最新反馈的基本概念ppt课件精品课件.ppt
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1、反馈的基本概念反馈的基本概念pptppt课件课件 4.1.1什么是反馈什么是反馈4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 2电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈4.1反馈的基本概念反馈的基本概念电压反馈电压反馈:反馈信号取自输出电压,并与输出电压成正:反馈信号取自输出电压,并与输出电压成正比。比。 电流反馈电流反馈:反馈网络的输出信号与输出电流成正比。:反馈网络的输出信号与输出电流成正比。 判断方法判断方法:设想把输出端短路,如果反馈信号消失,则为:设想把输出端短路,如果反馈信号消失,则为电压反馈。如反馈信号依然存在,则为电流反馈。电压反馈。如反馈信号依然存在,则为电流反馈。 4.1反馈的基本概念反
2、馈的基本概念 3串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念串联反馈串联反馈:放大器的净输入电压是由信号源电压与反馈:放大器的净输入电压是由信号源电压与反馈电压串联得到的。电压串联得到的。 并联反馈并联反馈:放大器的净输入电压是由信号源电压与反馈:放大器的净输入电压是由信号源电压与反馈电压并联得到的。电压并联得到的。判断方法判断方法:把输入端短路,如果反馈电压为零,则为并:把输入端短路,如果反馈电压为零,则为并联反馈;如果反馈电压仍存在,则为串联反馈。联反馈;如果反馈电压仍存在,则为串联反馈。4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 4反馈放大器的四种基本类型反馈放大器的
3、四种基本类型 电压并联负反馈电压并联负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 电压串联负反馈电压串联负反馈 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 例例 4-3 试判断图示电路的反馈类型。试判断图示电路的反馈类型。 解解判断思路判断思路: 分析电路中是否存在反馈;分析电路中是否存在反馈; 如果电路中确有反馈,判断其性质是正反馈还是负反如果电路中确有反馈,判断其性质是正反馈还是负反馈;馈; 从从输出回路输出回路分析反馈信号取自于输出分析反馈信号取自于输出电压电压还是输出还是输出电电流流,以判断是电压反馈还
4、是电流反馈。,以判断是电压反馈还是电流反馈。 从从输入回路输入回路分析反馈信号与原输入信号是分析反馈信号与原输入信号是串联串联还是还是并并联联,以判断它是串联反馈还是并联反馈。,以判断它是串联反馈还是并联反馈。4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 具体分析:具体分析: 通过通过 Re 的不仅有输出信号,而且也有输入信号。因而的不仅有输出信号,而且也有输入信号。因而它能将输出信号的一部分取出来馈送给输入回路,从而影响原输它能将输出信号的一部分取出来馈送给输入回路,从而影响原输入信号。由此,入信号。由此,Re 是该电路的反馈元件,电路存在着反馈。是该电路的反馈元件,电路存在着反馈。 设信号源瞬时极性
5、为上正下负,加到三极管发射极电压设信号源瞬时极性为上正下负,加到三极管发射极电压亦为上正下负,三极管的射极电压就是反馈信号电压,它使加到亦为上正下负,三极管的射极电压就是反馈信号电压,它使加到发射结的纯输入信号电压比原输入信号电压小,故是负反馈。发射结的纯输入信号电压比原输入信号电压小,故是负反馈。根据以上分析,引入的为根据以上分析,引入的为电流串联负反馈电流串联负反馈。 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 将负载电阻短路,则输出回路并不因负载短路而使反馈将负载电阻短路,则输出回路并不因负载短路而使反馈电流消失,因此,从输入端看,反馈属电流反馈。电流消失,因此,从输入端看,反馈属电流反馈。 如
6、将输入端短接,则反馈电压依然存在,故为串联反馈。如将输入端短接,则反馈电压依然存在,故为串联反馈。 例例 4-4 图(图(a a)为另一负反馈放大电路,图()为另一负反馈放大电路,图(b b)所)所示为它的交流通路,指出反馈类型。示为它的交流通路,指出反馈类型。 4.1反馈的基本概念反馈的基本概念 解解从从输出端输出端,反馈信号取自输出电压,为电压反馈。,反馈信号取自输出电压,为电压反馈。4.1反馈的基本概念反馈的基本概念从从输入端输入端,Rf 与输入电路并联,为并联反馈。与输入电路并联,为并联反馈。则该电路是一个则该电路是一个电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路。 4.2.1降低放大器的放大
