模拟电子技术第4章负反馈放大电路.pptx

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1、模拟电子技术模拟电子技术第四章第四章 负反响放大电路负反响放大电路谭谭 丹丹1第四章第四章 负反响放大电路负反响放大电路4.1 反响的基本概念反响的基本概念(4.5;4.6)4.2 负反响对放大电路性能的影响负反响对放大电路性能的影响(4.9b;4.11;4.12)4.3 负反响放大电路的指标计算负反响放大电路的指标计算(4.10a;4.13;4.14*)4.4 负反响放大电路的自激振荡负反响放大电路的自激振荡25.1 反响的基本概念4.1.1 反响的定义反响的定义 4.54.1.2 反响类型及判断反响类型及判断 4.64.1.3 负反响的负反响的4种基本组态种基本组态4.1.4 负反响放大电

2、路增益的一般表达式负反响放大电路增益的一般表达式34.1 反响的概念反响的概念(P91-(P91-92)92)4.1.1 反响的定义反响的定义 1.反响的概念反响的概念：（：（P91）回忆回忆稳定工作点电路稳定工作点电路输入量：输入量：vi、vBE、iB反反响响将将电电子子系系统统输输出出回回路路的的电电量量（电电压压或或电电流流），以以一一定定的方式送回到输入回路的过程。的方式送回到输入回路的过程。输出量：输出量：vO、vCE、iC、iE正向传输正向传输信号从输入端到输出端的传输信号从输入端到输出端的传输TvBEiCiCvEiB反向传输反向传输信号从输出端到输入端的传输信号从输出端到输入端的

3、传输44.1 反响的概念反响的概念(P91-92)4.1.1 反响的定义反响的定义 1.反响的概念：反响的概念：2.反响放大电路和组成框图反响放大电路和组成框图 xi：反响放大电路的输入信号：反响放大电路的输入信号 xo：输出信号：输出信号 xf：反响信号：反响信号 xid：基本放大电路的净输入信号：基本放大电路的净输入信号基本放大基本放大电电路的增益路的增益:反响放大反响放大电电路的增益（路的增益（闭环闭环增益）增益）:反向传输系数反向传输系数(反响系数反响系数):A=xo/xid 54.1 反响的概念反响的概念4.1.2 反响类型及判断方法反响类型及判断方法(P92-95)1直流反响与交流

4、反响直流反响与交流反响(P92)仅在直流通路中存在的反响称仅在直流通路中存在的反响称为直流反响，或者说，反响量中只为直流反响，或者说，反响量中只含有直流量时，称为直流反响；含有直流量时，称为直流反响；仅在交流通路中存在的反响称为仅在交流通路中存在的反响称为交流反响，或者说，反响量中只含交交流反响，或者说，反响量中只含交流量时称为交流反响流量时称为交流反响。反响量中既有直流量、又有交流反响量中既有直流量、又有交流量，这样的反响称为交、直流反响量，这样的反响称为交、直流反响 例如：例如：Re1:交、直流反响Re2 则只有直流反响64.1 反响的概念反响的概念4.1.2 反响类型及判断方法反响类型及

5、判断方法2正反响与负反响正反响与负反响(P93)正反响：使净输入信号量正反响：使净输入信号量xid比没有引入反响时增大了。比没有引入反响时增大了。常把区分反响的正、负，称为区分反响的极性。常把区分反响的正、负，称为区分反响的极性。（1）定义）定义 负反响：使净输入信号量负反响：使净输入信号量xid比没有引入反响时减小了。比没有引入反响时减小了。另一角度另一角度正反响：输入量不变时，引入反响后输出量变大了。正反响：输入量不变时，引入反响后输出量变大了。负反响：输入量不变时，引入反响后输出量变小了。负反响：输入量不变时，引入反响后输出量变小了。7例：基本放大器，无反响，净输入量例：基本放大器，无反

6、响，净输入量Vbe=Vi，电压放大倍数为：，电压放大倍数为：2.负反响与正反响负反响与正反响负反响负反响输入量不变时，引入反响后使净输入量（直接加输入量不变时，引入反响后使净输入量（直接加到输入三极管到输入三极管B、E端或运放输入端）减小，放大倍数减小。端或运放输入端）减小，放大倍数减小。引入反响后，净输入量引入反响后，净输入量 Vbe=Vi-Vf，电压放大倍数为：电压放大倍数为：可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负反响。可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负反响。84.1 反响的概念反响的概念4.1.2 反响类型及判断方法反响类型及判断方法2正反响与负反响正反响与负反响（2）瞬时极

7、性法：在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，）瞬时极性法：在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，标出某一时刻有关节点电压在某一瞬间的变标出某一时刻有关节点电压在某一瞬间的变 化极性或支路电流的瞬时流向（用化极性或支路电流的瞬时流向（用“+”、“-”号表示）。号表示）。例如：例如：输输入信号入信号ui的瞬的瞬时时极性极性为为（+），），经经三极管后，其集三极管后，其集电电极极电电位位为负为负，发发射极射极电电位位为正（为正（+）.因而有反响因而有反响时时放大放大电电路的路的净输净输入信号入信号Re1和和 Re2引入的反响为负反响引入的反响为负反响。94.1.2 反响类型及判断方法反响类型及判断方

8、法3.电压反响与电流反响电压反响与电流反响 电压反响：在输出回路中，假设反响信号取自输出电压，电压反响：在输出回路中，假设反响信号取自输出电压，如图如图(a)所示，即反响信号直接与输出电压成正比；所示，即反响信号直接与输出电压成正比；例4.1.1(P94)电流反响：在输出回路中，假设反响信号取自输出电流，如电流反响：在输出回路中，假设反响信号取自输出电流，如图图(b)所示，即反响信号直接与输出电流成正比。所示，即反响信号直接与输出电流成正比。104.1.2 反响类型及判断方法反响类型及判断方法3.电压反响与电流反响电压反响与电流反响共射极电路电压反响采样的两种形式：共射极电路电压反响采样的两种

9、形式：RLuoRLuo114.1.2 反响的基本概念与分类反响的基本概念与分类3.电压反响与电流反响电压反响与电流反响RLiERLiERf共射极电路电流反响采样的两种形式：共射极电路电流反响采样的两种形式：12例例4.1.1(P94)常用常用“输出短路法输出短路法”判断是电压反响还是电流反响判断是电压反响还是电流反响（a）（b）134.1.2 反响类型及判断方法反响类型及判断方法4.串联反响与并联反响串联反响与并联反响 串联反响串联反响:指在放大电路输入回路，反响网络与基本放大电指在放大电路输入回路，反响网络与基本放大电路串联，如图（路串联，如图（a）。）。并联反响并联反响:指在放大电路输入回

10、路，反响网络与基本放大电指在放大电路输入回路，反响网络与基本放大电路并联，如图（路并联，如图（b）。）。例4.1.2(P94-95)144.1.3 负反响的负反响的4种基本组态种基本组态负反响类型有负反响类型有4种组态种组态:P95-98:P95-98 电压串联负反响电压串联负反响 电压并联负反响电压并联负反响 电流串联负反响电流串联负反响 电流并联负反响电流并联负反响反馈信号反馈信号取自哪个取自哪个输出量输出量反响信号与输入反响信号与输入信号的连接方式信号的连接方式154.1.3 负反响放大器的负反响放大器的4种类型种类型P95-98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

11、流并联+_+_+_RL+_+_R1RL+_R1RL+_+_RL先判断是串联反响还是并联反响，确定判别式先判断是串联反响还是并联反响，确定判别式串联反响串联反响：uid=ui-uF并联反响并联反响：iid=ii-iF16电压负反响的特性电压负反响的特性稳定输出电压稳定输出电压负载变化时，负载变化时，输出电压稳定输出电压稳定RL vo vf vid (vbe)vo 稳定过程：稳定过程：顺序：按信号从前向后，再顺序：按信号从前向后，再由反响支路从后向前由反响支路从后向前注意：三极管基极、集电极注意：三极管基极、集电极电位变化相反电位变化相反串联反响：串联反响：vid=vi-vF电压反响电压反响4.1

12、.3 负反响的负反响的4种基本组态种基本组态1.电压串联负反响电压串联负反响174.1.3 负反响的负反响的4种基本组态种基本组态1.电压串联负反响电压串联负反响例例开开环环增益增益反响系数反响系数闭环闭环增益增益电压负反响电路有稳压特性电压负反响电路有稳压特性 182.电流串联负反响电流串联负反响 例例闭环闭环互互导导增益增益 互导开环增益互导开环增益互阻反响系数互阻反响系数电流负反响：有稳流特性电流负反响：有稳流特性 193.电压并联负反响电压并联负反响 反响电流反响电流 if根据瞬时极性判断是负反响，所以该电路为根据瞬时极性判断是负反响，所以该电路为电压并联负反响电压并联负反响id=ib

13、=ii-if从从输输入入端端看看，输输入入支支路路(+)与与反反响响支支路交于一点，路交于一点，故为并联反响。故为并联反响。所以是电压反响所以是电压反响+UCCRCC2C1RfuiuoibifiiRSus有：有：反响取自输出电压反响取自输出电压 uo+_电压并联负反响稳定输出电压电压并联负反响稳定输出电压+_203.电压并联负反响电压并联负反响 互互导导反响系数反响系数开开环环互阻增益互阻增益闭环互阻增益闭环互阻增益电压并联负反响：有稳压特性电压并联负反响：有稳压特性+UCCRCC2C1RfuiuoibifiiRSus214.电流并联负反响电流并联负反响 因为因为R RL L上的电压为零时：上

14、的电压为零时：根据瞬时极性判断是负反响，所以该电路为根据瞬时极性判断是负反响，所以该电路为电流并联负反响电流并联负反响又因为又因为在输入端有交点在输入端有交点:id=iI-iF所以是电流反响。所以是电流反响。故为并联负反响。故为并联负反响。交点交点22分立电路组成的电流并联负反响分立电路组成的电流并联负反响引入电流负反响的目的引入电流负反响的目的稳定输出电流稳定输出电流稳定过程：稳定过程：交点io if id io(id=ii-if)输出电阻输出电阻电流增益电流增益电流反响系数电流反响系数闭环电流增益闭环电流增益23例例4.1.2(P94-95)试判断以下图所示电路中是否存在反响，试判断以下图

15、所示电路中是否存在反响，哪些元件引入级间直流反响，哪些元件引入了级间交流反响，哪些元件引入级间直流反响，哪些元件引入了级间交流反响，级间反响是正反响还是负反响？并进一步判断级间交流反响级间反响是正反响还是负反响？并进一步判断级间交流反响是电压反响还是电流反响？是串联反响还是并联反响？是电压反响还是电流反响？是串联反响还是并联反响？级间反响级间反响24例例4.1.2(P94-95)直流通路直流通路 电电阻阻Rf1和和Rf2组成的反响通路组成的反响通路引入的是级间直流负反响。引入的是级间直流负反响。25例例4.1.2(P94-95)交流通路交流通路 T3的输出回路发射极与的输出回路发射极与Re1一

16、一同构成的反响通路同构成的反响通路既能引起既能引起级间级间直流反响，又能引起直流反响，又能引起级间级间交流反响。交流反响。该反响是电流串联负该反响是电流串联负反响。反响。26基本放大电路基本放大电路AoX.反馈网络反馈网络F迭加：迭加：1.方框图：方框图：A称为开环放大倍数称为开环放大倍数+反响反响Af称为闭环放大倍数称为闭环放大倍数Af=Xo/Xi输出信号输出信号输入信号输入信号反响信号反响信号差值信号差值信号（净输入）（净输入）负反响放大器负反响放大器F称为反响系数称为反响系数设设Xf与与Xi同相同相4.1.4 负反响放大电路增益的一般表达式负反响放大电路增益的一般表达式(P99)(P99

17、)称为环路增益。称为环路增益。272.负反响放大器的一般关系负反响放大器的一般关系闭环放大倍数：闭环放大倍数：开环放大系数：开环放大系数：反响系数：反响系数：净输入信号：净输入信号：输出信号：输出信号：闭环放大倍数：闭环放大倍数：称为环路增益。称为环路增益。4种负反响放大电路中各种信号的含义（种负反响放大电路中各种信号的含义（P100 表表4.1.1）28负反响放大电路参数的意义负反响放大电路参数的意义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A(电压放大倍数电压放大倍数)(互阻增益互阻增益)(互导增益互导增益)(电流放大倍数电流放大倍数)FAf型型类类数数参参293.关

18、于反响深度的讨论关于反响深度的讨论称为反响深度称为反响深度.一般负反馈一般负反馈时，时，1 )1(，fAA .FA+1.正反馈正反馈时，时，1 )3(FA+1.自激振荡自激振荡时，时，0 )4(=，fAFA+1.时，时，1 )2(FA+1.深度负反馈深度负反馈相当于输入为零时仍有输出，故称为相当于输入为零时仍有输出，故称为“自激状态自激状态”。与有源器件的参数基本无关与有源器件的参数基本无关30 4.2 4.2 负反响对放大电路性能的影响（负反响对放大电路性能的影响（P101P101）4.2.1 4.2.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性4.2.2 4.2.2 影响输入电阻和输出电阻

19、的影响输入电阻和输出电阻的 4.2.3 4.2.3 展宽通频带展宽通频带4.2.4 4.2.4 减小非线性失真减小非线性失真31 4.2 4.2 负反响对放大电路性能的影响负反响对放大电路性能的影响4.2.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性(P101)负反响条件下负反响条件下,比较闭环增益与开环增益的稳定性比较闭环增益与开环增益的稳定性:有反响时增益的稳定性比无反响时提高了有反响时增益的稳定性比无反响时提高了(1+AF)倍。倍。324.2.2 影响输入电阻和输出电阻影响输入电阻和输出电阻1.负反响对输入电阻的影响负反响对输入电阻的影响(P102)开环输入电阻开环输入电阻闭环输入电阻闭

20、环输入电阻(1)串联负反响使输入电阻增加串联负反响使输入电阻增加即即引入负反响后的闭环输入电阻是无反响的输入电阻的引入负反响后的闭环输入电阻是无反响的输入电阻的倍倍 33(2)并联负反响使输入电阻减小并联负反响使输入电阻减小引入负反响后的输入电阻为引入负反响后的输入电阻为即即引入负反响后的闭环输入电阻是无反响的输入电阻的引入负反响后的闭环输入电阻是无反响的输入电阻的倍倍 342.负反响对输出电阻的影响负反响对输出电阻的影响(P103)(1)电压负反响使输出电阻减小电压负反响使输出电阻减小忽略反响网络对忽略反响网络对It的分流的分流闭环输出电阻为闭环输出电阻为即即引入负反响后的闭环输出电阻是无反

21、响的输出电阻的引入负反响后的闭环输出电阻是无反响的输出电阻的倍倍 35(2)电流负反响使输出电阻增加电流负反响使输出电阻增加 忽略反响网络对忽略反响网络对Vo的分压的分压闭环输出电阻为闭环输出电阻为 引入负反响后的闭环输出电阻是无反响的开环输引入负反响后的闭环输出电阻是无反响的开环输出出电阻的电阻的倍倍 2.负反响对输出电阻的影响负反响对输出电阻的影响(P103)36正确引入负反响正确引入负反响 1.降低输入信号源的负载，信号源是电压信号，则增大降低输入信号源的负载，信号源是电压信号，则增大闭环放大电路的输入电阻，串联反响；信号源是电流闭环放大电路的输入电阻，串联反响；信号源是电流信号，则降低

22、闭环放大电路的输入电阻，并联反响。信号，则降低闭环放大电路的输入电阻，并联反响。1.正确选择放大电路的类型正确选择放大电路的类型2.正确选择各元件参数正确选择各元件参数原则：原则：2.增强闭环放大电路的输出端的负载能力，电压放大电增强闭环放大电路的输出端的负载能力，电压放大电路，则降低闭环放大电路的输入电阻，电压反响；电路，则降低闭环放大电路的输入电阻，电压反响；电流放大电路，则增大闭环放大电路的输入电阻，电流流放大电路，则增大闭环放大电路的输入电阻，电流反响；反响；选择：选择：1.正确选择放大电路的类型正确选择放大电路的类型374.2.3 展宽通频带展宽通频带(P105)无反响时的通频带无反

23、响时的通频带 f=f HfL f H有反响时的通频带有反响时的通频带 fF=(1+AF)fH放大电路参加负反响后，增益下降，但通频带却加宽了。放大电路参加负反响后，增益下降，但通频带却加宽了。负反响只能减小反响环内产生的非线性失真负反响只能减小反响环内产生的非线性失真 4.2.4 减小非线性失真减小非线性失真(P106)38 4.3 4.3 深度负反响放大电路的指标计算深度负反响放大电路的指标计算4.3.1 深度负反响的特点深度负反响的特点 深度负反响：深度负反响：放大电路的闭环增益：放大电路的闭环增益：和 根据根据有有 串联负反响：串联负反响：并联负反响：并联负反响：39串联负反响串联负反响

24、深度负反响条件下深度负反响条件下虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并联负反响并联负反响40 4.3 4.3 深度负反响放大电路的指标计算（深度负反响放大电路的指标计算（P108P108）4.3.2 深度负反响条件下放大倍数的计算深度负反响条件下放大倍数的计算 例例4.3.1 电路如下图。电路如下图。1）判断电路中引入了哪种极间反响；）判断电路中引入了哪种极间反响；2）求出在深度负反响条件下的闭环增益。）求出在深度负反响条件下的闭环增益。(P108-109)1）电路引入级间电）电路引入级间电压串联负反响。压串联负反响。2）反响系数）反响系数 解解：深度负反响条件下的闭环增益深度负反响条件下的闭环增

