模电负反馈放大电路课件.ppt

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1、1 半导体器件半导体器件 2 放大器分析基础放大器分析基础3 频率响应频率响应4 低频功率放大器低频功率放大器5 负反馈放大电路负反馈放大电路6 集成运算放大器集成运算放大器7 集成运算放大器的应用集成运算放大器的应用8 直流电源直流电源*电路仿真电路仿真课程内容课程内容 56学时学时 3.5学分学分本章主要内容本章主要内容定义：定义：反馈，瞬时极性法，正反馈与负反馈，反馈，瞬时极性法，正反馈与负反馈，直流反馈与交流反馈，电压反馈与电流反馈，串直流反馈与交流反馈，电压反馈与电流反馈，串联反馈与并联反馈，反馈电路的增益，深度负反联反馈与并联反馈，反馈电路的增益，深度负反馈馈原理：原理：交流负反馈

2、的四种基本组态及其动态分交流负反馈的四种基本组态及其动态分析；负反馈四种组态对放大电路性能的影响析；负反馈四种组态对放大电路性能的影响方法：方法：判断电路中是否引入了反馈及反馈的性质判断电路中是否引入了反馈及反馈的性质根据需要在放大电路中引入合适的交流负反馈根据需要在放大电路中引入合适的交流负反馈估算深度负反馈条件下的放大倍数估算深度负反馈条件下的放大倍数第第5章章 负反馈放大电路负反馈放大电路5.1 反馈的基础知识反馈的基础知识5.2 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5.3 深度复反馈电路的指标估算深度复反馈电路的指标估算5.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自

3、激振荡5.1 反馈的基础知识反馈的基础知识反馈反馈在电子电路中，输出量的一部分或全在电子电路中，输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，进而部通过一定的电路形式作用到输入回路，进而影响其输入量的措施影响其输入量的措施基本放大电路基本放大电路A A反馈网络反馈网络F F净输入净输入输出量输出量反馈量反馈量输入量输入量X Xi iX Xi iX Xf fX Xo o+-基本放大电路基本放大电路反馈网络反馈网络加法器加法器输入量输入量 输出量输出量 Xi Xo Xo Xf Xi,Xf Xi判断是否存在反馈判断是否存在反馈有反馈通路有反馈通路影响净输入量（反馈至输入端不能接地）影响净输入

4、量（反馈至输入端不能接地）-+uouiR1R2-+uoui-+uouiR反馈的分类及其判断方法反馈的分类及其判断方法正反馈：使放大电路净输入量增大正反馈：使放大电路净输入量增大负反馈：使放大电路净输入量减小负反馈：使放大电路净输入量减小瞬时极性法瞬时极性法规定输入信号对地的瞬时极性规定输入信号对地的瞬时极性逐级判断电流流向和电位极性逐级判断电流流向和电位极性从而得到输出信号的极性从而得到输出信号的极性判断反馈信号的极性判断反馈信号的极性-+uouiR2R1+负反馈负反馈-+uouiR1R2-+if负反馈负反馈+-uouiR2R1-+正反馈正反馈反馈的分类及其判断方法反馈的分类及其判断方法直流反

5、馈：反馈量只含有直流量；稳定静态工作点直流反馈：反馈量只含有直流量；稳定静态工作点交流反馈：反馈量只含有交流量；改善动态指标交流反馈：反馈量只含有交流量；改善动态指标-+uouiR2R1直流反馈直流反馈-+uouiR2R1交流反馈交流反馈反馈的分类及其判断方法反馈的分类及其判断方法交直流正负反馈判断交直流正负反馈判断瞬时极性法，瞬时极性法，典型例典型例+-交直流负反馈交直流负反馈反馈的分类及其判断方法反馈的分类及其判断方法+-负反馈负反馈+-电压反馈：电压反馈：反馈量取自输出电压反馈量取自输出电压放大器、反馈网络、负载在取样端并联放大器、反馈网络、负载在取样端并联令令Uo或或RL=0，反馈量为

