第六章 放大电路中的反馈.ppt

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1、第六章第六章 放大电路中的放大电路中的反馈反馈第六章 放大电路中的反馈第六章 放大电路中的反馈目 录6.1 反馈基本概念6.2 四种反馈组态6.3 负反馈对放大器性能的影响规律第六章 放大电路中的反馈6.1反馈基本概念(P248)本章教学要求:掌握反馈概念,反馈作用会判断反馈，会引反馈6.1.1什么是反馈一、信号在电路中传输路径1有三种传输路径：直通 信号未经放大直接到达输出端，是不允许的正向传输 信号经放大后到达输出回路 反向传输目录目录第六章 放大电路中的反馈6.1反馈基本概念2反馈定义（P249）将放大器OUT回路里的电信号（电压或电流），按一定方式反向送到IN回路里，去影响原有输入信号

2、（电压或电流），称反馈二、有关反馈的各种术语(P249)1闭环 有反馈的电路，称闭环2开环 无反馈的电路，称开环 3反馈通路 信号反向传输路径，称反馈通路。反馈通路由无源元件、有源器件或放大器构成。4取样信号 从Amp送入反馈通路的信号 5反馈信号Xf 反馈通路的输出信号 6反馈节点 反馈通路与输入回路的连接点（P点）目录目录第六章 放大电路中的反馈6.1反馈基本概念三、怎样判断电路中有无反馈 方法：看是否存在反馈通路,有则有；无则无.四、正反馈和负反馈(P249)设Xi为Amp输入信号,XO为输出信号 定义 在Xi恒定条件下若XfXiXO，称负反馈 若XfXiXO，称正反馈 2判断正反馈和负

3、反馈的方法：瞬时极性法先设Xi极性，找XO极性、Xf极性、Xf与Xi极性相对比：XfXiXO，是负反馈 XfXiXO，是正反馈例题6.1-1 判断图中有无反馈及反馈极性？目录目录第六章 放大电路中的反馈6.1反馈基本概念五、直流反馈和交流反馈(P249)1.定义：DC反馈是指Xf是直流量 AC反馈是指Xf是交流量 2判断方法：看反馈通路中存在的电容类型 存在串连电容的必为交流反馈 存在旁路电容的必为直流反馈 无电容，则交、直反馈共存目录目录第六章 放大电路中的反馈6.1反馈基本概念例题6.1-2 判断图中存在的直流还是交流反馈？目录目录第六章 放大电路中的反馈6.1反馈基本概念六、本级反馈与级

4、间反馈 1本级（单级）反馈：只存在于本级电路中。2级间（多级）反馈：是指反馈通路跨接于几级放大器之间。例题6.1-3 判断图中存在的反馈何处存在反馈？正、负反馈？是本级反馈还是级间反馈？目录目录第六章 放大电路中的反馈6.1反馈基本概念6.1.2反馈放大器的基本方程式(P261/263)一、反馈放大器的框图表示法1、任何反馈放大器都可抽象为由两部分组成 基本放大器（不存在反馈的放大器，但要考虑反馈电路的影响）反馈网络（反馈电路）目录目录第六章 放大电路中的反馈6.1反馈基本概念2定义：净输入信号 Xi(j)=Xi(j)Xf(j)-(3.1-1)表明负反馈 反馈系数 F(j)=Xf(j)/XO(

5、j)-(3.1-2)开环增益（基本放大器增益）A(j)=XO(j)/Xi(j)-(3.1-3)闭环增益 Af(j)=XO(j)/Xi(j)-(3.1-4)目录目录第六章 放大电路中的反馈6.1反馈基本概念二、推导反馈基本关系式1 Xi(j)与Xi(j)关系式 Xi(j)=Xi(j)/1+A(j)F(j)-(3.1-5)表明负反馈使IN信号Xi(j)减小了1+A(j)F(j)倍证明：Xi(j)=Xi(j)+Xf(j)=Xi(j)+F(j)XO(j)=Xi(j)+F(j)A(j)Xi(j)整理后得证。2推导反馈基本方程式(开环增益与闭环增益关系式)Af(j)=XO(j)/Xi(j)=A(j)/1+

