電工學反饋及反饋放大電路概要PPT課件

1、1. 反饋的基本概念 反饋放大電路的方框圖2. 反饋的判斷方法 對放大電路性能的影響3. 對反饋放大電路進行計算分析第三章放大電路中的反饋第1頁/共53頁第三章放大電路中的反饋會判 判斷電路中有無反饋及反饋的性質會算 估算深度負反饋條件下的放大倍數(shù)會引 根據需求引入合適的反饋會判振 消振電路是否能穩(wěn)定工作，會消除自激振蕩。第2頁/共53頁第三章放大電路中的反饋3.1 反饋的概念及判斷反饋的概念及判斷3.3 反饋對放大電路性能的影響反饋對放大電路性能的影響3.4 負反饋放大電路的分析計算負反饋放大電路的分析計算3.5 負反饋放大電路的自激振蕩負反饋放大電路的自激振蕩3.2 反饋對放大電路方框圖及

2、放大倍反饋對放大電路方框圖及放大倍數(shù)的估算數(shù)的估算第3頁/共53頁3.13.1 反饋的概念及判斷反饋的概念及判斷一、反饋的基本概念一、反饋的基本概念二、交流負反饋的四種組態(tài)二、交流負反饋的四種組態(tài)三、反饋的判斷三、反饋的判斷第4頁/共53頁3.13.1 反饋的概念及判斷企業(yè)省級總代理分銷商專賣店經銷商用 戶銷售員信息員實際問題實例實際問題實例：一、反饋的基本概念一、反饋的基本概念第5頁/共53頁XOXi輸輸入入信信號號輸出信號輸出信號反反饋饋信信號號凈輸入信號凈輸入信號XFXd1. 什么是反饋一、反饋的基本概念一、反饋的基本概念3.13.1 反饋的概念及判斷 放大電路輸出量的一部分或全部通過一

3、定的方式放大電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。引回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。要研究哪些問題？要研究哪些問題？怎樣引回是從輸出電壓還是輸出電流引出反饋多少怎樣引出 反饋放大電路可用反饋放大電路可用方框圖表示。方框圖表示。影響放大電路的輸入電壓還是輸入電流第6頁/共53頁2. 2. 正反饋和負反饋正反饋和負反饋 從反饋的結果來判斷，凡反饋的結果使輸出量從反饋的結果來判斷，凡反饋的結果使輸出量的變化減小的為的變化減小的為，否則為，否則為；引入反饋后其變化是增大？還是減??？引入反饋后其變化是增大？還是減??？ 或者，凡反饋的結果使凈輸入量減小的為或者，凡反饋

4、的結果使凈輸入量減小的為，否則為，否則為。3.13.1 反饋的概念及判斷第7頁/共53頁3. 3. 直流反饋和交流反饋直流反饋和交流反饋 直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。路中存在的反饋稱為交流反饋。引入交流負反饋引入直流負反饋3.13.1 反饋的概念及判斷第8頁/共53頁4. 4. 局部反饋和級間反饋局部反饋和級間反饋 只對多級放大電路中某一級起反饋作用的稱為局部只對多級放大電路中某一級起反饋作用的稱為局部反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸入回路的稱為級間反饋。

5、入回路的稱為級間反饋。通過R3引入的是局部反饋通過R4引入的是級間反饋通常，重點研究級間反饋或稱總體反饋。通常，重點研究級間反饋或稱總體反饋。3.13.1 反饋的概念及判斷第9頁/共53頁 將輸出電壓的一部分或全將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電壓反饋，即輸入量的為電壓反饋，即ooUX 將輸出電流的一部分或全將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電流反饋，即輸入量的為電流反饋，即ooIX 描述放大電路和反饋網絡在輸出端的連接方式，即描述放大電路和反饋網絡在輸出端的連接方式，即反饋網絡的取樣對象。反饋網絡的

