模拟电路 放大电路中的反馈.pptx

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1、会计学1模拟电路模拟电路 放大电路中的反馈放大电路中的反馈26.1.1.反馈的基本概念 将电子系统的输出量（输出电压或输出电流），通过一定的电路形式，部分或全部作用到输入回路，以影响其输入量（输入电压或输入电流）的过程，称之为反馈。一、什么是反馈？第1页/共45页3二、反馈放大电路的方框图三、反馈的基本类型正反馈：使净输入量增大的反馈负反馈：使净输入量减小的反馈交流反馈：反馈量只含有交流量直流反馈：反馈量只含有直流量叠加upuN,uo=+uOMupuN,uo=-uOMuo=Aod(uP-uN)集成运放第2页/共45页46.1.2.反馈的判断 一、有无反馈的判断直流通路和交流通路中是否存在反馈通

2、路。直流反馈与交流反馈直流反馈交流反馈无反馈有反馈无反馈直流通路交流通路第3页/共45页5叠加二、反馈极性的判别：瞬时极性法。使 ，则为正反馈；使 ，则为负反馈。负反馈正反馈负反馈+由单个集成运放构成的反馈电路,反馈信号接同相输入端时为正反馈,接反相输入端时为负反馈-uD=uP-uNuD=uP-uNiD=iI-iF+-第4页/共45页6Re 既存在于交流通路，也存在于直流通路，所以既有交流反馈，也有直流反馈；R3和 R6既存在于交流通路，也存在于直流通路，所以既有交流反馈，也有直流反馈；三极管电路：净输入信号找uBE 或 iBuBE 减小，为负反馈。uBE 减小，为负反馈。第5页/共45页7例

3、：下图是否引入反馈？直流反馈还是交流反馈？正反馈还是负反馈？解：引入了反馈：R3、R4 既有直流反馈又有交流反馈 R3、R4均为负反馈uD=uP-uN =uF-uI第6页/共45页8本节的负反馈放大电路指的是交流负反馈放大电路6.2.1.负反馈放大电路分析要点无外加反馈时开环差模放大倍数Aod=uo/(uP-uN)Aod 通常在105 左右输入电阻很大,所以UPUN,IP0,IN0有外加负反馈时Aod=uo/(uI-uo)uouI 闭环放大倍数Af=uo/uI 1第7页/共45页9总之：1、交流负反馈可稳定输出电压或输出电流，同时使电路的电压或电流放大倍数减小；2、反馈量实质上是对输出量的取样

4、，其数值与输出量成正比；3、负反馈是将引回的反馈量与输入量相减，从而调整电路的净输入量，进而调整输出量。要想对负反馈放大电路进行定量分析，首先应研究下列问题：1、从输出端看，反馈量是取自输出电压，还是取自输出电流；2、从输入端看，反馈量与输入量是以电压方式相叠加（串联）还是以电流方式相叠加（并联）。综合考虑输入端和输出端，可把负反馈分为四种：电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈第8页/共45页10四种组态的电路的方块图:6.2.2.负反馈放大电路的四种组态第9页/共45页11 解：据图示瞬时极性：所以，为电压串联负反馈。解：据图示瞬时极性：所以，为电压并联负反馈。所以，输出

5、电压与负载无关，电压负反馈稳定输出电压，RO0第10页/共45页12 解：据图示瞬时极性：所以，为电流串联负反馈 解：所以，为电流并联负反馈。所以，输出电流与负载无关，电流负反馈稳定输出电流，RO第11页/共45页13 若将输出电压 短路，反馈量若取自于输出电压，则反馈量必为0，故可以判断为电压反馈；反馈量若取自于输出电流，则反馈量不为0，故可以判断为电流反馈。6.2.3.负反馈放大电路组态的判断电压反馈或电流反馈的判断方法：串联反馈或并联反馈的判断方法：四种反馈组态的放大倍数：电压串联负反馈 电流串联负反馈电压并联负反馈 电流并联负反馈第12页/共45页14所以，为电压串联负反馈。所以，为电

6、压并联负反馈。第13页/共45页15所以，为电流串联负反馈所以，为电流并联负反馈。第14页/共45页16三极管电路：净输入信号找uBE 或 iB所以，为电流串联负反馈所以，为电压串联负反馈第15页/共45页17所以，为并联负反馈。所以，为电流反馈。该电路为电流并联负反馈。电流串联负反馈电压串联负反馈第16页/共45页181.负反馈放大电路的一般形式第17页/共45页19第18页/共45页20第19页/共45页212.基本放大电路的计算反馈网络对输入端的影响：电流反馈使输出电流所在回路开路电压反馈使输出端短路。(1)开环时反馈网络的负载效应第20页/共45页22反馈网络对输出端的影响：串联反馈在

