ch放大电路中的反馈方框图表达式深负反馈放大倍数负反馈影响实用.pptx

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1、电压(输出电压整体拿出取样，并联)串联(局部放进输入电压)负反馈电流电流(输出电流整体拿出取样，串联取样，串联)串联串联(局部放进输入电压)负反馈负反馈电压(输出电压整体拿出取样，并联)并联(局部放进输入电流)负反馈电流电流(输出电流整体拿出取样，串联取样，串联)并联并联(局部放进输入电流)负反馈负反馈6.3.2四种组态电路的方块图四种组态电路的方块图第1页/共33页四种组态负反馈放大电路的比较四种组态负反馈放大电路的比较输出信号输出信号反馈信号反馈信号电路的开环放大倍数电路的开环放大倍数反馈系数反馈系数电压串联式电压串联式电压并联式电压并联式电流串联式电流串联式电流并联式电流并联式电压放电压

2、放大倍数大倍数转移转移电阻电阻 转移转移电导电导电流放电流放大倍数大倍数电路的闭环放大倍数？电路的闭环放大倍数？第2页/共33页6.3.3负反馈放大电路放大倍数的一般表达式负反馈放大电路放大倍数的一般表达式闭环放大倍数闭环放大倍数若若则则即电路在输入量为0 时就有输出，称之为自激振荡自激振荡通常所说的负反馈放大电路是指中频段的反馈极性；当信号频率进入低频段或高频段时,同于附加相移的产生,负反馈放大电路可能对某一特定频率产生正反馈过程,甚至产生自激振荡。第3页/共33页若若称为深度负反馈称为深度负反馈结论：深度负反馈放大电路的闭环放大倍数主要由反馈结论：深度负反馈放大电路的闭环放大倍数主要由反馈

3、网络的反馈系数决定，能保持稳定。网络的反馈系数决定，能保持稳定。结论：电路引入深度负反馈时结论：电路引入深度负反馈时(多数负反馈放大电路都满多数负反馈放大电路都满足深度负反馈，特别是集成运放的情况足深度负反馈，特别是集成运放的情况)，闭环放大倍数，闭环放大倍数几乎仅仅决定于反馈网络且稳定性很高。从深度负反馈几乎仅仅决定于反馈网络且稳定性很高。从深度负反馈的条件可知，反馈网络的参数确定后，电路开环放大倍的条件可知，反馈网络的参数确定后，电路开环放大倍数越大，则数越大，则闭环放大倍数闭环放大倍数与与1/的近似程度愈好。的近似程度愈好。第4页/共33页6.4.1 深度负反馈的实质深度负反馈的实质深度

4、负反馈放大电路的闭环电压放大倍数深度负反馈放大电路的闭环电压放大倍数对于深度串联负反馈：对于深度串联负反馈：深度并联负反馈：深度并联负反馈：6.4深度负反馈放大电路放大倍数的分析深度负反馈放大电路放大倍数的分析深度负反馈的实质是在近似分析中忽略净输入量。不同组态,可忽略的净输入量将不同。第5页/共33页6.4.2 深度负反馈下的闭环放大倍数分析深度负反馈下的闭环放大倍数分析1、电压串联负反馈、电压串联负反馈闭环放大倍数则为闭环放大倍数则为闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数2、电流串联负反馈、电流串联负反馈闭环放大倍数闭环放大倍数为转移电导为转移电导 闭环电压放大倍数一、深度负反馈下四种组态电路方

5、块图的闭环放大倍数分析一、深度负反馈下四种组态电路方块图的闭环放大倍数分析第6页/共33页3、电压并联负反馈、电压并联负反馈闭环放大倍数为转移电阻闭环源闭环源电压放电压放大倍数大倍数并联负反馈电路适用于恒流源或信号源内阻并联负反馈电路适用于恒流源或信号源内阻Rs很大的恒压源(近似恒流源)由于IiIf，Ii趋于零，可以认为Us几乎全部降落在电阻Rs上。红点处此时相当于零电位。诺顿定理:含独立源的线性电阻单口网络，可等效为一个电流源和电阻的并联。电流源电流等于单口网络从外部短路时的端口电流，并联的电阻是单口网络内全部独立源为零值时所得网络的等效电阻。并联负反馈电路输入量通常非理想恒流源信号，信并联

