负反馈放大器及集成运算放大器.ppt
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1、第第3 3章章 负反馈放大器及集成运算放大器负反馈放大器及集成运算放大器本章导读本章导读本章导读本章导读本章介绍了反馈的基本概念和结构,反馈类型的本章介绍了反馈的基本概念和结构,反馈类型的本章介绍了反馈的基本概念和结构,反馈类型的本章介绍了反馈的基本概念和结构,反馈类型的分类及判别。由负反馈的四种基本组态出发,讨论分类及判别。由负反馈的四种基本组态出发,讨论分类及判别。由负反馈的四种基本组态出发,讨论分类及判别。由负反馈的四种基本组态出发,讨论负反馈对放大电路的影响。负反馈对放大电路的影响。负反馈对放大电路的影响。负反馈对放大电路的影响。介绍了基本差动放大电路的组成、分析及放大介绍了基本差动放
2、大电路的组成、分析及放大介绍了基本差动放大电路的组成、分析及放大介绍了基本差动放大电路的组成、分析及放大电路的改进电路的改进电路的改进电路的改进;集成运算放大器的电路结构、符号及集成运算放大器的电路结构、符号及集成运算放大器的电路结构、符号及集成运算放大器的电路结构、符号及参数参数参数参数;集成运算放大器的基本电路的分析及应用集成运算放大器的基本电路的分析及应用集成运算放大器的基本电路的分析及应用集成运算放大器的基本电路的分析及应用;振振振振荡器的自激条件及荡器的自激条件及荡器的自激条件及荡器的自激条件及RCRC振荡器和振荡器和振荡器和振荡器和LCLC振荡器。振荡器。振荡器。振荡器。3.1 负
3、反反馈放大器放大器3.1.1 反反馈的基本概念与的基本概念与组态 1.反反馈的基本概念的基本概念将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全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,部,通过某一电路送回输入端,部,通过某一电路送回输入端,部,通过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。具有反。具有反。具有反馈作用的放大器馈作用的放大器馈作用的放大器馈作用的放大器叫反馈放大器叫反馈放大器叫反馈放大器叫反馈放大器。反馈到输入回路的。反馈到输入回路的。反馈到输入
4、回路的。反馈到输入回路的信号信号信号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。由输出信号形成反馈信号的电。由输出信号形成反馈信号的电。由输出信号形成反馈信号的电。由输出信号形成反馈信号的电路路路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。构成反馈网络的元件。构成反馈网络的元件。构成反馈网络的元件。构成反馈网络的元件叫叫叫叫反馈元件反馈元件反馈元件反馈元件。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比叫反馈系数叫反馈系数叫反馈系数叫反馈系数。如果反馈信号削弱了输入信号使放大电路的净输入如果反馈信
5、号削弱了输入信号使放大电路的净输入如果反馈信号削弱了输入信号使放大电路的净输入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减小,导致电路的放大倍数降低的反馈减小,导致电路的放大倍数降低的反馈减小,导致电路的放大倍数降低的反馈称为负反馈,称为负反馈,称为负反馈,称为负反馈,反之,则为正反馈反之,则为正反馈反之,则为正反馈反之,则为正反馈。2.反反馈放大器的放大器的结构构负负反反反反馈馈放大放大放大放大电电路的路的路的路的结结构构构构分分分分为为两部分两部分两部分两部分:一个一个一个一个是基本放大是基本放大是基本放大是基本放大电电路路路路;另一个另一个另一个另一个