7、倍数,提高放大信号降低放大器的放大倍数,提高放大信号的稳定性的稳定性 4.2 负反馈对放大器性能的影负反馈对放大器性能的影响响XXAio 开环放大倍数开环放大倍数:在未接入反馈之前,电路未形成闭合回:在未接入反馈之前,电路未形成闭合回路时的放大倍数。这时,路时的放大倍数。这时,反馈系数反馈系数:接入负反馈后,将反馈信号:接入负反馈后,将反馈信号 Xf 与输出信号与输出信号 Xo 之比,定义为反馈系数之比,定义为反馈系数 F。ifXXF iiXX FAXXXXXXXXXA 111ofoifioiof引入负反馈后,放大器的闭环放大倍数降低了,且降低引入负反馈后,放大器的闭环放大倍数降低了,且降低为
8、原放大倍数的为原放大倍数的 。当当 AF 1 时,时, 。说明闭环放大倍数仅与反馈系。说明闭环放大倍数仅与反馈系数有关,由于反馈环节一般都必须是由线性元件构成,性能数有关,由于反馈环节一般都必须是由线性元件构成,性能稳定,因此闭环放大倍数稳定。稳定,因此闭环放大倍数稳定。 )11(AF FA1f 4.2 负反馈对放大器性能的影负反馈对放大器性能的影响响 表示净输入信号,它是输入信号与反馈信号的差值。表示净输入信号,它是输入信号与反馈信号的差值。闭环放大倍数闭环放大倍数:引入负反馈后,环路闭合后输出信号与:引入负反馈后,环路闭合后输出信号与环路输入信号之比。环路输入信号之比。iX 4.2.2减小
9、非线性失真减小非线性失真原理原理:在负反馈放大电路中,在负反馈放大电路中,净输入信号净输入信号 是输入信号是输入信号 vi与失真输出信号的反馈量与失真输出信号的反馈量 vf 相减的结果,净输入信号相减的结果,净输入信号 的波的波形与原输出失真信号的畸变方向相反。从而使放大器的输出形与原输出失真信号的畸变方向相反。从而使放大器的输出信号波形得以改善。如图所示。信号波形得以改善。如图所示。4.2 负反馈对放大器性能的影负反馈对放大器性能的影响响iv iv 放大器引入负反馈后,放大器引入负反馈后,在中频区,放大器的放大倍数下在中频区,放大器的放大倍数下降多,在高、低频区,放大倍数下降得少,结果是放大
10、器的降多,在高、低频区,放大倍数下降得少,结果是放大器的幅频特性变得平坦,上限频率由幅频特性变得平坦,上限频率由 fH 移至移至 fHf,下限频率由,下限频率由 fL 移至移至 fLf 。如图所示。如图所示。4.2.3展宽频带展宽频带4.2 负反馈对放大器性能的影负反馈对放大器性能的影响响 (1)串联负反馈使放大器输入电阻增大,并联负反馈使)串联负反馈使放大器输入电阻增大,并联负反馈使放大器输入电阻降低。放大器输入电阻降低。(2)电压负反馈使放大器的输出电阻降低,电流负反馈)电压负反馈使放大器的输出电阻降低,电流负反馈使放大器的输出电阻增大。使放大器的输出电阻增大。 4.2.4对输入电阻和输出
11、电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响4.2 负反馈对放大器性能的影负反馈对放大器性能的影响响 4.3.1自激振荡原理和振荡平衡条件自激振荡原理和振荡平衡条件4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 1自激振荡的原理:自激振荡的原理:(1)开关拨)开关拨 1,放大器输入端与信号源,放大器输入端与信号源 vi 接通,在接通,在 LC 回路产生信号电压,经回路产生信号电压,经 L2 耦合加到负载上耦合加到负载上RL,称为,称为“他激他激”状态。状态。(2)开关突然拨)开关突然拨 2,LC 回路的电压通过回路的电压通过 L1和和 L2 互感耦互感耦合,从合,从 L1 上获得感应电压上获得感应电压
12、 vf 。如果选定电感的同名端的匝。如果选定电感的同名端的匝数比,使感应电压数比,使感应电压 vf 与输入信号同相位、同幅度,则反馈信与输入信号同相位、同幅度,则反馈信号号 vf 即可取代输入信号即可取代输入信号 vi 。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 自激状态自激状态:无需外加信号而靠振荡器内部反馈作用维持:无需外加信号而靠振荡器内部反馈作用维持振荡的工作状态。振荡的工作状态。自激振荡器自激振荡器:依靠反馈维持振荡的振荡器称为反馈式自:依靠反馈维持振荡的振荡器称为反馈式自激振荡器。激振荡器。自激振荡器包括两个基本环节:自激振荡器包括两个基本环节:放大器和反馈网络放大器和反馈
