負反饋對性能的改善,比例運算

1、4.4.3 對放大器性能的影響對放大器性能的影響1.反饋的一般表達式反饋的一般表達式2.改善放大電路的性能改善放大電路的性能4.5.1集成運放的線性應用集成運放的線性應用1.反相放大器反相放大器2.同相放大器同相放大器(1)雙入雙入- -雙出雙出 1.長尾式差分放大電路長尾式差分放大電路+Uuoui1RCT1RS1RCui2RERS2+TEERLbescrRRRAL)2/(ud)(2besirRrCRr2o0ucA(2)雙入雙入- -單出單出 上次課的主要內(nèi)容)(2)/(udbesLcrRRRAELccRRRA2)/(-u)(2besirRrCRr oucudCMRRAAK共模抑制比共模抑制比

2、 仍存在仍存在“虛斷虛斷”現(xiàn)象現(xiàn)象, ,輸入電流輸入電流i+= i 0, ,u+ u u uo oUOM+ +UOM O飽和區(qū)飽和區(qū) uu(1) 線性區(qū)線性區(qū)“虛短虛短”不成立不成立2.理想運放的兩個重要特點理想運放的兩個重要特點(2) 非線性區(qū)非線性區(qū)虛短虛短 u+= u 虛斷虛斷i+= i 0 +uouu+i+i (1)正、負反饋的判斷正、負反饋的判斷:瞬時極性法，位置和極性，兩個瞬時極性法，位置和極性，兩個都相同或都不同，為正反饋，否則為負反饋。都相同或都不同，為正反饋，否則為負反饋。(2)直流反饋和交流反饋直流反饋和交流反饋“看通路看通路”，看反饋是在直流，看反饋是在直流通路還是在交流

3、通路中。通路還是在交流通路中。(3)電壓反饋和電流反饋的判斷：令輸出電壓為零，若電壓反饋和電流反饋的判斷：令輸出電壓為零，若無反饋則為電壓反饋，若有則為電流反饋。無反饋則為電壓反饋，若有則為電流反饋。(4)串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的的判斷：輸入信號輸入端和串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的的判斷：輸入信號輸入端和反饋信號引入端位置相同，為并聯(lián)反饋，位置不同為反饋信號引入端位置相同，為并聯(lián)反饋，位置不同為串聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋。3.負反饋負反饋 對集成運放對集成運放, ,若采樣點在輸出電壓端或輸出電壓的若采樣點在輸出電壓端或輸出電壓的分壓點上，分壓點上，則為電壓反饋；則為電壓反饋； 否則是電流反饋。否則是電流反饋。 對

4、三極管對三極管, ,若采樣點和電壓輸出端處在三極管的同若采樣點和電壓輸出端處在三極管的同一個電極上一個電極上, ,則為電壓反饋；則為電壓反饋； 否則是電流反饋。否則是電流反饋。4. 按電路結構判定電壓按電路結構判定電壓/電流反饋電流反饋采樣點采樣點在輸出在輸出端端電電壓壓反反饋饋ou采樣點在輸出電采樣點在輸出電壓的分壓點上壓的分壓點上電電壓壓反反饋饋電壓反饋電壓反饋ou既非輸出電壓點又非既非輸出電壓點又非輸出電壓的分壓點輸出電壓的分壓點不同不同電流反饋電流反饋電壓反饋電壓反饋RL+uLRfR2R1Rb+ ui+-u0A電壓并聯(lián)負反饋電路電壓并聯(lián)負反饋電路判斷是何反饋電路判斷是何反饋電路?4.4

5、.3 對放大器性能的影響對放大器性能的影響1.反饋的一般表達式反饋的一般表達式XidXid=Xi-XfidoXXA/開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)(開環(huán)增益開環(huán)增益)反饋系數(shù)反饋系數(shù)0/ XXFfAXoXi開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)FXf凈輸入信號凈輸入信號i/ XXAof閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)(閉環(huán)增益閉環(huán)增益)采樣環(huán)節(jié)求和環(huán)節(jié)XidXid=Xi-XfAXoXiFXf引入引入反饋后的一般表達式反饋后的一般表達式iofXXA fidoXXXoidoFXXXidididFAXXAXAFA1AFAAf1idoXXA/0/ XXFf反饋深度反饋深度負反饋, 11AAAFf正正反反饋饋, 11AAAFf 深度負反饋

6、, 11 AF自自激激振振蕩蕩, 01 fAAF反饋深度反饋深度AFAAf1)1(AFAddAfAdAAFAdAff112)1 ()1 (AFAFdAdAAF(1)提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性2.改善放大電路的性能改善放大電路的性能2)1 (AFdA.1)1 (2AAFAFdAAdAffAFAA1f相對變化量相對變化量 負反饋使放大倍數(shù)的相對變化量減小，提負反饋使放大倍數(shù)的相對變化量減小，提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。fA(f)OAm0.707AmfLfHBWAf(f)Amf0.707AmffLffHfBWfBWf = (1 + AF) BW(2)拓寬通頻帶拓寬通頻

7、帶AdAAFAdAff11(3)減少非線性失真減少非線性失真uf加入加入負反饋負反饋無負反饋無負反饋FufAuiuouiduo大大小小略大略大略小略小略小略小略大略大uiA接近正弦波接近正弦波改善了波形失真改善了波形失真串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大基本放大電路的輸入電阻基本放大電路的輸入電阻：iidiiuiuRii)(1iAFRiiif=iuRifidiuu= ioidiFuu= iidid=iAFuu iid)1 (=iAFu整個電路的輸入電阻：整個電路的輸入電阻：(4)改變輸入電阻改變輸入電阻F A+- -uiuiduf+- - -iiRiuO)(1iAFRRif并聯(lián)負

8、反饋使輸入電阻減小并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小idiiiuR iiif=iuRfidiiiu= Fiiuoidi=AFiiu=ididi )1(AFiu=idi AFR 1=iF A+- -uiiiRiuOiidifAFRR1=iif基本放大電路的輸入電阻基本放大電路的輸入電阻：整個電路的輸入電阻：整個電路的輸入電阻：(5)對輸出電阻的影響對輸出電阻的影響oofRAFR11電壓負反饋使輸出阻抗減小電壓負反饋使輸出阻抗減小電流負反饋使輸出阻抗增大電流負反饋使輸出阻抗增大oofRAFR)1 ( 電壓串聯(lián)負反饋放大電路電壓串聯(lián)負反饋放大電路uu+1A+RfRoiC22R1Cuiuo練習練習1 1練習練習

9、2 2 試判別下圖放大電路中從運算試判別下圖放大電路中從運算放大器放大器A2 2輸出端引至輸出端引至A1 1輸入端的是何輸入端的是何種類型的反饋電路。種類型的反饋電路。電流電流并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋+-實際運放實際運放 Aod ，當，當 u+ 與與 u-差值比較小時，差值比較小時，運放工作在線性區(qū)，仍有運放工作在線性區(qū)，仍有uo= Aod (u+ u ) 例如：例如：F007 的的 UoM = 14 V，Aod 2 105 ，線性區(qū)內(nèi)輸入電壓范圍線性區(qū)內(nèi)輸入電壓范圍0.07(mV)102V 145odOM AUuuuOu+ u O實際特性實際特性非線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)線性區(qū)線性區(qū)線性區(qū)

10、范圍很小線性區(qū)范圍很小練習練習3 3u+uiRfR1u-_+ + u01.反相放大器反相放大器比例運算放大電路比例運算放大電路4.5.1集成運放的線性應用集成運放的線性應用(+)i1(-)if u=u+=0（虛地）（虛地）i1=ifuRRRuRuRuuRuuffOifOi)11(111ifouRRu1電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)ioufuuA1RRf電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋uo_+ + RfR1R2uii1if平衡電阻平衡電阻R2保證靜態(tài)時輸入級的對稱保證靜態(tài)時輸入級的對稱性性(兩個輸入端實際上是運放內(nèi)部輸入兩個輸入端實際上是運放內(nèi)部輸入級兩個差分對管的基極級兩個差分對管的基極)11 RRAf

11、uf1RRf 若若反相放大器反相放大器11RRAfuf反相器反相器1RRf 若若R2=R1 / Rf1ufRRAfu+uiRfR1u-_+ + u0i1ifi1=ifuRRRuRuuRuffOfO)11(011ifouRRu)1 (1ioufuuA11RRfR22.同相放大器同相放大器Rf=0 或R1=,Auf=1電壓跟隨器(Voltage follower) uuiuu _+ + uiuoiouuuu 此電路是此電路是電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋，在電路中，在電路中其作用與分離元件的射極輸出器相同，但其作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。是電壓跟隨性能好。電壓跟隨器電壓跟隨器u+uiRfR1u-_+ + u0i1ifi1=ifuRRRuRuuRuffOfO)11(011ifouRRu22RRAfufR2R3由于虛斷由于虛斷320RuRuuiuRRRui)11(232由于由于2311111RRRRf令令 uu例題：例題：us=1V,uo=?Auf=?1RRAfufuo=9V，Auf=9-1V-3V9V9V11RRAfuf練習練習 R1=10k , Rf=20k , , ui =-1V。求求: :uo 和和 R0應為多大？應為多大？uu+