模擬集成電路基礎(chǔ)三.ppt

1、第6章 負(fù)反饋放大電路,一、反饋的定義,6.1 反饋的基本概念,二、單環(huán)反饋放大器的理想模型,三、基本反饋方程式,反饋是將輸出信號(hào)的一部分或全部通過一定的電路饋送回到放大電路的輸入端，并對(duì)輸入信號(hào)產(chǎn)生影響。,開環(huán)放大電路無反饋也稱開環(huán)。,閉環(huán)放大電路有反饋也稱閉環(huán)。,6.1 反饋的基本概念,一、反饋的定義,正向傳輸,反向傳輸,反饋概念方框圖,圖中： Xi是輸入信號(hào)； Xf是反饋信號(hào)； Xdi為凈輸入信號(hào)； 所以負(fù)反饋有 Xdi= XiXf,（一）負(fù)反饋和正反饋,負(fù)反饋 加入反饋后，凈輸入信號(hào)| Xdi | | Xi |，輸出幅度增加 。形成振蕩電路和比較電路。,（二）電壓反饋和電流反饋,電壓反

2、饋： 反饋信號(hào)的大小與輸出電壓成比例的反饋稱為電壓反饋。電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓。,電流反饋： 反饋信號(hào)的大小與輸出電流成比例的反饋稱為電流反饋。電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流。,（三）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋,反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的同一個(gè)電極，則為并聯(lián)反饋；否則，為串聯(lián)反饋。,uid = ui uf,iid = ii if,并聯(lián)反饋,串聯(lián)反饋,串聯(lián)負(fù)反饋：提高輸入電阻。 并聯(lián)負(fù)反饋：減小輸入電阻。,（四）交流反饋和直流反饋,1.反饋信號(hào)中只有交流成分時(shí)為交流反饋。交流負(fù)反饋改善電路性能指標(biāo)。 2.反饋信號(hào)只有直流成分時(shí)為直流反饋。直流負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。 3.反饋信號(hào)中既有交流成分又有直

3、流成分時(shí)為交直流反饋。,二、單環(huán)反饋放大器的理想模型,如圖所示反饋電路可分為兩部分：,簡化的反饋電路,1. 基本放大器A： 可由單級(jí)或多級(jí)放大器組成。,2. 反饋網(wǎng)絡(luò)B： 一般由無源網(wǎng)絡(luò)組成。,上述反饋放大器的一般形式可由方框圖來概括,反饋電路的方框圖,反饋環(huán)由基本放大器A和反饋網(wǎng)絡(luò)B構(gòu)成的閉合環(huán)路。,所示圖為一單環(huán)反饋放大器的方框圖：,B反饋網(wǎng)絡(luò)；,比較器（相加點(diǎn)）,Xi是輸入信號(hào)； Xf是反饋信號(hào)； Xdi (= XiXf) 為凈輸入信號(hào)；,X廣義信號(hào)量(電流或電壓)；, 帶傳輸方向的支路；,A基本放大器；,反饋環(huán),反饋電路的方框圖,反饋環(huán)由基本放大器A和反饋網(wǎng)絡(luò)B構(gòu)成的閉合環(huán)路。,所示圖

4、為一單環(huán)反饋放大器的方框圖：,B反饋網(wǎng)絡(luò)；,比較器（相加點(diǎn)）,Xi是輸入信號(hào)； Xf是反饋信號(hào)； Xdi (= XiXf)為凈輸入信號(hào)；,X廣義信號(hào)量(電流或電壓)；, 帶傳輸方向的支路；,A基本放大器；,反饋環(huán),正向傳輸,反向傳輸,理想模型的假定：,（1）正向傳輸 信號(hào)只經(jīng)過基本放大器，而不經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)。,（2）反向傳輸 信號(hào)只經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)，而不經(jīng)過基本放大器。,三、基本反饋方程式,基本反饋方程式：為分析反饋放大器的基本公式,1.放大電路的開環(huán)增益：,2.反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)：,3.基本反饋方程式：,A=Xo/Xdi,B=Xf/Xo,Af=A/(1+AB)=A/F,推導(dǎo)過程,根據(jù)信號(hào)的不同物理

