流 串联 负反响例第四节 放大电路中的反响 判断以下图中有哪些反响回路，是交流反响还是直流反响。并判断反响的极性和类型（组态）。解：根据反响到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。(+)(+)(-)(-)净输入量增大正反响反响通路 交、直流均有信号的正向传输不同点串联例第四节 放大电路中的反响交流反馈交、直流反响 判断以下图中有哪些反响回路，是交流反响还是直流反响。并判断反响的极性和类型（组态）。例 解：根据反响到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。第四节 放大电路中的反响(+)(+)(-)(-)净输入量减小负反响反响通路ifidii 判断以下图中有哪些反响回路，是交流反响还是直流反响。并判断反响的极性和类型（组态）。例 解：根据反响到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。第四节 放大电路中的反响级间反响通路(+)(+)(+)(+)(-)净输入量级间负反响反馈通路 本级反馈通路 判断以下图中有哪些反响回路，是交流反响还是直流反响。并判断反响的极性和类型（组态）。例 解：根据反响到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。第四节 放大电路中的反响(+)(-)(-)(+)(+)(+)(+)(+)判断以下图中有哪些反响回路，是交流反响还是直流反响。并判断反响的极性和类型（组态）。例局部反馈 电压并联正反馈 解：根据反响到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。局部反馈 电压串联负反馈级间反馈电压串联负反馈第四节 放大电路中的反响分立电路电压串联负反响RL vOvFvd(vbe)vO电压负反响的特性 稳定输出电压稳定过程：负载变化时，输出电压稳定输出电阻例第四节 放大电路中的反响 增加隔直电容C后，Rf只对交流起反响作用。注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。分立电路电压串联负反响例+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2 CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1C第四节 放大电路中的反响增加旁路电容C后，Rf只对直流起反响作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2 CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1C分立电路电压串联负反响例第四节 放大电路中的反响比较方式串联反响和并联反响串联反响：反响信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：此时反响信号与输入信号是电压相加减的关系。对于三极管来说，反响信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反响；一个加在基极一个加在发射极则为串联反响。并联反响：反响信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极。有：vd=vi-vFid=iI-iF对运算放大器 对三极管 此时反响信号与输入信号是电流相加减的关系。对于运算放大器来说，反响信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反响；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反响。第四节 放大电路中的反响方法一：当电路比较简单时，可直接用微变等效电路分析。+UCCRCRB1RB2RE1RE2CEC2C1uouiUBEIEUBUE例：四、深度负反响放大电路放大倍数的分析Exit第四节 放大电路中的反响放大倍数稳定性的比较：=60时,Ao=-93=50时,Ao=-77=60时,AF=-19.4=50时,AF=-18.6无负反馈时：有负反馈时：RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k=60EC=15Vrbe=1.62 k 第四节 放大电路中的反响性能比较：结论:(1)输入电阻提高了。(2)放大倍数减小了，但稳定了，即受晶体管的影响减小。无RF有RF 放大倍数-93-19.4输入电阻 1.52k 5.9k 输出电阻 5 k 5 k RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k=60EC=15Vrbe=1.62 k 第四节 放大电路中的反响方法二：从负反响电路的闭环放大倍数的公式出发。1.先计算Ao和F。2.计算AF。例：+UCCRCRB1RB2RE1RE2CEC2C1uouiUBEIEUBUE第四节 放大电路中的反响F-0.1/(5/5)=-0.04RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k=60EC=15Vrbe=1.62 k 与方法一的计算结果基本相同。