6、取樣對象。5. 電壓反饋和電流反饋3.13.1 反饋的概念及判斷第10頁/共53頁6. 6. 串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋 描述放大電路和反饋網絡在輸入端的連接方式，描述放大電路和反饋網絡在輸入端的連接方式，即輸入量、反饋量、凈輸入量的疊加關系。即輸入量、反饋量、凈輸入量的疊加關系。fiiUUU-串聯(lián)負反饋fiiIII-并聯(lián)負反饋+_負反饋3.13.1 反饋的概念及判斷第11頁/共53頁電壓串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋3.13.1 反饋的概念及判斷7、交流負反饋的四種組態(tài)第12頁/共53頁二、反饋的判斷二、反饋的判斷 “找聯(lián)系找聯(lián)系”：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系

7、，若有則有反：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，若有則有反饋，否則無反饋。饋，否則無反饋。有反饋嗎？將輸出電壓全部反饋回去無反饋無反饋1. 有無反饋的判斷即在輸入回路又在輸出回路3.13.1 反饋的概念及判斷第13頁/共53頁2. 2. 直流反饋和交流反饋的判斷直流反饋和交流反饋的判斷“看通路看通路”，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。設以下電路中所有電容對交流信號均可視為短路。設以下電路中所有電容對交流信號均可視為短路。僅有直僅有直流反饋流反饋僅有交流反饋僅有交流反饋交、直流反饋共存交、直流反饋共存僅有直僅有直流反饋流反饋3.13.1 反饋的概念及判斷第

8、14頁/共53頁3. 3. 正、負反饋（反饋極性）的判正、負反饋（反饋極性）的判斷斷“看反饋的結果看反饋的結果” ，即凈輸入量是被增大還是被減小。，即凈輸入量是被增大還是被減小。瞬時極性法：瞬時極性法： 給定給定 的瞬時極性，并的瞬時極性，并以此為依據分析電路中各電以此為依據分析電路中各電流、電位的極性從而得到流、電位的極性從而得到 的極性；的極性；iXoX的極性的極性 的極性的極性 、 、 的疊加關系的疊加關系oXfXiXfXiXfiifii IIIUUU或正反饋正反饋負反饋負反饋fiifii IIIUUU或3.13.1 反饋的概念及判斷第15頁/共53頁3. 3. 正、負反饋的判斷正、負反

9、饋的判斷FuFIDuuu反饋量是僅僅決定于輸出量的物理量。O211FuRRRu3.13.1 反饋的概念及判斷反饋通路第16頁/共53頁2ONRuuiR反饋量反饋電流反饋量僅決定于輸出反饋量僅決定于輸出量量凈輸入電流減小，引入了負反饋凈輸入電流減小，引入了負反饋凈輸入電流凈輸入電流增大，引入增大，引入了正反饋了正反饋3.13.1 反饋的概念及判斷RiiiiiRiiiii 在判斷集成運放構成的反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電壓指的是集成運放兩個輸入端的電位差，凈輸入電流指的是同相輸入端或反相輸入端的電流。第17頁/共53頁4. 4. 電壓反饋和電流反饋的判斷電壓反饋和電流反饋的判斷電路引入了電壓

10、負反饋電路引入了電壓負反饋 令輸出電壓為令輸出電壓為0，若反饋量隨之為，若反饋量隨之為0，則為電壓反饋；，則為電壓反饋；若反饋量依然存在，則為電流反饋。若反饋量依然存在，則為電流反饋。3.13.1 反饋的概念及判斷判斷方法：負載短路法判斷方法：負載短路法( (輸出短路法）輸出短路法）第18頁/共53頁4. 4. 電壓反饋和電流反饋的判斷電壓反饋和電流反饋的判斷電路引入了電流負反饋電路引入了電流負反饋反饋電流 引入電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，引入電流負反饋穩(wěn)定輸出電流！引入電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，引入電流負反饋穩(wěn)定輸出電流！僅受基極電流的控制3.13.1 反饋的概念及判斷第19頁/共53頁5. 5.