25、益414.3.2 深度负反响条件下放大倍数的计算深度负反响条件下放大倍数的计算例例4.3.2 求闭环电压增益求闭环电压增益 。(P109-110)电流串联负反响电流串联负反响424.3.2 深度负反响条件下放大倍数的计算深度负反响条件下放大倍数的计算例例4.3.2 求闭环电压增益求闭环电压增益 。(P109-110)434.3.2 深度负反响条件下放大倍数的计算深度负反响条件下放大倍数的计算1）电路引入了电压并联级间）电路引入了电压并联级间 交流负反响。交流负反响。2）深度负反响条件下）深度负反响条件下解解：例例4.3.3 (P110-111)闭环增益：闭环增益：闭环电压放大倍数：闭环电压放大

26、倍数：444.3.2 深度负反响条件下放大倍数的计算深度负反响条件下放大倍数的计算1）电路引入了电流并联级间）电路引入了电流并联级间 交流负反响。交流负反响。2）深度负反响条件下）深度负反响条件下解解：例例4.3.4 电路如图所示。1）判断电路中引入了哪种组态的级间交流负反馈。2）求出在深度负反馈条件下的 和 。反响系数：反响系数：闭环增益：闭环增益：闭环电压放大倍数：闭环电压放大倍数：454.4.1 产生自激震荡的原因及条件产生自激震荡的原因及条件4.4 4.4 负反响放大电路的自激震荡负反响放大电路的自激震荡 负反响放大电路在无输入信号时，也能有输出信号产生。负反响放大电路在无输入信号时，

27、也能有输出信号产生。这就是负反响放大电路自激震荡现象。这就是负反响放大电路自激震荡现象。产生的原因：多级产生的原因：多级RC回路，信号产生附加移相。回路，信号产生附加移相。负反响放大电路产生自激震荡的条件：负反响放大电路产生自激震荡的条件：当当时时则则当当输输入量入量时时，输输出量出量并不并不为为零。零。46 AF是放大电路和反响电路的总附加相移，如果在中频条件是放大电路和反响电路的总附加相移，如果在中频条件下，放大电路可有下，放大电路可有180 的相移。在其它频段电路中如果出现了的相移。在其它频段电路中如果出现了附加相移附加相移 AF，且，且 AF到达到达180，使总的相移为，使总的相移为3

28、60，负反响，负反响变为正反响。如果幅度条件满足要求，放大电路产生自激。变为正反响。如果幅度条件满足要求，放大电路产生自激。在许多情况下反响电路是由电阻构成的，所以在许多情况下反响电路是由电阻构成的，所以 F=0 ，AF=A+F=A。4.4 4.4 负反响放大电路的自激条件负反响放大电路的自激条件相位条件相位条件 幅度条件幅度条件AF=A+F=(2n+1)n=0,1,2,3474.4.2 负反响放大电路的稳定判别（负反响放大电路的稳定判别（P113）相位条件相位条件幅度条件幅度条件 AF=|A+F|=180o自激条件自激条件1.判断放大电路是否稳定的方法判断放大电路是否稳定的方法(自学了解自学

29、了解):(1)在相频特性曲线上找出在相频特性曲线上找出 fc(2)在幅频特性曲线上找出在幅频特性曲线上找出 AF=1 fo在幅频特性曲线观察在幅频特性曲线观察fc处处:在相频特性曲线观察在相频特性曲线观察fo处处AF1,自激自激;AF1,稳定稳定(3)当当 fc fo 时时,处于稳定状态处于稳定状态484.4.2 负反响放大电路的稳定判别（负反响放大电路的稳定判别（P113）相位条件相位条件幅度条件幅度条件 AF=|A+F|=180o自激条件自激条件2.稳定裕度稳定裕度:P137(2)相位裕度相位裕度:(1)幅度裕度幅度裕度:4.4.3 消除自激振荡的方法消除自激振荡的方法（P115）采用相位

30、补偿的方法采用相位补偿的方法:494.4.3 消除自激振荡的常用方法消除自激振荡的常用方法（P115）4.4 4.4 负反响放大电路的自激震荡负反响放大电路的自激震荡方法：减小反响深度或引入相位校正网络。方法：减小反响深度或引入相位校正网络。措施：在放大电路中参加措施：在放大电路中参加RC元件组成的校正电路。元件组成的校正电路。目的：破坏自激振荡的幅值条件或相位条件。目的：破坏自激振荡的幅值条件或相位条件。常用的消振电路常用的消振电路 The EndThe End50谢谢观看/欢送下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH