第七章反馈放大电路40.ppt

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1、第七章 反馈放大电路基本要求1、熟悉反馈基本概念，掌握基本类型判别；熟悉反馈方框图；2、掌握负反馈对放大器性能的影响；3、能根据要求为电路引入适当的反馈；4、了解反馈放大电路的自激；7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类 反馈反馈 反馈网络反馈网络 类型类型 四种阻态的判断方法四种阻态的判断方法 7.1.1 基本概念基本概念 7.1.2 四种类型的反馈阻态四种类型的反馈阻态 各种反馈类型的特点各种反馈类型的特点 信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响 交、直流反馈交、直流反馈 正、负反馈正、负反馈 串、并联串、并联反馈反馈 电压、电流反馈电压、电流反馈7.1.1 基本概念基本概

2、念1.1.反馈反馈 将将输输出出量量（电电压压或或电电流流）的的全全部部或或一一部部分分按按一一定定方方式馈送到输入回路并影响输入的过程。式馈送到输入回路并影响输入的过程。7.1.1 基本概念基本概念2.2.反馈网络反馈网络反馈通路（反馈网络）反馈通路（反馈网络）信号反向传输的渠道信号反向传输的渠道开环开环 无反馈通路无反馈通路闭环闭环 有反馈通路有反馈通路反馈通路反馈通路（反馈网络）（反馈网络）信号的正向传输信号的正向传输7.1.1 基本概念基本概念反馈通路反馈通路（反馈网络）（反馈网络）信号的正向传输信号的正向传输例：例：根根据据反反馈馈到到输输入入端端的的信信号号是是交交流流，还还是是直

3、直流流，或同时存在，来进行判别。或同时存在，来进行判别。交流反馈：交流反馈：交、直流反馈交、直流反馈交流反馈交流反馈3 3、交流反馈、直流反馈与交直流反馈、交流反馈、直流反馈与交直流反馈7.1.1 基本概念基本概念存在于交流通路中的反馈存在于交流通路中的反馈直流反馈：直流反馈：存在于直流通路中的反馈存在于直流通路中的反馈4.4.反馈极性反馈极性正反馈与负反馈正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。另一角度另一角度正反馈：引入反馈后，使正反

4、馈：引入反馈后，使净输入量净输入量 变大了。变大了。负反馈：引入反馈后，使负反馈：引入反馈后，使净输入量净输入量 变小了。变小了。判判别别方方法法：瞬瞬时时极极性性法法。假假设设某某一一瞬瞬时时，在在放放大大电电路路的的输输入入端端加加入入一一个个正正极极性性的的输输入入信信号号，按按信信号号传传输输方方向向依依次次判判断断相相关关点点的的瞬瞬时时极极性性，直直至至判判断断出出反反馈馈信信号号的的瞬瞬时时极极性性。如如果果反反馈馈信信号号的的瞬瞬时时极极性性使使净净输输入入减小，则为负反馈；反之为正反馈。减小，则为负反馈；反之为正反馈。7.1.1 基本概念基本概念例例(+)(+)(-)(-)(

5、-)净输入量净输入量(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量负反馈负反馈正反馈正反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路级间反馈通路级间反馈通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量级间负反馈级间负反馈反馈通路反馈通路本级反馈通路本级反馈通路7.1.1 基本概念基本概念5.5.串联反馈、并联反馈串联反馈、并联反馈输入端：反馈信号在输入端：反馈信号在输入端输入端的联接分为的联接分为串联串联和和并联并联两种方式。两种方式。并联：反馈量并联：反馈量输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。串联：反馈量串联：反馈量输入量输入量7.1.1 基本概念基本概念

6、6.6.电压反馈、电流反馈（电压反馈、电流反馈（P332P332）输出端：反馈信号在输出端：反馈信号在输出端输出端分为取分为取电压电压和取和取电流电流两种方式。两种方式。电流：将电流：将负载负载短路，反馈网络存在，反馈量仍然存在。短路，反馈网络存在，反馈量仍然存在。电压：将电压：将负载负载短路，反馈网络不存在，反馈量为零。短路，反馈网络不存在，反馈量为零。判断方法判断方法例题例题 反馈的判断反馈的判断 直流反馈与交流反馈？直流反馈与交流反馈？直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈直流通路直流通路交流通路交流通路7.1.2 四种类型四种类型的的负负反馈阻态反馈阻态1 1、四种基本阻态、四种基本阻态反馈