11、 串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷FINiiiFIDuuu 在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的方式疊加，為；以電流的方式疊加，為。引入了并聯(lián)反饋引入了并聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋Fu3.13.1 反饋的概念及判斷第20頁/共53頁3.13.1 反饋的概念及判斷6、交流負反饋的四種組態(tài)電壓串聯(lián) 輸入以電壓形式求和輸入以電壓形式求和（KVLKVL）： v vid id= =v vi i- - v vf f 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓特點：特點： 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源RLvovfvid(=vivf) vo of22fuRRRu第21頁/共53頁3.13.1

12、反饋的概念及判斷6、交流負反饋的四種組態(tài)電壓并聯(lián) 輸入以電流形式求和（KCLKCL）： iidid= =ii i- -if f 穩(wěn)定輸出電壓 電流控制的電壓源特點：FofRui第22頁/共53頁3.13.1 反饋的概念及判斷6、交流負反饋的四種組態(tài) 輸入以電壓形式求和（KVLKVL）： vidid= =vi i- - vf f 穩(wěn)定輸出電流 電壓控制的電流源特點： RL io vf (=ioRf ) vi一定時 vi d io 電流串聯(lián)第23頁/共53頁3.13.1 反饋的概念及判斷6、交流負反饋的四種組態(tài)電流并聯(lián) 輸入以電流形式求和（KCLKCL）： iidid= =ii i- -if f

13、穩(wěn)定輸出電流 電流控制的電流源特點：oFfiRRRi第24頁/共53頁電壓負反饋：穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性串聯(lián)反饋：輸入端電壓求和（KVLKVL）電流負反饋：穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性并聯(lián)反饋：輸入端電流求和（KCLKCL）特點小結：6、交流負反饋的四種組態(tài)3.13.1 反饋的概念及判斷第25頁/共53頁分立元件放大電路中的分立元件放大電路中的凈輸入量凈輸入量和和輸出電輸出電流流 在判斷分立元件反饋放大電路的在判斷分立元件反饋放大電路的反饋極性反饋極性時，時，凈輸入電壓凈輸入電壓常常指輸入級晶體管的指輸入級晶體管的b-eb-e（e-be-b）間或場效應管）間或場效應管g-sg-s（s-gs-

14、g）間的電）間的電位差，位差，凈輸入電流凈輸入電流常指輸入級晶體管的基極電流（射極電流）常指輸入級晶體管的基極電流（射極電流）或場效應管的柵極（源極）電流?；驁鲂艿臇艠O（源極）電流。 在分立元件在分立元件電流負反饋電流負反饋放大電路中，反饋量常取自于輸出級放大電路中，反饋量常取自于輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流，而不是負載上的電流；晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流，而不是負載上的電流；此時稱輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流為輸出電流，此時稱輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流為輸出電流，反饋的結果將穩(wěn)定該電流。反饋的結果將穩(wěn)定該電流。3.13.1 反饋的概念及判斷第26頁/共53頁

15、ivov1C2CeCeC1CR2CRCCV11eR12eR2eR1RfR1T2T1R1BCCV+-(+)(-)fR11eRoviv+-+(-)(+)(-)例題例題: :試判斷圖所示電路的反饋組態(tài)。試判斷圖所示電路的反饋組態(tài)。解解: 根據瞬時極性法，見圖根據瞬時極性法，見圖中的紅色中的紅色“+”、“- -” 號，可號，可知經電阻知經電阻R1加在基極加在基極B1上的上的是直流并聯(lián)負反饋。因反饋是直流并聯(lián)負反饋。因反饋信號與輸出電流成比例，故信號與輸出電流成比例，故又為電流反饋。結論：是又為電流反饋。結論：是直直流電流并聯(lián)負反饋流電流并聯(lián)負反饋。 經經Rf 加在加在E1上是交流負反饋。反饋信號和輸入

16、信號上是交流負反饋。反饋信號和輸入信號加在加在T1兩個輸入電極，故為串聯(lián)反饋。兩個輸入電極，故為串聯(lián)反饋。結論：交流電壓結論：交流電壓串聯(lián)負反饋。串聯(lián)負反饋。第27頁/共53頁3.23.2 負反饋放大電路的方框圖負反饋放大電路的方框圖及放大倍數(shù)的估算及放大倍數(shù)的估算一、負反饋放大電路的方框圖一、負反饋放大電路的方框圖二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式三、深度負反饋的實質三、深度負反饋的實質四、基于反饋系數(shù)的放大倍數(shù)的估算方法四、基于反饋系數(shù)的放大倍數(shù)的估算方法第三章放大電路中的反饋第28頁/共53頁一、負反饋放大電路的方框圖一、負反饋放大電路的方框圖決