第四节 放大电路中的反响方法三：放大倍数的近似计算。例：+UCCRCRB1RB2RE1RE2CEC2C1uouiUBEIEUBUE第四节 放大电路中的反响假设（1+）RF rbe,则与方法一比较：在深度负反响下，两种方法结果一致。+UCCRCRB1RB2RE1RE2CEC2C1uouiUBEIEUBUE 降低了放大倍数但使放大器的性能得以改善：第四节 放大电路中的反响五、负反响对放大电路性能的改善 在放大器中引入负反响 提高增益的稳定性 减少非线性失真 抑制环内噪声 对输入电阻和输出电阻的影响 扩展频带均可用自动调整作用来解释Exit第四节 放大电路中的反响1.提高增益的稳定性定性理解：在深度负反响条件下，即表达式中约去A 即抵消了增益受各种因素的影响闭环增益将有很高的稳定性反馈网络一般由稳定的线性元件组成第四节 放大电路中的反响定量推导：则闭环时只考虑幅值有 即闭环增益相对变化量是开环的1/(1+AF)例：某种原因 A变化了5，引入反响深度为1+AF=10的负反响，则闭环增益AF的变化只有0.5信号 及、在四种反响阻态中的具体形式第四节 放大电路中的反响电压串联 电压并联 电流串联 电流并联第四节 放大电路中的反响2.对输入电阻和输出电阻的影响串联负反响 并联负反响 电压负反响 电流负反响 增大输入电阻减小输入电阻减小输出电阻，稳定输出电压增大输出电阻，稳定输出电流第四节 放大电路中的反响（1）串联负反响 输入电阻无反响时：有反响时：第四节 放大电路中的反响（2）并联负反响 输入电阻无反响时：有反响时：第四节 放大电路中的反响 电压负反响稳定输出电压（当负载变化时）恒压源输出电阻小。(3)电压负反响使输出电阻减小 电流负反响稳定输出电流（当负载变化时）恒流源输出电阻大。(4)电流负反响使输出电阻提高第四节 放大电路中的反响(1)找出信号放大通路和反响通路(2)用瞬时极性法判断正、负反响(3)判断交、直流反响(4)判断反响组态(5)标出输入量、输出量及反响量(6)估算深度负反馈条件下电路的分析负反响放大电路的一般步骤第四节 放大电路中的反响 要 稳 定 直 流 量 引直流负反响 要 稳 定 交 流 量 引交流负反响 要稳定输出电压 引电压负反响 要稳定输出电流 引电流负反响 要增大输入电阻 引串联负反响 要减小输入电阻 引并联负反响为改善性能引入负反响的一般原则本章习题解析一、填空题2.1 在直接耦合放大电路中，如果输入端没有信号，在输出端也会看到有输出信号，这种现象称为。产生零点漂移的原因主要是、和。2.2 在集成运算放大电路中，各级之间常采用的耦合方式是。2.3 差动放大电路有、四种连接方式，差模电压放大倍数与 方式有关，与 无关2.4 放大电路中引入直流负反响的作用是，要改善放大电路的动态性能应引入 负反响2.5 差动放大电路提出的主要目的是为了解决一般放大电路的 问题。零点漂移电源电压的波动 电路元件的老化温度变化对参数的影响直接耦合双端输入双端输出双端输入单端输出单端输入双端输出单端输入单端输出输出 输入方式稳定静态工作点交流零点漂移本章习题解析2.6 集成运放由、四个基本局部组成。输入级多采用差动 放大电路，输出级多采用 放大电路。2.7 已知信号源的内阻很高，要充分发挥负反响的作用，应采用 负反响；假设信号源的内阻很小，要充分发挥负反响的作用，应采用 负反响2.8 要降低放大器的输入电阻并稳定输出电压，应采用 负反响；要增大放大器的输入电阻并稳定输出电流，应采用 负反响2.9 负反响所能抑制的干扰和噪声是 和。输入级 中间级 输出级 偏置电路直接耦合功率并联串联电压并联电流串联输入信号所包含的干扰 噪声本章习题解析2.1为了提高输入电阻Ri，减小电路中的零点漂移，一般情况下，集成运算放大电路的输入级电路常采用（）A 基本共射放大电路 B 射级跟随器C 差动放大电路 D 共集级电路组态2.2在深度负反响条件下，可以认为放大电路的放大倍数（）A 仅与基本放大电路有关 B 仅与反响网络有关 C 与A和F关系都很密切 D 与A和F无关2.3对于单管甲类功率放大电路，在信号不失真的情况下，输入信号越大，输出功率也越大，电源提供的功率（）A 减小 B 增加 C 不变 D 可能减小，也可能增大二、选择题CBC本章习题解析2.1 判断图1-8所示电路中的反响，那些是正反响，那些是负反响，那些是直流反响，那些事交流反响？答：判断是直流反响还是交流反响由直流通路和交流通路中有无反响回路来判断，判断是正反响还是负反响由瞬时极性法来判断。根据这些原则，图1-8所示电路中构成交流正反馈，三、解析及计算题图1-8构成直流负反馈。本章习题解析2.2 在图1-9所示电路中，为了到达以下效果，应分别引入什么反响？合理连线，并说明反响组态。（1）稳定输出电压；（2）提高输入电阻；（3）降低输出电阻；（4）降低输入电阻；（5）稳定输出电流；（6）提高输出电阻。图1-9（1）稳定输出电压，应选用电压负反馈。故应使 接或，接；答：（2）提高输入电阻，应选用串联负反馈。故应使 接或，接；本章习题解析（3）降低输出电阻，应选用电压负反馈。故应使接或，接；（4）降低输入电阻，应选用并联负反馈。故应使接或，接；（5）稳定输出电流，应选用电流负反馈。故应使接或，接；（6）提高输出电阻，应选用电流负反馈。故应使接或，接；本章习题解析谢谢观看/欢送下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH