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17.1反饋的基本概念1.開環(huán)與閉環(huán)電路中只有正向傳輸,沒有反向傳輸,稱為開環(huán)狀態(tài)。正向傳輸——信號從輸入端到輸出端的傳輸反向傳輸——信號從輸出端到輸入端的傳輸既有正向傳輸,又有反饋稱為閉環(huán)狀態(tài)。信號的正向傳輸信號的正向傳輸反饋傳輸(通路)(反饋網(wǎng)絡(luò))17.1反饋的基本概念1.開環(huán)與閉環(huán)電路中只有正向傳1基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)F放大:迭加:1.什么是放大電路中的負(fù)反饋A稱為開環(huán)放大倍數(shù)+–反饋:AF稱為閉環(huán)放大倍數(shù)AF=Xo/Xi輸出信號輸入信號反饋信號凈輸入信號F稱為反饋系數(shù)17.1.1負(fù)反饋與正反饋負(fù)反饋放大器反饋——將電子系統(tǒng)輸出回路的電量(電壓或電流),以一定的方式送回到輸入回路的過程?;痉糯箅娐稟反饋網(wǎng)絡(luò)放大:迭加:1.什么是放大電路中的負(fù)反2一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋自激振蕩(5)在深度負(fù)反饋條件下反饋對放大電路工作性能的影響一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋自激振蕩(5)在深度3例:基本放大器,無反饋,凈輸入量ube=ui,電壓放大倍數(shù)為:2.負(fù)反饋與正反饋負(fù)反饋——輸入量不變時,引入反饋后使凈輸入量減小,放大倍數(shù)減小。引入反饋后,凈輸入量ube=ui-uf
,電壓放大倍數(shù)為:可見,凈輸入量減小,放大倍數(shù)減小,所以是負(fù)反饋。正反饋——輸入量不變時,引入反饋后使凈輸入量增加,放大倍數(shù)增加。例:基本放大器,無反饋,凈輸入量ube=ui,電壓放大倍數(shù)為417.1.2負(fù)反饋與正反饋的判別方法用“瞬時極性法”判斷反饋極性:
假設(shè)某一瞬時,在放大電路的輸入端加入一個正極性的輸入信號,按信號傳輸方向依次判斷相關(guān)點(diǎn)的瞬時極性,直至判斷出反饋信號的瞬時極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小,則為負(fù)反饋;反之為正反饋。17.1.2負(fù)反饋與正反饋的判別方法用“瞬時極性法”判5負(fù)反饋類型有四種組態(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17.2放大電路中的負(fù)反饋負(fù)反饋類型有四種組態(tài):17.2放大電路中的負(fù)反饋6一.電壓串聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋從輸入端看,有:ud=ui-uf故為串聯(lián)負(fù)反饋。用“瞬時極性法”判斷反饋極性:
假設(shè)某一瞬時,在放大電路的輸入端加入一個正極性的輸入信號,按信號傳輸方向依次判斷相關(guān)點(diǎn)的瞬時極性,直至判斷出反饋信號的瞬時極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小,則為負(fù)反饋;反之為正反饋。反饋電壓:因為反饋量與輸出電壓成比例,所以稱電壓反饋。一.電壓串聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電7二.電壓并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。id=ii-if從輸入端看有:因為反饋量與輸出電壓成比例,所以是電壓反饋。
反饋電流:故為并聯(lián)負(fù)反饋。二.電壓并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電壓8三.電流并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋。又因為在輸入端有:id=ii-if
反饋電流:因為反饋量與輸出電流成比例,所以是電流反饋。故為并聯(lián)負(fù)反饋。三.電流并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電流9四.電流串聯(lián)負(fù)反饋
