第八章負(fù)反饋放大器和集成運(yùn)算放大器ppt課件

1、 8.1 8.1負(fù)反饋放大器負(fù)反饋放大器8.1.1 8.1.1 反饋的基本概念反饋的基本概念8.1.2 8.1.2 負(fù)反饋放大器的分析方法負(fù)反饋放大器的分析方法8.1.3 8.1.3 負(fù)反饋的四種組態(tài)負(fù)反饋的四種組態(tài)8.1.4 8.1.4 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響響8.1.1 8.1.1 反饋的基本概念反饋的基本概念凡是將放大電路輸出端的信號(hào)電壓或電流凡是將放大電路輸出端的信號(hào)電壓或電流的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號(hào)的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號(hào)迭加，就稱(chēng)為反饋。迭加，就稱(chēng)為反饋。若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱(chēng)為負(fù)反饋。若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱(chēng)為

2、負(fù)反饋。若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱(chēng)為正反饋。若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱(chēng)為正反饋。這里所說(shuō)的信號(hào)一般是指交流信號(hào)，這里所說(shuō)的信號(hào)一般是指交流信號(hào)，所以判斷正負(fù)反饋，就要判斷反饋信號(hào)與所以判斷正負(fù)反饋，就要判斷反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的相位關(guān)系，同相是正反饋，反輸入信號(hào)的相位關(guān)系，同相是正反饋，反相是負(fù)反饋。相是負(fù)反饋。1.概述HOME放大器放大器輸出輸出輸入輸入取取+ 加強(qiáng)輸入信號(hào)加強(qiáng)輸入信號(hào) 正反饋正反饋 用于振蕩器用于振蕩器取取 - 削弱輸入信號(hào)削弱輸入信號(hào) 負(fù)反饋負(fù)反饋 用于放大器用于放大器開(kāi)環(huán)開(kāi)環(huán)閉環(huán)閉環(huán)負(fù)反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；穩(wěn)定放大倍數(shù)；提負(fù)反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；穩(wěn)

3、定放大倍數(shù)；提高輸入電阻；降低輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶。高輸入電阻；降低輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶。反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)疊加疊加反饋反饋信號(hào)信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)反饋框圖：反饋框圖：HOMEdooXXAofXXFfidXXX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反饋回路反饋回路FfXiX+輸出信號(hào)輸出信號(hào)輸入信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)反饋信號(hào)差值信號(hào)差值信號(hào)ioFXXA開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋系數(shù)差值信號(hào)差值信號(hào)HOME負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+oodofdfo

4、ioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1當(dāng)當(dāng)AoF1時(shí)，時(shí)，F(xiàn)AF1反饋深度反饋深度結(jié)論：當(dāng)結(jié)論：當(dāng) AoF1 很大時(shí)，很大時(shí)，AF 只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)反反 饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。HOME2. 反饋放大器分類(lèi)反饋放大器分類(lèi)（1）、電壓反饋和電流反饋）、電壓反饋和電流反饋電壓反饋：反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào)。電壓反饋：反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào)。電流反饋：反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào)。電流反饋：反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào)。根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。負(fù)負(fù)反反饋饋交流反饋交流反

5、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)HOME根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，可以分根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋電壓信號(hào)串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋電壓信號(hào)與輸入信號(hào)電壓比較。與輸入信號(hào)電壓比較。并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)電并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)電流與輸入信號(hào)電流比較。流與輸入信號(hào)電流比較。串聯(lián)反饋使電路

6、的輸入電阻增大；串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。（2）、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋）、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋HOME（3）、交流反饋與直流反饋）、交流反饋與直流反饋交流反饋：反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用。交流反饋：反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用。直流反饋：反饋只對(duì)直流起作用。直流反饋：反饋只對(duì)直流起作用。若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，則可以隔斷直流，若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容，可以使其只在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容，可以使其只對(duì)直流起作用。對(duì)直流起作用。有的反

7、饋只對(duì)交流信號(hào)起作用；有的反饋只對(duì)直流有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用；有的反饋只對(duì)直流信號(hào)起作用；有的反饋對(duì)交、直流信號(hào)均起作用。信號(hào)起作用；有的反饋對(duì)交、直流信號(hào)均起作用。HOME圖圖8.2 8.2 反饋的分類(lèi)反饋的分類(lèi)HOME8.1.2 負(fù)反饋放大器的分析方法負(fù)反饋放大器的分析方法分析步驟：分析步驟：3. 判別是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋判別是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋4. 判別是電壓反饋還是電流反饋判別是電壓反饋還是電流反饋1. 確定有無(wú)反饋確定有無(wú)反饋2. 判別反饋極性判別反饋極性反饋類(lèi)型的判斷反饋類(lèi)型的判斷留意留意HOME負(fù)反饋的判斷方法負(fù)反饋的判斷方法瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法判斷時(shí)在輸入端也要反映出反

8、饋信號(hào)與輸入信號(hào)的比較關(guān)系。判斷時(shí)在輸入端也要反映出反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的比較關(guān)系。 如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開(kāi)始。如果是如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開(kāi)始。如果是 電電 流反饋，則要從輸出電流的微小變化開(kāi)始。流反饋，則要從輸出電流的微小變化開(kāi)始。 假設(shè)輸出端信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，依次經(jīng)過(guò)反饋、比假設(shè)輸出端信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，依次經(jīng)過(guò)反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號(hào)與原輸出信號(hào)的變化極較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號(hào)與原輸出信號(hào)的變化極性相反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。性相反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。1.1.瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法HOME電壓反

