教改模电6章课件.ppt

《教改模电6章课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教改模电6章课件.ppt（54页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第6章 放大电路中的反馈第 6 章 放大电路中的反馈第6章 放大电路中的反馈第六章 放大电路中的反馈v6.1 反馈的基本概念及判断方法v6.2 负反馈放大电路的四种基本组态v6.3 负反馈放大电路的方块图及一般表达式v6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的分析v6.5 负反馈对放大电路的性能影响v6.6 负反馈放大电路的稳定性本章重点、难点：电路反馈的判断和计算第6章 放大电路中的反馈6.1 反馈的基本概念及判断方法反馈的基本概念及判断方法6.1.1 反馈的定义 电子电路 将输出量(电压或电流)的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，来影响输入量(电压或电流)的措施第6章 放大电路中的反

2、馈 反馈的形式正反馈：使放大电路净输入量增大的反馈负反馈：使放大电路净输入量减小的反馈 按反馈极性直流反馈：反馈量含有直流量的反馈交流反馈：反馈量含有交流量的反馈 按反馈量成分 有无反馈和不同形式的反馈对放大电路的影响是不相同的，需要首先对电路进行定性分析：1 是否含有反馈?2 反馈量是什么?3 反馈量使输入量的作用是加强还是削弱?第6章 放大电路中的反馈6.1.2 反馈的判断一.有无反馈的判断 如果电路中存在反馈通路，且由此影响了放大电路的净输入，那么电路引入了反馈 反馈通路：输出回路与输入回路相连接的通路第6章 放大电路中的反馈 二.反馈极性的判断 正反馈、负反馈 瞬时极性法:找到反馈通路

3、 反馈通路与输入回路的连接处：闭环开环 规定输入信号对地瞬时极性，然后从输入到输出，再经反馈通路送回输入，若反馈信号使电路的净输入量增大或减小，则引入正或负反馈第6章 放大电路中的反馈 净输入量为uBE 减小，负反馈三 直、交流反馈的判断：反馈存在直流、交流通路中 直流通路 交流通路 第6章 放大电路中的反馈 只有交流反馈 例 判断反馈与反馈形式交、直流负反馈 例 判断直、交流反馈第6章 放大电路中的反馈负反馈 负反馈 第6章 放大电路中的反馈 理想运放的“虚短虚短”与“虚断虚断”uO为有限值，Aod=，因此由u+u-，rid=，得到输入端的输入电流：两输入端电位无穷接近，但又非真正短路，称两

4、输入端为“虚短路”两输入端电流趋于零，但又非真正断路，称两输入端为“虚断路”虚短虚短虚断虚断 理想运放“虚短”与“虚断”的表达式为 线性区，运放输出输入关系为：rO=0 第6章 放大电路中的反馈6.2 负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路的四种基本组态输入端反馈量与输入量以电压方式叠加(不连于同一点)串联反馈反馈量与输入量以电流方式叠加(连于同一点)并联反馈输出端反馈量取自输出电压(从输出直接引回)电压反馈反馈量取自输出电流(从输出间接引回)电流反馈第6章 放大电路中的反馈虚短虚断 输出为输入电压控制的电压源，电压负反馈可稳定输出电压一.电压串联负反馈6.2.2 四种负反馈类型的分析方法

5、及特点 从输出电压取样，与输入电压比较，净输入量为电压第6章 放大电路中的反馈二.电流串联负反馈 从输出电流取样，与输入电压比较，净输入量为电压 输出为输入电压控制的电流源，电流负反馈可稳定输出电流虚短虚断第6章 放大电路中的反馈三 电压并联负反馈 从输出电压取样，与输入电流比较，净输入量为电流虚短虚断 输出为输入电流控制的电压源，电压负反馈可稳定输出电压第6章 放大电路中的反馈四 电流并联负反馈 从输出电流取样，与输入电流比较，净输入量为电流虚短虚断 输出为输入电流控制的电流源，电流负反馈可稳定输出电流第6章 放大电路中的反馈 四种反馈组态特点总结输出端:电压负反馈 稳定输出电压 电流负反馈

