模擬電子技術(shù)電子教案放大電路的反饋

1、第六章 放大電路的反饋主要內(nèi)容1、基本概念反饋、正反饋和負(fù)反饋、電壓反饋和電流反饋、并聯(lián)反饋和串聯(lián)反饋等基本概念；2、反饋類型判斷：有無反饋？是直流反饋、還是交流反饋？是正反饋、還是負(fù)反饋？3、交流負(fù)反饋的四種組態(tài)及判斷方法；4、交流負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式；5、放大電路中引入不同組態(tài)的負(fù)反饋后，對(duì)電路性能的影響；6、深度負(fù)反饋的概念，在深度負(fù)反饋條件下，放大倍數(shù)的估算；本章學(xué)時(shí)分配本章分為3講，每講2學(xué)時(shí)。第十九講 反饋的基本概念和判斷方法及負(fù)反饋放大電路的方框圖一、 主要內(nèi)容1、反饋的基本概念1）什么是反饋反饋：將放大器輸出信號(hào)的一部分或全部經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)送回輸入端。反饋的示意圖見下圖所示。

2、反饋信號(hào)的傳輸是反向傳輸。開環(huán)：放大電路無反饋，信號(hào)的傳輸只能正向從輸入端到輸出端。閉環(huán)：放大電路有反饋，將輸出信號(hào)送回到放大電路的輸入回路，與原輸入信號(hào)相加或相減后再作用到放大電路的輸入端。 圖示中是輸入信號(hào)，是反饋信號(hào)，稱為凈輸入信號(hào)。所以有 2) 負(fù)反饋和正反饋負(fù)反饋：加入反饋后，凈輸入信號(hào)<，輸出幅度下降。應(yīng)用：負(fù)反饋能穩(wěn)定與反饋量成正比的輸出量，因而在控制系統(tǒng)中穩(wěn)壓、穩(wěn)流。正反饋：加入反饋后，凈輸入信號(hào)>，輸出幅度增加。應(yīng)用：正反饋提高了增益，常用于波形發(fā)生器。3) 交流反饋和直流反饋直流反饋：反饋信號(hào)只有直流成分；交流反饋：反饋信號(hào)只有交流成分；交直流反饋：反饋信號(hào)既有

3、交流成分又有直流成分。直流負(fù)反饋?zhàn)饔茫悍€(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；交流負(fù)反饋?zhàn)饔茫簭牟煌矫娓纳苿?dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)，對(duì)Au、Ri、Ro有影響。2、反饋的判斷1）有無反饋的判斷（1） 是否存在除前向放大通路外，另有輸出至輸入的通路即反饋通路；（2） 反饋至輸入端不能接地，否則不是反饋。2）正、負(fù)反饋極性的判斷之一 瞬時(shí)極性法（1）在輸入端，先假定輸入信號(hào)的瞬時(shí)極性；可用“+”、“-”或“”、“”表示；（2）根據(jù)放大電路各級(jí)的組態(tài)，決定輸出量與反饋量的瞬時(shí)極性;（3）最后觀察引回到輸入端反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性，若使凈輸入信號(hào)增強(qiáng)，為正反饋，否 則為負(fù)反饋。注意：* 極性按中頻段考慮； * 必須熟悉放大電路輸入和輸出量的

4、相位關(guān)系。 * 反饋類型主要取決于電路的連接方式，而與Ui的極性無關(guān)。對(duì)單個(gè)運(yùn)放一般有：反饋接至反相輸入端為負(fù)反饋 反饋接至同相輸入端為正反饋3）電壓反饋和電流反饋（1）電壓反饋：反饋信號(hào)的大小與輸出電壓成比例（采樣輸出電壓）；（2）電流反饋，反饋信號(hào)的大小與輸出電流成比例（采樣輸出電流）。（3）判斷方法：將輸出電壓短路，若反饋回來的反饋信號(hào)為零，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)仍然存在，則為電流反饋。應(yīng)用中，若要穩(wěn)定輸出端某一電量，則采樣該電量，以負(fù)反饋形式送輸入端。電壓負(fù)反饋?zhàn)饔茫悍€(wěn)定放大電路的輸出電壓。電流負(fù)反饋?zhàn)饔茫悍€(wěn)定放大電路的輸出電流。4）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋（根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端的求和方式

5、）（1）串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的兩個(gè)電極上，此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電壓相加減的關(guān)系。（2）并聯(lián)反饋，反饋信號(hào)加在放大電路輸入回路的同一個(gè)電極，此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電流相加減的關(guān)系。（3）判別方法：將反饋節(jié)點(diǎn)對(duì)地短接，若輸入信號(hào)仍能送入放大電路，則反饋為串聯(lián)反饋，否則為并聯(lián)反饋。對(duì)于三極管來說，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在輸入三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋；一個(gè)加在基極，另一個(gè)加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。 對(duì)于運(yùn)算放大器來說，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在同相輸入端或反相輸入端，則為并聯(lián)反饋；一個(gè)加在同相輸入端，另一個(gè)加在反相輸入端則為串聯(lián)反饋。5）正、負(fù)反饋極性的判斷

6、法之二：在明確串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋后，正、負(fù)反饋極性可用下列方法來判斷：（1）反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路同一點(diǎn)時(shí)：瞬時(shí)極性相同的為正反饋；瞬時(shí)極性相反的是負(fù)反饋；（2）反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路兩點(diǎn)時(shí)：瞬時(shí)極性相同的為負(fù)反饋；瞬時(shí)極性相反的是正反饋。對(duì)三極管放大電路來說這兩點(diǎn)是基極和發(fā)射極，對(duì)運(yùn)算放大器來說是同相輸入端和反相輸入端。 注意：輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性都是指對(duì)地而言，這樣才有可比性。6）直、交流反饋方法判斷：根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)中是否有動(dòng)態(tài)元件進(jìn)行判斷。（1）若反饋網(wǎng)絡(luò)無動(dòng)態(tài)元件（通常為電容），則反饋信號(hào)交、直流并存；（2）若反饋網(wǎng)絡(luò)有電容串聯(lián)，則只有交流反饋；（3）若反饋網(wǎng)絡(luò)有

7、電容并聯(lián)，則只有直流反饋。3、負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài)1）負(fù)反饋的基本組態(tài)類型：電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電壓并聯(lián)負(fù)反饋，電流串聯(lián)負(fù)反饋，電流并聯(lián)負(fù)反饋。2) 負(fù)反饋放大電路反饋組態(tài)的判斷方法： （1）從放大器輸出端的采樣物理量，看反饋量取自電壓還是電流；（2）從輸入端的連接方式，判斷反饋是串聯(lián)還是并聯(lián)。3）四種負(fù)反饋組態(tài)及組態(tài)的判斷（1）電壓串聯(lián)負(fù)反饋* 表現(xiàn)形式：輸出和反饋均以電壓的形式出現(xiàn)(a)分立元件放大電路 (b)集成運(yùn)放放大電路在放大器輸出端，采樣輸出電壓, 反饋量 與 成正比，為電壓反饋 ；在放大器輸入端,信號(hào)以電壓形式出現(xiàn), 與 相串聯(lián),為串聯(lián)反饋 ；* 參量表示： 因輸出端采樣電壓

8、，在輸入端是輸入電壓和反饋電壓相減，所以： 閉環(huán)放大倍數(shù)： 反饋系數(shù) 。對(duì)于圖上 (a) ， 對(duì)于圖下 (b) * 判斷方法對(duì)上圖(a)所示電路，根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷，經(jīng)Rf加在發(fā)射極E1上的反饋電壓為+，與輸入電壓極性相同，且加在輸入回路的兩點(diǎn)，故為串聯(lián)負(fù)反饋。反饋信號(hào)與輸出電壓成比例，是電壓反饋。后級(jí)對(duì)前級(jí)的這一反饋是交流反饋，同時(shí)Re1上還有第一級(jí)本身的負(fù)反饋。對(duì)圖(b)，因輸入信號(hào)和反饋信號(hào)加在運(yùn)放的兩個(gè)輸入端，故為串聯(lián)反饋，根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，且為電壓負(fù)反饋。結(jié)論是交直流串聯(lián)電壓負(fù)反饋。（2）電流串聯(lián)負(fù)反饋* 表現(xiàn)形式：輸出采樣輸出電流，而反饋量則以電壓的形式出現(xiàn)電路如下圖所示。

9、圖(a)是共射基本放大電路將Ce去掉而構(gòu)成。圖 (b)是由集成運(yùn)放構(gòu)成。 (a) (b) * 參量表示：對(duì)圖 (b)的電路，求其互導(dǎo)增益 于是1/R ，這里忽略了Rf的分流作用。電壓增益為 * 判斷方法：對(duì)圖(a)，反饋電壓從Re上取出，根據(jù)瞬時(shí)極性和反饋電壓接入方式，可判斷為串聯(lián)負(fù)反饋。因輸出電壓短路，反饋電壓仍然存在，故為串聯(lián)電流負(fù)反饋。（3）電壓并聯(lián)負(fù)反饋* 表現(xiàn)形式：輸出采樣輸出電壓，而反饋量則以電流的形式出現(xiàn).電路如下圖所示。* 參量表示： 稱為互阻增益，稱為互導(dǎo)反饋系數(shù)，相乘無量綱。 而電壓增益為 * 判斷方法：因反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在一點(diǎn)相加，為并聯(lián)反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷，為負(fù)反

10、饋，且為電壓負(fù)反饋。因?yàn)椴⒙?lián)反饋，在輸入端采用電流相加減。即為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。（4）電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋的電路如下圖 (a)、(b)所示。* 表現(xiàn)形式：輸出和反饋均以電流的形式出現(xiàn) (a) (b) * 參量表示： 電流反饋系數(shù)是，以圖 (b)為例,有: 電流放大倍數(shù) 顯然，電流放大倍數(shù)基本上只與外電路的參數(shù)有關(guān)，與運(yùn)放內(nèi)部參數(shù)無關(guān)。電壓放大倍數(shù)為 * 判斷方法：因反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在一點(diǎn)相加，為并聯(lián)反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷，為負(fù)反饋，且因輸出電壓短路，反饋電壓仍然存在，因?yàn)椴⒙?lián)反饋，在輸入端采用電流相加減。即為電流并聯(lián)負(fù)反饋。對(duì)于圖(a)電路，反饋節(jié)點(diǎn)與輸入點(diǎn)相同，所以是電流并聯(lián)負(fù)反饋

11、。對(duì)于圖(b)電路，也為電流并聯(lián)負(fù)反饋。二、 本講重點(diǎn)1、 負(fù)反饋概念。2、各種反饋類型的判斷。三、 本講難點(diǎn)三陵并聯(lián)和串聯(lián)負(fù)反饋及電流負(fù)反饋的判斷四、 教學(xué)過程組織講授第二十講 深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的估算一、主要內(nèi)容1、 負(fù)反饋放大電路的方塊圖表示法 反饋放大電路的基本方程:放大電路的開環(huán)放大倍數(shù):反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù): 放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù):有： ，稱為環(huán)路放大倍數(shù)。2、四種組態(tài)電路的方塊圖將負(fù)反饋放大電路的基本放大電路與反饋網(wǎng)絡(luò)均看成為二端口網(wǎng)絡(luò)，則不同反饋組態(tài)表明兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的不同連接方式。 四種不同組態(tài)的方塊圖見圖6.10不同組態(tài)負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)具有不同的物理意義。但在

12、不同組態(tài)負(fù)反饋放大電路中環(huán)路放大倍數(shù)均為無量綱。3、閉環(huán)放大倍數(shù)的一般表達(dá)式和反饋深度：1）一般表達(dá)式由于: ,則: 在中頻段：2）反饋深度環(huán)路增益|是指放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)所形成環(huán)路的增益，當(dāng)|>>1時(shí)稱為深度負(fù)反饋，相當(dāng)于|>>1。則：閉環(huán)放大倍數(shù) 在深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)放大倍數(shù)與有源器件的參數(shù)基本無關(guān)。一般反饋網(wǎng)絡(luò)是無源元件構(gòu)成的，其穩(wěn)定性優(yōu)于有源器件，因此深度負(fù)反饋時(shí)的放大倍數(shù)比較穩(wěn)定。將稱為反饋深度。 =它反映了反饋對(duì)放大電路影響的程度?？煞譃橄铝腥N情況 當(dāng) |1時(shí)，|，相當(dāng)負(fù)反饋 當(dāng) |1時(shí)，|，相當(dāng)正反饋 當(dāng) |=0 時(shí)，|= ，相當(dāng)于輸入為零時(shí)仍有輸出

13、，故稱為“自激狀態(tài)”。3、深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的分析在深度負(fù)反饋條件下往往采用的近似計(jì)算。1）利用閉環(huán)放大倍數(shù)求解。 這里的是廣義的，其含義因反饋組態(tài)而異：對(duì)于電壓串聯(lián)負(fù)反饋為；對(duì)于電流并聯(lián)負(fù)反饋為；對(duì)于電壓并聯(lián)負(fù)反饋為；對(duì)于電流串聯(lián)負(fù)反饋為。如要估算電壓放倍數(shù)，了外，其它幾種增益都要轉(zhuǎn)換。反饋系數(shù)的確定：如果是并聯(lián)反饋，將輸人端對(duì)地短路，可求出反饋系數(shù)如果是串聯(lián)反饋，將輸人回路開路，可求出反饋系數(shù)2） 利用求解。對(duì)于串聯(lián)反饋，相當(dāng)于基本放大器輸人端電壓為O（虛短特性體現(xiàn)）。對(duì)于并聯(lián)反饋，相當(dāng)于基本放大器輸入端電流為0（虛斷特性體現(xiàn)）。抓住這個(gè)特點(diǎn)寫出有關(guān)方程式，往往可以直接而且簡(jiǎn)捷地得

14、到電壓放大倍數(shù)。這是分析反饋電路的一種實(shí)用方法。 3）對(duì)非深反饋電路，利用由方塊圖導(dǎo)出的公式求解Rif、Rofy及。關(guān)鍵：找出A和F，即把閉環(huán)的反饋放大器分解成基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)獨(dú)立部分。 確定A的原則：不計(jì)主反饋?zhàn)饔茫挥?jì)入反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載效應(yīng)。二、本講重點(diǎn)1、反饋基本框圖和基本反饋方程2、深度負(fù)反饋條件下的電壓增益工程估算。三、本講難點(diǎn)1、深度負(fù)反饋條件下的電壓增益工程估算。四、教學(xué)過程組織講授五、 課后習(xí)題見相應(yīng)章節(jié)的“習(xí)題指導(dǎo)”。第二十一講 負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響一、主要內(nèi)容1） 負(fù)反饋對(duì)放大倍數(shù)的影響 根據(jù)負(fù)反饋基本方程，不論何種負(fù)反饋，都可使反饋放大倍數(shù)下降|1+AF|倍，只不過

15、不同的反饋組態(tài)AF的量綱不同而已。在負(fù)反饋條件下放大倍數(shù)的穩(wěn)定性也得到了提高。 有反饋時(shí)，增益的穩(wěn)定性比無反饋時(shí)提高了(1+AF)倍。2）負(fù)反饋對(duì)輸入和輸出電阻的影響 負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響與反饋加入的方式有關(guān)，即與串聯(lián)反饋或并聯(lián)反饋有關(guān)，而與電壓反饋或電流反饋無關(guān)。負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響與反饋采樣的方式有關(guān)，即與電壓反饋或電流反饋有關(guān)，而與串聯(lián)反饋或并聯(lián)反饋無關(guān)。（1）對(duì)輸入電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加，并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減?。?）電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小，電流負(fù)反饋可以使輸出電阻增加， 電壓負(fù)反饋可以使輸出電阻減小，這與電壓負(fù)反饋可以使輸出電壓穩(wěn)定是相一致的。輸出電阻小，帶負(fù)載能力

16、強(qiáng)，輸出電壓的降落就小。3） 負(fù)反饋對(duì)通頻帶的影響 放大電路加入負(fù)反饋后，增益下降，但通頻帶卻加寬了。 有反饋時(shí)的通頻帶為無反饋時(shí)的通頻帶的(1+AmF)倍。 負(fù)反饋放大電路擴(kuò)展通頻帶有一個(gè)重要的特性，即增益與通頻帶之積為常數(shù)4） 負(fù)反饋對(duì)非線性失真的影響 負(fù)反饋可以改善放大電路的非線性失真，但是只能改善反饋環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真。因加入負(fù)反饋，放大電路的輸出幅度下降，不好對(duì)比，因此必須要加大輸入信號(hào)，使加入負(fù)反饋以后的輸出幅度基本達(dá)到原來有失真時(shí)的輸出幅度才有意義。5） 負(fù)反饋對(duì)噪聲、干擾和溫漂的影響負(fù)反饋只對(duì)反饋環(huán)內(nèi)的噪聲和干擾有抑制作用，且必須加大輸入信號(hào)后才使抑制作用有效。6） 放大電路

17、中引人負(fù)反饋的一般原則二、本講重點(diǎn)負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響和改善三、本講難點(diǎn)非深度負(fù)反饋電路的計(jì)算?？芍恢v參數(shù)的含義和計(jì)算方法，可不作仔細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。四、教學(xué)過程組織講授五、課后習(xí)題見相應(yīng)章節(jié)的“習(xí)題指導(dǎo)”?！颈菊滦〗Y(jié)】本章主要講述了反饋的基本概念、負(fù)反饋放大電路的方塊圖及一負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響和放大電路的穩(wěn)定性等問題，闡明了反饋的判斷方法、深度負(fù)反饋條件下放大倍數(shù)的估算方法、根據(jù)需要正確引入負(fù)反饋的方法、負(fù)反饋放火電路穩(wěn)定性的判斷方法和自激振蕩的消除方法等。主要小結(jié)為：一、反饋的概念在電子電路中，將輸出量（輸出電壓或輸出電流）的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路，用來影響其輸

18、入量（放大電路的輸入電壓或輸入電流）的措施稱為反饋。若反饋的結(jié)果使輸出量的變化（或凈輸入量）減小，則稱之為負(fù)反饋；反之，則稱之為正反饋。若反饋存在于直流通路，則稱為直流反饋；若反饋存在于交流通路，則稱為交流反饋。本章重點(diǎn)研究交流負(fù)反饋。交流負(fù)反饋有四種組態(tài)：電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電壓并聯(lián)負(fù)反饋，電流串聯(lián)負(fù)反饋，電流并聯(lián)負(fù)反饋。若反饋量取自輸出電壓，則稱之為電壓反饋；若反饋量取自輸出電流,則稱之為電流反饋；輸入量、反饋量和凈輸入量，以電壓形式相疊加，即，稱為串聯(lián)反饋；以電流形式相疊加，即，稱為并聯(lián)反饋。反饋組態(tài)不同，、和的量綱也就不同。二、反饋類型的判斷在分析反饋放大電路時(shí)，“有無反饋”決定于輸出回路和輸入回路是否存在反饋通路；“直流反饋或交流反饋”決定于反饋通路存在于