2022年振荡与反馈的基础知识教案 .pdf

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1、学习必备欢迎下载第四章振荡与反馈的基础知识第一节反馈的基本概念教学目的：1、了解反馈的基本概念。2、掌握反馈的基本类型的判断。教学重点： 反馈类型的判断。教学难点： 四种负反馈类型的判断。教学方法与手段： 教师讲授与学生练习相结合；板书与多媒体课件相结合。课时计划： 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。反馈放大器方框图二、 反馈电路中的几个基本概念1. 开环与闭环基本放大电路反馈网络输出信号取样处负载比较处净输入信号信

2、号源精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 23 页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uu+f1oi+RR既有正向传输，又有反馈称为闭环状态。2.直流反馈与交流反馈直流反馈 若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。该电路引入直流反馈的目的，是为了稳定静态工作点Q。交流反馈 若电路将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。（如去掉电容 Ce）交流反馈，影响电路的交流工作性能。uuo+i精选学习资料 - - - - - - - -

3、- 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 23 页学习必备欢迎下载+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeIC3、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VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1三、 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，放大倍本级反馈级间反馈本级反馈精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 23 页学习必备欢迎下载数

4、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。判断方法：瞬时极性法。在输入端输入信号，若加强了净输入信号则为正反馈，否则为负反馈。图中没有 Re 时的净输入信号为ui,有 Re 时的净输入信号为ui-uf,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。判断方法：输出端短路法，将输出端短路，若反馈仍然存在，为电流反馈，否则为电压反馈。将上图的输出端短路，反馈仍然存在，所以上图中的Re 引入的是电流反馈。3、串联反馈与并联反馈+CTRb1CCRb1b2RVL

5、+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 23 页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。判断方法：输入端短路法，将输入端短路，若反馈仍然存在，则为串联反馈，否则为并联反馈。将上图的输入端短路，反馈仍然存在，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VVV-fARi+duu-f-R+u1

6、+uRo反馈电压：因为反馈量与输出电压成正比， 所以是电压反馈。从输入端看： ud = ui uf 故为串联负反馈用瞬时极性法可判断：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。2、电压并联反馈fRRRuu11of精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 23 页学习必备欢迎下载反馈电流：因为反馈量与输出电流成正比，所以是电流反馈从输入端看： id = ii if，所以为并联反馈。用瞬时极性法可判断：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

7、入的是电压并联负反馈。3、电流串联负反馈u-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi反馈电压：uf=ioRf，因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。又因为在输入端有：ud = ui uf，故为串联负反馈。根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈4、电流并联负反馈ffRuRuuioofVCC_CIRCLEVCC_CIRCLE+A+LRRfifid1i1Ruoiu精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 23 页学习必备欢迎下载uu-1AiiR+i+oidifiofRRLR+-反馈电流：因为反馈量与输出电流成

8、比例，所以是电流反馈。又因为在输入端有 :id = ii if，故为并联负反馈。根据瞬时极性判断是负反馈，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断。作业： 电子技术基础教材P8841、42、43、44、45 RRRiifof精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 23 页学习必备欢迎下载第二节负反馈对放大器性能的影响教学目的：掌握负反馈对放大器性能的影响。教学重点： 掌握负反馈对放大器性能的影响。教学难点： 负反馈如何减少放大器的非线性失真。教学

9、方法与手段： 教师讲授与学生练习相结合；板书与多媒体课件相结合；学生实习、实训相结合。课时计划： 2 课时一、降低了放大器的放大倍数，提高了放大倍数的稳定性。闭环放大倍数：AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)，所以，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：即闭环增益只取决于反馈网络。 当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。二、减少了非线性失真加反馈前失真AFAA1FFA1FA uudoXXA放大：ofXXF反馈：fidXXX迭加：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共

10、23 页学习必备欢迎下载加反馈后改善3. 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。无反馈时放大器的通频带：fbw= f HfL f H 有反馈时放大器的通频带：fbwf= f HffLf f Hf 4、负反馈减少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， 并联负反馈减少了uuuAF+ uAm Amf fLfH020lg|A|（dB）F（Hz）fLffHf精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 23 页学习必备欢迎下载输入电阻。对输出电

11、阻的影响： 电压负反馈减少了输出电阻， 电流负反馈增大了输出电阻。 因此电压负反馈能稳定输出电压，电流负反馈能稳定输出电流。为改善性能引入负反馈的一般原则：?要稳定直流量 引直流负反馈?要稳定交流量 引交流负反馈?要稳定输出电压 引电压负反馈?要稳定输出电流 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 引并联负反馈本课小结：负反馈放大器对放大器性能的影响有：1、降低了放大倍数，提高了放大器的稳定性。2、减少了非线性失真。3、展宽了通频带。4、减少了内部噪声。5、改变了放大器的输入、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 - - - -

12、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 23 页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、掌握 LC 回路的频率特性。2、掌握自激振荡原理和振荡的平衡条件。教学重点： 自激振荡原理和振荡的平衡条件。教学难点： 自激振荡原理和振荡的平衡条件。教学方法与手段： 教师讲授与学生练习相结合；板书与多媒体课件相结合。课时计划： 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一定频率、一定波形和一定幅度的交流电的过程称为振荡。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R 为电感和回路中