17、定反饋量和輸出量關系的所有元件所組成的網絡負反饋放大電路的基本放大電路反饋網絡方框圖中信號是單向流通的。方框圖中信號是單向流通的。ioXXA基本放大電路的放大倍數(shù)基本放大電路的放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋系數(shù)ofXXF反饋放大電路的放大倍數(shù)反饋放大電路的放大倍數(shù)iofXXA第29頁/共53頁二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式式ioXXAofXXFiofXXAiiioiifiif XFAXXAXFXXAXXXAA反饋組態(tài)反饋組態(tài)功能功能電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓控制電壓電壓控制電壓電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流控制電壓電流控制電壓電流串聯(lián)電流串聯(lián)電壓控制電流電壓控制電流電流并聯(lián)電

18、流并聯(lián)電流控制電流電流控制電流AFfAioUUofUUioUUioIUofUIioIUioIIofIIioIIioUIofIUioUIFAAA1f第30頁/共53頁三、深度負反饋的實質三、深度負反饋的實質。，即，則若 1 11 fifXXFAFAFAAA1f凈輸入量忽略不計fifi IIUU在并聯(lián)負反饋電路中，饋電路中，上式說明：在串聯(lián)負反。電路引入的才為負反饋，只有0FA環(huán)路放大倍數(shù)第31頁/共53頁四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法法1. 電壓串聯(lián)負反饋電路uuuuFUUUUA1foiofofUUFuu211ofRRRUUFuu12f11RRFA

19、uuuu第32頁/共53頁2. 2. 電壓并聯(lián)負反饋電路電壓并聯(lián)負反饋電路 ofUIFiuRif很小很小siossososfRIURIUUUAussfo11RFRIUiu為什么?四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法為什么?第33頁/共53頁2. 2. 電壓并聯(lián)負反饋電路電壓并聯(lián)負反饋電路ssosf11RFUUAiuu12ssf11RRRFAiuuofUIFiu2of1RUIFiu2ON2RuuiR令uN=0四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法第34頁/共53頁3. 3. 電流串聯(lián)負反饋電流電流串聯(lián)負反饋電流LfLoiof1RFURIUUAuiuofIUFui1ofRIUFuiFu1LL

20、f1RRRFAuiu四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法第35頁/共53頁4. 4. 電流并聯(lián)負反饋電路電流并聯(lián)負反饋電路ofIIFiisLsosf1RRFUUAiiuLoosfsRIURIU，四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法fIiIiIoU+- -RLoIRR1R2RF+AiU+- -oFfIRRRIFofRRRIIFii1Liiioooiof1RARUIIIIUUUAiiuRRRRRRFRiiF1L1L11第36頁/共53頁深度負反饋條件下四種組態(tài)負反饋放大深度負反饋條件下四種組態(tài)負反饋放大電路的電壓放大倍數(shù)電路的電壓放大倍數(shù)反饋組態(tài)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流

21、串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電流并聯(lián)sff uuAA或uuuFUUUUA1foiofssosf11RFUUAiuuLiof1RFUUAuiusLsosf1RRFUUAiiu符號相同。、通常， )(fsffAFAAAuu與負載無關與總負載成線性關系四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法第37頁/共53頁3.3 3.3 反饋對放大電路性能的影反饋對放大電路性能的影響響一、降低了放大倍數(shù)一、降低了放大倍數(shù)二、提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性二、提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性三、減小非線性失真三、減小非線性失真四、改變輸入電阻和輸出電阻四、改變輸入電阻和輸出電阻第三章放大電路中的反饋第38頁/共53頁39 dfXXFAdOXX AOfXX FXOXiXFXd3.3 負反饋對放大電路工作性能的影響1、降低了放大倍數(shù)、降低了放大倍數(shù)第39頁/共53頁40NoImage放大 FAAXXXXXXXXA1XXXdfdddOfdOiOf分子分分子分母同除母同除XOXiXFXd3.3 負反饋對放大電路工作性能的影響第40頁/共53頁411、加入負反饋后，放大倍數(shù)下降了。AF1AAf當當1+1+AFAF11時時 FAFAfA112、深度負反饋時，放大倍數(shù)取決于反饋網絡，與基本放大電路無關。反饋網絡為無源網絡，受Ta影響小，Af穩(wěn)定。3、反饋網絡函數(shù)F，最大為1。4、 稱