第3章负反馈放大器及集成运算放大器PPT讲稿.ppt
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1、第3章负反馈放大器及集成运算放大器第1页,共55页,编辑于2022年,星期一3.1 负反馈放大器负反馈放大器3.1.1 反馈的基本概念与组态反馈的基本概念与组态 1.反馈的基本概念反馈的基本概念将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全部,通过将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全部,通过将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全部,通过将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全部,通过某一电路送回输入端,某一电路送回输入端,某一电路送回输入端,某一电路送回输入端,称为反馈称为反馈称为反馈称为反馈。具有反馈作用的放大器。具有反馈作用的放大器。具有反馈作用的放大器。具有反馈作用的放大
2、器叫叫叫叫反馈放大器反馈放大器反馈放大器反馈放大器。反馈到输入回路的信号。反馈到输入回路的信号。反馈到输入回路的信号。反馈到输入回路的信号称为反馈信号称为反馈信号称为反馈信号称为反馈信号。由输。由输。由输。由输出信号形成反馈信号的电路出信号形成反馈信号的电路出信号形成反馈信号的电路出信号形成反馈信号的电路叫反馈电路或反馈网络叫反馈电路或反馈网络叫反馈电路或反馈网络叫反馈电路或反馈网络。构成。构成。构成。构成反馈网络的元件反馈网络的元件反馈网络的元件反馈网络的元件叫反馈元件叫反馈元件叫反馈元件叫反馈元件。反馈信号与输出信号之比。反馈信号与输出信号之比。反馈信号与输出信号之比。反馈信号与输出信号之
3、比叫叫叫叫反馈系数反馈系数反馈系数反馈系数。如果反馈信号削弱了输入信号使放大电路的净输。如果反馈信号削弱了输入信号使放大电路的净输。如果反馈信号削弱了输入信号使放大电路的净输。如果反馈信号削弱了输入信号使放大电路的净输入减小,导致电路的放大倍数降低的反馈入减小,导致电路的放大倍数降低的反馈入减小,导致电路的放大倍数降低的反馈入减小,导致电路的放大倍数降低的反馈称为负反馈,反之,称为负反馈,反之,称为负反馈,反之,称为负反馈,反之,则为正反馈则为正反馈则为正反馈则为正反馈。第2页,共55页,编辑于2022年,星期一2.反馈放大器的结构反馈放大器的结构 负反馈放大电路的结构负反馈放大电路的结构负反
4、馈放大电路的结构负反馈放大电路的结构分为分为两部分两部分:一个一个一个一个是基本放大电路是基本放大电路是基本放大电路是基本放大电路;另一个另一个另一个另一个就是反馈电路(或称反就是反馈电路(或称反就是反馈电路(或称反就是反馈电路(或称反馈网络)。馈网络)。馈网络)。馈网络)。通常用反馈环方框图表示。通常用反馈环方框图表示。通常用反馈环方框图表示。通常用反馈环方框图表示。第3页,共55页,编辑于2022年,星期一(1)正反馈与负反馈)正反馈与负反馈(2)直流反馈与交流反馈)直流反馈与交流反馈(3)电压反馈与电流反馈)电压反馈与电流反馈(4)串联反馈与并联反馈)串联反馈与并联反馈反馈的分类反馈的分
5、类反馈的分类反馈的分类第4页,共55页,编辑于2022年,星期一4.反馈类型的判别反馈类型的判别(1 1)正、负反馈的判别)正、负反馈的判别)正、负反馈的判别)正、负反馈的判别 判别反馈的正负通常采用瞬时极性法。这种方法是首判别反馈的正负通常采用瞬时极性法。这种方法是首判别反馈的正负通常采用瞬时极性法。这种方法是首判别反馈的正负通常采用瞬时极性法。这种方法是首先假定输入信号为某一瞬时极性(一般设为对地为正先假定输入信号为某一瞬时极性(一般设为对地为正先假定输入信号为某一瞬时极性(一般设为对地为正先假定输入信号为某一瞬时极性(一般设为对地为正的极性),然后由各级输入、输出之间的相位关系,的极性)
6、,然后由各级输入、输出之间的相位关系,的极性),然后由各级输入、输出之间的相位关系,的极性),然后由各级输入、输出之间的相位关系,分别推出其他有关各点的瞬时极性(用分别推出其他有关各点的瞬时极性(用分别推出其他有关各点的瞬时极性(用分别推出其他有关各点的瞬时极性(用“+”+”表示升高,表示升高,表示升高,表示升高,用用用用“-”表示降低),最后看反馈到输入端的作用是表示降低),最后看反馈到输入端的作用是加强了还是削弱了净输入信号。使净输入信号加强加强了还是削弱了净输入信号。使净输入信号加强了的为正反馈,削弱的为负反馈。了的为正反馈,削弱的为负反馈。第5页,共55页,编辑于2022年,星期一4.
