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1、(17-0)第十七章第十七章 電子電路中的反饋電子電路中的反饋(17-1)第十七章第十七章 電子電路中的反饋電子電路中的反饋 17.1 反饋的基本概念反饋的基本概念 17.2 放大電路中的負(fù)反饋放大電路中的負(fù)反饋 17.3 振蕩電路中的正反饋振蕩電路中的正反饋(17-2)17.1 反饋的基本概念反饋的基本概念 在放大電路中,負(fù)反饋的應(yīng)用是極在放大電路中,負(fù)反饋的應(yīng)用是極為廣泛的,它可改善電路的工作性能。為廣泛的,它可改善電路的工作性能。下面介紹負(fù)反饋的概念及分析方法。下面介紹負(fù)反饋的概念及分析方法。(17-3)17.1.1 負(fù)反饋與正反饋負(fù)反饋與正反饋 凡是將放大電路輸出端的信號凡是將放大電路
2、輸出端的信號( (電電壓或電流壓或電流) )的一部分或全部引回到輸入的一部分或全部引回到輸入端,與輸入信號迭加,就稱為端,與輸入信號迭加,就稱為反饋反饋。 若引回的反饋信號若引回的反饋信號削弱削弱了輸入信號,了輸入信號,并使放大電路的放大倍數(shù)并使放大電路的放大倍數(shù)降低降低,就稱為,就稱為負(fù)反饋負(fù)反饋。若引回的信號反饋。若引回的信號反饋增強(qiáng)增強(qiáng)了輸入了輸入信號,并使放大電路的放大倍數(shù)信號,并使放大電路的放大倍數(shù)增加增加,就稱為就稱為正反饋正反饋。(17-4)放大器放大器輸出輸出輸入輸入取取+ 加強(qiáng)輸入信號加強(qiáng)輸入信號 正反饋正反饋 用于振蕩器用于振蕩器取取 - 削弱輸入信號削弱輸入信號 負(fù)反饋負(fù)
3、反饋 用于放大器用于放大器開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)比較比較反饋反饋信號信號實(shí)際被放大信號實(shí)際被放大信號反饋框圖:反饋框圖:負(fù)反饋的作用:負(fù)反饋的作用:穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn);穩(wěn)定放大倍穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn);穩(wěn)定放大倍數(shù);改變輸入電阻、數(shù);改變輸入電阻、 輸出電阻;擴(kuò)展通頻帶。輸出電阻;擴(kuò)展通頻帶。(17-5)負(fù)反饋框圖:負(fù)反饋框圖:基本放大基本放大電路電路 aodxox反饋電路反饋電路ffxix+輸出信號輸出信號輸入信號輸入信號反饋信號反饋信號凈輸入信號凈輸入信號(差值信號差值信號)負(fù)反饋電路的三個環(huán)節(jié):負(fù)反饋電路的三個環(huán)節(jié):放大:放大:dooxxa反饋:反饋:ofxxf比較:比較:fidxxx(1
4、7-6)rb1rcc1c2rb2rerl+uccuiuo+esrb+uccc1c2rrlui+uo+rs(17-7)例例級間反饋級間反饋本級反饋本級反饋本級反饋本級反饋rf 、re1組成反饋網(wǎng)絡(luò)。組成反饋網(wǎng)絡(luò)。vvfl+ucc+trbe+e2rc2c1-o-urfurrcb1b1rb2cu+-2t1+iu-re1(17-8)瞬時極性法:瞬時極性法: 斷開斷開反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入回路相接處反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入回路相接處 假設(shè)假設(shè)輸入端信號輸入端信號有一定極性的有一定極性的瞬時變化瞬時變化 依次經(jīng)過依次經(jīng)過放大電路放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)后,再回到后,再回到 輸入端輸入端比較比較 若若凈輸入信號減少凈輸入信
5、號減少,則為,則為負(fù)反饋負(fù)反饋。反之為。反之為正反饋。正反饋。17.1.2 負(fù)反饋與正反饋的判別方法負(fù)反饋與正反饋的判別方法 利用電路中各點(diǎn)交流電位的瞬時極性來判別。利用電路中各點(diǎn)交流電位的瞬時極性來判別。設(shè)地的參考電位為設(shè)地的參考電位為0,某點(diǎn)的在某瞬時的電位高于,某點(diǎn)的在某瞬時的電位高于0,則,則瞬時極性為正瞬時極性為正;反之,;反之,瞬時極性為負(fù)瞬時極性為負(fù)。(17-9)+uf+ud差值電壓差值電壓 ud =ui uf 負(fù)反饋負(fù)反饋uorfuir2r1+ +uorfuir2r1+ +差值電壓差值電壓 ud =ui + uf 正反饋正反饋+uf+uduf 減小了凈輸入減小了凈輸入電壓電壓(
6、差值電壓差值電壓)uf 增大了凈輸入電壓增大了凈輸入電壓(17-10)ui+_+r2uor1rfrlifiiid 差值電流:差值電流: id = ii + if 正反饋正反饋_+ui+r2uor1rfrliiid if差值電流:差值電流: id = ii - if 負(fù)反饋負(fù)反饋if 減小了凈輸入電壓減小了凈輸入電壓if 增加了凈輸入電壓增加了凈輸入電壓(17-11)判別方法判別方法交流反饋:交流反饋:反饋只對交流信號起作用。反饋只對交流信號起作用。直流反饋:直流反饋:反饋只對直流信號起作用。反饋只對直流信號起作用。若在反饋網(wǎng)絡(luò)中若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容串接隔直電容,則可以隔斷,則可以隔斷直流
7、,故反饋只對交流起作用。直流,故反饋只對交流起作用。若在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥巳粼谄鸱答佔(zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容并聯(lián)旁路電容,則可以使其只對直流起作用。則可以使其只對直流起作用。有的反饋只對交流信號起作用;有的反饋只對交流信號起作用;有的反饋只對直流信號起作用;有的反饋只對直流信號起作用;有的反饋對交、直流信號均起作用。有的反饋對交、直流信號均起作用。交流反饋與直流反饋交流反饋與直流反饋(17-12)串接隔直電容串接隔直電容c:rf 只對交流起反饋?zhàn)饔?。只對交流起反饋?zhàn)饔谩?c1rb1rc1rb21rb22rc2re2cec3c2+ecuoui+t1t2rfre1c反饋網(wǎng)絡(luò)無電容:反饋網(wǎng)絡(luò)無電
8、容:rf 對交、直流起反饋?zhàn)饔?。對交、直流起反饋?zhàn)饔?。例例:并接旁路電容并接旁路電容c:rf 只對直流起反饋?zhàn)饔?。只對直流起反饋?zhàn)饔谩(17-13)例例:判斷如圖電路中:判斷如圖電路中re1、re2的負(fù)反饋?zhàn)饔?。的?fù)反饋?zhàn)饔?。uouire2對交流反對交流反饋不起作用饋不起作用1. 對交流信號:對交流信號:re1:ube = ui uf 交流負(fù)反饋。交流負(fù)反饋。iercrb1rb2re1re2cec2c1+uccubeic(17-14)2. 對直流信號:對直流信號: re1、re2對直對直流均起作用,通流均起作用,通過反饋穩(wěn)定靜態(tài)過反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。工作點(diǎn)。rcrb1rb2re1re2cec
9、2c1+uccuouiubeieubue212 bbccbbrvurrtubeibicueic引入直流負(fù)反饋的目的:引入直流負(fù)反饋的目的:穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)引入交流負(fù)反饋的目的:引入交流負(fù)反饋的目的:改善放大電路的性能改善放大電路的性能ic(17-15)1、反饋、反饋采樣采樣方式:方式:電壓反饋和電流反饋電壓反饋和電流反饋電壓反饋:電壓反饋:反饋信號取自輸出電壓信號。反饋信號取自輸出電壓信號。電流反饋:電流反饋:反饋信號取自輸出電流信號。反饋信號取自輸出電流信號。從輸出端來看:從輸出端來看:反饋采樣信號是取自輸出電反饋采樣信號是取自輸出電壓還是取自于輸出電流。壓還是取自于輸出電流。1
10、7.2.1 負(fù)反饋類型負(fù)反饋類型17.2 放大電路中的負(fù)反饋放大電路中的負(fù)反饋負(fù)反饋的分類方法負(fù)反饋的分類方法(17-16)從輸入端來看:從輸入端來看:反饋信號與輸入信號是以電反饋信號與輸入信號是以電壓方式比較還是以電流方式比較。壓方式比較還是以電流方式比較。串聯(lián)反饋:串聯(lián)反饋:反饋電壓信號與輸入信號電壓比較,反饋電壓信號與輸入信號電壓比較,稱為反饋信號與輸入信號串聯(lián)。稱為反饋信號與輸入信號串聯(lián)。并聯(lián)反饋:并聯(lián)反饋:反饋信號電流與輸入信號電流比較,反饋信號電流與輸入信號電流比較,稱為反饋信號與輸入信號并聯(lián)。稱為反饋信號與輸入信號并聯(lián)。2、反饋、反饋疊加疊加方式:方式:串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋
11、和并聯(lián)反饋(17-17)rluorluo分立元件電路電壓反饋采樣的兩種形式:分立元件電路電壓反饋采樣的兩種形式:采樣電采樣電阻很大阻很大總結(jié):總結(jié):大多從后級放大器的集電極采樣。大多從后級放大器的集電極采樣。(17-18)分立元件電路電流反饋采樣的兩種形式:分立元件電路電流反饋采樣的兩種形式:rlioierlioierf采樣電采樣電阻很小阻很小總結(jié):大多從后級放大總結(jié):大多從后級放大 器的發(fā)射極采樣器的發(fā)射極采樣(17-19)iiifibib= ii - if并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋ufuiubeube= ui - uf串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋反饋信號常接于晶體管基極反饋信號常接于晶體管基極反饋信號常接于晶體
12、管發(fā)射極反饋信號常接于晶體管發(fā)射極(17-20)1、串聯(lián)電壓負(fù)反饋、串聯(lián)電壓負(fù)反饋+uf+ud差值電壓:差值電壓:ud =ui uf 串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋uorfuir2r1+ +offurrru11uo uf ud uo: 輸出電壓更穩(wěn)定輸出電壓更穩(wěn)定(17-21)ui-+r2uor1rfrlifii2、并聯(lián)電壓負(fù)反饋、并聯(lián)電壓負(fù)反饋id fofrui差值電流:差值電流:id =ii if 并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋(17-22)-ui-+r2uorrl+3、串聯(lián)電流負(fù)反饋、串聯(lián)電流負(fù)反饋+ud+ufio差值電壓:差值電壓:ud =ui uf 串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋ofriu
13、 io uf ud io : 輸出電輸出電流流更穩(wěn)定更穩(wěn)定(17-23)-ui-+r2uorrfrl+r1ifii4、并聯(lián)電流負(fù)反饋、并聯(lián)電流負(fù)反饋idio差值電流:差值電流:id =ii if 并聯(lián)電流負(fù)反饋并聯(lián)電流負(fù)反饋offirrri(17-24)小 結(jié) 電壓反饋:輸出電壓反饋:輸出uo短路短路時,反饋信號不存在。時,反饋信號不存在。 電流反饋:輸出電流反饋:輸出uo短路短路時,反饋信號仍然存在。時,反饋信號仍然存在。 串聯(lián)反饋:輸入信號、反饋信號分別加在串聯(lián)反饋:輸入信號、反饋信號分別加在 兩輸入端上兩輸入端上。 并聯(lián)反饋:輸入信號、反饋信號加在并聯(lián)反饋:輸入信號、反饋信號加在同一同一
14、 輸入端上輸入端上。 單運(yùn)放:單運(yùn)放: 反饋接在反相端一定為負(fù)反饋反饋接在反相端一定為負(fù)反饋(17-25) (17-26)例例1 1:試分析下電路的反饋類型。試分析下電路的反饋類型。解:入:入: 串聯(lián)串聯(lián)p135例例 17.7.1類型類型: 負(fù)反饋。負(fù)反饋。出:出: 電壓電壓=串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓+ud+rf+-+-+-+uiufuo(17-27)例例2 2:試分析下電路的反饋類型。試分析下電路的反饋類型。p135 例例 17.7.1解:入:入: 并聯(lián)并聯(lián)類型類型: 負(fù)反饋。負(fù)反饋。出:出: 電流電流=并聯(lián)電流并聯(lián)電流ifiiid+-+-+rfuiuouo1rl+-(17-28)+uccc1rb1
15、rc1rb21rb22rc2re2re1cec3c2ui+t1t2rfufube例例3 3:判斷判斷rf是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。+uo此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋,對直流不起作用。此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋,對直流不起作用。凈輸入信號凈輸入信號ube= ui - uf電電壓壓反反饋饋串串聯(lián)聯(lián)反反饋饋(17-29)例例4 4:判斷判斷rf是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。電流反饋電流反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋。對直流也起作用,可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。電流并聯(lián)負(fù)反饋。對直流也起作用,可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。+uccuiuore2r
16、fre1rc1rc2ibiif(17-30)re2對交流不起作用,引入的是直流反饋;對交流不起作用,引入的是直流反饋;re1、rf對交、直流均起作用,所以引入的對交、直流均起作用,所以引入的是交、直流反饋。是交、直流反饋。rb1rc1c1rb2re1+rs+rfrc2ce2c2re2rl+ucc+t1t2(17-31)解解: rb1rc1c1rb2re1+rs+rfrc2ce2c2re2rl+ucc+t1t2(17-32)例例:如果如果rf不接在不接在t2 的集電極,而是接的集電極,而是接c2與與rl 之之間,兩者有何不同間,兩者有何不同 ?解:解:因電容因電容c2的隔直流作用,這時的隔直流作
17、用,這時re1、rf僅引入僅引入 交流反饋。交流反饋。rb1rc1c1rb2re1+rs+rfrc2ce2c2re2rl+ucc+t1t2(17-33)如果如果rf的另一端的另一端不接在不接在t1 的發(fā)射極,而是接在的發(fā)射極,而是接在它的基極,兩者有何不同,是否會變成正反饋它的基極,兩者有何不同,是否會變成正反饋 ? 解:解:rb1rc1c1rb2re1+rs+rfrc2ce2c2re2rl+ucc+t1t2(17-34)rf2(r1、r2): 直流反饋直流反饋(穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn))(穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn))rf 、cf : 交流交流電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋+ucc(a)re1+r1rf1rf2c2r
18、c2rc1ce2re2r2+c+rf1、re1: 交直流交直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋+re2: 直流反饋直流反饋rf+ucc+rbc2rc2rc1ce2re2+c1cf(b)(17-35)并聯(lián)電流負(fù)反饋并聯(lián)電流負(fù)反饋例例:判斷以下各圖的反饋類型:判斷以下各圖的反饋類型rc1c2r+vc2i-rosr-ff12+utisrrticcibiule2并聯(lián)電流負(fù)反饋并聯(lián)電流負(fù)反饋uu-1aiir+i+oidifiofrrlr+-+ctrb1ccrb1b2rvl+uor-u+-ib2ccreic+u-fbeu+-(17-36)串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋+tlr-cui
19、-b+icc+sri+vouu-ssrrffiu-ur+1f-o+lrr+ia+-du+-fuoivv+a+uoiu1rr2cc+v3r(17-37)+v+_-+1r5r6rccro2u4uri3r7r3cc1c2c4 例題例題:試判斷下圖電路中有哪些反饋支路,各是直流反饋試判斷下圖電路中有哪些反饋支路,各是直流反饋還是交流反饋?還是交流反饋?(17-38)3 判斷反饋性質(zhì):正、負(fù)反饋。判斷反饋性質(zhì):正、負(fù)反饋。 方法:瞬時極性法。方法:瞬時極性法。1 確定反饋網(wǎng)絡(luò)(常為電阻網(wǎng)絡(luò))。確定反饋網(wǎng)絡(luò)(常為電阻網(wǎng)絡(luò))。2 判斷是交流反饋還是直流反饋?判斷是交流反饋還是直流反饋? 注意電容的影響。注意