6、A(j)F(j)-（3.1-7）该式表明负反馈使开环增益A(j)减小了1+A(j)F(j)倍目录目录第六章 放大电路中的反馈6.1反馈基本概念证明：由式（3.1-3）得 XO(j)=Xi(j)A(j)由式（3.1-6）得 Xi(j)=Xi(j)1+A(j)F(j)得证。讨论：1+A()F()A()称正反馈；1+A()F()1时，Af()1时，Af()=1/F()称深负反馈。从上可见，负反馈所引起的变化都与1+A(j)F(j)有关把1+A()F()称为反馈深度目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态基本放大器和反馈网络，各自有两个IN端和两个OUT端，当它们相连时有四种可能组合，于是

7、形成四种反馈组态。组态判断1，组态判断26.2.1 电压串联负反馈(P254)一、典型电路目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态二、什么叫电压反馈 1是从OUT回路观察的反馈形式 2基本特征 取样信号为电压量 XfUO OUT回路网络并联 3判断电压、电流反馈方法负载短路法：将RL两端短路，若Xf消失了，是电压反馈，否则是电流反馈。目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态例题6.2-1 判断图622存存在在的的反馈是电压还是电流反馈？解：将RL短路 UO=0Xf=Uf=0，所以是电压反馈.目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态三、什么叫串联反馈 1是从I

8、N回路观察的反馈形式 2基本特征 Xf为电压信号 IN回路电压求和，即Ui=Ui-UfIN回路网络互串。3判断串、并联反馈的方法反馈节点短路法：将反馈节点对地短路，若IN信号能进入Amp的IN回路，则是串联反馈,否则就是并联反馈。目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态例题6.2-2 判断图中是串联还是并联反馈?4.源内阻RS对串联反馈的影响 RS越 小,串 反 效 果 越 好,RS=0效果最佳。目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态四、基本关系式（P262）F=Xf/XO=Uf/UO-电压反馈系数，记作Fu A=XO/Xi=UO/Ui开环电压增益，记作Au Af=X

9、O/Xi=UO/Ui-闭环电压增益，记作AuF 五、电压串联负反馈特征（P262）1四个信号（Xi,Xi,Xf,XO）均为电压量。2传输函数为电压增益，等效为VCVS（受控恒压源）。3IN回路网络串联;OUT回路网络并联。目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态6.2.2电压并联负反馈(P256)一、典型电路 二、判断图中电路存在的反馈类型电压、电流、串联、并联反馈？目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态三、什么叫并联反馈 1是从IN回路观察的反馈形式 2基本特征IN回路网络并联 Xf为电流信号IN回路中以电流信号求和，Ii,=IiIf 3源内阻RS对并联反馈的影响

10、RS越大反馈效果越好，RS=效果最佳。目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态四、基本关系式（P262）F=Xf/XO=If/UO-量纲S，互导互导反馈系数，记作FG A=XO/Xi=UO/Ii,-量纲，开环开环互阻增益，记作AR Af=XO/Xi=UO/Ii-量纲，闭环互阻增益，记作ARF五、压并反馈特征1四信号中：XO为电压量，余为电流量。2传输函数为互阻增益。等效为ICVS3IN或OUT回路中网络互并目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态6.2.3电流串联负反馈一、典型电路(P256)二、判断图中存在的反馈类型电压、电流、串联、并联反馈？目录目录第六章 放大电路

11、中的反馈6.2 四种反馈组态三什么叫电流反馈 1是从OUT回路观察的反馈形式 2基本特征 取样信号为电流量 XfIO OUT回路网络串联目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态四、基本关系式 F=Xf/XO=Uf/IO-量纲，互阻反馈系数，记作FR A=XO/Xi=IO/Ui-量纲S，开环互导增益，记作AG Af=XO/Xi=IO/Ui-量纲S，闭环互导增益，记作AGF五、流、串反馈基本特征1四信号中Xo为电流量，余为电压量2传输函数为互导增益，等效为VCCS3IN或OUT回路网络互串4.电流串联负反馈构成互导Amp、V/I转换器。目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组