反饋電壓:uf=ioRf根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋ud=ui-uf又因為在輸入端有因為反饋量與輸出電流成比例,所以是電流反饋。故為串聯(lián)負(fù)反饋。四.電流串聯(lián)負(fù)反饋反饋電壓:uf=ioRf根據(jù)瞬時極性判斷10為改善性能引入負(fù)反饋的一般原則要穩(wěn)定直流量——引入直流負(fù)反饋要穩(wěn)定交流量——引入交流負(fù)反饋要穩(wěn)定輸出電壓——引入電壓負(fù)反饋要穩(wěn)定輸出電流——引入電流負(fù)反饋要增大輸入電阻——引入串聯(lián)負(fù)反饋要減小輸入電阻——引入并聯(lián)負(fù)反饋為改善性能引入負(fù)反饋的一般原則要穩(wěn)定直流量——引入直流負(fù)反11負(fù)反饋對放大電路性能的影響
提高增益的穩(wěn)定性減少非線性失真擴(kuò)展頻帶改變輸入電阻和輸出電阻
在放大器中引入負(fù)反饋
降低了放大倍數(shù)
使放大器的性能得以改善:負(fù)反饋對放大電路性能的影響提高增益的穩(wěn)定性減少非線性失真12a.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)時則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了1+AF倍另一方面:在深度負(fù)反饋條件下
即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時,閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。a.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)時則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對13b.改善放大器的非線性失真Auiufuiuoud加反饋前加反饋后AF+–失真改善uouob.改善放大器的非線性失真Auiufuiuoud加反饋前14(1)通頻帶:(2)帶寬-增益積:│fbw×Aum│BJT一旦確定,帶寬增益積基本為常數(shù)5.頻率失真——由于放大器對不同頻率信號的放大倍數(shù)不同而產(chǎn)生的失真。兩個頻率響應(yīng)指標(biāo):f-180°fHfL-225°-270°ffHfL-20dB/十倍頻程-135°-90°20dB/十倍頻程(1)通頻帶:(2)帶寬-增益積:│fbw×Aum│BJT15c.擴(kuò)展放大器的通頻帶放大電路加入負(fù)反饋后,增益下降,但通頻帶卻加寬了。
無反饋時放大器的通頻帶:fbw=fH-fLfH
有反饋時放大器的通頻帶:fbwf=fHf-fLffHf可以證明:fbwf=(1+AF)fbw020lg|A|(dB)F(Hz)
Am
fL
fH
fLf
fHf
Amfc.擴(kuò)展放大器的通頻帶放大電路加入負(fù)反饋后,增益16一.產(chǎn)生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反饋電路才能產(chǎn)生自激振蕩。17.3振蕩電路中的正反饋+Xi
–f基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FX+doXX一.產(chǎn)生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反17如果:,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放大電路的輸入信號。Xi
+f基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FX+doXXXdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FXX如果:,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放18FA=1Xd=Xf所以,自激振蕩條件也可以寫成:自激振蕩的條件:(1)振幅條件:(2)相位條件:pjjnFA2=+n是整數(shù)因為:..Xdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FXXFA=1Xd=Xf所以,自激振蕩條件也可以寫成:自激振蕩的條19二.起振條件和穩(wěn)幅原理起振條件:結(jié)果:產(chǎn)生增幅振蕩(略大于)1、被動:器件非線性2、主動:在反饋網(wǎng)絡(luò)中加入非線性穩(wěn)幅環(huán)節(jié),用以調(diào)節(jié)放大電路的增益穩(wěn)幅過程:起振時,穩(wěn)定振蕩時,穩(wěn)幅措施:起振過程Xdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FXX二.起振條件和穩(wěn)幅原理起振條件:結(jié)果:產(chǎn)生增幅振蕩(略大于)201.放大電路2.正反饋網(wǎng)絡(luò)3.選頻網(wǎng)絡(luò)——只對一個頻率滿足振蕩條件,從而獲得單一頻率的正弦波輸出。常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有RC選頻和LC選頻4.穩(wěn)幅環(huán)節(jié)——使電路易于起振又能穩(wěn)定振蕩,波形失真小。三.正弦波振蕩器的一般組成1.放大電路三.正弦波振蕩器的一般組成2117.3.1RC正弦波振蕩電路一.RC
串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性R1C1
串聯(lián)阻抗:R2C2
并聯(lián)阻抗:選頻特性:17.3.1RC正弦波振蕩電路一.RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的22通常,取R1=R2=R,C1=C2=C,則有:式中:可見:當(dāng)時,│F│最大,且=0°
│F│max=1/3通常,取R1=R2=R,C1=C2=C,則有:式中:可見:當(dāng)23RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完整的頻率特性曲線:當(dāng)時,│F│=│F│max=1/3φF+90°|F|RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完整的頻率特性曲線:當(dāng)24二.RC橋式振蕩器的工作原理:在f0處滿足相位條件:因為:AF=131=F11f+=RRA1f2RR=只需:A=3輸出正弦波頻率:振幅條件:引入負(fù)反饋:選:二.RC橋式振蕩器的工作原理:在f0處滿足相位條件:因25例題:R=1k,C=0.1F,R1=10k。Rf為多大時才能起振?振蕩頻率f0=?AF=1,31=F11f+=RRAA≥3Rf=2R1=210=20k=1592Hz起振條件:≥3例題:R=1k,C=0.1F,R1=10k。Rf為多大26能自動穩(wěn)幅的振蕩電路半導(dǎo)體熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù))起振時Rt較大使A>3,易起振。當(dāng)uo幅度自激增長時,Rt減小,A減小。
當(dāng)uo幅度達(dá)某一值時,A→3。當(dāng)uo進(jìn)一步增大時,RT再減小,使A<3。因此uo幅度自動穩(wěn)定于某一幅值。能自動穩(wěn)幅的振蕩電路半導(dǎo)體熱敏電阻起振時Rt較大使A>327能自動穩(wěn)幅的振蕩電路
起振時D1、D2不導(dǎo)通,Rf1+Rf2略大于2R1。隨著uo的增加,D1、D2逐漸導(dǎo)通,Rf2被短接,A自動下降,起到穩(wěn)幅作用。將Rf分為Rf1
和Rf2,
Rf2并聯(lián)二極管能自動穩(wěn)幅的振蕩電路起振時D1、D2不導(dǎo)通,Rf1+R28K:雙聯(lián)波段開關(guān),切換R,用于粗調(diào)振蕩頻率。C:雙聯(lián)可調(diào)電容,改變C,用于細(xì)調(diào)振蕩頻率。振蕩頻率的調(diào)節(jié):_++RfuoRCCR1KKR1R1R2R2R3R3振蕩頻率:K:雙聯(lián)波段開關(guān),C:雙聯(lián)可調(diào)電容,改變C,用于細(xì)調(diào)振蕩頻率291.LC并聯(lián)諧振回路的選頻特性(阻性)LC并聯(lián)諧振特點(diǎn):諧振時,總路電流很小,支路電流很大,電感與電容的無功功率互相補(bǔ)償,電路呈阻性。R為電感和回路中的損耗電阻
17.3.2LC正弦波振蕩器當(dāng)時,并聯(lián)諧振。諧振時,電路呈阻性:1.LC并聯(lián)諧振回路的選頻特性(阻性)LC并聯(lián)諧振特點(diǎn):30互感線圈的極性判別1234初級線圈次級線圈同名端1234+–+–
在LC振蕩器中,反饋信號通過互感線圈引出同名端:互感線圈的極性判別1234初級線圈次級線圈同名端1234+–31二.變壓器反饋式LC振蕩電路
工作原理:三極管共射放大器。利用互感線圈的同名端:
滿足相位條件。振蕩頻率:二.變壓器反饋式LC振蕩電路工作原理:三極管共射放大32判斷是否是滿足相位條件——相位平衡法:斷開反饋到放大器的輸入端點(diǎn),假設(shè)在輸入端加入一正極性的信號,用瞬時極性法判定反饋信號的極性。若反饋信號與輸入信號同相,則滿足相位條件;否則不滿足。(+)(-)(+)判斷是否是滿足相位條件——相位平衡法:斷開反33(+)(+)(+)(+)LC正弦波振蕩器舉例滿足相位平衡條件(+)(+)(+)(+)LC正弦波振蕩器舉例滿足相位平衡條件34(+)(+)(–)(+)
LC正弦波振蕩器舉例振蕩頻率:(–)滿足相位平衡條件(+)(+)(–)(+)LC正弦波振蕩器舉例振蕩頻率:(–35仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)三.
三點(diǎn)式LC振蕩電路原理:uf與uo反相uf與uo同相電感三點(diǎn)式:電容三點(diǎn)式:uf與uo反相uf與uo同相仍然由LC并聯(lián)諧振電路構(gòu)成選頻網(wǎng)絡(luò)三.三點(diǎn)式LC振蕩電路原36振蕩頻率:1.電感三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩頻率:1.電感三點(diǎn)式LC振蕩電路372.電容三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩頻率:2.電容三點(diǎn)式LC振蕩電路振蕩頻率:38例:試判斷下圖所示三點(diǎn)式振蕩電路是否滿足相位平衡條件。例:試判斷下圖所示三點(diǎn)式振蕩電路是否滿足相位平衡條件。39Q值越高,選頻特性越好,頻率越穩(wěn)定。3.石英晶體振蕩電路1.頻率穩(wěn)定問題頻率穩(wěn)定度一般由來衡量——頻率偏移量?!袷庮l率。LC振蕩電路Q——數(shù)百石英晶體振蕩電路Q——10000500000Q值越高,選頻特性越好,頻率越穩(wěn)定。3.石英晶體振蕩電路140一.
石英晶體2.基本特性1.結(jié)構(gòu):極板間加電場極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場壓電效應(yīng):交變電壓機(jī)械振動交變電壓機(jī)械振動的固有頻率與晶片尺寸有關(guān),穩(wěn)定性高。當(dāng)交變電壓頻率=固有頻率時,振幅最大
符號壓電諧振一.石英晶體2.基本特性1.結(jié)構(gòu):極板間加電場極板間413.石英晶體的等效電路與頻率特性等效電路:(1)串聯(lián)諧振頻率特性:晶體等效純阻且阻值≈0(2)并聯(lián)諧振通常所以X感性0容性3.石英晶體的等效電路與頻率特性等效電路:(1)串聯(lián)諧振頻42二.石英晶體振蕩電路利用石英晶體的高品質(zhì)因數(shù)的特點(diǎn),構(gòu)成LC振蕩電路。1.并聯(lián)型石英晶體振蕩器
石英晶體工作在fs與fp之間,相當(dāng)一個大電感,與C1、C2組成電容三點(diǎn)式振蕩器。由于石英晶體的Q值很高,可達(dá)到幾千以上,所以電路可以獲得很高的振蕩頻率穩(wěn)定性。X感性0容性二.石英晶體振蕩電路利用石英晶體的高品質(zhì)因數(shù)的特點(diǎn),構(gòu)432.串聯(lián)型石英晶體振蕩器
石英晶體工作在fs處,呈電阻性,而且阻抗最小,正反饋最強(qiáng),相移為零,滿足振蕩的相位平衡條件。對于fs以外的頻率,石英晶體阻抗增大,且相移不為零,不滿足振蕩條件,電路不振蕩。
X感性0容性2.串聯(lián)型石英晶體振蕩器石英晶體工作在fs處,呈電44例:分析下圖的振蕩電路能否產(chǎn)生振蕩,若產(chǎn)生振蕩,石英晶體處于何種狀態(tài)?例:分析下圖的振蕩電路能否產(chǎn)生振蕩,若產(chǎn)生振蕩,石英晶體處于4517.1反饋的基本概念1.開環(huán)與閉環(huán)電路中只有正向傳輸,沒有反向傳輸,稱為開環(huán)狀態(tài)。正向傳輸——信號從輸入端到輸出端的傳輸反向傳輸——信號從輸出端到輸入端的傳輸既有正向傳輸,又有反饋稱為閉環(huán)狀態(tài)。信號的正向傳輸信號的正向傳輸反饋傳輸(通路)(反饋網(wǎng)絡(luò))17.1反饋的基本概念1.開環(huán)與閉環(huán)電路中只有正向傳46基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)F放大:迭加:1.什么是放大電路中的負(fù)反饋A稱為開環(huán)放大倍數(shù)+–反饋:AF稱為閉環(huán)放大倍數(shù)AF=Xo/Xi輸出信號輸入信號反饋信號凈輸入信號F稱為反饋系數(shù)17.1.1負(fù)反饋與正反饋負(fù)反饋放大器反饋——將電子系統(tǒng)輸出回路的電量(電壓或電流),以一定的方式送回到輸入回路的過程?;痉糯箅娐稟反饋網(wǎng)絡(luò)放大:迭加:1.什么是放大電路中的負(fù)反47一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋自激振蕩(5)在深度負(fù)反饋條件下反饋對放大電路工作性能的影響一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋自激振蕩(5)在深度48例:基本放大器,無反饋,凈輸入量ube=ui,電壓放大倍數(shù)為:2.負(fù)反饋與正反饋負(fù)反饋——輸入量不變時,引入反饋后使凈輸入量減小,放大倍數(shù)減小。引入反饋后,凈輸入量ube=ui-uf