5、意義不同。,Xi = Xdi + Xf = Xdi+ABXd i =(1+AB) Xdi,所以 Af=Xo/Xi,=AXdi / (1 +AB) Xdi,=A/(1+AB)=A/F,Xf=BX0=ABXdi,因?yàn)?A=X0/Xdi,推導(dǎo)過程,4.反饋深度:,深負(fù)反饋下，F(xiàn)1（或AB 1），此時(shí)反饋方程式可簡化為：,因?yàn)镕=1+AB反映了反饋對(duì)放大電路影響的程度,所以F稱為反饋深度。其中,AB稱為環(huán)路增益。,三、基本反饋方程式,F越大，反饋深度越深；,Af=1/(1+AB)1/AB=1/B,當(dāng) F1時(shí).使AfA,為負(fù)反饋；當(dāng) F 1時(shí).使Af A,為正反饋； 當(dāng) F=0時(shí).使Af=,為臨界自激。

6、,由于:Af=A/(1+AB)=A/F,6.2 負(fù)反饋的分類及其判別方法,負(fù)反饋類型有四種: 一 電流串聯(lián)負(fù)反饋 二 電壓串聯(lián)負(fù)反饋 三 電流并聯(lián)負(fù)反饋 四 電壓并聯(lián)負(fù)反饋,分析反饋的屬性、求電壓增益等動(dòng)態(tài)參數(shù)。,四種基本反饋類型,判斷反饋類型（或組態(tài)）的方法,判斷是電流反饋還是電壓反饋用輸出電壓短路法,輸出電壓短路法：令輸出電壓u0=0，若Xf=0，則為電壓反饋；否 則為電流反饋。,判斷是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋用饋入信號(hào)連接方式法,饋入信號(hào)連接方式法：若反饋信號(hào)Xf串入輸入回路，則為串聯(lián)反饋；否則為并聯(lián)反饋。 串聯(lián)反饋uid=ui-uf；并聯(lián)反饋iid=ii-if。,判斷是正反饋還是負(fù)反饋用瞬

7、時(shí)極性法,瞬時(shí)極性法：設(shè)定信號(hào)輸入端的瞬時(shí)極性，沿反饋回路（A入 A出 B入 B出）標(biāo)定瞬時(shí)極性,若Xf的極性使得凈輸入信號(hào)增 大則為正反饋；否則為負(fù)反饋。,判斷是直流反饋還是交流反饋看電容位置,一、電流串聯(lián)負(fù)反饋,（一）判斷反饋類型：（步驟）,1. 找反饋網(wǎng)絡(luò)：,存在反向傳輸渠道(Re)。,2. 電壓與電流反饋：,令u0=0時(shí),Uf0，故為電流反饋,3. 串聯(lián)與并聯(lián)反饋：,Uf串入輸入回路，故為串聯(lián)反饋。,4. 反饋極性：（瞬時(shí)極性法）,Udi(=Ui-Uf)減小，故為負(fù)反饋,結(jié)論：此電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋。,+,+,電流串聯(lián)負(fù)反饋的一般形式,可將電流串聯(lián)負(fù)反饋電路寫成一般形式：,一、電流串聯(lián)

8、負(fù)反饋,（二）增益和反饋系數(shù)的表示方法：,對(duì)于電流串聯(lián)負(fù)反饋:Xo I o ; Xf U f ；Xdi Udi 。,A G = 輸出電流/輸入電壓; 具有電導(dǎo)量綱（mA/v） ， 所以A G稱為互導(dǎo)增益。,1.開環(huán)互導(dǎo)增益：,2.閉環(huán)互導(dǎo)增益：,3.反饋系數(shù)：,A G = I o/U di；,A Gf = I o/U i；,B R = Uf/I o；,一、電流串聯(lián)負(fù)反饋,（二）增益和反饋系數(shù)的表示方法：,5.反饋深度：,4.基本反饋方程式：,本例中：,F = 1+ B R A G ；,A Gf = I o/U i,B R = Uf/I o = I o Re /I o = Re ；,= A G

9、/ (1+ B R A G ),無量綱,轉(zhuǎn)換為電壓增益為：,A Uf = U o/U i = I o R L / U i = A Gf RL,二、電壓串聯(lián)負(fù)反饋,（一）判斷反饋類型：（步驟）,1. 找反饋網(wǎng)絡(luò)：,存在反向傳輸渠道(Re 、Rf)。,2. 電壓與電流反饋：,令Uo=0時(shí),Uf=0，故為電壓反饋。,3. 串聯(lián)與并聯(lián)反饋：,4. 反饋極性：（用瞬時(shí)極性法）,結(jié)論：此電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。,電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路,+,+,-,Uf串入輸入回路，故為串聯(lián)反饋。,Udi(=Ui-Uf)減小，故為負(fù)反饋,+,電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的一般形式,可將電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路寫成一般形式：,（二）增益和

10、反饋系數(shù)的表示方法：,對(duì)于電壓串聯(lián)負(fù)反饋:Xo Uo ; Xf U f ;XdiUdi。,A U = 輸出電壓/輸入電壓;,無量綱,1.開環(huán)電壓增益：,2.閉環(huán)電壓增益：,3.反饋系數(shù)：,A U = U o/U di,A Uf = U o/U i,B U = Uf/U o,無量綱,二、電壓串聯(lián)負(fù)反饋,（二）增益和反饋系數(shù)的表示方法：,5.反饋深度：,4.基本反饋方程式：,本例中：,F = 1+ A UB U,A Uf,B U = Re1 / (Re1 +Rf ),= A U / （1+ A U B U ）,無量綱,三、電流并聯(lián)負(fù)反饋,電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路,-,-,+,（一）判斷反饋類型：（步

11、驟）,1. 找反饋網(wǎng)絡(luò)：,存在反向傳輸渠道(Re2 、Rf)。,2. 電壓與電流反饋：,3. 串聯(lián)與并聯(lián)反饋：,反饋信號(hào)以If出現(xiàn)，為并聯(lián)反饋。,4. 反饋極性：（用瞬時(shí)極性法）,Idi(=Ii-If)減小故為負(fù)反饋,結(jié)論：此電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋。,令u0=0時(shí),If0，故為電流反饋,If,電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的一般形式,可將電流并聯(lián)負(fù)反饋電路寫成一般形式：,（二）增益和反饋系數(shù)的表示方法：,對(duì)于電流并聯(lián)負(fù)反饋:Xo Io ; Xi I iXdi Idi。,A I = 輸出電流/輸入電流;,無量綱,1.開環(huán)電流增益：,2.閉環(huán)電流增益：,3.反饋系數(shù)：,A I = I o/I di,A If

12、 = I o/I i,B I = If/I o,無量綱,無量綱,三、電流并聯(lián)負(fù)反饋,無量綱,（二）增益和反饋系數(shù)的表示方法：,5.反饋深度：,4.基本反饋方程式：,本例中：,F = 1+ B I A I；,A If = Io/I i,B I = If/I o = Re2 / (Re2 +Rf )；,= A I / （1+ B I A I ）,無量綱,轉(zhuǎn)換成電壓增益:,Auf=Uo/Ui=-IoRL/IiRif=-AIfRL/Rif,引入反饋后的 輸入電阻,四、電壓并聯(lián)負(fù)反饋,（一）判斷反饋類型：（步驟）,1. 找反饋網(wǎng)絡(luò)：,存在反向傳輸渠道(Re)。,2. 電壓與電流反饋：,用前述的方法判斷(

13、電壓反饋)。,3. 串聯(lián)與并聯(lián)反饋：,用前述的方法判斷(并聯(lián)反饋)。,4. 反饋極性：用瞬時(shí)極性法判斷,Idi(=Ii-If)減小,故為負(fù)反饋.,結(jié)論：此電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。,電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路圖,+,-,If,電壓并聯(lián)負(fù)反饋的一般形式,可將電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路寫成一般形式：,（二）增益和反饋系數(shù)的表示方法：,對(duì)于電壓并聯(lián)負(fù)反饋: Xo Uo ; Xi I i ;Xdi Idi。,A R = 輸出電壓/輸入電流;量綱(v/mA),故稱為互阻增益.,1.開環(huán)電壓增益：,2.閉環(huán)電壓增益：,3.反饋系數(shù)：,A R = Uo/I di；,A Rf = U o/I i；,B G = If/U o；,無