13、网络。2自激振荡的概念自激振荡的概念4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 方框图如图所示。方框图如图所示。 4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 3自激振荡的条件自激振荡的条件 (1)相位平衡条件)相位平衡条件 反馈信号的相位必须与输入信号同相位,即反馈极性必反馈信号的相位必须与输入信号同相位,即反馈极性必须是正反馈。须是正反馈。(2)振幅平衡条件)振幅平衡条件反馈信号反馈信号 vf 的振幅应等于输入信号的振幅应等于输入信号 vi 的振幅。即的振幅。即 A AvF 1。 自激振荡器在电源接通瞬间还必须满足起振条件自激振荡器在电源接通瞬间还必须满足起振条件 1 1保证保证 L
14、C 回路的振荡从无到有,从小逐渐增大,直到满足平回路的振荡从无到有,从小逐渐增大,直到满足平衡条件为止。衡条件为止。 FAv4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 LC 振荡器振荡器是由电感是由电感 L 和电和电容容 C 组成的振荡电路。常用的组成的振荡电路。常用的有有变压器反馈式、电感反馈式、变压器反馈式、电感反馈式、电容反馈式三种电容反馈式三种。4.3.2 LC 振荡器振荡器 1变压器反馈式变压器反馈式 LC 振荡振荡器器(1)电路结构电路结构反馈网络由二次线圈反馈网络由二次线圈 L2 和和 Cb 组成,组成, Cb 为隔直流的耦合电为隔直流的耦合电容。容。 4.3振荡的基本概念与
15、原理振荡的基本概念与原理 振荡器接通电源瞬间,电路各处电流电压都产生一个振荡器接通电源瞬间,电路各处电流电压都产生一个冲击,这个冲击,这个“电冲击电冲击”可以产生一个包含频率范围很宽的微可以产生一个包含频率范围很宽的微弱信号。弱信号。 设某一瞬时基极电压极性为正,则集电极应为负,设某一瞬时基极电压极性为正,则集电极应为负,L2上端电压极性为正,反馈回基极的电压极性为正,满足相位上端电压极性为正,反馈回基极的电压极性为正,满足相位平衡条件。只要变压器平衡条件。只要变压器 L1 与与 L2 匝数比恰当,即满足振幅起匝数比恰当,即满足振幅起振条件。振条件。以上是共射集电极调谐变压反馈式振荡电路,此外
16、还有以上是共射集电极调谐变压反馈式振荡电路,此外还有共基射极调谐等变压器反馈式振荡电路共基射极调谐等变压器反馈式振荡电路。(2)工作原理工作原理4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 (3)特点)特点变压器反馈式振荡电路容易起振,振荡频率一般为几千变压器反馈式振荡电路容易起振,振荡频率一般为几千赫到几百赫。赫到几百赫。 2电感反馈式振荡器电感反馈式振荡器 又称电感三点式振荡器。三极管的三个电极分别与又称电感三点式振荡器。三极管的三个电极分别与 LC回回路中路中L 的三个点相连,故而得名。的三个点相连,故而得名。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 (1)工作原理)工作原理4.
17、3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 振幅条件振幅条件:电感抽头位置选择适当,就能满足振幅起振:电感抽头位置选择适当,就能满足振幅起振条件。条件。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 相位条件相位条件:设基极电压瞬时极性为:设基极电压瞬时极性为“ ”时,则集电极为时,则集电极为“ ”,LC 回路另一端为回路另一端为“+”,反馈回基极为,反馈回基极为“+”,满足相位,满足相位平衡条件。平衡条件。电路能够起振,电路能够起振,电路振荡频率为电路振荡频率为式中,式中,M 是线圈是线圈 L1 与与 L2 之间的互感系数。之间的互感系数。C)MLL(f221210 (2)特点)特点这种振荡
18、电路易起振且振幅大,振荡频率可达几十兆赫。这种振荡电路易起振且振幅大,振荡频率可达几十兆赫。缺点是振荡波形失真较大。缺点是振荡波形失真较大。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 3电容反馈式振荡器电容反馈式振荡器又称又称电容三点式振荡器电容三点式振荡器。在图。在图(b)交流通路中,三极管交流通路中,三极管的三个电极与电容支路的三个点相接,故而得名。电容三点式的三个电极与电容支路的三个点相接,故而得名。电容三点式振荡电路如图所示。振荡电路如图所示。4.3振荡的基本概念与原理振荡的基本概念与原理 (1 1)电路结构)电路结构 与电感反馈式的区别与电感反馈式的区别:一是:一是 LC 回路中
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