,電壓放大倍數(shù)為:可見,凈輸入量減小,放大倍數(shù)減小,所以是負(fù)反饋。正反饋——輸入量不變時,引入反饋后使凈輸入量增加,放大倍數(shù)增加。例:基本放大器,無反饋,凈輸入量ube=ui,電壓放大倍數(shù)為4917.1.2負(fù)反饋與正反饋的判別方法用“瞬時極性法”判斷反饋極性:
假設(shè)某一瞬時,在放大電路的輸入端加入一個正極性的輸入信號,按信號傳輸方向依次判斷相關(guān)點(diǎn)的瞬時極性,直至判斷出反饋信號的瞬時極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小,則為負(fù)反饋;反之為正反饋。17.1.2負(fù)反饋與正反饋的判別方法用“瞬時極性法”判50負(fù)反饋類型有四種組態(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17.2放大電路中的負(fù)反饋負(fù)反饋類型有四種組態(tài):17.2放大電路中的負(fù)反饋51一.電壓串聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋從輸入端看,有:ud=ui-uf故為串聯(lián)負(fù)反饋。用“瞬時極性法”判斷反饋極性:
假設(shè)某一瞬時,在放大電路的輸入端加入一個正極性的輸入信號,按信號傳輸方向依次判斷相關(guān)點(diǎn)的瞬時極性,直至判斷出反饋信號的瞬時極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小,則為負(fù)反饋;反之為正反饋。反饋電壓:因為反饋量與輸出電壓成比例,所以稱電壓反饋。一.電壓串聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電52二.電壓并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。id=ii-if從輸入端看有:因為反饋量與輸出電壓成比例,所以是電壓反饋。
反饋電流:故為并聯(lián)負(fù)反饋。二.電壓并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電壓53三.電流并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋。又因為在輸入端有:id=ii-if
反饋電流:因為反饋量與輸出電流成比例,所以是電流反饋。故為并聯(lián)負(fù)反饋。三.電流并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電流54四.電流串聯(lián)負(fù)反饋
反饋電壓:uf=ioRf根據(jù)瞬時極性判斷是負(fù)反饋,所以該電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋ud=ui-uf又因為在輸入端有因為反饋量與輸出電流成比例,所以是電流反饋。故為串聯(lián)負(fù)反饋。四.電流串聯(lián)負(fù)反饋反饋電壓:uf=ioRf根據(jù)瞬時極性判斷55為改善性能引入負(fù)反饋的一般原則要穩(wěn)定直流量——引入直流負(fù)反饋要穩(wěn)定交流量——引入交流負(fù)反饋要穩(wěn)定輸出電壓——引入電壓負(fù)反饋要穩(wěn)定輸出電流——引入電流負(fù)反饋要增大輸入電阻——引入串聯(lián)負(fù)反饋要減小輸入電阻——引入并聯(lián)負(fù)反饋為改善性能引入負(fù)反饋的一般原則要穩(wěn)定直流量——引入直流負(fù)反56負(fù)反饋對放大電路性能的影響
提高增益的穩(wěn)定性減少非線性失真擴(kuò)展頻帶改變輸入電阻和輸出電阻
在放大器中引入負(fù)反饋
降低了放大倍數(shù)
使放大器的性能得以改善:負(fù)反饋對放大電路性能的影響提高增益的穩(wěn)定性減少非線性失真57a.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)時則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了1+AF倍另一方面:在深度負(fù)反饋條件下
即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時,閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。a.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)時則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對58b.改善放大器的非線性失真Auiufuiuoud加反饋前加反饋后AF+–失真改善uouob.改善放大器的非線性失真Auiufuiuoud加反饋前59(1)通頻帶:(2)帶寬-增益積:│fbw×Aum│BJT一旦確定,帶寬增益積基本為常數(shù)5.頻率失真——由于放大器對不同頻率信號的放大倍數(shù)不同而產(chǎn)生的失真。兩個頻率響應(yīng)指標(biāo):f-180°fHfL-225°-270°ffHfL-20dB/十倍頻程-135°-90°20dB/十倍頻程(1)通頻帶:(2)帶寬-增益積:│fbw×Aum│BJT60c.擴(kuò)展放大器的通頻帶放大電路加入負(fù)反饋后,增益下降,但通頻帶卻加寬了。
無反饋時放大器的通頻帶:fbw=fH-fLfH
有反饋時放大器的通頻帶:fbwf=fHf-fLffHf可以證明:fbwf=(1+AF)fbw020lg|A|(dB)F(Hz)
Am
fL
fH
fLf
fHf
Amfc.擴(kuò)展放大器的通頻帶放大電路加入負(fù)反饋后,增益61一.產(chǎn)生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反饋電路才能產(chǎn)生自激振蕩。17.3振蕩電路中的正反饋+Xi
–f基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FX+doXX一.產(chǎn)生自激振蕩的條件fidXXX-=改成正反饋只有正反62如果:,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放大電路的輸入信號。Xi
+f基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FX+doXXXdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FXX如果:,ifXX=則去掉,iX仍有信號輸出。反饋信號代替了放63FA=1Xd=Xf所以,自激振蕩條件也可以寫成:自激振蕩的條件:(1)振幅條件:(2)相位條件:pjjnFA2=+n是整數(shù)因為:..Xdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FXXFA=1Xd=Xf所以,自激振蕩條件也可以寫成:自激振蕩的條64二.起振條件和穩(wěn)幅原理起振條件:結(jié)果:產(chǎn)生增幅振蕩(略大于)1、被動:器件非線性2、主動:在反饋網(wǎng)絡(luò)中加入非線性穩(wěn)幅環(huán)節(jié),用以調(diào)節(jié)放大電路的增益穩(wěn)幅過程:起振時,穩(wěn)定振蕩時,穩(wěn)幅措施:起振過程Xdof基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)FXX二.起振條件和穩(wěn)幅原理起振條件:結(jié)果:產(chǎn)生增幅振蕩(略大于)651.放大電路2.正反饋網(wǎng)絡(luò)3.選頻網(wǎng)絡(luò)——只對一個頻率滿足振蕩條件,從而獲得單一頻率的正弦波輸出。常用的選頻網(wǎng)絡(luò)有RC選頻和LC選頻4.穩(wěn)幅環(huán)節(jié)——使電路易于起振又能穩(wěn)定振蕩,波形失真小。三.正弦波振蕩器的一般組成1.放大電路三.正弦波振蕩器的一般組成6617.3.1RC正弦波振蕩電路一.RC