14、量綱,電阻量綱,電阻量綱,四、電壓并聯(lián)負(fù)反饋,（二）增益和反饋系數(shù)的表示方法：,5.反饋深度：,4.基本反饋方程式：,本例中：,F = 1+ B G A R；,A Rf = Uo/I i,B G = If/U o = -1/ Rf；,= A R/ （1+ B G A R）,無量綱,轉(zhuǎn)換成電壓增益為,Auf=Uo/Ui=U0/IiRif=ARf/Rif,引入反饋后的 輸入電阻,例題1 試判斷圖所示電路的反饋組態(tài)。,解: 據(jù)瞬時(shí)極性法，見圖中的紅色“+”、“-” 號(hào)，可知: 1. 經(jīng)電阻R1加在基極B1上的是直流并聯(lián)負(fù)反饋。,例題1圖,2. 經(jīng)Rf 加在E1上的是交流負(fù)反饋。反饋信號(hào)和輸入 信號(hào)加

15、在T1兩個(gè)輸入電極，故為串聯(lián)反饋。,結(jié)論：是直流電流并聯(lián) 負(fù)反饋。,因反饋信號(hào)與輸出電流成比例，故又為電流反饋。,結(jié)論：交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋。,例題2 試判斷圖所示電路的反饋組態(tài)。,解: 根據(jù)瞬時(shí)極性法，可知是負(fù)反饋。 因反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加在運(yùn)放A1的兩個(gè)輸入端，故為串聯(lián)反饋。,例題2圖,因反饋信號(hào)與輸出電壓成比例，故為電壓反饋。,結(jié)論：交、直流串聯(lián)電壓正反饋。,RE 引入本級(jí)電流串聯(lián)負(fù)反饋；,引入級(jí)間電流并聯(lián)負(fù)反饋。,反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在不同節(jié)點(diǎn)為串聯(lián)反饋，在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)為并聯(lián)反饋。,反饋取自輸出端或輸出分壓端為電壓反饋，反饋取自非輸出端為電流反饋。,規(guī) 律：,例題3,6.3 負(fù)反饋對(duì)放大電路

16、性能的影響,二、負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響,三、負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響,四、負(fù)反饋對(duì)通頻帶的影響,五、負(fù)反饋對(duì)非線性失真的影響,六、信號(hào)源內(nèi)阻對(duì)反饋放大器的影響,一、負(fù)反饋對(duì)增益的影響,七、負(fù)反饋對(duì)噪聲、干擾和溫漂的影響,一、負(fù)反饋可提高增益的穩(wěn)定性,無論何種負(fù)反饋，閉環(huán)增益都比開環(huán)增益下降1+AB倍，但不同的反饋組態(tài)AB的量綱不同。,1.定性分析：,由于各種因素的影響:,Xf,Xdi,2.定量分析：,X0 ,(Xi保持不變),A,X0 ,A,有反饋時(shí)增益的穩(wěn)定性比無反饋時(shí)提高了(1+AB)倍。,等式兩邊同時(shí)除以Af,得到,二、負(fù)反饋對(duì)通頻帶的影響,放大電路加入負(fù)反饋后增益下降，但通頻帶卻加寬了.

17、,/Hz,通頻帶 : f= f HfL f H,無反饋,有反饋,無反饋時(shí),增益為80dB,頻帶寬度為f (如圖),加負(fù)反饋后,增益降到60dB,頻帶寬度變?yōu)闉閒f (如圖),f,ff,三、負(fù)反饋對(duì)非線性失真的影響,負(fù)反饋可以改善放大電路的非線性失真，但是只能改善反饋環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真。,負(fù)反饋對(duì)非線性失真的影響,Udi,Ui,Uf,AU,AU,U0,無反饋,加負(fù)反饋,四、負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響,(1)串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加 串聯(lián)負(fù)反饋輸入端形式如圖：,式中ri =rdi為無反饋時(shí)的電阻。,串聯(lián)負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響,負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響與反饋加入的方式有關(guān):,有反饋的輸入電阻：,則有：r

18、if ri 。,并聯(lián)負(fù)反饋輸入端 的形式如圖：,并聯(lián)負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響,(2)并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小,有反饋的輸入電阻：,無反饋的輸入電阻：,五、負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響,求輸出電阻的等效電路：,1.將輸入信號(hào)源短路。,2.將負(fù)載電阻RL開路，在輸出端加一個(gè)測(cè)試電壓 Uot（產(chǎn)生測(cè)試電流Iot）。,（一）電壓負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響,1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋,Rof,Rof,Rof=Rof/Rc,畫求Ro的等效電路,稱開路電壓增益.,2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋,求輸出電阻的等效電路如圖,稱開路互阻增益.,Rof=Rof/Rc,Rof,結(jié)論：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小。與輸入端的連接方式無關(guān),(二)電流負(fù)反饋

19、對(duì)輸出電阻的影響,1.電流并聯(lián)負(fù)反饋,稱短路電流增益.,Rof=Rof/Rc,AI0Idi,Rof,求輸出電阻的等效電路如圖,1.電流串聯(lián)負(fù)反饋:,Rof=Rof/Rc,同理可以推得：,考慮RC的影響:,結(jié)論：電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。與輸入端的連接方式無關(guān),其中,（3）電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小。與輸入端的連接方式無關(guān)。,（4）電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。與輸入端的連接方式無關(guān)。,(2)并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小，與取樣內(nèi)容無關(guān)。,(1)串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加，與取樣內(nèi)容無關(guān)。,結(jié)論：負(fù)反饋對(duì)輸入、輸出電阻的影響：,六、信號(hào)源內(nèi)阻對(duì)反饋放大器的影響,（1）串聯(lián)反饋：信號(hào)源須采用低內(nèi)阻Rs,才能得

20、到反饋效果。,（2）并聯(lián)反饋：信號(hào)源須采用高內(nèi)阻Rs,才能得到果。(同理),Ausf = Aus /(1+ Aus Bu),Aus =Au ri /(Rs + ri ),AIsf = AIs /(1+ AIs BI),AIs =AI Rs/(Rs + ri ),(Rs=, Aus0,F=1失去反饋效果),2021/1/1,七、負(fù)反饋對(duì)噪聲、干擾和溫漂的影響,負(fù)反饋對(duì)噪聲、干擾和溫漂有抑制作用。 負(fù)反饋只對(duì)反饋環(huán)內(nèi)的噪聲和干擾有抑制作用，且必須加大輸入信號(hào)才使抑制作用有效。 原理同負(fù)反饋對(duì)放大電路非線性失真的改善。,6.4 負(fù)反饋放大器的分析方法,一、等效電路法 二、方框圖分析法 三、負(fù)反饋放大

21、器的近似計(jì)算 四、基于框圖法負(fù)反饋放大器的分析步驟 五、深負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算,一、等效電路法,方法：畫交流等效電路，列電流電壓方程。,優(yōu)點(diǎn)：適合任何類型放大電路，能夠得到精確結(jié)果。,二、方框圖分析法,1.方法：將反饋放大器劃分為基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分，分別求出基本放大器的放大增益A和反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)B，然后利用反饋方程式求Auf。分析流程圖。,注意：求基本放大電路的放大增益時(shí)必須考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。,確定輸出信號(hào)量 電壓反饋：Xo=Uo 電流反饋：Xo=Io,確定輸入信號(hào)量和反饋信號(hào)量 串聯(lián)反饋：Xi、Xf均為電壓信號(hào) 并聯(lián)反饋：Xi、Xf均為電流信號(hào),求基本放大器的放大增益A=

22、Xo/Xi和反饋系數(shù)B=Xf/Xo,求反饋深度F=1+AB,根據(jù)反饋方程式求Af,繼續(xù)求其他指標(biāo)如rif 、rof等,2. 方框圖分析法流程圖,方框圖分析方法,3. 畫基本放大電路的原則,為了考慮反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)基本放大器輸入端和輸出端的負(fù)載效應(yīng)，在畫基本放大電路時(shí)，應(yīng)遵循以下兩條原則：,1） 畫輸入電路原則 如果是電壓反饋，則令Uo=0，即將輸出端對(duì)地短路； 如果是電流反饋，則令I(lǐng)o=0，即將輸出回路開路。,2）畫求輸出電路原則 如果是并聯(lián)反饋，則令Ui=0，即將輸入端對(duì)地短路； 如果是串聯(lián)反饋，則令I(lǐng)i=0，即將輸入回路開路。,三、負(fù)反饋放大器的近似計(jì)算,1. 電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器的計(jì)算,1)判

23、斷反饋類型,反饋元件：Rf 反饋類型：電壓并聯(lián)負(fù)反饋,2) 畫基本放大器電路,反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入回路的負(fù)載作用,反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸出回路的負(fù)載作用,電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器計(jì)算,1 .電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器的計(jì)算(續(xù)）,3） 基本放大器的計(jì)算（續(xù)）,（3）開環(huán)互阻增益的計(jì)算,考慮RS的影響：,（1）輸入電阻,ri=Rf/hie,（2）輸出電阻,ro=Rf,反饋放大器的計(jì)算,4）反饋系數(shù)的計(jì)算,（3） 如考慮Rs的影響,在深度反饋的情況下AB1,5）反饋放大器的計(jì)算,基本放大器,電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器計(jì)算,反饋放大器的計(jì)算,并聯(lián)反饋使輸入阻抗減小， 減小的倍數(shù)等于1+ARBG。,(6)輸出電阻,考慮Rc的影響，,

