电子电路负反馈精选文档.ppt
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1、电子电路负反馈本讲稿第一页,共四十六页17.1 反馈的基本概念反馈的基本概念1.开环与闭环开环与闭环电电路路中中只只有有正正向向传传输输,没没有有反反向向传传输输,称为称为开环状态。开环状态。正向传输正向传输信号从输入端到输信号从输入端到输出端的传输出端的传输反向传输反向传输信号从输出信号从输出端到输入端的传输端到输入端的传输既既有有正正向向传传输输,又又有有反反馈馈 称称为为闭闭环状态环状态。信号的正向信号的正向传输传输信号的正向信号的正向传输传输反馈传输反馈传输(通通路路)(反馈网络)(反馈网络)本讲稿第二页,共四十六页基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F放大放大:迭加:迭加:1.
2、什么是放大电路中的负反馈什么是放大电路中的负反馈A称为开环放称为开环放大倍数大倍数+反馈反馈:AF称为闭环放大倍数称为闭环放大倍数AF=Xo/Xi输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号F称为反馈系数称为反馈系数17.1.1 负反馈与正反馈负反馈与正反馈负反馈放大器负反馈放大器反反馈馈将将电电子子系系统统输输出出回回路路的的电电量量(电电压压或或电电流流),以以一一定定的的方方式式送送回到输入回路的过程。回到输入回路的过程。本讲稿第三页,共四十六页一般负反馈一般负反馈称为反馈深度称为反馈深度深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈自激振荡自激振荡(5)在深度负反馈条件下在深
3、度负反馈条件下反馈对放大电路工作性能的影响反馈对放大电路工作性能的影响本讲稿第四页,共四十六页例:基本放大器,无反馈,净输入量例:基本放大器,无反馈,净输入量ube=ui,电压放大倍数为:,电压放大倍数为:2.负反馈与正反馈负反馈与正反馈负反馈负反馈输入量不变时,引入反馈后使净输入量减小,放大输入量不变时,引入反馈后使净输入量减小,放大倍数减小。倍数减小。引入反馈后,净输入量引入反馈后,净输入量ube=ui-uf,电压放大倍数为:电压放大倍数为:可见,净输入量减小,放大倍数减小,所以是负反馈。可见,净输入量减小,放大倍数减小,所以是负反馈。正反馈正反馈输入量不变时,引入反馈后使净输入量增加,放
4、大倍输入量不变时,引入反馈后使净输入量增加,放大倍数增加。数增加。本讲稿第五页,共四十六页17.1.2 17.1.2 负反馈与正反馈的判别方法负反馈与正反馈的判别方法用用“瞬时极性法瞬时极性法”判断反馈极性:判断反馈极性:假设某一瞬时,在放大电路的输入端加假设某一瞬时,在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号,按信号传输方入一个正极性的输入信号,按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性,直至判断向依次判断相关点的瞬时极性,直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小,则为负反馈;反瞬时极性使净输入减小,则为负反馈;反之为正反馈。之为正反馈
5、。本讲稿第六页,共四十六页负反馈类型有四种组态负反馈类型有四种组态:电压串联负反馈电压串联负反馈 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17.2 放大电路中的负反馈本讲稿第七页,共四十六页一一.电压串联负反馈电压串联负反馈根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路为根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路为电压串联负反馈电压串联负反馈从输入端看从输入端看,有:有:ud=ui-uf故为串联负反馈。故为串联负反馈。用用“瞬时极性法瞬时极性法”判断反馈极性:判断反馈极性:假设某一瞬时,在放大电路的输入端加入假设某一瞬时,在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信
6、号,按信号传输方向依次一个正极性的输入信号,按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性,直至判断出反馈信号判断相关点的瞬时极性,直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小,则为负反馈;反之为正反馈。入减小,则为负反馈;反之为正反馈。反馈电压:反馈电压:因为反馈量与输出电压成比例,所以称电压反馈。因为反馈量与输出电压成比例,所以称电压反馈。本讲稿第八页,共四十六页二二.电压并联负反馈电压并联负反馈根据瞬时极性判断是根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路负反馈,所以该电路为为电压并联负反馈电压并联负反馈。id=ii-if从输入端看有:从输入端
