第二講 直接耦合放大電路及反饋自考--模擬、數(shù)字及電力電子技術(shù)

1、第一節(jié)第一節(jié) 差動放大電路差動放大電路輸入輸入A1A2An-1An輸出輸出12n-1n前置級：前置級：電壓放大電壓放大末前級末前級末級末級功率放大功率放大級間耦合方式：級間耦合方式：阻容耦合、直接耦合阻容耦合、直接耦合和和變壓器耦合。變壓器耦合。阻容耦合：阻容耦合：用于分立元件多級交流放大電路用于分立元件多級交流放大電路直接耦合：直接耦合：用于放大緩變信號和直流信號的電路用于放大緩變信號和直流信號的電路對耦合電路要求：對耦合電路要求：各級靜態(tài)工作點盡可能獨立各級靜態(tài)工作點盡可能獨立盡可能減小傳輸信號的損失和失真盡可能減小傳輸信號的損失和失真信信號號源源輸入級輸入級輸出級輸出級推動級推動級中間級

2、中間級負(fù)負(fù)載載小信號電壓放大電路功率放大電路多級放大電路阻容耦合放大電路阻容耦合放大電路 +UCCRSRB1uiC2C3RB2RLuoC1RC2T1T2uSRC1+UCCuoT2uiRB1T1RC1RC2RB2UC1UBE2直接耦合放大電路直接耦合放大電路 2. 直接耦合放大電路直接耦合放大電路 直接耦合存在的兩個問題直接耦合存在的兩個問題前后級靜態(tài)工作點相互影響前后級靜態(tài)工作點相互影響零點漂移零點漂移 直接耦合方式不但能放大交流信號，而且能放直接耦合方式不但能放大交流信號，而且能放大變化極其緩慢的超低頻信號以及直流信號。大變化極其緩慢的超低頻信號以及直流信號。 +UCCT2RB1T1RC1R

3、C2RB2DZUZR（2）零點漂移（零漂零點漂移（零漂）ui=0uo0Ui = 0時，時，uo 0uo隨時間無規(guī)則緩慢的變化隨時間無規(guī)則緩慢的變化 影響：影響：沒真正的輸出信號沒真正的輸出信號，以假亂真時電路以假亂真時電路無法正常工作。無法正常工作。主要原因：主要原因：晶體管參數(shù)受溫度影響晶體管參數(shù)受溫度影響 溫度變化溫度變化 IC UCE Uo 0 0 第一級電路的零漂逐級放大，對電路影響最大第一級電路的零漂逐級放大，對電路影響最大 抑制抑制零漂最有效的方法是采用零漂最有效的方法是采用差動放大電路差動放大電路ui= 0記錄儀記錄儀uot 多級直接耦多級直接耦 合放大電路合放大電路零點漂移現(xiàn)象

4、零點漂移現(xiàn)象o3. 差差動動放大電路放大電路（1） 差動放大電路的工作原理差動放大電路的工作原理ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：電路左右對稱（鏡像對稱）電路左右對稱（鏡像對稱）信號從兩管的基極輸入，信號從兩管的基極輸入，從兩管的集電極輸出。從兩管的集電極輸出。 零漂的抑制零漂的抑制uo= uC1 - uC2 = 0當(dāng)當(dāng)ui1 = ui2 = 0 時：時：溫度溫度IC1 UC1 IC2 UC2 UC1 = UC2uo= UC1 - UC2 = 0ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo 信號的輸入信號的輸入共模輸入共模輸入共模信號：共模信號

5、：ui1 = ui2ui1 iC1 uC1 iC2 uC2 uC1 = uC2uo= uC1 - uC2 = 0ui2 差放電路差放電路抑制共模抑制共模信號信號 零漂零漂信號信號是特殊是特殊的的共模信號共模信號 差模輸入差模輸入ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo差模信號：差模信號：ui1 = ui2ui1 iC1 uC1 iC2 uC2 |uC1 | = | uC2 |uo= 2| uC1 | 0ui2 差放電路差放電路放大差模放大差模信號信號uo= Ad （ ui1 ui2 ）放大輸入信號的差值放大輸入信號的差值差動輸入（比較輸入、任意輸入）差動輸入（比較輸入、任意輸

6、入）ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuo差動信號可以分解差動信號可以分解為一對共模信號和為一對共模信號和一對差摸信號的組一對差摸信號的組合：合： icidiuuu 2icidiuuu 1221ciiiuuu 221diiiuuu 其中：其中：ui1= 8mVui2= 4mV= 6mV+2mV= 6mV-2mV 發(fā)射極電阻發(fā)射極電阻RE的作用的作用 RE對差模信號無作用對差模信號無作用 ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuoib1ib2ie1ie2ieueube1ube2RE對差模信號對差模信號可視為短路可視為短路ui1 ie1 ie2 ie = ie1

7、 + ie2 ie RE = 0ui2 ie不變不變RE對共模信號的負(fù)反饋作用對共模信號的負(fù)反饋作用 ie1 ie2 ui1 ui2 ie = ie1 + ie2 ueuc1 uc2 ube2ube1 uc1 uc2 對于每個管來說就像對于每個管來說就像是在發(fā)射極與地之間是在發(fā)射極與地之間連接了一個連接了一個2RE電阻電阻 RE可以降低各單管對可以降低各單管對共模信號的放大倍數(shù)共模信號的放大倍數(shù) RE越大，抑制共模越大，抑制共模信號的能力就越強信號的能力就越強 ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuoib1ib2ie1ie2ieueube1ube2 在實用電路中，常用晶體管組