6、负反馈电路输入量通常非理想恒流源信号，信号源一般有内阻号源一般有内阻R Rs s。可用。可用诺顿定理进行诺顿定理进行(逆逆)转换转换。RS必不可少，否则恒压源将直接加在基本放大电路输入端，净输入电流仅决定必不可少，否则恒压源将直接加在基本放大电路输入端，净输入电流仅决定于恒压源电压值及基本放大电路输入电阻，而与反馈无关于恒压源电压值及基本放大电路输入电阻，而与反馈无关，即反馈不起作用。反馈不起作用。Rs愈大反馈愈明显，若信号源内阻太小，则应外加一个相当于Rs的电阻。第7页/共33页4、电流并联负反馈、电流并联负反馈闭环放大倍数为闭环放大倍数为闭环电流放大倍数闭环电流放大倍数闭环源电压放大倍数闭

7、环源电压放大倍数同理，由于IiIf，Ii趋于零，可以认为Us几乎全部降落在电阻Rs上。第8页/共33页A A、理想运放的性能指标 (1)(1)开环差模增益(放大倍数)为无穷大；(2)(2)差模输入电阻为无穷大；(3)(3)输出电阻为零；(4)(4)共模抑制比为无穷大；(5)(5)上限截止频率为无穷大；实际技术指标均为有限值，理想化后必然带来分析误差，但在一般工程计算中这些误差是允许的。只有在进行误差分析时，才考虑上述理想化指标所带来的影响。由集成运放组成的负反馈放大电路中，集成运放工作在线性区。知识穿插：理想运放的性能特点第9页/共33页B.B.理想运放在线性区的特点 当集成运放工作在线性区时

8、，输出电压应与输入差模电压成线性关系:uo=Aod(uP一一uN)因u uo o为有限值，而A Aodod为无穷大，因而只能净输入电压u uP P-u-uN N=0=0，即两个输入端“虚短”，两个输入端电位无穷接近但又不是真正短路。因为净输入电压为零，且理想运放的输入电阻为无穷大，所以两个输入端的输入电流也均为零，即I IP P=I=IN N=0=0，从集成运放输入端看进去相当于断路，称两个输入端“虚断”，两个输入端的电流趋于零，但又不是真正断路。“虚短”(含“虚地：一端接地”)和“虚断”是分析其输入信号和输出信号关系的两个基本出发点。第10页/共33页“虚短虚短”和和“虚断虚断”动画片动画片

9、第11页/共33页C.C.集成运放工作在非线性区的电路特征 由于A Aodod为无穷大，即使两个输入端之间加微小电压，输出电压都将超出其线性范围，不是+U+UOMOM就是-U-UOMOM。只有电路引入负反馈，使净输入量趋于零，才能保证集成运放工作在线性区。换个角度考虑，可以通过电路是否引入了负反馈，来判断运放是否工作在线性区。若理想运放处于开环状态(即无反馈)或仅引入正反馈，则工作在非线性区。当u uP PuuN N时，U UO O=+U=+UOM OM 当u uP PuuN N时，U UO O=-U=-UOMOM注意：注意：理想运放工作在非线性区的输入电流也等于零，理想运放工作在非线性区的输

10、入电流也等于零，即即虚断此时也成立虚断此时也成立第12页/共33页二、求解深度负反馈下闭环电压放大倍数的步骤和实例分析二、求解深度负反馈下闭环电压放大倍数的步骤和实例分析（1）正确判断深度负反馈组态，选择适当的表达公式；（2）根据放大电路实际情况，）根据放大电路实际情况，利用已知条件灵活变通（可利用已知条件灵活变通（可以跳过反馈系数的计算），以跳过反馈系数的计算），列出关系式后求解列出关系式后求解第13页/共33页例例1.已知已知R1=10K，R2=100K，R3=2 K，RL=5K。求解在深。求解在深度负反馈条件下的度负反馈条件下的AUf反馈通路：T、R3、R2与R1；电路引入电流串联深度负