6、就是反就是反就是反就是反馈电馈电路(或路(或路(或路(或称反称反称反称反馈馈网网网网络络)。)。)。)。通常用反通常用反通常用反通常用反馈环馈环方框方框方框方框图图表示。表示。表示。表示。(1)正反)正反馈与与负反反馈(2)直流反)直流反馈与交流反与交流反馈(3)电压反反馈与与电流反流反馈(4)串)串联反反馈与并与并联反反馈反馈的分类反馈的分类反馈的分类反馈的分类4.反反馈类型的判型的判别(1 1)正、)正、)正、)正、负负反反反反馈馈的判的判的判的判别别判判判判别别反反反反馈馈的正的正的正的正负负通常采用瞬通常采用瞬通常采用瞬通常采用瞬时时极性法。极性法。极性法。极性法。这这种方法种方法种方
7、法种方法是首先假定是首先假定是首先假定是首先假定输输入信号入信号入信号入信号为为某一瞬某一瞬某一瞬某一瞬时时极性(一般极性(一般极性(一般极性(一般设为设为对对地地地地为为正的极性),然后由各正的极性),然后由各正的极性),然后由各正的极性),然后由各级输级输入、入、入、入、输输出之出之出之出之间间的相位关系,分的相位关系,分的相位关系,分的相位关系,分别别推出其他有关各点的瞬推出其他有关各点的瞬推出其他有关各点的瞬推出其他有关各点的瞬时时极性极性极性极性(用(用(用(用“+”+”表示升高,用表示升高,用表示升高,用表示升高,用“-”-”表示降低),最后看反表示降低),最后看反表示降低),最后
8、看反表示降低),最后看反馈馈到到到到输输入端的作用是加入端的作用是加入端的作用是加入端的作用是加强强了了了了还还是削弱了是削弱了是削弱了是削弱了净输净输入信入信入信入信号。使号。使号。使号。使净输净输入信号加入信号加入信号加入信号加强强了的了的了的了的为为正反正反正反正反馈馈,削弱的,削弱的,削弱的,削弱的为为负负反反反反馈馈。4.反反馈类型的判型的判别(2)交流反)交流反馈与直流反与直流反馈的判的判别 判判别交流反交流反馈与直流反与直流反馈主要是从反主要是从反馈网网络(反(反馈元件)上来元件)上来观察,若反察,若反馈支路支路中,只有交流信号中,只有交流信号为交流反交流反馈,只有直流,只有直流
9、信号信号为直流反直流反馈,两者同,两者同时存在存在为交、直交、直流反流反馈。4.反反馈类型的判型的判别(3)电压、电流反流反馈的判的判别 判断判断电压、电流反流反馈,一是看,一是看输出取出取样信号是信号是电压还是是电流,反流,反馈信号与什么信号与什么输出量成正比,就是什么反出量成正比,就是什么反馈。二是采取。二是采取负载电阻阻RL L 短路法来判断,也就是使短路法来判断,也就是使输出出电压为零。此零。此时若原来是若原来是电压反反馈,则反反馈信号一定随信号一定随输出出电压为零而消失零而消失;若若电路中路中仍然有反仍然有反馈存在,存在,则原来的反原来的反馈应该是是电流反流反馈。4.反反馈类型的判型
10、的判别(4)串)串联、并、并联反反馈的判的判别 判断串判断串联、并、并联反反馈,一是看反,一是看反馈信号信号与与输入信号在入信号在输入回路中是以入回路中是以电压形式叠形式叠加,加,还是以是以电流形式叠加,前者流形式叠加,前者为串串联反反馈,后者,后者为并并联反反馈。二是反。二是反馈节点点对地地短路法,当反短路法,当反馈节点点对地短路地短路时,输入信入信号不能加号不能加进基本放大器,基本放大器,则为并并联反反馈;否否则为串串联反反馈。5.负反反馈放大器的四种放大器的四种组态(1)电压串串联负反反馈 5.负反反馈放大器的四种放大器的四种组态(2)电压并并联负反反馈 5.负反反馈放大器的四种放大器的
11、四种组态(3)电流串流串联负反反馈 5.负反反馈放大器的四种放大器的四种组态(4)电流并流并联负反反馈小知小知识 信号源内阻信号源内阻对于于负反反馈的效果是有影响的。的效果是有影响的。串串联负反反馈适用于信号源内阻小的适用于信号源内阻小的电压源源;并并联负反反馈适用于信号源内阻大的适用于信号源内阻大的电流源。流源。3.1.2 负反反馈对放大放大电路的影响路的影响 1.提高了放大倍数的提高了放大倍数的稳定性定性 2.展展宽通通频带 3.减小非减小非线性失真性失真 4.负反反馈对输入入电阻的影响阻的影响 5.负反反馈对输出出电阻的影响阻的影响思考思考题 1.什么是正反什么是正反馈、负反反馈、电压反
12、反馈、电流反流反馈、串、串联反反馈、并、并联反反馈?如何区分如何区分这些不同些不同类型的反型的反馈?3.2 集成运算放大器集成运算放大器3.2.1 差差动放大放大电路路 1.直接耦合放大器中的特殊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 2.差差动放大器放大器(1)基本差)基本差动放大器的放大器的组成及抑制零漂的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 2.差差动放大器放大器(2)共模信号与差模信号)共模信号与差模信号当两个输入