24、5）反饋放大器的計(jì)算（續(xù)）,電壓反饋使輸出阻抗減小， 減小的倍數(shù)等于1+ARsoBG。,(5)輸入電阻,電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器計(jì)算,2. 電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器的計(jì)算,例：,1)判斷反饋類型,反饋元件：Re 反饋類型：電流串聯(lián)負(fù)反饋,解法一：方框圖分析法,晶體管的參數(shù)： hfe=100, hie=1k, hrehoe 0 Rs 0, Re =100 ，Rb1=100k , Rb2=50k， Rc =2k ， RL =2k 試求：AGf, rif, rof 和 Auf。,已知單級(jí)電流負(fù)反饋電路，,三、負(fù)反饋放大器的近似計(jì)算（續(xù)）,2） 畫基本放大器電路,反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸入回路的負(fù)載作用,反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)輸出回

25、路的負(fù)載作用,反饋放大器的計(jì)算,3)基本放大器計(jì)算,ri=hie+Re,=1.1k,ro=1/hoe+Re, ,4)反饋放大器計(jì)算,Io,電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器計(jì)算,4)反饋放大器計(jì)算(續(xù)）,電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器計(jì)算,例：,解法二：等效電路法,晶體管的參數(shù)： hfe=100, hie=1K, hrehoe 0 Rs 0, Re =100 ，Rb1=100K , Rb2=50K， Rc =2K ， RL =2K 試求：AGf, rif, rof 和 Auf。,已知單級(jí)電流負(fù)反饋電路，,四、基于框圖法負(fù)反饋放大器的分析步驟,判斷反饋類型,畫出基本放大器電路 分別考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用,基本放大器的參

26、數(shù)計(jì)算A、ri、ro,反饋放大器的計(jì)算BF Af rif和 rof rif 和rof,繼續(xù)求其它指標(biāo),五、深負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算,串聯(lián)負(fù)反饋時(shí)，有,并聯(lián)負(fù)反饋時(shí)，有,在深度負(fù)反饋下，有,由基本反饋方程式，在深負(fù)反饋的條件下，有,分析：在深度負(fù)反饋下，有,例： 負(fù)反饋放大電路如圖所示，設(shè)電路滿足深負(fù)反饋的條件，求電路的源電壓增益AUSf、輸入電阻及輸出電阻。,解：,據(jù)圖基本放大器電路，可得反饋系數(shù)：,在深負(fù)反饋條件下，電流增益,If,深度負(fù)反饋時(shí)，輸入電阻,源電壓增益,深度負(fù)反饋時(shí)，輸出電阻,反饋深度,例：分析共模負(fù)反饋差放工作原理。,組合差分,R1R2兩級(jí)的電流負(fù)反饋。,Uic1,Uic2,

27、Ib1,輸入共模信號(hào)Uic1 =Uic2,Ib2,Ic2,Ic1,Uc2,Ib4,Ie4,Uc1,Ib5,Ie5,UR2,Ie3,Ic1 Ic2 ,共模負(fù)反饋電路對(duì)共模信號(hào)由于存在較強(qiáng)的反饋而受到抑制。,組合差分,輸入差模信號(hào)Uid1 =-Uid2,Uid1,Uid1,Ib1,Ib2,Ic2 ,Ic1,Uc2 ,Ie4,Uc1,Ie5, UR2=0,即無反饋信號(hào),共模負(fù)反饋電路具有較強(qiáng)的共模抑制能力，對(duì)差模信號(hào)無影響。,具有較高的共模抑制比， CMRR80dB,6.5 反饋放大器的穩(wěn)定性及其相位補(bǔ)償,一、負(fù)反饋放大電路自激振蕩的條件,二、負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性的判別方法,三、防止負(fù)反饋放大器自激

