負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)和自激振蕩及甲類(lèi)功率放大PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)和自激振蕩負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)和自激振蕩及甲類(lèi)功率放大及甲類(lèi)功率放大7.1 反饋的基本概念與分類(lèi)反饋的基本概念與分類(lèi)7.3 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式7.4 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.5 深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算7.2 負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)7.6 負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.7 負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)*7.8 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性*第1頁(yè)/共22頁(yè)7.7 負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)

2、負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.7.2 增益一帶寬積增益一帶寬積7.7.1 頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式第2頁(yè)/共22頁(yè)7.7.1 頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式基本放大電路的高頻響應(yīng)基本放大電路的高頻響應(yīng)比開(kāi)環(huán)時(shí)增加了比開(kāi)環(huán)時(shí)增加了HMHj1ffAA 為基本放大電路通帶增益為基本放大電路通帶增益MAHfMfHHHfj11ffAFAAA 根據(jù)閉環(huán)增益表達(dá)式有根據(jù)閉環(huán)增益表達(dá)式有（設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò)）（設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò)）通帶通帶閉環(huán)增益閉環(huán)增益MfA其中其中同理可得同理可得閉環(huán)上限頻率閉環(huán)上限頻率HMHf)1(fFAf 比開(kāi)環(huán)時(shí)減小了比開(kāi)環(huán)時(shí)減小了閉環(huán)下限頻率閉環(huán)下限頻率

3、FAffMLLf1 引入負(fù)反饋后，放大電路的通頻帶展寬了引入負(fù)反饋后，放大電路的通頻帶展寬了f HLfHfffffBW 第3頁(yè)/共22頁(yè)7.7.1 頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式例例7.7.1的波特圖的波特圖 F=0.01F=0.1F=1Av=105；fH=10Hz第4頁(yè)/共22頁(yè)7.7.2 增益一帶寬積增益一帶寬積放大電路的增益放大電路的增益- -帶寬積為常數(shù)帶寬積為常數(shù) HHHff11AffAFAFAfA 閉環(huán)增益閉環(huán)增益- -帶寬積帶寬積開(kāi)環(huán)增益開(kāi)環(huán)增益- -帶寬積帶寬積第5頁(yè)/共22頁(yè)7.8 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性*7.8.2 頻率補(bǔ)償頻率補(bǔ)償7.8.1

4、 負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及 穩(wěn)定工作的穩(wěn)定工作的 條件條件第6頁(yè)/共22頁(yè)7.8.1 負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及穩(wěn)定工作的條負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件件1. 自激振蕩現(xiàn)象自激振蕩現(xiàn)象 在不加任何輸入信號(hào)的情況下，放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)輸出。在不加任何輸入信號(hào)的情況下，放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)輸出。2. 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因 在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移附加相移達(dá)到達(dá)到180180 ，使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋，當(dāng)滿足了一定的幅值條件時(shí)，便產(chǎn)生自激振蕩。，使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋，當(dāng)

5、滿足了一定的幅值條件時(shí)，便產(chǎn)生自激振蕩。FA和和第7頁(yè)/共22頁(yè)7.8.1 自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件3. 自激振蕩條件自激振蕩條件自激振蕩自激振蕩反饋深度反饋深度時(shí)，時(shí)， 01 FA即即1 FA為為環(huán)環(huán)路路增增益益）（ FA又又)()()()(fa FAFA得自激振蕩條件得自激振蕩條件1)()(kk FA 180)12()()(kfkan 幅值條件幅值條件相位條件相位條件FAAA 1f閉環(huán)增益閉環(huán)增益同時(shí)滿足同時(shí)滿足附加相移附加相移 180fa 180fa1 FA第8頁(yè)/共22頁(yè)7.8.1 自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件4. 穩(wěn)定工作條件穩(wěn)定工作條件破