6、，反馈量为0电流反馈：电流反馈：反馈量取自输出电流反馈量取自输出电流放大器、反馈网络、负载在取样端串联放大器、反馈网络、负载在取样端串联令令Uo或或RL=0，反馈量不为，反馈量不为0-+uouiRLR1+-+uoiiRLR并联并联串联串联反馈的分类及其判断方法反馈的分类及其判断方法串联反馈：反馈量与串联反馈：反馈量与输入量输入量以电压形式叠加以电压形式叠加信号源、放大器、反馈网络在比较端串联信号源、放大器、反馈网络在比较端串联并联反馈：反馈量与并联反馈：反馈量与输入量输入量以电流形式叠加以电流形式叠加信号源、放大器、反馈网络在比较端并联信号源、放大器、反馈网络在比较端并联-+uouiRLR1+

7、-+uoiiRLR串联串联并联并联反馈的分类及其判断方法反馈的分类及其判断方法简单判别：简单判别：反馈量与输入量加在同一放大器的同一电极，反馈量与输入量加在同一放大器的同一电极，并联反馈；加在不同的电极，则为串联反馈。并联反馈；加在不同的电极，则为串联反馈。反馈电路的增益反馈电路的增益1+AF1，负反馈，负反馈 1+AF1，XiXf，Af=1/F，深度负反馈，深度负反馈1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0 基本放大电路基本放大电路A A反馈网络反馈网络F F净输入净输入输出量输出量反馈量反馈量输入量输入量

8、X Xi iX Xi iX Xf fX Xo o+-5.3 深度负反馈放大电路的指标估算深度负反馈放大电路的指标估算点击跳过点击跳过运放举例运放举例-+uouiRLR1+-R2Uf电压串联负反馈电压串联负反馈-+uouiRLR1+-UfIo电流串联负反馈电流串联负反馈深度负反馈：深度负反馈：1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0-+uoiiRLRIf-+uoiiRLR2+-R1IfIo电压并联负反馈电流并联负反馈深度负反馈：深度负反馈：1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=

9、0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0（1）判断电路中引入的反馈性质）判断电路中引入的反馈性质（2）已知集成运放为理想运放。）已知集成运放为理想运放。R1=10k,R2=100k,RL=5k,R3=2k,求电压放大倍数求电压放大倍数Ausf。-+uouiR3R1+-R2RLUccIo电流串联负反馈电流串联负反馈深度负反馈：深度负反馈：1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0 电流串联负反馈电流串联负反馈Rb1+UCCRcC1C2Rb2ReRLuouiIoP161例例5-5深度负反馈：深度负反馈

10、：1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0 判断反馈性质，并判断反馈性质，并估算闭环电压增益估算闭环电压增益电流串联负反馈电流串联负反馈Rb1+UCCRcC1C2Rb2ReRLuouiIoP161例例5-5深度负反馈：深度负反馈：1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0 判断反馈性质，并判断反馈性质，并估算闭环电压增益估算闭环电压增益电压并联负反馈电压并联负反馈判断反馈性质，并判断反馈性质，并估算闭环电压增益估算闭环电压增益

11、P162例例5-6+-+-深度负反馈：深度负反馈：1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0 ufube+C1Rb1Rc1Rb21Rb22Rc2Re2ReCe2C3C2+Uccuoui+T1T2RfRLRe1Ce1Cf电压串联负反馈电压串联负反馈P163例例5-7+-+判断反馈性质，并判断反馈性质，并估算闭环电压增益估算闭环电压增益深度负反馈：深度负反馈：1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0 电流串联负反馈电流串联负反馈P

12、163例例5-8+-+判断反馈性质，并判断反馈性质，并估算闭环电压增益估算闭环电压增益深度负反馈：深度负反馈：1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0 UfIfIe3UiUf=If Re1Uo=-IC3 RL电压并联电压并联负反馈负反馈P164例例5-9+-+-判断反馈性质，并判断反馈性质，并估算闭环电压增益估算闭环电压增益深度负反馈：深度负反馈：1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0 IfIiIf=US/RSUo=-If

13、 Rf+C1RC1R RC2C2Re2C2+UCCuouS+T1T2RFRLReRSCeRb电流并联电流并联负反馈负反馈P165例例5-10判断反馈性质，并判断反馈性质，并估算闭环电压增益估算闭环电压增益深度负反馈：深度负反馈：1+AF1，Af=1/F深度串联负反馈：深度串联负反馈：UiUf，Xi=0 深度并联负反馈：深度并联负反馈：IiIf，Ii=0 第第5章章 负反馈放大电路负反馈放大电路5.1 反馈的基础知识反馈的基础知识5.2 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5.3 深度复反馈电路的指标估算深度复反馈电路的指标估算5.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激