9、饋一般從后級(jí)放大器的集電極采樣電壓反饋一般從后級(jí)放大器的集電極采樣電流反饋一般從后級(jí)放大器的發(fā)射極采樣電流反饋一般從后級(jí)放大器的發(fā)射極采樣并聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管基極并聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管基極串聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管發(fā)射極串聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管發(fā)射極分分立立元元件件電流電壓電流電壓反饋判別反饋判別電壓反饋一般直接從運(yùn)放的輸出端采樣電壓反饋一般直接從運(yùn)放的輸出端采樣電流反饋一般不直接從運(yùn)放輸出端采樣電流反饋一般不直接從運(yùn)放輸出端采樣 串并聯(lián)串并聯(lián)反饋判別反饋判別并聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)接在信號(hào)輸入端并聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)接在信號(hào)輸入端串聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)接在非信號(hào)輸入端串聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)接在非信

10、號(hào)輸入端集集成成電電路路電流電壓電流電壓反饋判別反饋判別 串并聯(lián)串并聯(lián)反饋判別反饋判別反反 饋饋 類(lèi)類(lèi) 型型 的的 判判 別別HOME反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：放大：放大：dooXXA反響：反響：ofXXF比較：比較：fidXXX圖圖8.18.1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反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FfXiX+輸出信號(hào)輸出信號(hào)輸入信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)反饋信號(hào)凈輸入凈輸入信號(hào)信號(hào)（正向傳輸）（正向傳輸）（反向傳輸）（反向傳輸）2.2.框圖分析法框圖分析法HOME基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+dooXXA開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)

11、ioFXXA閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)ofXXF反饋系數(shù)反饋系數(shù)注意基本放大注意基本放大電路不是簡(jiǎn)單電路不是簡(jiǎn)單的把反饋支路的把反饋支路去掉即可！去掉即可！注意隨著反饋類(lèi)型不同，各參數(shù)的量綱是不同的。注意隨著反饋類(lèi)型不同，各參數(shù)的量綱是不同的。HOME負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+oodofdfoioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1FAo1反饋深度反饋深度定義：定義：AoF1 為深度負(fù)反饋為深度負(fù)反饋HOME(3) 假設(shè)假設(shè)|1+AF|=0，那么，那么 AF。即沒(méi)有輸入信。即沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí)，也會(huì)有輸出信

12、號(hào)，這種現(xiàn)象稱(chēng)自激振蕩。號(hào)時(shí)，也會(huì)有輸出信號(hào)，這種現(xiàn)象稱(chēng)自激振蕩。(1) 假設(shè)|1+AF| 1則|AF |A|，加入反饋后閉環(huán)放大倍數(shù)變小，屬于負(fù)反饋。(2) 假設(shè)假設(shè)|1+AF| |A|，加入反饋后閉，加入反饋后閉環(huán)放大環(huán)放大 倍數(shù)增加，為正反饋。倍數(shù)增加，為正反饋。HOME8.1.3 8.1.3 負(fù)反饋的四種組態(tài)負(fù)反饋的四種組態(tài)1 1電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋 令輸出端短路，若反饋電壓消失，則為電壓反饋，否則為電流反饋。 串聯(lián)、并聯(lián)反饋簡(jiǎn)易判別方法是：輸入信號(hào)和反饋信號(hào)在不同節(jié)點(diǎn)引入為串聯(lián)反饋，在同一節(jié)點(diǎn)引入為并聯(lián)反饋。電壓、電流反饋簡(jiǎn)易判別方法是：電壓、電流反饋簡(jiǎn)易判別方法是：圖圖8.

13、3 8.3 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路HOME例例1：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)。ufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流不起作用。對(duì)直流不起作用。HOME2 2電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋圖圖8.4 8.4 電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路HOME例例2：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)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋電壓反饋

14、并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流也起作用。此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流也起作用。HOME3 3電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋圖圖8.5 8.5 電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋HOME例例3：判斷如圖電路中：判斷如圖電路中RE3的負(fù)反饋?zhàn)饔?。的?fù)反饋?zhàn)饔谩?UCCT1T2T3RB1RC1 RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=uiufuc1uc2ib3ie3電流串聯(lián)負(fù)反饋。電流串聯(lián)負(fù)反饋。HOME4 4電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋圖圖8.6 8.6 電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋HOME例例4：判斷：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，

15、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iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2HOME8.1.4 8.1.4 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回電反饋回電路路FfX iX+dooXXAofXXFfidXXX反饋電路反饋電路基本方程基本方程HOME負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。引入負(fù)反饋使電路的穩(wěn)定性提高。引入負(fù)反饋使電路的穩(wěn)定性提高。FAAAooF1FAAAdAAdoooFF11(2)FAAAooF1(1

16、)(3) 假設(shè)假設(shè)1FAo稱(chēng)為深度負(fù)反饋，此時(shí)稱(chēng)為深度負(fù)反饋，此時(shí)FAF1在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。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FAo1反饋深度反饋深度定義：定義：HOME2、展寬頻帶、展寬頻帶引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加：引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加：oofBFAB)1 ( fABoAoAFBFHOME3、減小非線性失真、減小非線性失真Aouiuo加反饋前加反饋前加反饋后加反饋后ufuiudAoF+ 改善改善uouoHOME（1）. 串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻增加：串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻增加：

17、ioifrFAr)1 ( （2）. 并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減?。翰⒙?lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減?。?1 (FArroiif例如例如:射極輸出器射極輸出器了解：串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了了解：串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了一個(gè)電阻，故輸入電阻增加。一個(gè)電阻，故輸入電阻增加。了解：并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了了解：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。4、負(fù)反饋對(duì)輸入、輸出電阻的影響、負(fù)反饋對(duì)輸入、輸出電阻的影響HOME（3）. 電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻減?。弘妷贺?fù)反饋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了解：電壓負(fù)反饋目的是阻止了解：電壓負(fù)反饋目的是阻止 uo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(shí)放大電路空載時(shí)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