7、反馈类型的判别反馈类型的判别(2)交流反馈与直流反馈的判别)交流反馈与直流反馈的判别 判别交流反馈与直流反馈主要是从反馈判别交流反馈与直流反馈主要是从反馈网络(反馈元件)上来观察,若反馈支路网络(反馈元件)上来观察,若反馈支路中,只有交流信号为交流反馈,只有直流中,只有交流信号为交流反馈,只有直流信号为直流反馈,两者同时存在为交、直信号为直流反馈,两者同时存在为交、直流反馈。流反馈。第6页,共55页,编辑于2022年,星期一4.反馈类型的判别反馈类型的判别(3)电压、电流反馈的判别)电压、电流反馈的判别 判断电压、电流反馈,一是看输出取样判断电压、电流反馈,一是看输出取样信号是电压还是电流,反
8、馈信号与什么输信号是电压还是电流,反馈信号与什么输出量成正比,就是什么反馈。二是采取负出量成正比,就是什么反馈。二是采取负载电阻载电阻RL L 短路法来判断,也就是使输出电短路法来判断,也就是使输出电压为零。此时若原来是电压反馈,则反馈压为零。此时若原来是电压反馈,则反馈信号一定随输出电压为零而消失信号一定随输出电压为零而消失;若电路中若电路中仍然有反馈存在,则原来的反馈应该是电仍然有反馈存在,则原来的反馈应该是电流反馈。流反馈。第7页,共55页,编辑于2022年,星期一4.反馈类型的判别反馈类型的判别(4)串联、并联反馈的判别)串联、并联反馈的判别 判断串联、并联反馈,一是看反馈信号判断串联
9、、并联反馈,一是看反馈信号与输入信号在输入回路中是以电压形式叠与输入信号在输入回路中是以电压形式叠加,还是以电流形式叠加,前者为串联反加,还是以电流形式叠加,前者为串联反馈,后者为并联反馈。二是反馈节点对地馈,后者为并联反馈。二是反馈节点对地短路法,当反馈节点对地短路时,输入信短路法,当反馈节点对地短路时,输入信号不能加进基本放大器,则为并联反馈号不能加进基本放大器,则为并联反馈;否否则为串联反馈。则为串联反馈。第8页,共55页,编辑于2022年,星期一 5.负反馈放大器的四种组态负反馈放大器的四种组态(1)电压串联负反馈)电压串联负反馈第9页,共55页,编辑于2022年,星期一 5.负反馈放
10、大器的四种组态负反馈放大器的四种组态(2)电压并联负反馈)电压并联负反馈第10页,共55页,编辑于2022年,星期一 5.负反馈放大器的四种组态负反馈放大器的四种组态(3)电流串联负反馈)电流串联负反馈第11页,共55页,编辑于2022年,星期一 5.负反馈放大器的四种组态负反馈放大器的四种组态(4)电流并联负反馈)电流并联负反馈第12页,共55页,编辑于2022年,星期一小知识小知识 信号源内阻对于负反馈的效果是有影响的。信号源内阻对于负反馈的效果是有影响的。串联负反馈适用于信号源内阻小的电压源串联负反馈适用于信号源内阻小的电压源;并联负反馈适用于信号源内阻大的电流源。并联负反馈适用于信号源
11、内阻大的电流源。第13页,共55页,编辑于2022年,星期一 3.1.2 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响 1.提高了放大倍数的稳定性提高了放大倍数的稳定性 2.展宽通频带展宽通频带 3.减小非线性失真减小非线性失真 4.负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响 5.负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响第14页,共55页,编辑于2022年,星期一思考题思考题 1.什么是正反馈、负反馈、什么是正反馈、负反馈、电压反馈、电流反馈、串联电压反馈、电流反馈、串联反馈、并联反馈反馈、并联反馈?如何区分这如何区分这些不同类型的反馈些不同类型的反馈?第15页,共55页,编辑于2022
12、年,星期一3.2 集成运算放大器集成运算放大器3.2.1 差动放大电路差动放大电路 1.直接耦合放大器中的特殊问题直接耦合放大器中的特殊问题一一一一是级间互相影响问题是级间互相影响问题是级间互相影响问题是级间互相影响问题二二二二是零点漂移问题是零点漂移问题是零点漂移问题是零点漂移问题第16页,共55页,编辑于2022年,星期一 2.差动放大器差动放大器(1)基本差动放大器的组成及抑制零漂的)基本差动放大器的组成及抑制零漂的原理原理基本差动放大器基本差动放大器基本差动放大器基本差动放大器第17页,共55页,编辑于2022年,星期一 2.差动放大器差动放大器(2)共模信号与差模信号)共模信号与差模
13、信号当两个输入信号电压既非共模,又非差模,而是当两个输入信号电压既非共模,又非差模,而是当两个输入信号电压既非共模,又非差模,而是当两个输入信号电压既非共模,又非差模,而是任意的两个信号,分析这类信号时,可先将它们任意的两个信号,分析这类信号时,可先将它们任意的两个信号,分析这类信号时,可先将它们任意的两个信号,分析这类信号时,可先将它们分解成共模信号和差模信号,然后再去处理。其分解成共模信号和差模信号,然后再去处理。其分解成共模信号和差模信号,然后再去处理。其分解成共模信号和差模信号,然后再去处理。其中差模信号是两个输入信号之差,共模信号是两中差模信号是两个输入信号之差,共模信号是两中差模信