11、反馈第14页/共33页例例2.在图所示电路中，已知在图所示电路中，已知R2=10K，R4=100K，求解在深，求解在深度负反馈条件下的度负反馈条件下的A AUFUF反馈通路反馈通路:T3、R4与与R2电压串联负反馈在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：第15页/共33页例例3.3.估算深度负反馈运放的闭环电压放大倍数。估算深度负反馈运放的闭环电压放大倍数。则闭环电压放大倍数为：则闭环电压放大倍数为：解：该电路为电压解：该电路为电压并联并联负反馈负反馈在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：第16页/共33页为电压为电压串联串联负反馈负反馈在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下例4 4 估算深度

12、负反馈运放的闭环电压放大倍数。第17页/共33页该电路为电流该电路为电流并联并联负反馈，负反馈，在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：故：故：闭环电压放大倍数为：闭环电压放大倍数为：例5 5 估算深度负反馈运放的闭环电压放大倍数。第18页/共33页一、一、反馈系数分析反馈系数分析 (注意：虚断、虚地注意：虚断、虚地)电压电压串联串联电流电流串联串联电压电压并联并联由于反馈量仅决定于输出量,因此反馈系数仅决定于反馈网络,而与放大电路的输入、输出特性及负载电阻无关。电流电流并联并联(设并联点设并联点 )图6.4.16.4.3 基于理想运放的放大倍数分析基于理想运放的放大倍数分析第19页/共33页

13、二、闭环放大倍数分析（注意“虚地”）P282电压电压串联串联电压电压并联并联电流电流并联并联电流电流串联串联与前面基于深度负反馈计算的放大倍数相比，虽然理想运放的负反馈也属于深度负反馈，但由于参数理想化，放大倍数表达式中的“”“”变为“=”=”。第20页/共33页6.5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6.5.1提高放大倍数稳定性提高放大倍数稳定性引入负反馈后，在输入信号一定的情况下，当电路参数变化、引入负反馈后，在输入信号一定的情况下，当电路参数变化、电源电压波动或负载发生变化时，放大电路输出信号的波动减电源电压波动或负载发生变化时，放大电路输出信号的波动减小，即放大倍数的

14、稳定性提高。小，即放大倍数的稳定性提高。放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。在中频范围内，在中频范围内，结论：引入负反馈后放大倍数的稳定性提高了结论：引入负反馈后放大倍数的稳定性提高了(1+AF)倍。倍。第21页/共33页例：在电压串联负反馈放大电路中，例：在电压串联负反馈放大电路中，估算反馈系数和反馈深度估算反馈系数和反馈深度 估算放大电路的闭环电压放大倍数估算放大电路的闭环电压放大倍数 如果开环差模电压放大倍数如果开环差模电压放大倍数A的相对变化量为的相对变化量为10%，此时闭环电压放大倍数此时闭环电压放大倍数 Af 的相对变化量等于多少？的相对

15、变化量等于多少？解：解：反馈系数反馈系数反馈深度反馈深度第22页/共33页 闭环放大倍数闭环放大倍数 Af 的相对变化量的相对变化量 结论：当开环差模电压放大倍数变化结论：当开环差模电压放大倍数变化 10%时，电时，电压放大倍数的相对变化量只有压放大倍数的相对变化量只有 0.001%，而稳定性提高，而稳定性提高了一万倍。了一万倍。第23页/共33页6.5.2改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不同。不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不同。一、对输入电阻的影响一、对输入电阻的影响1.串联负反馈增大输入电阻串联负反馈增大输入电阻引入串联

16、负反馈后，输入电阻增大为无反馈时的引入串联负反馈后，输入电阻增大为无反馈时的 倍倍注意：在某些串联负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈注意：在某些串联负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈环内，如环内，如p285图图6.5.2中的中的Rb，反馈对它不产生影响。确切，反馈对它不产生影响。确切说，引入串联负反馈的支路的等效电阻增大到基本放大电说，引入串联负反馈的支路的等效电阻增大到基本放大电路的路的(1+A F)倍。倍。结论：第24页/共33页2.并联负反馈减小输入电阻并联负反馈减小输入电阻结论：引入并联负反馈后，输入电阻减小为无负反馈时的结论：引入并联负反馈后，输入电阻减小为无负反馈时的 1/。第25