13、信号电压既非共模,又非差模,当两个输入信号电压既非共模,又非差模,当两个输入信号电压既非共模,又非差模,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,而是任意的两个信号,分析这类信号时,而是任意的两个信号,分析这类信号时,而是任意的两个信号,分析这类信号时,可先将它们分解成共模信号和差模信号,可先将它们分解成共模信号和差模信号,可先将它们分解成共模信号和差模信号,可先将它们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然后再去处理。其中差模信号是两个输入然后再去处理。其中差模信号是两个输入然后再去处理。其中差模信号是两个输入信号之差,共模信号是两个输
14、入信号的平信号之差,共模信号是两个输入信号的平信号之差,共模信号是两个输入信号的平信号之差,共模信号是两个输入信号的平均值。均值。均值。均值。3.共模抑制比共模抑制比共模抑制比越大,差共模抑制比越大,差动放放大器放大差模信号(有用大器放大差模信号(有用信号)的能力越信号)的能力越强,抑制,抑制共模信号(无用信号)的共模信号(无用信号)的能力也越能力也越强。也就是。也就是说共共模抑制比越大越好。模抑制比越大越好。4.差差动放大放大电路的四种接法路的四种接法(1)双端)双端输入、双端入、双端输出出 4.差差动放大放大电路的四种接法路的四种接法(2)双端)双端输入、入、单端端输出出(3)单端端输入、
15、双端入、双端输出出(4)单端端输入、入、单端端输出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,其差模放不论何种输入方式,只要是双端输出,其差模放不论何种输入方式,只要是双端输出,其差模放不论何种输入方式,只要是双端输出,其差模放大倍数就等于单管放大倍数,输出电阻就等于大倍数就等于单管放大倍数,输出电阻就等于大倍数就等于单管放大倍数,输出电阻就等于大倍数就等于单管放大倍数,输出电阻就等于2R2RC C ;只要是单端输出,差模放大倍数及输出电阻均减只要是单端输出,差模放大倍数及输出电阻均减只要是单端输出,差模放大倍数及输出电阻均减只要是单端输出,差模放大倍数及输出电阻均减少一半。
16、另外,输入方式对输入电阻无影响。少一半。另外,输入方式对输入电阻无影响。少一半。另外,输入方式对输入电阻无影响。少一半。另外,输入方式对输入电阻无影响。5.差差动放大放大电路的改路的改进 6.电流源流源电路路 3.2.2 集成运算放大集成运算放大电路(路(简称集成运放)称集成运放)的的简介介1.电路路结构构 3.2.2 集成运算放大集成运算放大电路(路(简称集成运放)称集成运放)的的简介介 3.2.2 集成运算放大集成运算放大电路(路(简称集成运放)称集成运放)的的简介介输入失入失调电压UOSOS输入失入失调电流流IOSOS输入偏置入偏置电流流IB B 开开环差模差模电压放大倍数放大倍数Aod
17、od共模抑制比共模抑制比KCMRCMR最大差模最大差模输入入电压Uidmidm最大共模最大共模输入入电压Uicmicm思考思考题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.差差动放大器是如何抑制零漂的放大器是如何抑制零漂的?3.带恒流源的差恒流源的差动放大器是如何提高共模抑放大器是如何提高共模抑制比的制比的?3.3 集成运算放大器的基本运算集成运算放大器的基本运算电路路 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
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- 负反馈 放大器 集成 运算放大器
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