6、壞自激振蕩條件破壞自激振蕩條件1 FA 180)12(fan 1 FA 180fa 或或f0是滿足幅值條件的信號(hào)頻率。是滿足幅值條件的信號(hào)頻率。f180是滿足相位條件的信號(hào)頻率。是滿足相位條件的信號(hào)頻率。Gm幅值裕度幅值裕度，一般要求，一般要求Gm - 10dB m相位裕度相位裕度，一般要求，一般要求 m 45 （保證可靠穩(wěn)定，留有余地）（保證可靠穩(wěn)定，留有余地）第9頁(yè)/共22頁(yè)7.8.1 自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件5. 負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析FAFA1lg20lg20lg20 環(huán)路增益的幅頻響應(yīng)寫(xiě)為環(huán)路增益的幅頻響應(yīng)寫(xiě)為一般一般與頻率無(wú)關(guān)，與頻

7、率無(wú)關(guān)，F(xiàn)則則F1lg20的幅頻響應(yīng)是一條水平線的幅頻響應(yīng)是一條水平線利用波特圖分析利用波特圖分析關(guān)鍵作出關(guān)鍵作出A的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖F1lg20水平線水平線Alg20 與與的交點(diǎn)為的交點(diǎn)為F1lg20Alg20 1 FA即該點(diǎn)滿足即該點(diǎn)滿足第10頁(yè)/共22頁(yè)7.8.1 自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件(2) 作作F1lg20水平線水平線判斷穩(wěn)定性方法判斷穩(wěn)定性方法(1) 作出作出A的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖F1lg20在水平線在水平線Alg20 與與的交點(diǎn)作垂線交相頻響應(yīng)曲線的一點(diǎn)的交點(diǎn)作垂線交相頻響應(yīng)曲線的一點(diǎn)(3

8、) 判斷是否滿足相位裕度判斷是否滿足相位裕度 m 45 若該點(diǎn)若該點(diǎn) 135 a 滿足相位裕度，穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。滿足相位裕度，穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。在相頻響應(yīng)的在相頻響應(yīng)的點(diǎn)處作垂線交點(diǎn)處作垂線交 于于P點(diǎn)點(diǎn) 135 a Alg20 若若P點(diǎn)在點(diǎn)在 水平線之下，穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。水平線之下，穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。F1lg20或或5. 負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析第11頁(yè)/共22頁(yè)基本放大電基本放大電 1點(diǎn)點(diǎn) FA基本放大基本放大增大增大 F 反饋深度越深，越容易自激。反饋深度越深，越容易自激。F越大，水平線越大，水平線下移，越下移，越F1lg20容易自激容易自激F越大，表明越大，

9、表明反饋深度越深反饋深度越深7.8.1 自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件5. 負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析P點(diǎn)交在點(diǎn)交在 的的-20dB/十倍頻程處，放大電路是穩(wěn)定的。十倍頻程處，放大電路是穩(wěn)定的。Alg20 第12頁(yè)/共22頁(yè)8.1 功率放大電路的一般問(wèn)題功率放大電路的一般問(wèn)題8.3 乙類(lèi)雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路乙類(lèi)雙電源互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路8.4 甲乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路甲乙類(lèi)互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路8.5 集成功率放大器集成功率放大器8.2 射極輸出器射極輸出器甲類(lèi)放大的實(shí)例甲類(lèi)放大的實(shí)例第13頁(yè)/共22頁(yè)8.1 功率放大電路的一般問(wèn)題功率放大電路的一