17、页/共33页二、负反馈对输出电阻的影响二、负反馈对输出电阻的影响1.电压负反馈减小输出电阻电压负反馈减小输出电阻结论：引入电压负反馈后，放大电路的输出电阻减小到无结论：引入电压负反馈后，放大电路的输出电阻减小到无反馈时的。反馈时的。第26页/共33页2.电流负反馈增大输出电阻电流负反馈增大输出电阻结论：引入电流负反馈后，放大电路的输出电阻增大到结论：引入电流负反馈后，放大电路的输出电阻增大到无反馈时的无反馈时的 倍。倍。注意：在某些电流负反馈放大电路中，有些电阻不在反注意：在某些电流负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈环内，如馈环内，如p279图图6.4.4中的中的Rc2，反馈对它所在支路没，反

18、馈对它所在支路没有影响。确切说，电流负反馈仅仅稳定了引出反馈的支有影响。确切说，电流负反馈仅仅稳定了引出反馈的支路的电流，并使该支路的等效电阻增大到基本放大电路路的电流，并使该支路的等效电阻增大到基本放大电路的的(1+A F)倍。倍。第27页/共33页综上所述综上所述(1).反馈信号与外加输入信号的求和方式只对放大反馈信号与外加输入信号的求和方式只对放大电路的输入电阻有影响：串联负反馈使输入电阻增大；电路的输入电阻有影响：串联负反馈使输入电阻增大；并联负反馈使输入电阻减小。并联负反馈使输入电阻减小。(2).反馈信号在输出端的采样方式只对放大电路的反馈信号在输出端的采样方式只对放大电路的输出电阻

19、有影响：电压负反馈使输出电阻减小；电流负输出电阻有影响：电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。反馈使输出电阻增大。(3).串联负反馈只增大反馈环路内的输入电阻；电串联负反馈只增大反馈环路内的输入电阻；电流负反馈只增大反馈环路内的输出电阻。流负反馈只增大反馈环路内的输出电阻。(4).负反馈对输入电阻和输出电阻的影响程度，与负反馈对输入电阻和输出电阻的影响程度，与反馈深度有关。反馈深度有关。第28页/共33页6.5.3展宽频带展宽频带由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性，因而对于由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性，因而对于 频率不同而引起的放大倍数下降，也可以改善。频率不同而引起的放大

20、倍数下降，也可以改善。设无反馈时放大电路在中、高频段的电压放大倍数设无反馈时放大电路在中、高频段的电压放大倍数分别为分别为 ，上限频率为，上限频率为 f；引入反馈系数为的负反馈后，放大电路在中、引入反馈系数为的负反馈后，放大电路在中、高频段的放大倍数分别为高频段的放大倍数分别为 ，上限频率为，上限频率为 fHf。第29页/共33页同理，可推导出引入负反馈后，放大电路的同理，可推导出引入负反馈后，放大电路的下下限频率降低限频率降低为无反馈时的为无反馈时的 1/。结论：结论：引入负反馈后，放大电路的上限频率提高，下引入负反馈后，放大电路的上限频率提高，下限频率降低，因而限频率降低，因而通频带展宽通

21、频带展宽。fbwf=fHf-fLffHf fbw=fH-fLfH基本放大电路的基本放大电路的通频带通频带反馈放大电路的反馈放大电路的通频带通频带可见，引入负反馈后，放大电路的中频放大倍可见，引入负反馈后，放大电路的中频放大倍数减小为无反馈时的数减小为无反馈时的1/；而；而上限频率提上限频率提高高到无反馈时的倍。到无反馈时的倍。其中：其中：第30页/共33页3dB3dBfLfHfbwfLffHffbwf负反馈对通频带和放大倍数的影响负反馈对通频带和放大倍数的影响f此外，引入负反馈后增益带宽积不变第31页/共33页第六章作业自测题：二习题：6.1(1)6.2(3)(4)(5)(6)6.9 6.10要给出解释说明或计算过程 6.11 6.12第32页/共33页感谢您的欣赏！第33页/共33页