28、的方法,1.什么是自激？ 當(dāng)Ui=0時(shí)，在輸出端仍有一定頻率和幅度的信號(hào)輸出的現(xiàn)象。,說明：負(fù)反饋可以改善放大電路的性能指標(biāo)，但是負(fù)反饋引入不當(dāng)，會(huì)引起放大電路的自激。為了使放大電路正常工作，必須要研究放大電路產(chǎn)生自激的原因和消除自激的有效方法。,2. 產(chǎn)生自激的原因 在中頻：放大電路有180的相移。 在其它頻段：電路中出現(xiàn)附加相移，且達(dá)到180，使總的相移為360，負(fù)反饋?zhàn)優(yōu)檎答?，產(chǎn)生自激。,一、 反饋放大器自激振蕩的條件,3. 自激的條件,幅度條件：,相位條件：,自激振蕩現(xiàn)象,負(fù)反饋系統(tǒng)：,當(dāng)負(fù)反饋放大器的環(huán)路增益滿足AB= -1， Af，即無輸入信號(hào)，電路也會(huì)產(chǎn)生輸出，出現(xiàn)自激振蕩。,

29、自激振蕩的條件：,AB= -1,4. 起振條件,幅度條件：,相位條件：,自激振蕩現(xiàn)象,負(fù)反饋系統(tǒng)：,自激振蕩的起振條件：,AB -1,正反饋,1. 由環(huán)路增益判別穩(wěn)定性,20lgAB=20lgA+20lgB=20lgA20lg1/B,對(duì)于幅度條件| AB|= 1,20lgAB=20lgA20lg1/B=0dB,在以20lgA為Y坐標(biāo)的波特圖上減去20lg1/B，即可得到環(huán)路增益20lgAB的波特圖了。,由于負(fù)反饋的自激條件是AB= -1，所以將以20lgA為Y坐標(biāo)的波特圖改變?yōu)橐?20lgAB 為Y坐標(biāo)的波特圖，用于分析放大電路的自激更為方便。由于,二、負(fù)反饋放大器穩(wěn)定性的判別,根據(jù)以上討論，

30、可將環(huán)路增益波特圖分為三種情況，,f 0 增益交界頻率：滿足幅值條件 20lgAB=0dB 時(shí)的頻率。 f c 相位交界頻率 ：滿足相位條件 =180 時(shí)的頻率。,幅度裕量：,(a)穩(wěn)定狀態(tài):fcf0 ,Gm0dB,相位裕量：,(b)自激狀態(tài): fc0dB,(c)臨界狀態(tài):fc=f0, Gm=0dB,試分析放大電路的閉環(huán)穩(wěn)定性？,解：1. 先作出幅頻特性曲線和相頻特性曲線， 中頻電壓增益AU=104即80dB。 有三個(gè)高頻極點(diǎn)fp1=104、fp2=105、fp3=106,1.由開環(huán)增益判別穩(wěn)定性(續(xù)),穩(wěn)定性判別,(1) 一階零點(diǎn) 的漸近線幅頻特性。,波特圖復(fù)習(xí),0.1 1,1,101,(2

31、)一階極點(diǎn) 的漸近線。,-45/dec,45/dec,(1) 一階零點(diǎn) 的漸近線相頻特性,(2) 一階極點(diǎn) 的漸近線相頻特性,-450,-1350,-2250,-1800,臨界增益曲線,2. 由=-1800作出臨界特性曲線 引入負(fù)反饋后，閉環(huán)增益Auf將下降，當(dāng)Auf下降到臨界增益曲線40dB以下時(shí)，就可能產(chǎn)生自激振蕩。,3. 檢驗(yàn)幅度條件是否滿足，并求最大反饋系數(shù) 深度反饋情況下，因?yàn)锳Uf=1/B,所以,為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，臨界的反饋系數(shù)Bmax=1/100=0.01。,20lgAB=20lgA20lg1/B=40-40=0dB,00,如引入反饋后，使閉環(huán)增益下降到60dB，即AUf=20g1/B= 60dB,此時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定。 幅度裕度Gm= - 20dB 相位裕度m=450,工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)留有余量：一般Gm-10dB m45o。,1. 防止負(fù)反饋放大電路自激的方法,（1）盡可能不使用多級(jí)放大電路組成的反饋環(huán)； （2）限制反饋深度，使之不能滿足自激條件； （3）采用相位補(bǔ)償?shù)姆椒?，破壞自激條件。,三、防止負(fù)反饋放大器自激的方法,三、防止負(fù)