14、振荡自激振荡现象自激振荡现象 在在不不加加任任何何输输入入信信号号的的情情况况下下，放放大大电电路路仍仍会会产产生生一一定定频率的信号输出。频率的信号输出。自激振荡条件自激振荡条件自激振荡自激振荡反馈深度反馈深度即即得自激振荡条件得自激振荡条件幅值条件幅值条件相位条件相位条件（环路附加相移）（环路附加相移）注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（-1-1-1-1）不包含在内）不包含在内）不包含在内）不包含在内闭环增益闭环增益自激振荡条件自激振荡条件幅值条件幅值条件相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（

15、注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（-1-1-1-1）不包含在内）不包含在内）不包含在内）不包含在内相位条件是整个环路相移不含减法器相位条件是整个环路相移不含减法器 当反馈网络是纯电阻网络时，反馈网络没有相移，当反馈网络是纯电阻网络时，反馈网络没有相移，放大倍数也小于等于放大倍数也小于等于1，在此条件下：，在此条件下：单级负反馈放大电路最大相移不可能超过单级负反馈放大电路最大相移不可能超过90，因而不会，因而不会产生自激振荡，是稳定的；两级反馈电路也不会产生自激，产生自激振荡，是稳定的；两级反馈电路也不会产生自激，因为当附加相移为因为当附加相移为180时，相应的时，相应的|AF|小于小

16、于1，振幅条件不，振幅条件不满足。而当出现三级以上反馈电路时，则容易产生自激振荡。满足。而当出现三级以上反馈电路时，则容易产生自激振荡。故在深度负反馈时，必需采取措施破坏其自激条件。故在深度负反馈时，必需采取措施破坏其自激条件。自激振荡条件自激振荡条件幅值条件幅值条件相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（-1-1-1-1）不包含在内）不包含在内）不包含在内）不包含在内自激振荡的判断方法自激振荡的判断方法 判断方法是，首先看相位条件，只有相位判断方法是，首先看相位条件，只有相位条件满足了，绝大多数情况下，只

17、要条件满足了，绝大多数情况下，只要|AF|1，放大器将产生自激。如果相位条件不满足，放大器将产生自激。如果相位条件不满足，则肯定不产生自激。则肯定不产生自激。幅值条件幅值条件相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（-1-1-1-1）不包含在内）不包含在内）不包含在内）不包含在内增益裕度增益裕度相位裕度相位裕度消除自激方法消除自激方法破坏自激振荡条件破坏自激振荡条件减少反馈系数或反馈深度减少反馈系数或反馈深度加校正电路加校正电路本章小结本章小结反馈反馈在电子电路中，将输出量的一部分或全部通过一定的电路形式在电

18、子电路中，将输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量的措施称为反馈。作用到输入回路，用来影响其输入量的措施称为反馈。交流负反馈有四种组态：电压串联负反馈，电压并联负反馈，交流负反馈有四种组态：电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈电流串联负反馈，电流并联负反馈反馈电路的增益反馈电路的增益负反馈放大电路放大倍数的一般表达式为负反馈放大电路放大倍数的一般表达式为Af=A/(1+AF)深度负反馈，深度负反馈，1+AF1，Xi=0，Af=1/F引入深度串联负反馈：引入深度串联负反馈：UiUf引入深度并联负反馈：引入深度并联负反馈：IiIf 交流负反馈对放大电路性能的影响交流负反馈对放大电路性能的影响使放大器的放大倍数下降和稳定性提高使放大器的放大倍数下降和稳定性提高对输入电阻、输出电阻的影响对输入电阻、输出电阻的影响串联负反馈使输入电阻提高；并联负反馈使输入电阻减小；串联负反馈使输入电阻提高；并联负反馈使输入电阻减小；电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大减小非线性失真和抑制干扰、噪声减小非线性失真和抑制干扰、噪声展宽通频带展宽通频带Q&A问题、练习及解答问题、练习及解答