7、量反馈量 Xo输入信号的连接方式输入信号的连接方式Vo电压电压Io电流电流串联串联并联并联(将反馈信号转为电压信号将反馈信号转为电压信号,与与输入电压输入电压Vi相减相减)(将反馈信号转为电流信号将反馈信号转为电流信号,与与输入电流输入电流Ii相减相减)四种连接方式四种连接方式:(1)电流串联负反馈电流串联负反馈 (2)电压串联负反馈电压串联负反馈 (3)电流并联负反馈电流并联负反馈 (4)电压并联负反馈电压并联负反馈7.1.2 四种类型四种类型的的反馈阻态反馈阻态电压串联负反馈电压串联负反馈有反馈？有反馈？交流、直流反馈？交流、直流反馈？正、负反馈？正、负反馈？电压、电流反馈？电压、电流反馈

8、？串联、并联反馈？串联、并联反馈？7.1.2 四种类型四种类型的的反馈阻态反馈阻态电压串联负反馈电压串联负反馈有反馈？有反馈？交、直流反馈？交、直流反馈？正、负反馈？正、负反馈？电压、电流反馈？电压、电流反馈？串联、并联反馈？串联、并联反馈？+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf7.1.2 四种类型四种类型的的反馈阻态反馈阻态电流并联负反馈电流并联负反馈有反馈？有反馈？交流、直流反馈？交流、直流反馈？正、负反馈？正、负反馈？电压、电流反馈？电压、电流反馈？串联、并联反馈？串联、并联反馈？7.1.2 四种类型四种类型的的反馈阻态反馈阻态电流并

9、联负反馈电流并联负反馈有反馈？有反馈？交流、直流反馈？交流、直流反馈？正、负反馈？正、负反馈？电压、电流反馈？电压、电流反馈？串联、并联反馈？串联、并联反馈？7.1.2 四种类型四种类型的的反馈阻态反馈阻态电压并联负反馈电压并联负反馈有反馈？有反馈？交流、直流反馈？交流、直流反馈？正、负反馈？正、负反馈？电压、电流反馈？电压、电流反馈？串联、并联反馈？串联、并联反馈？7.1.2 四种类型四种类型的的反馈阻态反馈阻态A.电压串联电压串联RL vO vF vID vO 电压负反馈：稳定输出电压电压负反馈：稳定输出电压串联反馈：输入端电压叠加串联反馈：输入端电压叠加2.各种反馈类型的特点各种反馈类型

10、的特点vID=vI-vFvO 7.1.2 四种类型四种类型的的反馈阻态反馈阻态3.各种反馈类型的特点各种反馈类型的特点B.电流并联电流并联RL iO iF iID iO 电流负反馈：稳定输出电流电流负反馈：稳定输出电流并联反馈：输入端电流叠加并联反馈：输入端电流叠加其他两种阻态有类似的结论其他两种阻态有类似的结论iID=iI-iF 例题例题:回答下列问题。回答下列问题。若要实现若要实现串联电串联电压压负负反馈反馈,Rf 应应接向何处接向何处?运放运放的输入端极性如的输入端极性如何确定？何确定？7.2 7.2 负反馈放大电路框图及增益的一般表达式负反馈放大电路框图及增益的一般表达式 7.2.1

11、7.2.1 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图 7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式 环路增益环路增益 反馈深度的讨论反馈深度的讨论 表达式推导表达式推导 构成构成 信号的单向化传输信号的单向化传输 开环时反馈网络的负载效应开环时反馈网络的负载效应7.2.1 7.2.1 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图1.1.构成构成信号源信号源输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号（净输入信号）信号（净输入信号）7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表

12、达式负反馈放大电路增益的一般表达式2.表达式推导表达式推导idoXXA=ofXXF=反馈系数反馈系数iXoFXA=闭环增益闭环增益因为因为=idXiXfX-所以所以+XXioFXA=fidoXX=FXAXXooo/+=已知已知FAAA+=1F即即闭闭环环增增益益的的一一般表达式般表达式又因为又因为siXKX=所以所以soFSXXA=KXX/io=FAK=对信号源的增益对信号源的增益7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式2.2.表达式推导表达式推导电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联 信号信号 、增益在四种反馈组态中的具体

13、形式、增益在四种反馈组态中的具体形式3.3.反馈深度的讨论反馈深度的讨论7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式称为反馈深度称为反馈深度 一般负反馈一般负反馈深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈自激振荡自激振荡环路增益环路增益7.3 7.3 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善 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 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 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 分析负反馈放大电路的一般步骤分析负反馈放大电路的一般步骤引入负反馈

14、引入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数 使使放大器的性能得以改善：放大器的性能得以改善：7.3.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性(了解了解)闭环时闭环时+FAAA=1F则则只考虑幅值有只考虑幅值有闭环增益相对变化量比开环减小闭环增益相对变化量比开环减小1+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成时，闭环增益将有很高的稳定性。组成时，闭环增益将有很高的稳定性。提高增益的稳定性提高增益的稳定性FA1F=开环开环 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