12、态6.2.4电流并联反馈一、典型电路(P265)二、判断图中存在的反馈类型（电压、电流、串联、并联反馈？）目录目录第六章 放大电路中的反馈6.2 四种反馈组态三、基本关系式F=Xf/XO=If/IO-电流反馈系数，记作FI A=XO/Xi=IO/Ii,-开环电流增益，记作AIAf=XO/Xi=IO/Ii-闭环电流增益，记作AIF四电流并联反馈特征1四信号为电流量2传输函数为电流增益，等效为ICIS。3IN回路网络互并,OUT回路网络互串目录目录第六章 放大电路中的反馈6.3 负反馈对放大器性能的影响规律(P272)6.3.1 稳定增益(P272)一、什么叫放大器增益稳定性 是指增益按设定值保持

13、恒定的特性 开环放大器增益稳定性较差，其增益会随电源电压波动、负载变化、元器件参数变化和周围环境温度变化而变化，这对放大器正常工作是不利的。目录目录第六章 放大电路中的反馈6.3 负反馈对放大器性能的影响规律二提高增益稳定性原理1定性分析 当深负反馈时|Af(j)|=|1/F(j)|此式表明|Af(j)|值仅与|F(j)|有关,只要|F(j)|恒定，|Af(j)|值就保持不变。|Af(j)|值与开环增益|A(j)|无关，即与上述诸因素变化无关。结论：闭环增益是稳定的目录目录第六章 放大电路中的反馈6.3 负反馈对放大器性能的影响规律2基本关系式（证明见P272/273）（dAf/Af）=（dA

14、/A）/（1+AF）dA 是开环增益A因某种原因产生的变化量 dA/A 是相对变化量 dAf 是闭环增益 Af随之产生的变化量 dAf/Af 为相对变化量对于负反馈 (1+AF)1,所以 （dAf/Af）Ri。2.基本关系式(证明P273/4）Rif=Ri(1+AF)=Ri(1+AuFu)压/串负反馈 =Ri(1+AGFR)流/串负反馈目录目录第六章 放大电路中的反馈6.3 负反馈对放大器性能的影响规律 二、并联负反馈能减小输入电阻(P274)1.减小输入电阻原理 两个电阻相并后总阻值，一定小于任何一个阻值。而并联反馈是两个网络相并联，因此，RifRi 2.基本关系式Rif=Ri/(1+AF)

15、=Ri/(1+ARFG)电压并联负反馈 =Ri/(1+AIFI)电流并联负反馈目录目录第六章 放大电路中的反馈6.3 负反馈对放大器性能的影响规律三、电压负反馈能减小输出电阻（P275）1.减小输出电阻原理 电压负反馈能使电压增益恒定，表明输出电阻小。电压反馈是两个网络相并联，因此，ROfRo2、基本关系式 Rof=RO(1+AF)目录目录第六章 放大电路中的反馈6.3 负反馈对放大器性能的影响规律结论1负反馈在电路中所起的重要作用是1.稳定直流工作点2.改善交流性能（见上面分析）2负反馈改善放大器交流性能的同时也牺牲了增益3根据需求引入相应负反馈规则 自学（P280）做到会根据给定要求引负反

16、馈。目录目录第六章 放大电路中的反馈6.3 负反馈对放大器性能的影响规律6.4负反馈放大器工作稳定性（P308）1放大器工作稳定性概念1、是指放大器工作时不产生自激。自激使指没有输入信号时也能产生输出的现象。2、自激会破坏放大器正常工作，是不允许的。3、当负反馈过深，即（1+AF）1时，负反馈变成正反馈 就产生就产生自激自激。目录目录第六章 放大电路中的反馈6.3 负反馈对放大器性能的影响规律二、负反馈放大器工作稳定性的判定方法（P284）三、如何提高负反馈放大器工作稳定性（P313）1、控制反馈深度即（1+AF）取值合适。2、在电路中加补偿措施，即加电容或电容与电阻复合网络破坏自激（P286），由实验决定。目录目录第六章 放大电路中的反馈第六章结束第六章 放大电路中的反馈瞬时极性法返回返回第六章 放大电路中的反馈反馈组态的判断（一）返回返回第六章 放大电路中的反馈反馈组态的判断（二）返回返回第六章 放大电路中的反馈负反馈对放大器性能的影响返回返回第六章 放大电路中的反馈