模电负反馈学习.pptx

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1、 信号 在四种反馈阻态中的具体形式电压串联电压并联电流串联电流并联负反馈负反馈(negative feedback)(negative feedback)的分类复习回顾归纳的分类复习回顾归纳第1页/共33页1.串联电压负反馈(voltage-series)Au、Fu、Auf无量纲 串联电压负反馈放大器电路 第2页/共33页Ag、Agf电导量纲；Fr电阻量纲2.串联电流负反馈(current-series)串联电流负反馈放大器电路 第3页/共33页3.并联电压负反馈(voltage-parallel)并联电压负反馈放大器电路Ar、Arf电阻量纲；Fg电导量纲第4页/共33页4.并联电流负反馈(c

2、urrent-parallel)并联电流负反馈放大器电路Ai、Aif、Fi无量纲第5页/共33页反馈方式串联电压型并联电压型串联电流型并联电流型被取样的输出信号参与比较的输入量开环放大倍数反馈系数闭环放大倍数输入电阻输出电阻对Rs的要求大,小?大,小?大,小?大,小?对RL的要求大,小?大,小?大,小?大,小?第6页/共33页四种反馈组态下，A，F和Af的不同含义反馈方式串联电压型并联电压型串联电流型并联电流型被取样的输出被取样的输出信号信号XoUoUoIoIo参与比较的输参与比较的输入量入量Xi、Xf、Xi开环放大倍数开环放大倍数反馈系数反馈系数闭环放大倍数闭环放大倍数输入电阻输入电阻(1+

3、FuAu)RiRi/(1+FgAr)(1+FrAg)RiRi/(1+FiAi)输出电阻输出电阻Ro/(1+FuAu)Ro/(1+FgAr)(1+FrAg)RoRo(1+FiAi)对对Rs的要求的要求小小大大小小大大对对RL的要求的要求大大大大小小小小第7页/共33页反馈效果与反馈效果与RS关系的说明：关系的说明：串联负反馈串联负反馈采用电压源激励时，若RS0 0则 由于vS恒定，则vf 的变化量全部转化为vi 的变化量，此时反馈效果最强。采用电流源激励时，若RS 由于iS恒定，vi 固定不变，结果导致反馈作用消失。+-AkfRiRsvs+-+-vfvi+-vixo（电压源激励）is+-AkfR

4、iRs+-vfvi+-vixo（电流源激励）则恒定第8页/共33页ifii iiAkfRixoRsvs+-vi+-（电压源激励）ifii iiAkfRixoisRs（电流源激励）并联负反馈并联负反馈采用电压源激励时，若RS0 0则 由于iS恒定，则if 的变化量全部转化为ii 的变化量，此时反馈效果最强。采用电流源激励时，若RS 由于vi 固定不变，结果导致反馈作用消失。则恒定第9页/共33页 (1)(1)串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈使输入电阻增加 无反馈时：反馈时：有反馈时：反馈时：负反馈对输入电阻和输出电阻影响q 输入电阻输入电阻（主要与输入端的反馈方式有关）（主要与输入端的反馈方式

5、有关）第10页/共33页(2)(2)并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小 无反馈时：反馈时：有反馈时：反馈时：第11页/共33页q 输出电阻输出电阻（主要与输入端的反馈方式有关）电压反馈电压反馈 Ro：考虑反馈网络负载效应后，基放输出电阻。Ao：负载开路时，基本放大器增益。令xi=0Iof+-Uo基放Rxfxi Ao xi 反馈网络+-由定义得Rof电路模型：由图得引入电压反馈，反馈越深，输出电阻越小，uo越稳定。结论第12页/共33页 电流反馈电流反馈 Ro：考虑反馈网络负载效应后，基放输出电阻。A：负载短路时，基本放大器增益。由定义得Rof电路模型：由图得引入电流反馈，反馈越深

6、，输出电阻越大，io越稳定。结论令xi=0Iof+-Uo基放Rxfxi A xi 反馈网络第13页/共33页 负反馈网络的负反馈网络的 负载效应分析负载效应分析 第14页/共33页在对负反馈放大器进行理论分析时,一般假设反馈网络是理想的,即反馈网络的取样端只取信号,不取功率;反馈网络只有单向的信号传递功能。但是实际上由无源器件构成的反馈网络不仅在取样端要损耗信号功率,而且是一个双向网络。所以,反馈网络除了起到反馈作用以外,还有其他三个副作用:1.背景第15页/共33页直通效应直通效应输入信号可以直接通过反馈网络传递到基本放大器的输出端,所以反馈网络对于输入信号具有直通传输作用。考虑到放大器一般