8、成的恒流源代替在實用電路中，常用晶體管組成的恒流源代替電阻電阻RE，來提高抑制共模信號的能力，來提高抑制共模信號的能力 ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2ISUEEuo晶體管動態(tài)電阻大晶體管動態(tài)電阻大增大增大RE 提高抑制共模能力提高抑制共模能力 晶體管靜態(tài)電阻小晶體管靜態(tài)電阻小減小負(fù)電源減小負(fù)電源UEE具有恒流源的實際差動放大電路具有恒流源的實際差動放大電路晶體管晶體管T3為恒流源為恒流源T3工作在放大區(qū)具有恒工作在放大區(qū)具有恒流特性?？梢允构材７帕魈匦浴？梢允构材７糯蟊稊?shù)大倍數(shù)Ac0，共模抑制，共模抑制比比KCMR調(diào)零點位器調(diào)零點位器RP 解決兩邊電路不完全對解決兩邊電路不完全對

9、稱，帶來的零漂問題稱，帶來的零漂問題RP的取值約幾十到幾百歐姆的取值約幾十到幾百歐姆實際差動放大電路實際差動放大電路-UEET3RPIC3=ISRB1RB2REui2ui1uo1 uo2T2T1RBRBRCRC+UCC思考題：思考題： 4-19（2） 動態(tài)分析動態(tài)分析差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù)信號輸入信號輸入:21iiuu 22iiuu 雙端輸入為差模雙端輸入為差模輸入輸入雙端輸入雙端雙端輸入雙端輸出的電路輸出的電路ui1+UCCRCT1RBRCT2RBui2REUEEuouiRLRR雙端輸入雙端雙端輸入雙端輸出的電路輸出的電路C1C2差模信號通路差模信號通路:T1單邊微變單邊微變等效電

10、路等效電路 ui2 ui1 uod1uod2 uodC1B1C2EB2RCT1RBRCT2RBib2ib1ic1ic2RLRBuod1B1EC1RC ib1ui1rbeib12LR差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù): :差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù): :單邊差模放大倍數(shù)單邊差模放大倍數(shù): :beBLC111)2/(rRRRuuAiodd 21ddAA RBuod1B1EC1RC ib1ui1rbeib12LR1d22d11d2od1oddAuuAuAuuuAiiiiu ro = 2 RC)( 2BbeRrri 輸入電阻：輸入電阻：輸出電阻：輸出電阻：輸入、輸出電阻輸入、輸出電阻: :uod1

11、ui1RBB1EC1RC ib1rbeib1uod2RBB2EC2RC ib2rbeib2ui2rori1ri2ri = ri1+ri2 單端輸入單端單端輸入單端輸出的電路輸出的電路+UCC單端輸入單端單端輸入單端輸出的電路輸出的電路差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù)信號輸入信號輸入:iiiiuuuu 2210222 iiiuuu單端輸入也有差模單端輸入也有差模輸入輸入對差模信號而言，單端輸入與雙端輸入的效果一樣對差模信號而言，單端輸入與雙端輸入的效果一樣ui1RCT1RBRLT2RBui2REUEEuoui差模信號通路差模信號通路:差模電壓放大倍數(shù)差模電壓放大倍數(shù): :)(2)/(2beBLC

12、i1odioddrRRRuuuuA 本管輸入本管輸出時：本管輸入本管輸出時：uod 與與ui 反相反相本管輸入他管輸出時：本管輸入他管輸出時：uod 與與ui 同相同相uodRBB1EC1RC ib1uirbeib1RLro = RC)( 2BbeRrri 輸入電阻：輸入電阻：輸出電阻：輸出電阻：輸入、輸出電阻輸入、輸出電阻: :uodRBB1EC1RC ib1uirbeib1差放電路小結(jié)：差放電路小結(jié)： 放大差模信號放大差模信號抑制共模信號（抑制抑制共模信號（抑制零漂）；零漂）；差動信號可分解為一對共模信號和一對差摸信號差動信號可分解為一對共模信號和一對差摸信號1. 信號的輸入信號的輸入2.

13、 發(fā)射極電阻發(fā)射極電阻RE的作用的作用 RE對差模信號不起作用（視為短路）對差模信號不起作用（視為短路） RE對共模信號有負(fù)反饋作用；對共模信號有負(fù)反饋作用； RE越大，抑制共模信號的能力就越強越大，抑制共模信號的能力就越強 3. 輸入、輸出方式輸入、輸出方式 對差模信號而言，單端輸入與雙端輸入的效果一樣對差模信號而言，單端輸入與雙端輸入的效果一樣對差模信號而言，單端輸出與雙端輸出的效果不同對差模信號而言，單端輸出與雙端輸出的效果不同 歷年典型考題歷年典型考題 2009考題分析計算題第考題分析計算題第1題題 歷年典型考題歷年典型考題 2008考題填空題第考題填空題第1題題 2007考題填空題第