20、電容的影響。負(fù)反饋的分析方法小結(jié)負(fù)反饋的分析方法小結(jié)4 判斷反饋的組態(tài)。判斷反饋的組態(tài)。 輸入端:并聯(lián)、串聯(lián)輸入端:并聯(lián)、串聯(lián) (輸入端和反饋端是不是(輸入端和反饋端是不是 在一個點(diǎn))在一個點(diǎn)) 輸出端:電壓、電流輸出端:電壓、電流 (令負(fù)載令負(fù)載rl兩端電壓為兩端電壓為0, 看反饋是否仍然存在看反饋是否仍然存在) (17-39)負(fù)負(fù)反反饋饋交流反饋交流反饋直流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)四種組態(tài)四種組態(tài)負(fù)反饋的分類小結(jié)負(fù)反饋的分類小結(jié)(17-40)基本放大基本放大電路電
21、路aodxox反饋電路反饋電路ffxix+dooxxa:開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)iofxxa:閉閉環(huán)環(huán)放放大大倍倍數(shù)數(shù)fidxxx:凈凈輸輸入入信信號號17.2.2 負(fù)反饋對放大電路的影響負(fù)反饋對放大電路的影響ofxxf:反反饋饋系系數(shù)數(shù)(17-41)dooxxaofxxffidxxxaodxoxffxix+1oofidfodododoxxaxxxa xaxa fxa ffao1反饋深度反饋深度定義:定義:(17-42)aa fdfxx、中中,在在 1 fafaa dfofdoxxxxxxaf (17-43)11ffd ad aafaa1faaaf若若|1+af| 1,稱為,稱為深度負(fù)反饋深度
22、負(fù)反饋,此時:,此時:f1aaaff(17-44)例例:|a|=300,|f|=0.01。7501. 030013001 f afaa則則:%6d aa若:若:%.%.51)6(01030011 aaafaad11d ff 則:則:(17-45)faaa 1f根據(jù)根據(jù)ffaa1 將將iofxxa ofxxf 代入上式代入上式得得即:輸入量近似等于反饋量即:輸入量近似等于反饋量凈輸入量近似等于零凈輸入量近似等于零 由此可得深度負(fù)反饋條件下,基本放大電路由此可得深度負(fù)反饋條件下,基本放大電路“虛短虛短”、“虛斷虛斷”的概念的概念或或ifxx 0fid xxxadxoxffxix+(17-46)深度
23、負(fù)反饋條件下:深度負(fù)反饋條件下:xd=xi-xf0u+u-(1)“虛短虛短”ud0(2)“虛斷虛斷”id0ii+ ii- 0“虛短虛短”與與“虛斷虛斷”-u-r+fu+r-u+1fad+iu+a+ifriifiii+i-i(17-47)加入加入負(fù)反饋負(fù)反饋無負(fù)反饋無負(fù)反饋fufauiuo接近正弦波接近正弦波uouia+uduf大大小小(17-48)uiubeib+在同樣的在同樣的 ib下下,ui= ube + uf ube,所以所以 rif 提高。提高。i0if)1(rfar biiiur 無負(fù)反饋時:無負(fù)反饋時:有負(fù)反饋時:有負(fù)反饋時:biifiur uf+bbeiu (17-49) 串聯(lián)負(fù)
24、反饋使電路的串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻增加:輸入電阻增加:ioifrfar)1 ( 例如例如:射極輸出器射極輸出器理解理解:串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了一個電阻,故輸入電阻增加。一個電阻,故輸入電阻增加。(17-50) 無無反饋時:反饋時: 有有反饋時:反饋時:idiii=iuiur )(1iafr iiif=iurifd=iuu iod=ifuu idd=iafuu id)1(=iafu +riuoor-riu+-+duii+o-ulrai+ro+oliuia+ouru-driu+-rrfu-f+r1ifi 串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻
25、增加 (17-51)farr0ifi1 ifbbeiiur 無負(fù)反饋時:無負(fù)反饋時:有負(fù)反饋時:有負(fù)反饋時:ibeifiur iiibube+(17-52)并聯(lián)負(fù)反饋使電路的并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減?。狠斎腚娮铚p?。?1 (farroiif理解理解:并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路,故輸入電阻減小。一條支路,故輸入電阻減小。(17-53) 無無反饋時:反饋時: 有有反饋時:反饋時:diiii=iuiur iiif=iurfdi=iiu fuiuodi= afiiuddi= )1(=diafiu afr 1=i+aru-li+uorir-rd+-+
26、diuoifouirffii+uoliru-uiuao+rid-r+-oi+rdii并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小(17-54)(3) 電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋 使電路的輸出電阻減小:使電路的輸出電阻減?。?1 (farrooof例如例如:射極輸出器射極輸出器理解理解:電壓負(fù)反饋目的是阻止電壓負(fù)反饋目的是阻止 u uo o的變化,穩(wěn)定的變化,穩(wěn)定輸出電壓輸出電壓。放大電路空載時放大電路空載時可等效右圖框中可等效右圖框中為電壓源:為電壓源:輸出電阻越小,輸出電壓越穩(wěn)定,反之亦然。輸出電阻越小,輸出電壓越穩(wěn)定,反之亦然。roesouorl(17-55)理解理解:電流負(fù)反饋目的是阻止電
27、流負(fù)反饋目的是阻止 i io o的變化,穩(wěn)定的變化,穩(wěn)定輸出電流輸出電流。放大電路空載時放大電路空載時可等效為右圖框可等效為右圖框中電流源:中電流源:輸出電阻越大,輸出電流越穩(wěn)定,反之亦然。輸出電阻越大,輸出電流越穩(wěn)定,反之亦然。(4) 電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋 使電路的輸出電阻增加:使電路的輸出電阻增加:ooofrfar)1 ( roisoiorl(17-56)bwfabw)1(of 無負(fù)反饋無負(fù)反饋f|ao|0.707|auo|of 2| afo |f2|af|, |af |0.707|afo|(17-57) 為實(shí)現(xiàn)下列要求,在交流放大電路中應(yīng)引為實(shí)現(xiàn)下列要求,在交流放大電路中應(yīng)引入哪種類型的
28、負(fù)反饋?入哪種類型的負(fù)反饋? 穩(wěn)定輸出電壓,并可提高輸入電阻;穩(wěn)定輸出電壓,并可提高輸入電阻; 穩(wěn)定輸出電流,并可減小輸入電阻;穩(wěn)定輸出電流,并可減小輸入電阻; 提高輸入電阻,并可降低輸出電阻。提高輸入電阻,并可降低輸出電阻。四種負(fù)反饋對四種負(fù)反饋對 ri 和和 ro 的影響的影響串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓 串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流并聯(lián)電流riro減低減低增高增高增高增高增高增高增高增高減低減低減低減低減低減低思考思考(17-58)舉例:舉例:在下面的放大器中按要求引入適當(dāng)?shù)姆答?。在下面的放大器中按要求引入適當(dāng)?shù)姆答?。?)希望加入信號后,)希望加入信號后,ic3的數(shù)值基本不受的數(shù)值基本
29、不受r6改變的影響。改變的影響。f1rvvvv1512t2tr3rc34+urccrt1rr76r-u+iuo+-(17-59)(2)希望接入負(fù)載后,輸出電壓)希望接入負(fù)載后,輸出電壓uo基本穩(wěn)定?;痉€(wěn)定。f2rvvvv1512t2tr3rc34+urccrt1rr76r-u+iuo+-(17-60)(3)希望輸入電阻大,輸出電阻小。)希望輸入電阻大,輸出電阻小。f2rvvvv1512t2tr3rc34+urccrt1rr76r-u+iuo+-(17-61)(4)希望穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。)希望穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。解:解:以上兩種反饋都同時具有交、直流反饋,所以能夠穩(wěn)以上兩種反饋都同時具有交、直流反饋
30、,所以能夠穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。定靜態(tài)工作點(diǎn)。如果要求只引入直流負(fù)反饋,去除交流反饋。怎樣接?如果要求只引入直流負(fù)反饋,去除交流反饋。怎樣接?cf1rvvvv1512t2tr3rc34+urccrt1rr76r-u+iuo+-(17-62)17.3 振蕩電路中的正反饋振蕩電路中的正反饋17.3.1 自激振蕩自激振蕩(17-63)基本放大基本放大電路電路au反饋電路反饋電路fdxoxfx基本放大基本放大電路電路au反饋電路反饋電路fixdxoxfx如果:如果:,ifxx 接入反饋,將接入反饋,將,并用,并用之。之。產(chǎn)生自激振蕩的條件產(chǎn)生自激振蕩的條件 仍維持原有的輸仍維持原有的輸出!此時,相當(dāng)于出!此
31、時,相當(dāng)于引入引入!(17-64)au f = 1自激振蕩的條件自激振蕩的條件基本放大基本放大電路電路au反饋電路反饋電路fdxoxfx ,dffoxxxfx ouduoxa xfa x 自自激激振振蕩蕩的的條條件件(17-65)自激振蕩條件自激振蕩條件: auf = 1 也可以寫成:也可以寫成:(1)振幅條件:)振幅條件:| 1ua f (2)相位條件:)相位條件:nfa2n是整數(shù)是整數(shù)振幅條件振幅條件: 可以通過調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)達(dá)到??梢酝ㄟ^調(diào)整放大電路的放大倍數(shù)達(dá)到。相位條件相位條件: 意味著振蕩電路必須是正反饋;意味著振蕩電路必須是正反饋;(電路維持等幅震蕩的條件)(電路維持等幅
32、震蕩的條件)(17-66)問題問題1:如何啟振?如何啟振? 起振時起振時: xo= 0, 達(dá)到穩(wěn)定振蕩時達(dá)到穩(wěn)定振蕩時: xo= 定值。定值。 因放大電路中存在噪聲即瞬態(tài)擾動,而這因放大電路中存在噪聲即瞬態(tài)擾動,而這些擾動可分解為各種頻率的分量,其中也包些擾動可分解為各種頻率的分量,其中也包括有括有fo分量。分量。選頻網(wǎng)絡(luò):選頻網(wǎng)絡(luò):僅選出僅選出fo分量,而將其它頻率分量分量,而將其它頻率分量 衰減掉。這時,只要:衰減掉。這時,只要: |auf|1,且,且 a+ f =2n ,即可起振。即可起振。 起振過程起振過程(17-67)問題問題2:如何穩(wěn)幅?如何穩(wěn)幅? 起振后,因起振后,因 |auf|
33、1,輸出將逐漸增大。若輸出將逐漸增大。若不采取穩(wěn)幅措施,則輸出將會飽和失真。不采取穩(wěn)幅措施,則輸出將會飽和失真。 在輸出達(dá)到所需的幅值后,參數(shù)可自動調(diào)在輸出達(dá)到所需的幅值后,參數(shù)可自動調(diào)整為整為auf=1,電路即可達(dá)到穩(wěn)幅輸出。,電路即可達(dá)到穩(wěn)幅輸出。起振并能穩(wěn)定振蕩的條件(前提:正反饋):起振并能穩(wěn)定振蕩的條件(前提:正反饋): 1 1 1ouououxa fxa fxa f定 值時 ,定 值時 ,定 值時 ,(17-68)作用:作用:頻率范圍:頻率范圍:一赫茲以下一赫茲以下 幾百兆赫茲。幾百兆赫茲。功率范圍:功率范圍:幾毫瓦幾毫瓦 幾十千瓦。幾十千瓦。實(shí)質(zhì):實(shí)質(zhì):輸出交流信號的能量由電源的
34、直流輸出交流信號的能量由電源的直流 能量轉(zhuǎn)換而來。能量轉(zhuǎn)換而來。常用電路:常用電路: 1. rc振蕩電路振蕩電路 - 功率較小,頻率較低。功率較小,頻率較低。 2. lc振蕩電路振蕩電路 - 功率較大,頻率較高。功率較大,頻率較高。17.3.2 正弦波振蕩電路正弦波振蕩電路(17-69)rc振蕩電路振蕩電路 和和 lc振蕩電路振蕩電路(17-70)_+ + rfuorcrcr1一一 rc rc振蕩電路振蕩電路選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)放大電路放大電路(17-71)r1c1 串聯(lián)阻抗:串聯(lián)阻抗:)j/1 (111crz222222j1 )j/1/(crrcrzr2c2 并聯(lián)阻抗:并聯(lián)阻抗:r1c1r2c2