7、看有:因为反馈量与输出电压成比例,所以是电压反馈。因为反馈量与输出电压成比例,所以是电压反馈。反馈电流:反馈电流:故为并联负反馈故为并联负反馈。本讲稿第九页,共四十六页三三.电流并联负反馈电流并联负反馈根据瞬时极性判断是负根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路为反馈,所以该电路为电电流串联负反馈。流串联负反馈。又因为又因为在输入端有在输入端有:id=ii-if 反馈电流:反馈电流:因为反馈量与输出电流成比例,所以是电流反馈。因为反馈量与输出电流成比例,所以是电流反馈。故为并联负反馈。故为并联负反馈。本讲稿第十页,共四十六页四四.电流串联负反馈电流串联负反馈 反馈电压:反馈电压:uf=ioRf根据
8、瞬时极性判断是负反根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路为馈,所以该电路为电流串电流串联负反馈联负反馈ud=ui-uf又因为又因为在输入端有在输入端有因为反馈量与输出电流成比例,所以是电流反馈。因为反馈量与输出电流成比例,所以是电流反馈。故为串联负反馈。故为串联负反馈。本讲稿第十一页,共四十六页为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量要稳定直流量引入直流负反馈引入直流负反馈 要稳定交流量要稳定交流量引入交流负反馈引入交流负反馈 要稳定输出电压要稳定输出电压引入电压负反馈引入电压负反馈 要稳定输出电流要稳定输出电流引入电流负反馈引入电流负反馈 要增大输入电阻要增大
9、输入电阻引入串联负反馈引入串联负反馈 要减小输入电阻要减小输入电阻引入并联负反馈引入并联负反馈本讲稿第十二页,共四十六页负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减少非线性失真减少非线性失真 扩展频带扩展频带 改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻 在放大器中引入负反馈在放大器中引入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数 使放大器的性能得以改善:使放大器的性能得以改善:本讲稿第十三页,共四十六页a.提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性闭环时闭环时则则只考虑幅值有只考虑幅值有即闭环增益相对变化量比开环减小了即闭环增益相对变化量比开环减小了1+
10、AF倍倍另一方面另一方面:在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下 即即闭闭环环增增益益只只取取决决于于反反馈馈网网络络。当当反反馈馈网网络络由由稳稳定定的的线线性性元元件件组组成时,闭环增益将有很高的稳定性。成时,闭环增益将有很高的稳定性。本讲稿第十四页,共四十六页b.改善放大器的非线性失真改善放大器的非线性失真Auiufuiuoud加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后AF+失真失真改善改善uouo本讲稿第十五页,共四十六页(1)通频带:)通频带:(2 2)带宽)带宽-增益积:增益积:fbwAumBJT BJT 一旦确定,一旦确定,带宽增益积基本为常数带宽增益积基本为常数5.频率失真频率失真由于放大
11、器对不同频率信号的放大倍数不同而产生由于放大器对不同频率信号的放大倍数不同而产生的失真。的失真。两个频率响应指标:两个频率响应指标:f-180fHfL-225-270ffHfL-20dB/十倍频程十倍频程-135-9020dB/十倍频程十倍频程本讲稿第十六页,共四十六页c.c.扩展放大器的通频带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。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: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:有反馈时放大器的通频带:fbwf=f HffLf f Hf可以证明:可以证明:fbw
12、f=(1+AF)fbw020lg|A|(dB)F(Hz)Am fL fH fLf fHf Amf本讲稿第十七页,共四十六页一一.产生自激振荡的条件产生自激振荡的条件fidXXX-=改成正反馈改成正反馈只有正反馈电路才能产生自激振荡。只有正反馈电路才能产生自激振荡。17.3 17.3 振荡电路中的正反馈振荡电路中的正反馈+Xi f基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FX+doXX本讲稿第十八页,共四十六页如果:如果:,ifXX=则去掉则去掉,iX仍有信号输出。仍有信号输出。反馈信号代替了放大反馈信号代替了放大电路的输入信号。电路的输入信号。Xi+f基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FX+d
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