模擬電子技術(shù) 第4章 負(fù)反饋放大電路.ppt

1、(4-1),第4章 負(fù)反饋放大電路,(4-2),第4章 負(fù)反饋放大電路,4.1 反饋的基本概念 4.2 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響 4.3 深度負(fù)反饋放大電路的指標(biāo)計(jì)算 4.4 負(fù)反饋放大電路的自激振蕩,(4-3),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)疊加，就稱為反饋。,若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為負(fù)反饋。若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為正反饋。,這里所說的信號(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)與輸入信號(hào)的相位關(guān)系，同相是正反饋，反相是負(fù)反饋。,4.1 反饋的基本概念,4.1.1反饋的定義,(4-4),開環(huán),閉環(huán),負(fù)反饋框圖：

2、,輸出量,輸入量,反饋量,凈輸入,反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：,放大：,反饋：,比較：,(4-5),開環(huán)放大倍數(shù),閉環(huán)放大倍數(shù),反饋系數(shù),(4-6),負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：,(4-7),1. 直流反饋與交流反饋,交流反饋：反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用，其作用是改善放大器性能。 直流反饋：反饋只對(duì)直流起作用，其作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。,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。,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。,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。,4.1.2反饋類型及判定方法,(4-8),增加隔直電容C

3、后，Rf只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔谩?注：本電路中C1、C2 、 C3也起到隔直作用。,(4-9),增加旁路電容C后，Rf只對(duì)直流起反饋?zhàn)饔谩?(4-10),2.正反饋與負(fù)反饋,負(fù)反饋：削弱輸入信號(hào)，使放大倍數(shù)下降，改善性能。 正反饋：增強(qiáng)輸入信號(hào)，使放大倍數(shù)增大，用于振蕩器。,判斷負(fù)反饋的方法瞬時(shí)極性法,在反饋輸入端加入對(duì)地瞬時(shí)極性為正的電壓信號(hào)，根據(jù)放大電路的工作原理，標(biāo)出電路中各點(diǎn)電壓的瞬時(shí)極性，通過檢驗(yàn)反饋信號(hào)是增強(qiáng)還是削弱輸入信號(hào)來判斷，削弱者為負(fù)反饋，增強(qiáng)者為正反饋。,(4-11),反饋使凈輸入減小為負(fù)反饋,ube=ui-uf,例：,根據(jù)瞬時(shí)極性法,(4-12),例：,+,+,+,+,根據(jù)

4、瞬時(shí)極性法,反饋使凈輸入增加為正反饋,(4-13),3.電壓反饋和電流反饋,(1)電壓反饋 基本放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、負(fù)載三者在取樣端并聯(lián)，反饋量正比于輸出電壓信號(hào)。,根據(jù)反饋所取樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。,(4-14),(2)電流反饋 基本放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、負(fù)載三者在取樣端串聯(lián)，反饋量正比于輸出電流信號(hào)。,(3)電壓反饋電流反饋的判定通常判定是否電壓反饋。 方法一：輸出短路，反饋量消失，為電壓反饋。 方法二：放大器的輸出端和反饋量取樣端在同一放大器的同一電極上，為電壓反饋。,(4-15),RL短路時(shí)無反饋,(4-16),RL短路時(shí)仍有反饋,(4-17),根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入

5、信號(hào)連接方式的不同，可以分為串聯(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)與輸入電壓信號(hào)串聯(lián)。,并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)，即電流反饋信號(hào)與輸入電流信號(hào)并聯(lián)。,4.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋,(4-18),(1)串聯(lián)反饋 基本放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)源三者在比較端是串聯(lián)連接，要求信號(hào)源趨于恒壓源。,ui=ui-uf,(4-19),(2)并聯(lián)反饋 基本放大器、反饋網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)源三者在比較端是并聯(lián)連接，要求信號(hào)源趨于恒流源。,Ii=Ii-If,(4-20),ib=i-if,并聯(lián)反饋,ube=ui-uf,串聯(lián)反饋,(4-21),電壓反饋與電流反饋判別方法：,電壓反饋一般從后級(jí)放大器的集

6、電極采樣。,電流反饋一般從后級(jí)放大器的發(fā)射極采樣。,并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋判別方法：,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。,注意：直流反饋中，輸出電壓指UCE，輸出電流指IC或IE。,(4-22),負(fù)反饋,交流反饋,直流反饋,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,穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),改善動(dòng)態(tài),4.1.3負(fù)反饋的4種基本組態(tài),(4-23),+,+,+,+,根據(jù)瞬時(shí)極性法,反饋使凈輸入減小為負(fù)反饋,1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋,輸出端:反饋信號(hào)正比于輸出電壓為電壓反饋,輸入端:反饋信號(hào)與輸入電壓串聯(lián)作用為串聯(lián)反饋,uo,ube,uo,uf,穩(wěn)定輸出電壓過