10、般問(wèn)題2. 功率放大電路提高效率的主要途徑功率放大電路提高效率的主要途徑1. 功率放大電路的特點(diǎn)及主要研究對(duì)象功率放大電路的特點(diǎn)及主要研究對(duì)象第14頁(yè)/共22頁(yè)1. 功率放大電路的特點(diǎn)及主要研究對(duì)象功率放大電路的特點(diǎn)及主要研究對(duì)象(1) 功率放大電路的主要特點(diǎn)功率放大電路的主要特點(diǎn) 功率放大電路是一種以功率放大電路是一種以輸出較大功率輸出較大功率為目為目的的放大電路。因此，的的放大電路。因此，要求同時(shí)要求同時(shí)輸出較大的電輸出較大的電壓和電流。壓和電流。管子工作在接近管子工作在接近(2) 要解決的問(wèn)題要解決的問(wèn)題 提高效率提高效率 減小失真減小失真 管子的保護(hù)管子的保護(hù) 一般直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，帶載能

11、力要強(qiáng)。一般直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，帶載能力要強(qiáng)。( (和輸出電阻有關(guān)和輸出電阻有關(guān)) )極限狀態(tài)極限狀態(tài)。第15頁(yè)/共22頁(yè)2. 功率放大電路提高效率的主要途徑功率放大電路提高效率的主要途徑 降低靜態(tài)功耗，即減小靜態(tài)電流。降低靜態(tài)功耗，即減小靜態(tài)電流。四種工作狀態(tài)四種工作狀態(tài) 根據(jù)正弦信號(hào)整個(gè)周期內(nèi)三極管的導(dǎo)通情況劃分根據(jù)正弦信號(hào)整個(gè)周期內(nèi)三極管的導(dǎo)通情況劃分乙類(lèi)：乙類(lèi)：導(dǎo)通角導(dǎo)通角甲類(lèi)：甲類(lèi)：導(dǎo)通角導(dǎo)通角2甲乙類(lèi)：甲乙類(lèi)：導(dǎo)通角導(dǎo)通角 2丙類(lèi)：丙類(lèi)：導(dǎo)通角導(dǎo)通角第16頁(yè)/共22頁(yè)8.2 射極輸出器射極輸出器甲類(lèi)放大的實(shí)例甲類(lèi)放大的實(shí)例簡(jiǎn)化電路簡(jiǎn)化電路帶電流源詳圖的電路圖帶電流源詳圖的電路圖 特點(diǎn)：特

12、點(diǎn)：電壓增益近似為電壓增益近似為1，電流增益很大，可獲得較大的功率增益，輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。，電流增益很大，可獲得較大的功率增益，輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)。 第17頁(yè)/共22頁(yè)習(xí)題習(xí)題8.3.1設(shè)BJT的100，VBE0.7V，VCES0.5V，ICEO0，電容C對(duì)交流可視為短路。輸入信號(hào)為正弦波。（1）計(jì)算電路可能達(dá)到的最大不失真輸出功率Pom；WRVVPLCESCCom07. 222/ )(2（2）此時(shí)Rb應(yīng)調(diào)節(jié)到什么數(shù)值？2CESCComVVV1570)(72. 0CQBECCBQBECCbLomcmCQIVVIVVRARVII（3）此時(shí)電路的效率？試與工作在乙類(lèi)的互補(bǔ)對(duì)稱電路比較

13、。%2407. 2CQCCVomIVPP第18頁(yè)/共22頁(yè)思考：思考：甲類(lèi)放大電路，當(dāng)電源接通后，無(wú)信號(hào)輸出時(shí)，輸出級(jí)BJT的損耗最小，這種說(shuō)法對(duì)嗎？甲類(lèi)放大電路，在有信號(hào)或無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，集電極電流的平均值基本相同，即電源供給的功率基本相同。無(wú)信號(hào)輸出時(shí)，電源供給的功率全部消耗在管子的集電結(jié)和偏流電路中，而有信號(hào)時(shí)，電源功率有一部分要供給負(fù)載，這時(shí)管耗反而小了。第19頁(yè)/共22頁(yè)輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系 OI(0.6)Vvv設(shè)設(shè)T1的飽和壓的飽和壓VCES0.2V vO正向振幅最大值正向振幅最大值 omCC0.2VVVvO負(fù)向振幅最大值負(fù)向振幅最大值 若若T1首先截止首