13、的损耗电阻当时并联谐振。谐振时，电路呈阻性：-+LCRiCiLiuLC10RCLZ0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 23 页学习必备欢迎下载(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互相补偿，电路呈阻性。LC并联谐振回路的幅频特性曲线Q 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、幅度平衡条件：2、相位平衡条件： 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

14、络 只对一个频率满足振荡条件， 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CLQCQLQRCLZ000|Z|Q小Q大o1| AF精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 23 页学习必备欢迎下载4.稳幅环节 使电路易于起振又能稳定振荡，波形失真小。四、起振条件和稳幅原理起振条件：（略大于）结果：产生增幅振荡起振过程稳幅过程：起振时，稳定时稳幅措施： 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，用以调节放大电路的增益。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

15、。3、自激振荡的原理和振荡的平衡条件。作业： 电子技术基础教材 P88 412、413 1|FA1|FA精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 23 页学习必备欢迎下载第三节LC振荡器教学目的：1、掌握变压器反馈式LC 回路的电路结构及工作原理。2、掌握电感三点式振荡器的电路结构及工作原理。3、掌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： 教师讲授与学生练习相结合；板书与多媒体课件相结合；学生实验、实训相结合。课时

16、计划： 5 课时一. 变压器反馈式 LC 振荡电路工作原理：三极管共射放大器，利用互感线圈的同名端：+ccVRb1Rb2eRUfCbo1L2LCU180A180F精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 23 页学习必备欢迎下载+ + 满足相位条件：振荡频率 : +ccVRb1Rb2eRUfCbo1L2LCU判断是否是满足相位条件相位平衡法：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。若反馈信号与输入信号同相，则满足相位条件；否则不满足。LC 正弦波振荡器举例360AALCf210

17、Vb221eLCeccCbb1RRRLC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 23 页学习必备欢迎下载满足相位平衡条件二、电感反馈式振荡器振荡频率：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、 电容反馈式振荡器振荡频率：V2eRRRb1CCcceb2c1RbCCL（ +）（ +）（ -）VRRReb21eCcc2CLbb1CC（ +）（ +）（ +）VRccCbcRb1Rb2eLe2CRC1L（+）（ +）（ -）VCbRLb2b1ccL1eR2CeCR（ +）（ +）（+）CMLLLCf)2(212121

18、0212102121CCCCLLCf精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 23 页学习必备欢迎下载电路特点：输出波形好，振荡频率高，缺点是容易停振，频率范围也较小。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计算。作业： 电子技术基础教材P89414、415、416 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 23 页学习必备欢

19、迎下载第五节RC振荡器教学目的：1、掌握 RC 串并联电路的选频特性。2、掌握 RC 桥式振荡电路的电路结构及工作原理及频率的计算。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： 教师讲授与学生练习相结合；板书与多媒体课件相结合。课时计划： 2 课时一、 RC 串并联电路的选频特性R1C1串联阻抗：+Ru+-o-fu+12RC12C)j/1 (111CRZ精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 23 页学习必备欢迎下载R2C2并联阻抗：选频特性：1.定性分析：（1）当信号的频率

20、很低时。+fo-+R21u-uC+RC 串并联网络完整的频率特性曲线：当 = 时F= Fmax=1/3=0 222222j1)j/1/(CRRCRZR111CR221CRC10RCf210RC10|F|o+90-90精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 23 页学习必备欢迎下载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：uRf1RRRCCufA+o输出正弦波频率：能调节频率的 RC 桥式振荡电路RCf210_ + + RfuoRCC R1KKRRRRRR精选学习资料 - - -

21、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 23 页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计算。作业： 电子技术基础教材 P89 第六节晶体振荡器教学目的：1、掌握石英晶体的压电效应及压电谐振。2、掌握石英晶体的等效电路及谐振频率。3、掌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： 教师讲授与学生练习相结合；板书与多媒体课件相结合。课时计划： 2 课时一. 石英晶体的压电效应1. 结构：

22、VV晶片敷银层2. 基本特性压电效应： 交变电压机械振动交变电压当交变电压频率= 固有频率时，振幅最大压电谐振精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 23 页学习必备欢迎下载3. 石英晶体的等效电路与频率特性（1）串联谐振：晶体等效纯阻且阻值 0 （2）并联谐振：通常所以二. 石英晶体振荡电路1. 并联型石英晶体振荡器+A+CC12Cs石英晶体石英晶体工作在fs 与fp 之间，相当一个大电感，与C1、C2 组成电uu石英晶体uuLCCoRfX感性0fsfp容LCf21s0p121CCLCf0s1CCf0CC很接近与psff精选

23、学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 23 页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定性。2. 串联型石英晶体振荡器U+VRRRRebbe122C(+)(+)石英晶体.oCC1(+)RRb1c(+)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 ,满足振荡的相位平衡条件。对于fs以外的频率，石英晶体阻抗增大 ,且相移不为零， 不满足振荡条件，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： 电子技术基础教材精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 23 页