7、程:,ube=ui-uf,(4-24),(4-25),反饋使凈輸入減小為負(fù)反饋,ube=ui-uf,電壓串聯(lián)負(fù)反饋,根據(jù)瞬時(shí)極性法,輸出端:反饋信號(hào)正比于輸出電壓為電壓反饋,輸入端:反饋信號(hào)與輸入電壓串聯(lián)作用為串聯(lián)反饋,uo,ube,uo,uf,穩(wěn)定輸出電壓過程:,(4-26),ui,ib=ii-if,此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流也起作用。,uc,if,uo,ib,uo,if,穩(wěn)定輸出電壓過程:,RL短路時(shí)無反饋,2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋,(4-27),(4-28),反饋使凈輸入減小為負(fù)反饋,ube=ui-uf,根據(jù)瞬時(shí)極性法,輸出端:反饋信號(hào)正比于輸出電流為電流反饋,輸入端:反饋信號(hào)與輸入電壓串

8、聯(lián)作用為串聯(lián)反饋,io,ube,io,uf,穩(wěn)定輸出電流過程:,3.電流串聯(lián)負(fù)反饋,+,+,(4-29),(4-30),并聯(lián)電流負(fù)反饋。對(duì)直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。,4. 電流并聯(lián)負(fù)反饋,(4-31),(4-32),例1：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。,uo,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流不起作用。,+,_,_,+,+,(4-33),例2：判斷如圖電路中Re3的負(fù)反饋?zhàn)饔谩?電流串聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流不起作用。,+,_,+,+,(4-34),(1),正反饋,4.1.4負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式,(2),(3),產(chǎn)生了自

9、激振蕩,(4-35),解法1：,已知電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的反饋系數(shù),例4.1.3,(4-36),4.2 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響,4.2.1提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性,兩邊同除以Af,閉環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定性較開環(huán)提高了1+AF倍。,(4-37),負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降,閉環(huán)放大倍數(shù)較開環(huán)下降了1+AF倍。,提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是以放大倍數(shù)的下降為代價(jià)的。,(4-38),4.2.2 影響輸入電阻和輸出電阻,1). 串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻增加：,2). 并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減?。?例如:射極輸出器,理解：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。,理解：并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入

10、回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。,1. 對(duì)輸入電阻的影響,(4-39),1). 電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻減小：,例如:射極輸出器,理解：電壓負(fù)反饋目的是阻止uo的變化，穩(wěn)定輸出電壓。,放大電路空載時(shí)可等效右圖框中為電壓源：,輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，反之亦然。,2. 對(duì)輸出電阻的影響,(4-40),理解：電流負(fù)反饋目的是阻止io的變化，穩(wěn)定輸出電流。,放大電路空載時(shí)可等效為右圖框中電流源：,輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定，反之亦然。,2). 電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻增加：,(4-41),4.2.3 展寬通頻帶,引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加：,(4-42),4.2.4減小非線性失

11、真,加反饋前,加反饋后,改善,(4-43),4. 3深度負(fù)反饋放大電路的指標(biāo)計(jì)算,4.3.1深度負(fù)反饋的特點(diǎn),對(duì)于串聯(lián)負(fù)反饋，uiuf,對(duì)于并聯(lián)負(fù)反饋，iiif,4.3.2 深負(fù)反饋條件下放大倍數(shù)的估算,(4-44),例4.3.1 (1) 判斷反饋類型(2) 求閉環(huán)電壓增益,+,電壓串聯(lián)負(fù)反饋，uiuf,+,解：,(4-45),例4.3.2 求閉環(huán)電壓增益,+,+,+,+,+,電流串聯(lián)負(fù)反饋,(4-46),例4.3.2 求閉環(huán)電壓增益,ie3,(4-47),串聯(lián)負(fù)反饋，ui uf,(4-48),例4.3.3下圖為某反饋放大電路的交流通路。,(1)判斷極間反饋的組態(tài)。,(2)求極間反饋的閉環(huán)增益

12、的近似表達(dá)式。,(3)求深度負(fù)反饋條件下的 。,(4-49),例4.3.3下圖為某反饋放大電路的交流通路。,解： (1)判斷極間反饋的組態(tài)。,由瞬時(shí)極性法判斷極間反饋的組態(tài)為：電壓并聯(lián)負(fù)反饋。,(4-50),例4.3.3下圖為某反饋放大電路的交流通路。,解： (2)求閉環(huán)增益,(4-51),(3)求深度負(fù)反饋條件下的 。,(4-52),例4.3.4下圖電路,(1)判斷電路中引入了哪種組態(tài)的極間交流負(fù)反饋。,(2)求深度負(fù)反饋條件下的 和 。,(4-53),+,_,_,例4.3.4下圖電路,解： (1)由瞬時(shí)極性法判斷極間反饋的組態(tài),電流并聯(lián)負(fù)反饋。,(4-54),例4.3.4下圖電路,(2)求深度負(fù)反饋條件下的 和 。,并聯(lián)負(fù)反饋，,(4-55),反饋系數(shù)為,閉環(huán)增益為,閉環(huán)電壓增益為,并聯(lián)負(fù)反饋，,(4-56),4.4負(fù)反饋放大電路的自激振蕩,4.4.1產(chǎn)生自激振蕩的原因及條件,幅值條件,相位條件,兩級(jí)以上放大電路才有可能產(chǎn)