6、 稳定输出电流电压负反馈电流负反馈输出端 稳定电压 稳定电流输入端:串联负反馈 输入电流很小，适用于输入信号为恒压源 并联负反馈 输入电流很大，适用于输入信号为恒流源串联负反馈并联负反馈输入信号 恒压源 恒流源第6章 放大电路中的反馈6.2.3 反馈组态的判断 电压反馈：输出电压为 0 时，反馈量也为 0 电流反馈：RL 开路(IO=0)时，反馈量为 0 或 输出电压为 0 时，反馈量不为 0 输出端组态的判断 电压反馈、电流反馈 串联反馈：反馈与输入不连于同一点，该反馈为串联反馈 并联反馈：反馈与输入连于同一点，该反馈为并联反馈 输入端组态的判断 串联反馈、并联反馈第6章 放大电路中的反馈

7、判断反馈组态令输出电压为0 判断反馈组态令输出电压为0RL短路第6章 放大电路中的反馈 有无反馈、交(直)流反馈、正(负)反馈、交流反馈的组态 找反馈通道 判断交、直流反馈 判断正、负反馈 判断交流反馈的组态 解题步骤 判断交流负反馈的组态第6章 放大电路中的反馈电流并联电流并联 电电流流串串联联 电电压压串串联联 电压并联电压并联 分立元件电流反馈的简易判断分立元件电流反馈的简易判断:输出信号与反馈信号不同极输出信号与反馈信号不同极(Ui和和Uo共地条件下共地条件下)电压并联电压并联 第6章 放大电路中的反馈6.3 负反馈电路的方块图与一般表达式负反馈电路的方块图与一般表达式 交流负反馈放大

8、电路的四种组态可由下面框图表示第6章 放大电路中的反馈6.3 负反馈放大电路的方块图表示法 输入量、净输入量与反馈量的关系 可为电压、电流 由方框图定义电路放大倍数 基本放大电路的放大倍数 反馈系数 负反馈放大电路的放大倍数(闭环放大倍数)电路的环路放大倍数负反馈放大电路虽然有四种组态，但它们却有一些共同规律，通过一个方框图来表示负反馈放大电路，则可使分析过程进一步简化第6章 放大电路中的反馈6.3 负反馈放大电路放大倍数一般表达式负反馈放大电路放大倍数一般表达式 闭环放大倍数公式：接入负反馈后放大倍数是不带反馈时放大倍数的 中频段：第6章 放大电路中的反馈 放大倍数的幅值：深度负反馈自激振荡

9、引入负反馈后，放大倍数下降正反馈第6章 放大电路中的反馈6.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析深度负反馈放大电路放大倍数分析 深度负反馈的实质 深度负反馈时，放大倍数为：得到：或 深度负反馈时，放大倍数仅与反馈网络有关 反馈网络是无源网络，温度稳定性好第6章 放大电路中的反馈6.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析深度负反馈放大电路放大倍数分析 基基本本放放大大电电路路：断开了反馈网络，且考虑了反馈网络负载效应条件下的放大电路；反馈网络：反馈网络：与反馈系数有关的所有元件构成的网络。第6章 放大电路中的反馈6.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析深度负反馈放大电路放大倍数分析方法步骤：1.找出反馈

10、网络2.输入端等效负载 去除输出的影响：电压反馈 uO=0，短路 电流反馈 iO=0，断路3.输出端等效负载 去除输入的影响：串联反馈 iI=0，断开与输入与反馈 并联反馈 uI=0，输入接地第6章 放大电路中的反馈 电压串联负反馈第6章 放大电路中的反馈 电流串联负反馈第6章 放大电路中的反馈 电压并联负反馈第6章 放大电路中的反馈 电压并联负反馈第6章 放大电路中的反馈 电流并联负反馈第6章 放大电路中的反馈 例:求深度负反馈下的电压放大倍数反馈组态:电流串联负反馈求解问题:第6章 放大电路中的反馈 例:判断负反馈组态反馈组态:电流并联负反馈第6章 放大电路中的反馈6.5 负反馈对放大电路

11、性能的影响负反馈对放大电路性能的影响v6.5.1 稳定放大倍数v6.5.2 改变输入电阻和输出电阻v6.5.3 展宽频带v6.5.4 减小非线性失真v6.5.5 放大电路中引入负反馈的一般原则第6章 放大电路中的反馈v 稳定放大倍数稳定放大倍数 电路稳定性仅取决于由电阻组成的反馈网络 深度负反馈时，电路放大倍数为：电路的稳定性分析 以中频段为例 负反馈牺牲放大倍数，以换取电路的稳定性第6章 放大电路中的反馈v 对输入、输出电阻的影响 不同组态的交流负反馈，对输入、输出电阻的影响不同 对输入电阻的影响 串联负反馈下的输入电阻 阻值增加 基本放大电路输入电阻 整个放大电路输入电阻 两个电阻的关系