14、号是两个输入信号之差,共模信号是两中差模信号是两个输入信号之差,共模信号是两个输入信号的平均值。个输入信号的平均值。个输入信号的平均值。个输入信号的平均值。第18页,共55页,编辑于2022年,星期一 3.共模抑制比共模抑制比共模抑制比越大,差动放共模抑制比越大,差动放大器放大差模信号(有用大器放大差模信号(有用信号)的能力越强,抑制信号)的能力越强,抑制共模信号(无用信号)的共模信号(无用信号)的能力也越强。也就是说共能力也越强。也就是说共模抑制比越大越好。模抑制比越大越好。第19页,共55页,编辑于2022年,星期一 4.差动放大电路的四种接法差动放大电路的四种接法(1)双端输入、双端输出
15、)双端输入、双端输出第20页,共55页,编辑于2022年,星期一 4.差动放大电路的四种接法差动放大电路的四种接法(2)双端输入、单端输出)双端输入、单端输出(3)单端输入、双端输出)单端输入、双端输出(4)单端输入、单端输出)单端输入、单端输出小知识小知识小知识小知识 不论何种输入方式,只要是双端输出,其差模放大不论何种输入方式,只要是双端输出,其差模放大倍数就等于单管放大倍数,输出电阻就等于倍数就等于单管放大倍数,输出电阻就等于2R2RC C;只只只只要是单端输出,差模放大倍数及输出电阻均减少一半。要是单端输出,差模放大倍数及输出电阻均减少一半。要是单端输出,差模放大倍数及输出电阻均减少一
16、半。要是单端输出,差模放大倍数及输出电阻均减少一半。另外,输入方式对输入电阻无影响。另外,输入方式对输入电阻无影响。另外,输入方式对输入电阻无影响。另外,输入方式对输入电阻无影响。第21页,共55页,编辑于2022年,星期一第22页,共55页,编辑于2022年,星期一5.差动放大电路的改进差动放大电路的改进第23页,共55页,编辑于2022年,星期一 6.电流源电路电流源电路第24页,共55页,编辑于2022年,星期一 3.2.2 集成运算放大电路(简称集成运放)的简集成运算放大电路(简称集成运放)的简介介1.电路结构电路结构第25页,共55页,编辑于2022年,星期一 3.2.2 集成运算放
17、大电路(简称集成运放)的简集成运算放大电路(简称集成运放)的简介介2.符号与引脚符号与引脚第26页,共55页,编辑于2022年,星期一 3.2.2 集成运算放大电路(简称集成运放)的集成运算放大电路(简称集成运放)的简介简介3.集成运算放大器的主要参数集成运算放大器的主要参数输入失调电压输入失调电压UOSOS输入失调电流输入失调电流IOSOS输入偏置电流输入偏置电流IB B 开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数Aodod共模抑制比共模抑制比KCMRCMR最大差模输入电压最大差模输入电压Uidmidm最大共模输入电压最大共模输入电压Uicmicm第27页,共55页,编辑于2022年,星期一思
18、考题思考题1.什么是零点漂移什么是零点漂移?什么是差模信号什么是差模信号?什么是什么是共模信号共模信号?2.差动放大器是如何抑制零漂的差动放大器是如何抑制零漂的?3.带恒流源的差动放大器是如何提高共模抑带恒流源的差动放大器是如何提高共模抑制比的制比的?第28页,共55页,编辑于2022年,星期一 3.3 集成运算放大器的基本运算电路集成运算放大器的基本运算电路 3.3.1 理想运算放大器的特点理想运算放大器的特点 1.集成运放的理想化条件集成运放的理想化条件开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数A Aodod=;=;输入电阻输入电阻输入电阻输入电阻r
19、ridid=;=;输出电阻输出电阻输出电阻输出电阻r ro o=0;=0;共模抑制比共模抑制比共模抑制比共模抑制比K KCMRCMR=;=;失调电压、失调电流均为零失调电压、失调电流均为零失调电压、失调电流均为零失调电压、失调电流均为零;上限频率上限频率上限频率上限频率f fH H=。第29页,共55页,编辑于2022年,星期一2.理想运算放大器的特点理想运算放大器的特点(1)线性区)线性区两条重要特点两条重要特点1“虚断虚断”“虚断虚断”只是指输入端电流趋近于零,只是指输入端电流趋近于零,而不是输入端真的断开。而不是输入端真的断开。2“虚短虚短”两点并非真正短路。两点并非真正短路。第30页,
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