15、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成时，闭环增益将有很高的稳定性。组成时，闭环增益将有很高的稳定性。7.3.2 减少非线性失真减少非线性失真 减少非线性失真减少非线性失真Aouiufuiuoud加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后AoF+失真失真改善改善uouo利用失真改善失真利用失真改善失真7.3.4 7.3.4 扩展频带（了解）扩展频带（了解）扩展频带扩展频带 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

16、器的通频带：fbwf=f HffLf f Hf7.3.5 7.3.5 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响串联负反馈串联负反馈 增大输入电阻增大输入电阻并联负反馈并联负反馈 减小输入电阻减小输入电阻电压负反馈电压负反馈 减小输出电阻，稳定输出电压减小输出电阻，稳定输出电压电流负反馈电流负反馈 增大输出电阻，稳定输出电流增大输出电阻，稳定输出电流P349表表7.4.1（自看）自看）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n 要稳定直流量要稳定直流量 引直流负反馈引直流负反馈n 要稳定交流量要稳定交流量 引交流负反馈引交流负反馈n 要稳定输出电压要稳定输出电压引

17、电压负反馈引电压负反馈n 要稳定输出电流要稳定输出电流引电流负反馈引电流负反馈n 要增大输入电阻要增大输入电阻引串联负反馈引串联负反馈n 要减小输入电阻要减小输入电阻引并联负反馈引并联负反馈分析负反馈放大电路的一般步骤分析负反馈放大电路的一般步骤(1)找出信号放大通路和反馈通路找出信号放大通路和反馈通路(2)用瞬时极性法判断正、负反馈用瞬时极性法判断正、负反馈(3)判断交、直流反馈判断交、直流反馈(4)判断反馈阻态判断反馈阻态(5)标出输入量、输出量及反馈量标出输入量、输出量及反馈量(6)估算深度负反馈条件下电路的估算深度负反馈条件下电路的VFFAAF、例例.为稳定输出电压、增加输入电阻，应用

18、引为稳定输出电压、增加输入电阻，应用引入何种类型反馈？在图中连线。入何种类型反馈？在图中连线。解：解：电压串联负反馈电压串联负反馈例例.为达到以下目的，分别应引入哪种组态反馈？何连线？为达到以下目的，分别应引入哪种组态反馈？何连线？1减小电路从信号源索取的电流并增强带负载能力。减小电路从信号源索取的电流并增强带负载能力。2将输入电流转换成与之成线性关系的稳定输出电流。将输入电流转换成与之成线性关系的稳定输出电流。解：解：1电压串联负反馈（电压串联负反馈（810、39、46、）、）2电流并联负反馈（电流并联负反馈（710、29、46、）、）7.4.1 7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算深度负

19、反馈条件下的近似计算 （了解）（了解）7.5.1 负反馈放大电路的自激及稳定工作条件：负反馈放大电路的自激及稳定工作条件：一、自激振荡现象：一、自激振荡现象：反馈过深，放大电路不能稳定工作，即不加反馈过深，放大电路不能稳定工作，即不加任何输入信号，电路仍能产生一定频率的输出信号。任何输入信号，电路仍能产生一定频率的输出信号。二、产生原因：二、产生原因：电路正常工作时：电路正常工作时：7.5 7.5 负反馈放大电路的稳定问题负反馈放大电路的稳定问题在高频区或低频区，电路中有附加相位差时：在高频区或低频区，电路中有附加相位差时：180o正反馈正反馈电路无输入信号电路无输入信号但能产生输出信号但能产

20、生输出信号自激振荡自激振荡自激振荡条件：自激振荡条件：若电路无输入信号若电路无输入信号但产生但产生自激：自激：幅值条件幅值条件相位条件相位条件(n=0，1，2)三、自激振荡条件：三、自激振荡条件：7.1.1 a7.1.1 b7.1.1 c7.1.1 d7.1.1 e7.1.1 f7.1.7反馈类型及判别方法总结1.1.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈注意电容的注意电容的“隔直通交隔直通交”作用作用 例题例题1:试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？馈还是交流反馈？2.2.反馈极性：正反馈与负反馈反馈极性：正反馈与负反馈判定方法判

21、定方法“瞬时极性法瞬时极性法”例题例题2:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。对于串联反馈：对于串联反馈：输入量与反馈量作用在不同的两点上，若瞬时极性输入量与反馈量作用在不同的两点上，若瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。对于并联反馈：对于并联反馈：输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。动画演示动画演示3.取样方式取样方式电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 假设输出端交流短路（假设输出端交流短路（RL=0），即），即UO=0，若若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。然存在，则为电流反馈。电压反馈：电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比反馈信号的大小与输出电压成比 例。例。判断方法判断方法输出短路法：输出短路法：电流反馈：电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比反馈信号的大小与输出电流成比 例。例。例题例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈。压反馈还是电流反馈。