12、输入电阻是基本电路的(1+AF)倍第6章 放大电路中的反馈 反馈环外的电阻不收影响 并联负反馈下的输入电阻 阻值减小 输入电阻是基本电路的 1/(1+AF)第6章 放大电路中的反馈 对输出电阻的影响 输出电阻是基本电路的 1/(1+AF)倍 输出电阻是基本电路的(1+AF)倍 电流负反馈下的输出电阻 阻值增加 电压负反馈下的输出电阻 阻值减小第6章 放大电路中的反馈v 对通频带与非线性失真的影响对通频带与非线性失真的影响 负反馈的引入，降低了增益，拓宽了频带(1+AF)倍 增益带宽积 负反馈能抑制，但不能消除反馈回路内的噪声和干扰、非线性失真第6章 放大电路中的反馈v 放大电路中引入负反馈的一

13、般原则放大电路中引入负反馈的一般原则 稳定 Q 点时，引入直流负反馈；改善电路动态参数时，应引入交流负反馈 输入端根据信号源的性质，引入串、并联反馈 输出端根据负载要求，引入电压、流反馈第6章 放大电路中的反馈 减小从信号源索取的电流，增强带载能力 将输入电流转换成线性的输出电流 将输入电流转换成线性的输出电压 例：为达到下述要求,应引入何种反馈，如何连接第6章 放大电路中的反馈6.6 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性v6.6.1 自激振荡产生原因与条件v6.6.2 负反馈电路稳定性的定性分析v6.6.3 负反馈电路稳定性判断v6.6.4 自激振荡消除方法v6.6.5 集成运放的频

14、率响应与频率补偿第6章 放大电路中的反馈v 自激振荡产生的原因与条件 电路中耦合、旁路、极间电容 自激振荡产生的原因 当附加相移为180时，负反馈变为正反馈第6章 放大电路中的反馈 维持自激振荡的条件 起振条件幅值平衡条件相位平衡条件 为了使输出量能够有一个从小到大直至平衡在一定幅值的过程，在开始时电路必须满足以下起振条件第6章 放大电路中的反馈v 负反馈电路稳定性定性分析 对于反馈网络为纯电阻的直接耦合电路：电路只可能产生高频振荡，附加相移仅产生于放大电路 两级以下放大电路不会产生自激振荡，三级以上则有可能，四、五级电路更有可能。实用电路常选用三级 自激振荡是由电路自身条件决定，与输入信号无

15、关.第6章 放大电路中的反馈v 负反馈电路稳定性的判断 若不存在振荡频率 f0，则电路稳定 当 f 0 fc 时，电路不稳定 fc：满足幅值平衡条件 f0：满足相位平衡条件第6章 放大电路中的反馈 稳定裕度 幅值裕度 相位裕度 当满足上述两个条件时，电路具有可靠的稳定性第6章 放大电路中的反馈v 自激振荡的消除方法 消除方法 滞后补偿：简单电容补偿、RC 滞后补偿、密勒效应补偿 超前补偿 滞后补偿第6章 放大电路中的反馈 简单电容补偿 RC 滞后补偿 密勒效应补偿第6章 放大电路中的反馈 超前补偿第6章 放大电路中的反馈 例：已知电路幅频特性如下图，反馈网络为纯电阻网络，问：1.求 fH2 对应的相位与电路表达式；2.反馈系数为1时，电路是否会产生自激振荡；3.若使电路稳定，反馈系数幅值的上限值=？起振条件第6章 放大电路中的反馈 本章总结 反馈概念 反馈目的：稳定放大倍数、展宽频带、改善非线性失真等 反馈的判断 有无反馈的判断 反馈极性的判断：瞬时极性法 交、直流反馈判断 输出端:电压反馈与电流反馈 输入端:串联反馈与并联反馈 负反馈组态 负反馈放大电路的定量计算 选择负反馈电路形式的原则 自激振荡第6章 放大电路中的反馈THE ENDTHE END