串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性R1C1
串聯(lián)阻抗:R2C2
并聯(lián)阻抗:選頻特性:17.3.1RC正弦波振蕩電路一.RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的67通常,取R1=R2=R,C1=C2=C,則有:式中:可見:當(dāng)時,│F│最大,且=0°
│F│max=1/3通常,取R1=R2=R,C1=C2=C,則有:式中:可見:當(dāng)68RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完整的頻率特性曲線:當(dāng)時,│F│=│F│max=1/3φF+90°|F|RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完整的頻率特性曲線:當(dāng)69二.RC橋式振蕩器的工作原理:在f0處滿足相位條件:因為:AF=131=F11f+=RRA1f2RR=只需:A=3輸出正弦波頻率:振幅條件:引入負(fù)反饋:選:二.RC橋式振蕩器的工作原理:在f0處滿足相位條件:因70例題:R=1k,C=0.1F,R1=10k。Rf為多大時才能起振?振蕩頻率f0=?AF=1,31=F11f+=RRAA≥3Rf=2R1=210=20k=1592Hz起振條件:≥3例題:R=1k,C=0.1F,R1=10k。Rf為多大71能自動穩(wěn)幅的振蕩電路半導(dǎo)體熱敏電阻(負(fù)溫度系數(shù))起振時Rt較大使A>3,易起振。當(dāng)uo幅度自激增長時,Rt減小,A減小。
當(dāng)uo幅度達(dá)某一值時,A→3。當(dāng)uo進(jìn)一步增大時,RT再減小,使A<3。因此uo幅度自動穩(wěn)定于某一幅值。能自動穩(wěn)幅的振蕩電路半導(dǎo)體熱敏電阻起振時Rt較大使A>372能自動穩(wěn)幅的振蕩電路
起振時D1、D2不導(dǎo)通,Rf1+Rf2略大于2R1。隨著uo的增加,D1、D2逐漸導(dǎo)通,Rf2被短接,A自動下降,起到穩(wěn)幅作用。將Rf分為Rf1
和Rf2,
Rf2并聯(lián)二極管能自動穩(wěn)幅的振蕩電路起振時D1、D2不導(dǎo)通,Rf1+R73K:雙聯(lián)波段開關(guān),切換R,用于粗調(diào)振蕩頻率。C:雙聯(lián)可調(diào)電容,改變C,用于細(xì)調(diào)振蕩頻率。振蕩頻率的調(diào)節(jié):_++RfuoRCCR1KKR1R1R2R2R3R3振蕩頻率:K:雙聯(lián)波段開關(guān),C:雙聯(lián)可調(diào)電容,改變C,用于細(xì)調(diào)振蕩頻率741.LC并聯(lián)諧振回路的選頻特性(阻性)LC并聯(lián)諧振特點(diǎn):諧振時,總路電流很小,支路電流很大,電感與電容的無功功率互相補(bǔ)償,電路呈阻性。R為電感和回路中的損耗電阻
17.3.2LC正弦波振蕩器當(dāng)時,并聯(lián)諧振。諧振時,電路呈阻性:1.LC并聯(lián)諧振回路的選頻特性(阻性)LC并聯(lián)諧振特點(diǎn):75互感線圈的極性判別1234初級線圈次級線圈同名端1234+–+–
在LC振蕩器中,反饋信號通過互感線圈引出同名端:互感線圈的極性判別1234初級線圈次級線圈同名端1234+–76二.變壓器反饋式LC振蕩電路
工作原理:三極管共射放大器。利用互感線圈的同名端:
滿足相位條件。振蕩頻率:二.變壓器反饋式LC振蕩電路工作原理:三極管共射放大77判斷是否是滿足相位條件——相位平衡法:斷開反饋到放大器的輸入端點(diǎn),假設(shè)在輸入端加入一正極性的信號,用瞬時極性法判定反饋信號的極性。若反饋信號與輸入信號同相,則滿足相位條件;否則不滿足。(+)(-)(+)判斷是否是滿足相位條件——相位平衡法:斷開反78(+)(+)(+)(+)LC正
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