14、考題填空題第2題題擴音系統(tǒng)擴音系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu) 1. 功率放大器的作用功率放大器的作用 第二節(jié)第二節(jié) 直接耦合功率放大器直接耦合功率放大器功率放大器的作用和類型功率放大器的作用和類型 電電 壓壓 放放 大大功功 率率 放放 大大 信信 號號 提提 取取信號輸入信號輸入放大電路的放大電路的輸出級輸出級，以足夠的功率，以足夠的功率驅(qū)動驅(qū)動 執(zhí)行機構(gòu)。執(zhí)行機構(gòu)。例例如：使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、如：使揚聲器發(fā)聲、繼電器動作、 儀表指針偏轉(zhuǎn)等。儀表指針偏轉(zhuǎn)等。2. 功率放大器的特點功率放大器的特點充分利用功放管的極限參數(shù)充分利用功放管的極限參數(shù): : ICM 、U(BR)CEO 、PCM 。 IC

15、MPCMU(BR)CEO（1） 盡可能大的輸出功率盡可能大的輸出功率 ICuCEo（2）盡可能高的功率轉(zhuǎn)換效率）盡可能高的功率轉(zhuǎn)換效率 要求盡量減小電路的損耗，來提高功率轉(zhuǎn)換效率。要求盡量減小電路的損耗，來提高功率轉(zhuǎn)換效率。 EPPo 其中：其中：Po為電路輸出功率，為電路輸出功率， PE為直流電源提供的總功率為直流電源提供的總功率（3）允許的非線性失真）允許的非線性失真 只要將非線性失真限制在允許的范圍內(nèi)就可以了只要將非線性失真限制在允許的范圍內(nèi)就可以了 （4）采用圖解分析法）采用圖解分析法輸入是大信號，只能用圖解分析法輸入是大信號，只能用圖解分析法3. 功率放大器的類型功率放大器的類型（1

16、）甲類）甲類Q點設(shè)在放大區(qū)的中間，管子的導(dǎo)通角為點設(shè)在放大區(qū)的中間，管子的導(dǎo)通角為360缺點是靜態(tài)電流缺點是靜態(tài)電流IC 較大，損耗大、效率低。較大，損耗大、效率低。理想效率僅為理想效率僅為= 50%ICUCEo QicotiCIC（2）乙類）乙類Q點設(shè)截止區(qū)（點設(shè)截止區(qū)（IC = 0），管子只在信），管子只在信號的半個周期內(nèi)導(dǎo)通（導(dǎo)通角為號的半個周期內(nèi)導(dǎo)通（導(dǎo)通角為180），），效率高。但存在效率高。但存在交越失真。交越失真。 ICUCEo QicotiCt交越失真交越失真uoo 乙類互補對稱電路乙類互補對稱電路問題的提出問題的提出:乙類功放有乙類功放有不足不足,分析如下分析如下.Vo（3）

17、甲乙類）甲乙類 Q點設(shè)在放大區(qū)且接近截止區(qū)（接近點設(shè)在放大區(qū)且接近截止區(qū)（接近IC0而而IC 0）處，管子在信號的半個周期以上的時間內(nèi)導(dǎo)通。由處，管子在信號的半個周期以上的時間內(nèi)導(dǎo)通。由于甲乙類工作狀態(tài)接近乙類工作狀態(tài)狀態(tài)。所以效于甲乙類工作狀態(tài)接近乙類工作狀態(tài)狀態(tài)。所以效率較高。率較高。tICUCEo QicoiC4.4.2 互補對稱功率放大電路互補對稱功率放大電路 有輸出電容、有輸出電容、采用單電源采用單電源OTL 電路電路無輸出變壓器的互補對稱功率放大器無輸出變壓器的互補對稱功率放大器 OCL電路電路 無輸出電容的互補對稱功率放大器無輸出電容的互補對稱功率放大器 互補對稱功放電路的形式：

18、互補對稱功放電路的形式：無輸出電容、無輸出電容、采用雙電源采用雙電源OCL電路廣泛應(yīng)用于集成電路的輸出級電路廣泛應(yīng)用于集成電路的輸出級 對稱：對稱：兩管參數(shù)相同，類型不同；兩管參數(shù)相同，類型不同；電源大小相等，極性不同。電源大小相等，極性不同。1. OCL電路電路uouiRLio+UCC-UCCT1T2（1）電路結(jié)構(gòu)）電路結(jié)構(gòu)類型互補：類型互補：兩管偏置電兩管偏置電壓極性不同壓極性不同兩管輪兩管輪流導(dǎo)通流導(dǎo)通兩管電流方向不同兩管電流方向不同合成輸出合成輸出uo的波形的波形兩管兩管組成射極輸出器的電路組成射極輸出器的電路形式形式，兩管基，兩管基極輸入，兩管射極接負(fù)載電阻極輸入，兩管射極接負(fù)載電阻

19、RL。ib2ic2（）（+）ib1ic1+otuiic1ic2otuo（2）工作原理（設(shè)）工作原理（設(shè)ui為正弦波）為正弦波）靜態(tài)時：靜態(tài)時： ui = 0Vui = 0V,T1、T2均截止均截止uo = 0V。動態(tài)時：動態(tài)時： ui 0Vui 0VT1截止截止ui 0VT2截止截止 T1導(dǎo)通導(dǎo)通io=ic1io=ic2 T2導(dǎo)通導(dǎo)通T1、T2都只都只在半個周期在半個周期內(nèi)工作，稱內(nèi)工作，稱為乙類放大為乙類放大uiRLuoio+UCC-UCCT1T2ECECib2ib1IB1 = IB2 = 0,IC1 = IC2 = 0, |UCE1 | = |UCE2 | =UCC T1、T2均截止均截止

20、+-（-）（+）CCCESCComUUUU LCCLomomRURUI o QIC1UCE1IC2UCE2Q1Q2ooottic1ic2uoUCCLCCRULCCRUuce2uce1T1T2UomIomCESUUomioL1tanR 交交流流負(fù)負(fù)載載線線的的斜斜率率：圖解分析圖解分析輸出功率及轉(zhuǎn)換效率輸出功率及轉(zhuǎn)換效率uouiRLio+UCC-UCCT1T2輸出功率輸出功率PoL2omomomomomo212122RUIUIUP L2OM)U(21RUPCESCC理想理想輸出功率：輸出功率：CESCComUUULCESCCLomomURURUI其中：其中：uouiRLio+UCC-UCCT1T

21、2電源提供的功率電源提供的功率PEDCCCE2IUP tic1LomRUo其中平均電流：其中平均電流：om01cDC121ItdiI LCCCCEM)(U2RUUPCES理想的提理想的提供功率：供功率：omCC2IU LomCC2RUU 200sinc1omc1tittIi；效率效率CCCCEo)(4UUUpPCES%5 .784EMOMMPP理想效率理想效率：uiRLio+UCC-UCCT1T2（5）交越失真交越失真及其消除方法及其消除方法交越失真交越失真 輸出輸出uo波形在正、負(fù)半波交接波形在正、負(fù)半波交接處出現(xiàn)的失真稱為交越失真處出現(xiàn)的失真稱為交越失真產(chǎn)生交越失真的原因：產(chǎn)生交越失真的原

22、因： 由于晶體管存在死區(qū)電壓，由于晶體管存在死區(qū)電壓，當(dāng)當(dāng)ui UT時晶體管不導(dǎo)通。時晶體管不導(dǎo)通。 tuo交越失真交越失真ui tootiBiBuBEtuiUTooo消除交越失真的措施消除交越失真的措施電路中增加電路中增加1、1 、2、R 2支路。支路。 靜態(tài)時靜態(tài)時T1 、T2兩管均處于微弱導(dǎo)兩管均處于微弱導(dǎo)通狀態(tài)。通狀態(tài)。工作方式工作方式:甲乙類甲乙類 動態(tài)時，兩管輪流工作。動態(tài)時，兩管輪流工作。R1D1D2R2+ UCC-UCCuouiioRLT1T2消除交越失真的措施消除交越失真的措施加偏置，工作在甲乙類加偏置，工作在甲乙類 3. 采用復(fù)合管的準(zhǔn)互補對稱電路采用復(fù)合管的準(zhǔn)互補對稱電路

23、 (1) 復(fù)合管復(fù)合管 C B E T1 iB iE1 iB2 iC1 R1 C B T2 E iC2 iE2 iC iE iC1 = 1 iB , iB2= iE1=(1+ 1) iB,iC2= 2 iB2 = 2(1+ 1) iB,iC=iC1+iC2= 1+ 2(1+ 1)iB.21121BC)1( ii 1 2 復(fù)合復(fù)合管的類型由第一只管子決定。管的類型由第一只管子決定。用泄放電阻用泄放電阻R1分流，來減小復(fù)合管的穿透電流分流，來減小復(fù)合管的穿透電流ICEO 穿透電流穿透電流ICEO)1(2CEO1CEO12CEO1CEO2CEO1CEO IIIIII2b12b11bb)1(eeeer

24、rrr E B C T1 R1 E B T2 C C B E T1 R1 C B T2 E (a) E B C T1 R1 E B T2 C C B E T1 R1 C B T2 E 四種類型的復(fù)合管及等效類型四種類型的復(fù)合管及等效類型(d)(c)(b) 歷年典型考題歷年典型考題 2008考題填空題第考題填空題第2題題 2009考題填空題第考題填空題第2題題 2010考題填空題第考題填空題第2題題第三節(jié)第三節(jié) 集成運算放大電路集成運算放大電路6.1.16.1.1集成運放的結(jié)構(gòu)和符號集成運放的結(jié)構(gòu)和符號 集成運算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多集成運算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級直接耦合放

25、大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的級直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的一種模擬集成電路。一種模擬集成電路。輸入級輸入級中間級中間級輸出級輸出級同相同相輸入端輸入端輸出端輸出端反相反相輸入端輸入端+UCCUEEuu+中間級：中間級： 多采用共射放大電路；電壓放大倍數(shù)高。多采用共射放大電路；電壓放大倍數(shù)高。輸出級：輸出級：一般采用射極輸出器或互補對稱電路；輸一般采用射極輸出器或互補對稱電路；輸出電阻小，帶負(fù)載能力強。出電阻小，帶負(fù)載能力強。偏置電路：偏置電路：給各級電路提供穩(wěn)定和合適的靜態(tài)工作點給各級電路提供穩(wěn)定和合適的靜態(tài)工作點1.1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)輸入級：輸入級： 采用差動放大器，有同相輸入和

26、反相兩個采用差動放大器，有同相輸入和反相兩個 輸入端；輸入電阻大；抗干擾能力強。輸入端；輸入電阻大；抗干擾能力強。輸入端輸入端輸出端輸出端 輸入級輸入級中間級中間級 輸出級輸出級偏置電路偏置電路uu+2. 特點特點電路元件制作在一個芯片上，元件參數(shù)偏差一電路元件制作在一個芯片上，元件參數(shù)偏差一致，溫度均一性好。致，溫度均一性好。電阻元件的阻值范圍在電阻元件的阻值范圍在10030k ，且精度低。，且精度低。大電阻用晶體管恒流源代替或采用外接。大電阻用晶體管恒流源代替或采用外接。電容元件為電容元件為200PF以下的小電容。大電容一般采以下的小電容。大電容一般采用外接。用外接。二極管一般用三極管的二

27、極管一般用三極管的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。發(fā)射結(jié)構(gòu)成。CEBAuo 高高: 80dB140dB; rid 高高: 105 1011 ro 低低: 幾十幾十 幾百幾百 ; KCMR高高: 70dB130dB231411U1LM3243261574U3LM7412374618U2OP072374618U4OP27AEDA軟件中的部分集成運放的符號軟件中的部分集成運放的符號集成運放的常用符號集成運放的常用符號(a) 國際流行符號國際流行符號(b) 國際標(biāo)準(zhǔn)符號國際標(biāo)準(zhǔn)符號(c) 具有電源引腳的流行符號具有電源引腳的流行符號+_+u-u+uoAouou+u-uo+Ucc-Uccu-u+3. 符號符號+_+u-u+

28、uoAouou+u-uo 輸出端輸出端u- 反相輸入端；反相輸入端；u+ 同相輸入端；同相輸入端；uo與與u- 反相反相uo與與u+ 同相同相LM7413261574U LM741 (F007)集成運放的主要技術(shù)指標(biāo)集成運放的主要技術(shù)指標(biāo))(lg20)dB(i2i1oodUUUA1.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod一般約為一般約為80 140 dB，即，即104107 倍。倍。 無外加反饋的情況下的差模電壓放大倍數(shù)（增益）。無外加反饋的情況下的差模電壓放大倍數(shù)（增益）。通常用分貝（通常用分貝（dB)表示。表示。2. 共模抑制比共模抑制比KCMRocodCMRlg20)dB(AAK

29、一般一般KCMR 的值為的值為80dB 以上，越大越好。以上，越大越好。衡量差動管向輸入信號索取電流大小的標(biāo)志。衡量差動管向輸入信號索取電流大小的標(biāo)志。3. 差模輸入電阻差模輸入電阻rid一般一般rid的值為的值為2M 以上，越大越好以上，越大越好(高達高達106M) 。iididiUr 4. 開環(huán)輸出電阻開環(huán)輸出電阻ro 反映集成運放的帶負(fù)載能力反映集成運放的帶負(fù)載能力,一般一般ro為幾百為幾百 ，性能較高的集成運放的性能較高的集成運放的ro可小于可小于100 。UIO是為了使輸出電壓為是為了使輸出電壓為0，在輸入端加的補償電壓。，在輸入端加的補償電壓。反映了運放輸入端兩管的對稱度。反映了運

30、放輸入端兩管的對稱度。5. 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓UIO一般一般UIO 的值為的值為1V 20mV ，越小越好。，越小越好。0OOIIUUU時，7. 最大輸出電壓最大輸出電壓Uopp F007為為12V13V，略低于，略低于 UCC兩個輸入端靜態(tài)電流兩個輸入端靜態(tài)電流IB1、IB2之差。之差。6. 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流IIO一般一般IIO 的值為的值為1nA 0.1 A，越小越好。，越小越好。B2B1OIIII運放選擇與使用的注意事項：運放選擇與使用的注意事項：盡量選擇通用的運放盡量選擇通用的運放學(xué)會辨認(rèn)管腳學(xué)會辨認(rèn)管腳搞清主要參數(shù)搞清主要參數(shù)UCC、ri、ro、Io等等搞清是否需要加直

31、流偏置搞清是否需要加直流偏置搞清是否需要加調(diào)零電路及輸入、輸出的保護電路。搞清是否需要加調(diào)零電路及輸入、輸出的保護電路。 集成運放的電壓傳輸特性與理想化模型集成運放的電壓傳輸特性與理想化模型1.理想運算放大器的條件和符號理想運算放大器的條件和符號 開環(huán)差模輸入電阻開環(huán)差模輸入電阻rid 共模抑制比共模抑制比KCMR 開環(huán)輸出電阻開環(huán)輸出電阻ro 0 開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod uo_+ +u+ uuouu+ 理想運算放大器的符號理想運算放大器的符號第三節(jié)第三節(jié) 放大電路中的反饋放大電路中的反饋反饋反饋將放大電路輸出信號（電壓或電將放大電路輸出信號（電壓或電流）的部分或全部反