35、oufu(文氏橋選頻電路文氏橋選頻電路)(17-72)22222111212212211111(1)(-)1foruj r cfrcrurjrcj cj r ccrr c通常,取通常,取r1r2r,c1c2c,則有:,則有:0013()fj式中:式中:rc10 0r1c1r2c2oufu(17-73)13foufu11ofuiuraur 當(dāng)當(dāng) 12frr時時1ua f 3ua rcff210只有當(dāng)只有當(dāng)時,時, 和和 同相且同相且oufu可見:當(dāng)可見:當(dāng) 時,時, f最大,且最大,且rc100f0 fmax=1/3(17-74)幅頻特性幅頻特性fouu1 3ffo相頻特性相頻特性 90o90
36、foo0 (f)uoufuo 與與 u f波形波形uo, uf(17-75)(3) 工作原理工作原理 輸出電壓輸出電壓 uo 經(jīng)正反饋經(jīng)正反饋(兼選頻兼選頻)網(wǎng)絡(luò)分壓后,取網(wǎng)絡(luò)分壓后,取uf 作為作為同相比例電路的輸入信號同相比例電路的輸入信號 ui 。1) 起振過程起振過程(17-76)2) 穩(wěn)定振蕩穩(wěn)定振蕩 a = 0,僅在,僅在 f 0處處 f = 0 , 滿足相位平衡條件,滿足相位平衡條件,所以振蕩頻率所以振蕩頻率 f 0= 1 2 rc。改變改變r、c可改變振蕩頻率可改變振蕩頻率 由運(yùn)算放大器構(gòu)成的由運(yùn)算放大器構(gòu)成的rc振蕩電路的振蕩頻率一振蕩電路的振蕩頻率一般不超過般不超過1mhz
37、。3) 振蕩頻率振蕩頻率 振蕩頻率由相位平衡條件決定。振蕩頻率由相位平衡條件決定。(17-77)振蕩頻率的調(diào)整振蕩頻率的調(diào)整 改變開關(guān)改變開關(guān)k的位置可改變選頻的位置可改變選頻網(wǎng)絡(luò)的電阻,實(shí)現(xiàn)頻率粗調(diào);網(wǎng)絡(luò)的電阻,實(shí)現(xiàn)頻率粗調(diào); 改變電容改變電容c 的大小可實(shí)現(xiàn)頻率的大小可實(shí)現(xiàn)頻率的細(xì)調(diào)。的細(xì)調(diào)。rcf 21o振蕩頻率振蕩頻率(17-78)311 rrafu 考慮到起振條件考慮到起振條件auf 1, 一般應(yīng)選取一般應(yīng)選取 rf略大略大2r1。如果這個比值取得過大,會引起振蕩波形嚴(yán)重失真。如果這個比值取得過大,會引起振蕩波形嚴(yán)重失真。311 rrafu(17-79)用運(yùn)放組成的用運(yùn)放組成的rc振
38、蕩器振蕩器 滿足相位條件,滿足相位條件, 只有在只有在 fo 處:處:0f1af 12frruo_+ + rfrcrcr111 0fuarar 1113frafr ui=uf+-foufu(17-80)(17-81)(17-82)(17-83)(17-84)電子琴的振蕩電路:電子琴的振蕩電路:2121rrcfod1_+ + rf1uor1ccrd1rf2r28r27r26r25r24r23r22r21(17-85)用分立元件組成的用分立元件組成的rc振蕩器振蕩器rcrc+uccr1c2c3r3r2re2c1rc2t1re1cet2rc1rf+ube rf、re1組成負(fù)反饋組成負(fù)反饋, rc網(wǎng)絡(luò)
39、正反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋,調(diào)整到合,調(diào)整到合適的參數(shù)則可產(chǎn)生振蕩。適的參數(shù)則可產(chǎn)生振蕩。+(17-86)選頻、反饋網(wǎng)絡(luò):選頻、反饋網(wǎng)絡(luò): 由電感和電容構(gòu)成,可以產(chǎn)生高頻振蕩。由電感和電容構(gòu)成,可以產(chǎn)生高頻振蕩。當(dāng)其發(fā)生并聯(lián)諧振時,阻抗最大,呈阻性。當(dāng)其發(fā)生并聯(lián)諧振時,阻抗最大,呈阻性。2. 振蕩的建立和穩(wěn)定:振蕩的建立和穩(wěn)定: 電路一般由分立元件組成放大電路,且應(yīng)電路一般由分立元件組成放大電路,且應(yīng)為正反饋。隨著輸出的增高,可利用晶體管為正反饋。隨著輸出的增高,可利用晶體管進(jìn)入非線性工作區(qū)來達(dá)到穩(wěn)幅目的。進(jìn)入非線性工作區(qū)來達(dá)到穩(wěn)幅目的。3. lc振蕩的分類:振蕩的分類: 變壓器反饋式、電容三點(diǎn)式、電感三點(diǎn)式。
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