7、总是具有比较高的增益,而输入信号通过反馈网络的直通传输作用到达放大器输出端的信号总是大大低于放大器自身的输出信号,所以一般情况下可以忽略反馈网络的直通传输作用;输入端的负载效应输入端的负载效应反馈网络对输入信号有分压或分流作用;例:如图1由于从Vf 端看进去的内阻不为0,所以反馈网络对基本放大器输入信号存在分压作用输出端的负载效应输出端的负载效应 反馈网络对输出信号有分压或分流作用.例:如图1由于从V0端看进去的内阻不为无穷大,所以反馈网络对基本放大器输出信号存在分流作用。第16页/共33页信号的正向传输信号的反向传输信号在反馈网络中的正向传输信号在基本放大电路中的反向传输负反馈方框图 第17

8、页/共33页由于从Vf 端看进去的内阻不为0,所以反馈网络对基本放大器输入信号存在分压作用由于从V0 端看进去的内阻不为无穷大,所以反馈网络对基本放大器输出信号存在分流作用第18页/共33页从原则上来说，负反馈放大器可以先画出它的等效从原则上来说，负反馈放大器可以先画出它的等效电路，再用电路理论中的节点电流、回路电压方程法电路，再用电路理论中的节点电流、回路电压方程法或双口网络理论求解。但是，当电路较复杂时，这类或双口网络理论求解。但是，当电路较复杂时，这类方法使用起来方法使用起来 很不方便，在电子电路中一般都不采用。很不方便，在电子电路中一般都不采用。对负反馈放大器有两种分析方法，即对负反馈

9、放大器有两种分析方法，即方框图分析法方框图分析法深度负反馈条件下的近似估算法深度负反馈条件下的近似估算法本次课采用方框图分析法进行讨论本次课采用方框图分析法进行讨论2.2.负反馈放大器的分析方法负反馈放大器的分析方法 第19页/共33页3.方框图分析法根据四端网络理论,不同组态,采用不同网络参数就可以将实际反馈放大器构建成左图所示理想反馈模型第20页/共33页 将上述忽略直通效应的模型归纳为:拆环:串开并短串开并短,将反馈网络计入A A网络输出回路中;流开压短流开压短,将反馈网络计入A网络输入回路中拆环后的基本放大器，为考虑反馈网络负载效应的基本放大器,且单向放大的A网络。计算:根据反馈系数计

10、算闭环放大,输入、出电阻第21页/共33页4.方框图分析法举例第22页/共33页第23页/共33页第24页/共33页例2.反馈放大器电路如图所示，试计算源电压放大倍数Ausf，输入电阻Rif和输出电阻Rof第25页/共33页第26页/共33页第27页/共33页深度负反馈条件下，近似计算法的原理与步骤(1)集成运算放大器的开环(open-loop)传输特性AuudUCCUEEuouoUCCUEE0AuudUU图613集成运算放大器开环传输特性(a)运放符号(b)开环传输特性ud第28页/共33页集成运算放大器有两个输入端和一个输出端，输出电压正比于两个输入电压之差。开环放大倍数非常大，所以输入差

11、模信号必须在一个很小的范围内，才能保证放大器工作在线性放大状态。第29页/共33页(2).原理 具体化为（串联反馈）；（并联反馈）串联负反馈，输入端电压深度负反馈条件下虚短虚断虚短虚断并联负反馈，输入端电流“虚短”与“虚断”5、深度负反馈条件下，近似计算法的原理与步骤第30页/共33页a.交流反馈与直流反馈 b.正反馈与负反馈由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“虚短”、“虚断”的概念(3).步骤c.反馈的组态的判断d.求Xi、Xf 的表达式；e.依据Xi Xf求Auf的表达式；5、深度负反馈条件下，近似计算法的原理与步骤第31页/共33页一、并联电压负反馈反相比例放大器Auuo(a)R2Ii.If.Ii.R1uiuoUCCuiAufR2/R1UEE0(b)图614并联电压负反馈反相比例放大器 (a)电路；(b)闭环传输特性 6-4-2 6-4-2 集成运算放大器的两种基本反馈组态集成运算放大器的两种基本反馈组态第32页/共33页感谢您的观看。第33页/共33页