32、送到輸入端，控制輸入流）的部分或全部反送到輸入端，控制輸入信號。這一過程稱為反饋。信號。這一過程稱為反饋。正反饋正反饋反饋信號使凈輸入信號增大，反饋信號使凈輸入信號增大，放大倍數(shù)升高，稱為正反饋。放大倍數(shù)升高，稱為正反饋。一、一、 反饋的基本概念反饋的基本概念1 .什么是什么是 反饋反饋負(fù)反饋負(fù)反饋反饋信號使凈輸入信號減小，反饋信號使凈輸入信號減小，放大倍數(shù)降低，稱為負(fù)反饋。放大倍數(shù)降低，稱為負(fù)反饋。實際放大電路中，總要引入反饋，以改善電路的性能實際放大電路中，總要引入反饋，以改善電路的性能閉環(huán)系統(tǒng)（有反饋系統(tǒng)）閉環(huán)系統(tǒng)（有反饋系統(tǒng)）開環(huán)放大倍數(shù)：開環(huán)放大倍數(shù)：doXXXAoXXFfX反饋系數(shù)

33、：反饋系數(shù)：凈輸入信號：凈輸入信號：fXXXidiX放大電路放大電路 XAdXoX輸入信號輸入信號輸出信號輸出信號FX反饋電路反饋電路fX反饋信號反饋信號比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)凈輸入信號凈輸入信號8.1.28.1.2反饋的分類反饋的分類正反饋正反饋 反饋信號與輸入信號在比較時實際上不是相減反饋信號與輸入信號在比較時實際上不是相減而是相加。而是相加。負(fù)反饋負(fù)反饋 不同類型的反饋具有不同的規(guī)律性不同類型的反饋具有不同的規(guī)律性分類以后才能進行具體的研究分類以后才能進行具體的研究正反饋和負(fù)反饋正反饋和負(fù)反饋1.按反饋的極性分類按反饋的極性分類反饋信號與輸入信號在比較時實際上是相減。反饋信號與輸入信號在比較時

34、實際上是相減。增強了增強了輸入信號輸入信號削弱了削弱了輸入信號輸入信號瞬時極性法瞬時極性法判別方法：判別方法：fiidUUUof11fURRRU判斷反饋極性判斷反饋極性負(fù)反饋放大電路負(fù)反饋放大電路(+)(+)(+)(+)(+)(+)+ +_ _U UididR Rf fR R1 1+ +_ _ _+ +U Ui i+ +- -U Uo oR RL L+ +- -U Uf ffiidUUUof11fURRRU判斷反饋極性判斷反饋極性正反饋放大電路正反饋放大電路(+)(+)(-)(-)(-)(-)+ +_ _U UididR Rf f+ +- -U Uf ffiidUUUR R1 1+ +_ _

35、_+ +U Ui i- -+ +U Uo oR RL LfidIIIs(-)IidIsIf(+)負(fù)反饋電路負(fù)反饋電路RfRL+_Us+_RbR1+_Uo判斷反饋極性判斷反饋極性瞬時極性法瞬時極性法直流反饋和交流反饋直流反饋和交流反饋直流反饋直流反饋交流反饋交流反饋交直流反饋交直流反饋-反饋信號反饋信號既有交流成分又有直流成分時既有交流成分又有直流成分時按反饋信號的交直流性質(zhì)分類按反饋信號的交直流性質(zhì)分類反饋信號只有直流成分時為直流反饋反饋信號只有直流成分時為直流反饋 -反饋信號只有交流成分時為交流反饋反饋信號只有交流成分時為交流反饋 影響電路的直流性能。影響電路的直流性能。影響電路的交流性能。

36、影響電路的交流性能。RB1+ECRCC1C2TRB2CERE1RLuiuoRE2其中RE2只對直流起反饋作用，而RE1不僅對直流起反饋作用，而且也對交流起反饋作用，故稱交，直流反饋。 RE把輸出電流 Ic的變化送回到輸入回路中，引起輸入端電壓VBE的變化，從而控制 Ic，使之達到穩(wěn)定。反饋的結(jié)果總是使輸出量 Ic向相反的方向變化，故這種反饋稱為負(fù)反饋。由上面兩個例子我們可以總結(jié)出負(fù)反饋的兩個特點： 一.是不斷變化的動態(tài)調(diào)節(jié)過程； 二.是一個閉環(huán)控制過程；交流負(fù)反饋的類型交流負(fù)反饋的類型 根據(jù)反饋電路與基本放大電路在輸入、輸出根據(jù)反饋電路與基本放大電路在輸入、輸出端的連接方式不同，負(fù)反饋有以下四

37、種類型。端的連接方式不同，負(fù)反饋有以下四種類型。交流負(fù)反饋的類型有：交流負(fù)反饋的類型有：AF+dXoXfXiX反饋量取自輸出電壓為電壓反饋，反饋量取自輸出電壓為電壓反饋，取自輸出電流為電流反饋；取自輸出電流為電流反饋；反饋量以電流的形式出現(xiàn)，與輸入信號進行比較為并聯(lián)反饋；反饋量以電流的形式出現(xiàn)，與輸入信號進行比較為并聯(lián)反饋；在輸入端在輸入端反饋量以電壓的形式出現(xiàn)，與輸入信號進行比較為串聯(lián)反饋。反饋量以電壓的形式出現(xiàn)，與輸入信號進行比較為串聯(lián)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。在輸出端在輸出端ui+

38、R1R2uoRF+RLud+uf+ fiduuu 設(shè)某一瞬時設(shè)某一瞬時 ui 為正，則此時為正，則此時 uo也為正，同時反饋電壓也為正，同時反饋電壓 uf 也為正。也為正。 凈輸入信號凈輸入信號 小于輸入信號，即小于輸入信號，即 uf 的存在使凈的存在使凈輸入信號減小，所以為輸入信號減小，所以為負(fù)負(fù)反饋。反饋。01F1fuRRRu 反饋電壓反饋電壓取自輸出電壓，并與之成正比，取自輸出電壓，并與之成正比，故為電壓反饋。故為電壓反饋。 uf 與與 ui 在輸入端以電壓形式作比較，兩者串聯(lián)，故為串聯(lián)在輸入端以電壓形式作比較，兩者串聯(lián)，故為串聯(lián)反饋。反饋。判別圖示電路的反饋類型判別圖示電路的反饋類型

39、1. 串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋 首先用電位的瞬時極性判別首先用電位的瞬時極性判別反饋的正、負(fù)。反饋的正、負(fù)。1. 串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋ui+R1R2uoRF+RLud+uf+ AF+ufuduiuo 串聯(lián)電壓負(fù)反饋方框圖串聯(lián)電壓負(fù)反饋方框圖FoFofRuRuui uoR1R2RF+ui+RL iiidif-fidiii 設(shè)某一瞬時設(shè)某一瞬時 ui 為正，則此時為正，則此時 uo 為負(fù)，各電流實際方向如圖示。為負(fù)，各電流實際方向如圖示。 凈輸入電流凈輸入電流小于輸入電流，即小于輸入電流，即 if 的存在使的存在使凈輸入電流減小，所以為凈輸入電流減小，所以為負(fù)負(fù)反饋。反饋。反饋電流反饋

40、電流取自輸出電壓，并與之取自輸出電壓，并與之成正比，故為電壓反饋。成正比，故為電壓反饋。 if 與與 ii 在輸入端以電流形式作比較，兩者并聯(lián)，故為并聯(lián)在輸入端以電流形式作比較，兩者并聯(lián)，故為并聯(lián)反饋。反饋。判別圖示電路的反饋類型判別圖示電路的反饋類型 2. 并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋 首先用電位的瞬時極性判別首先用電位的瞬時極性判別反饋的正、負(fù)。反饋的正、負(fù)。2. 并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋AF+uiuoifidiiuoR1R2RF+ui+RLidif ii- 并聯(lián)電壓負(fù)反饋方框圖并聯(lián)電壓負(fù)反饋方框圖ofRiu fiduuu 為負(fù)反饋；為負(fù)反饋； uf 與與 ui 在輸入端以電壓形式作在

41、輸入端以電壓形式作反饋電壓反饋電壓與輸出電流成比，故為電流反饋；與輸出電流成比，故為電流反饋；判別圖示電路的反饋類型判別圖示電路的反饋類型 3. 串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋 AF+ufuduiio 串聯(lián)電流負(fù)反饋方框圖串聯(lián)電流負(fù)反饋方框圖比較，兩者串聯(lián)，故為串聯(lián)反饋。比較，兩者串聯(lián)，故為串聯(lián)反饋。R2uoR+RLud+ uf+ioui+fidiii oFf)(iRRRi 圖中圖中判別圖示電路的反饋類型判別圖示電路的反饋類型 4. 并聯(lián)電流負(fù)反饋并聯(lián)電流負(fù)反饋 并聯(lián)電流負(fù)反饋方框圖并聯(lián)電流負(fù)反饋方框圖AF+uiioidiiififRFiRuRRui+RL ioR1iiidR2-如何判別電路中反

42、饋類型小結(jié)如何判別電路中反饋類型小結(jié)( (1) ) 反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋；反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋；從負(fù)載電阻靠近從負(fù)載電阻靠近“地地”端引出的，是電流反饋；端引出的，是電流反饋；( (2) ) 輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端，是串輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端，是串聯(lián)反饋；加在同一輸入端的是并聯(lián)反饋；聯(lián)反饋；加在同一輸入端的是并聯(lián)反饋；( (3) ) 反饋信號使凈輸入信號減小的，是負(fù)反饋。反饋信號使凈輸入信號減小的，是負(fù)反饋。 R R1 1+ +_ _ _+ +U Ui i- -+ +U Uo oR RL LR Rf f電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)正反饋正反饋