7、输入级与反馈网络的连接处断开；并联反馈使输入端对地短路。(2)考虑开环时反馈网络的负载效应，得负反馈放大电路中的基本放大电路，据此求解开环放大倍数A和反馈系数F。利用集成运放构成的负反馈放大电路，一般均满足1+AF1，在近似分析中均可认为Af1/F，而不必求出基本放大电路的A。第21页/共45页23电压串联负反馈 将输出端短路，得到反馈网络对输入端的影响。断开输入回路与反馈网络的连接，得到反馈网络对输出端的影响。第22页/共45页24电流串联负反馈电压并联负反馈第23页/共45页25电流并联负反馈第24页/共45页266.4.1.深度负反馈的实质6.4.2.深度负反馈放大电路的计算第25页/共

8、45页276.4.2.反馈网络及放大倍数的分析电压串联负反馈。电流串联负反馈。第26页/共45页28电压并联负反馈。电流并联负反馈。第27页/共45页29例：求图示电路的闭环放大倍数。解1：该电路为电压并联负反馈。解2：第28页/共45页30例：求图示电路的闭环放大倍数。解：该电路为电流串联负反馈。i1i2iOi3第29页/共45页31例：求图示电路的闭环放大倍数。解：该电路为电压串联负反馈。第30页/共45页32例：求图示电路的闭环放大倍数。解：该电路为电流并联负反馈。将输入端短路，得到反馈网络对输出端的影响。第31页/共45页336.5.1.稳定放大倍数即闭环增益相对变化量比开环减小了 1

9、+AF 倍。另一方面，在深度负反馈条件下：即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。第32页/共45页346.5.2.改变输入电阻和输出电阻 串联反馈一、对输入电阻的影响 并联反馈 串联反馈使输入电阻增大 并联反馈使输入电阻减小第33页/共45页35 电压反馈二、对输出电阻的影响 电流反馈 电压反馈使输出电阻减小 电流反馈使输出电阻增大第34页/共45页366.5.3.展宽频带基本放大电路高频段的放大倍数为引入负反馈后,高频段的放大倍数为分子分母均除以(1+AmF),得第35页/共45页376.5.4.减小非线性失真上限频率扩展1+AF倍下限频率降

10、低1+AF倍 闭环时增益减小，线性度变好。fABoAoAFBF结论:第36页/共45页386.5.5.放大电路中引入负反馈的一般原则 要稳定静态工作点 引入直流负反馈 要改善电路的动态性能 引入交流负反馈 要稳定输出电压，降低输出电阻 引入电压负反馈 要稳定输出电流，增加输出电阻 引入电流负反馈 要增大输入电阻，减小信号源内阻上的压降（信号源为电压源）引入串联负反馈 要减小输入电阻，减小信号源内阻上的分流（信号源为电流源）引入并联负反馈 要进行信号变换时 引入合适组态的负反馈第37页/共45页39电压串联负反馈 uiuo电流串联负反馈 uiio电流并联负反馈 iiio电压并联负反馈 iiuo第

11、38页/共45页40解：1.电压串联负反馈 例：选择负反馈放大电路的组态，填入空格内。1.某测量仪表，要求 ri 高，输出电压稳定，应选用 。2.为获得一个电压控制电流源，应选用 。3.为获得一个电流控制电流源，应选用 。4.为了充分提高负反馈的效果，当信号源为高内阻的电流信号源，又要求放大电路的输出电压稳定，应选用 。2.电流串联负反馈3.电流并联负反馈4.电压并联负反馈第39页/共45页41 例：根据下列要求，正确连接下列电路。1.减小放大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 iI 转换成与之成稳定线性关系的输出电流iO；3.将输入电流 iI 转换成稳定的输出uO。1.电

12、压串联负反馈第40页/共45页42 例：根据下列要求，正确连接下列电路。1.减小放大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 iI 转换成与之成稳定线性关系的输出电流iO；3.将输入电流 iI 转换成稳定的输出uO。1.电压串联负反馈2.电流并联负反馈第41页/共45页43 例：根据下列要求，正确连接下列电路。1.减小放大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 iI 转换成与之成稳定线性关系的输出电流iO；3.将输入电流 iI 转换成稳定的输出uO。1.电压串联负反馈2.电流并联负反馈3.电压并联负反馈第42页/共45页446.6.1 负反馈放大电路自激振荡的原因和条件1.自激振荡现象 在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。2.产生原因使输入信号为零，电路的电扰动产生的微弱信号被不断放大，最终将产生自激振荡。第43页/共45页453.自激振荡条件产生自激振荡。反馈深度自激振荡的平衡条件：幅值条件相位条件（附加相移）闭环增益写成幅值与相角的形式：第44页/共45页