43、 例例1 判別圖示電路從判別圖示電路從 A2 輸出端引入輸出端引入 A1 輸入端的反饋類型。輸入端的反饋類型。uoui+ uo1ud+RL Ruf+A1A2 解解 反饋電路從反饋電路從 A2 的輸出端引出，故為電壓反饋；的輸出端引出，故為電壓反饋； 反饋電壓反饋電壓 uf 和和 ui 輸入電壓分別加在的同相和反相兩個輸輸入電壓分別加在的同相和反相兩個輸入端，故為串聯(lián)反饋；入端，故為串聯(lián)反饋； 設(shè)為設(shè)為 ui 正，則正，則 uo1為負(fù)，為負(fù)， uo 為正。為正。反饋電壓反饋電壓 uf 使凈輸入電壓使凈輸入電壓 ud = ui uf減小，故為負(fù)反饋；減小，故為負(fù)反饋；串聯(lián)電壓負(fù)反饋。串聯(lián)電壓負(fù)反饋

44、。uoui+ Ruo1ii+RL -A1A2idif a 例例 2 判別圖示電路從判別圖示電路從 A2 輸出端引入輸出端引入 A1 輸入端的反饋類型。輸入端的反饋類型。 解解 反饋電路從反饋電路從 RL 靠近靠近“地地”端引出，為電流反饋；端引出，為電流反饋； 反饋電流反饋電流 if 和和 ii 輸入電流加在輸入電流加在 A1 的的 同一個輸入端，故為并聯(lián)反饋；同一個輸入端，故為并聯(lián)反饋； 設(shè)為設(shè)為 ui 正，則正，則 uo1 為正，為正， uo 為負(fù)。反饋電流實際方向如圖所示，為負(fù)。反饋電流實際方向如圖所示，凈輸入電流凈輸入電流 id = ii if減小，故為負(fù)反饋；減小，故為負(fù)反饋；并聯(lián)電

45、流負(fù)反饋。并聯(lián)電流負(fù)反饋。 改變輸入電阻和輸出電阻改變輸入電阻和輸出電阻 對輸入電阻對輸入電阻 ri 的影響的影響串聯(lián)反饋使放大電路的輸入電阻串聯(lián)反饋使放大電路的輸入電阻ri增大；增大；iididifidiiifiAFuuiuuiur i ifrAFr)1 ( 深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：ifrii A FuiuidufRiAFuidrif并聯(lián)反饋使放大電路的輸入電阻并聯(lián)反饋使放大電路的輸入電阻 ri 減小。減小。idididf ididiiifAFiiuiiuiurAFRr1i if深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：0ifrifiidii A FuiriAFiidrif 對輸出電阻對輸出電阻 ro 的影響

46、的影響電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出電阻電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出電阻ro減?。粶p??；AFrorofFArr1o ofA 為負(fù)載開路時的源電壓放大倍數(shù)。為負(fù)載開路時的源電壓放大倍數(shù)。深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：0ofr電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流，使輸出電阻電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流，使輸出電阻ro增大。增大。AFrorof o ofrFAr)1 ( A 為負(fù)載短路時的源電壓放大倍數(shù)。為負(fù)載短路時的源電壓放大倍數(shù)。深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：ofr并入阻并入阻 低、串入阻高低、串入阻高 壓出阻壓出阻 低、流出阻高低、流出阻高 壓穩(wěn)壓、流穩(wěn)流壓穩(wěn)壓、流穩(wěn)流 特點：特點：6.2.4 放大電路引入負(fù)反饋的一般原則

47、放大電路引入負(fù)反饋的一般原則1. 欲穩(wěn)定某個量，則引該量的負(fù)反饋欲穩(wěn)定某個量，則引該量的負(fù)反饋穩(wěn)定直流，穩(wěn)定直流， 引直流反饋；引直流反饋；穩(wěn)定交流，穩(wěn)定交流，引交流反饋；引交流反饋；穩(wěn)定輸出電壓，穩(wěn)定輸出電壓， 引電壓反饋；引電壓反饋；穩(wěn)定輸出電流，穩(wěn)定輸出電流，引電流反饋。引電流反饋。2. 根據(jù)對輸入、輸出電阻的要求選擇反饋類型根據(jù)對輸入、輸出電阻的要求選擇反饋類型欲提高輸入電阻，欲提高輸入電阻，采用串聯(lián)反饋；采用串聯(lián)反饋；欲降低輸入電阻，欲降低輸入電阻，采用并聯(lián)反饋；采用并聯(lián)反饋；要求高內(nèi)阻輸出，要求高內(nèi)阻輸出，采用電流反饋；采用電流反饋；要求低內(nèi)阻輸出，要求低內(nèi)阻輸出，采用電壓反饋。采用電壓反饋。3、為使反饋效果強，根據(jù)信號源及負(fù)載確定反饋類型、為使反饋效果強，根據(jù)信號源及負(fù)載確定反饋類型信號源為恒壓源，信號源為恒壓源，采用串聯(lián)反饋；采用串聯(lián)反饋；信號源為恒流源，信號源為恒流源，采用并聯(lián)反饋；采用并聯(lián)反饋；要求負(fù)載能力強，要求負(fù)載能力強，采用電壓反饋；采用電壓反饋；要求恒流源輸出，要求恒流源輸出，采用電流反饋。采用電流反饋。如希望減小放大電路從信號源索取的電流，則可采如希望減小放大電路從信號源索取的電流，則可采用用 ；如希望取得較強的反饋作用而信號；如希望取得較強的反饋作用而信號源內(nèi)阻很大，則宜采用源內(nèi)阻很大，則宜采用 ；如希望負(fù)載變；如