第9章--電子電路中反饋PPT課件

1、 無難點。無難點。講課講課4 4學(xué)時，習(xí)題學(xué)時，習(xí)題1 1學(xué)時。學(xué)時。 第1頁/共31頁9.1 9.1 反饋的基本概念反饋的基本概念9.1.1 負(fù)反饋與正反饋負(fù)反饋與正反饋反饋：將電子電路輸出端的信號(電壓或電流)的一部分或全部通過反饋電路引回到輸入端?；痉糯箅娐坊痉糯箅娐稟ixfx反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)Fdxox反饋放大電路的組成框圖反饋放大電路的組成框圖xi ：輸入信號：輸入信號xd ：凈輸入信號：凈輸入信號xf ：反饋信號：反饋信號xo ：輸出信號：輸出信號是比較環(huán)節(jié)的符號是比較環(huán)節(jié)的符號第2頁/共31頁負(fù)反饋：負(fù)反饋：若引回的反饋信號與輸入信號比較使凈輸入若引回的反饋信號與輸入信號比較使

2、凈輸入信號減小、因而輸出信號也減??；信號減小、因而輸出信號也減?。徽答佌答仯喝粢氐姆答佇盘柵c輸入信號比較使凈輸入若引回的反饋信號與輸入信號比較使凈輸入信號增大、因而輸出信號也增大。信號增大、因而輸出信號也增大。9.1 反饋的基本概念帶反饋的電路，閉環(huán)帶反饋的電路，閉環(huán)基本放大電路基本放大電路Aixfx反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)Fdxox基本放大電路基本放大電路Aixox不帶反饋的電路，開環(huán)不帶反饋的電路，開環(huán)第3頁/共31頁9.1.2 負(fù)反饋與正反饋的判別方法 瞬時極性法：9.1 反饋的基本概念設(shè)接“地”參考點的電位為零，電路中某點在某瞬時的電位高于零電位者，則該點電位的瞬時極性為正（用 表示）；

3、反之為負(fù)（用 表示）。+-ud+-uf 正反饋正反饋+-ud+-uf +-+-R1RF R2uiuo -+-+-R1RF R2uiuo -負(fù)反饋負(fù)反饋第4頁/共31頁 在分立元件的電子電路中，設(shè)基極瞬時極性為正，則發(fā)射極(接有發(fā)射極電阻而無旁路電容)與基極瞬時極性相同，而集電極與基極瞬時極性相反。9.1 反饋的基本概念+UCCuiuo+C1RLRB1C2RB2RCRE+-+-T電路圖電路圖-+ube+-ufuiuoRLRB1RB2RCRE+-+-T交流通路交流通路ieic發(fā)射極電阻無旁路電容的分壓式偏置放大電路發(fā)射極電阻無旁路電容的分壓式偏置放大電路電流通過電流通過RE產(chǎn)生產(chǎn)生交、直流負(fù)反饋交

4、、直流負(fù)反饋第5頁/共31頁 直流反饋：直流反饋：直流分量引起的反饋，其目的是穩(wěn)直流分量引起的反饋，其目的是穩(wěn)定靜態(tài)工作點。定靜態(tài)工作點。 交流反饋：交流分量引起的反饋，其目的是改善放大電路的性能。 對對NPN型晶體管而言：型晶體管而言：設(shè)基極交流電位的瞬時設(shè)基極交流電位的瞬時極性為正，若反饋降低了基極或提高了發(fā)射極的交極性為正，若反饋降低了基極或提高了發(fā)射極的交流電位流電位( (即減小即減小Ube) )，則為負(fù)反饋；反之為正反饋。，則為負(fù)反饋；反之為正反饋。放大電路中，通常交、直流反饋同時存在。放大電路中，通常交、直流反饋同時存在。9.1 反饋的基本概念第6頁/共31頁負(fù)負(fù)反反饋饋交流負(fù)反饋

5、交流負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(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9.2.1 負(fù)反饋的類型9.2 9.2 放大電路中的負(fù)反饋放大電路中的負(fù)反饋直流負(fù)反饋直流負(fù)反饋第7頁/共31頁凈輸入電壓凈輸入電壓ud= ui uf uf 削弱了凈輸入電壓削弱了凈輸入電壓ud，故為，故為負(fù)反饋負(fù)反饋。oF11fuRRRu 反饋電壓反饋電壓 取自輸出電壓取自輸出電壓 uo，并與，并與uo成正比，故為成正比，故為電壓反饋電壓反饋。 反饋信號反饋信號uf與輸入信號與輸入信號ui在輸入端以電壓的形式在輸入端以電壓的形式比較，兩者串聯(lián)，故為比較，兩者串聯(lián)，故為串聯(lián)

6、反饋串聯(lián)反饋。 串聯(lián)電壓負(fù)反饋9.2 放大電路中的負(fù)反饋+-ud+-uf +-+-R1RF R2uiuo -串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋第8頁/共31頁凈輸入電流凈輸入電流id = ii if if 削弱了凈輸入電流削弱了凈輸入電流id，故為故為負(fù)反饋負(fù)反饋。FofRui反饋電流 取自輸出電壓 uo，并與uo成正比，故為電壓反饋。反饋信號if 與輸入信號ii 在輸入端以電流的形式比較，if 和id“并聯(lián)”由ii 供電，故為并聯(lián)反饋。 并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋9.2 放大電路中的負(fù)反饋+-+-R1RF R2uiuo -RL if ii id 并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋第9頁/共31頁反饋信

7、號uf 與輸入信號ui 在輸入端以電壓的形式比較，兩者串聯(lián)，故為串聯(lián)反饋。反饋電壓(uf =Rio)取自輸出電流io ，并與io 成正比，故為電流反饋。凈輸入電壓凈輸入電壓ud = ui uf uf 削弱了凈輸入電壓削弱了凈輸入電壓ud ，故為，故為負(fù)反饋負(fù)反饋。 串聯(lián)電流負(fù)反饋9.2 放大電路中的負(fù)反饋+uf -+-+-R R2uiuo -RL io +-ud串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋第10頁/共31頁oFfiRRRi反饋電流 取自輸出電流 io ，并與io 成正比，故為電流反饋。反饋信號if 與輸入信號ii 在輸入端以電流的形式比較，if 和id“并聯(lián)”由ii 供電，故為并聯(lián)反饋。凈輸入

8、電流凈輸入電流id = i1 if if 削弱了凈輸入電流削弱了凈輸入電流 id ，故為，故為負(fù)反饋負(fù)反饋。 并聯(lián)電流負(fù)反饋9.2 放大電路中的負(fù)反饋RF if ii id +-+R R2ui-RL io uRiRR1并聯(lián)電流負(fù)反饋并聯(lián)電流負(fù)反饋第11頁/共31頁運算放大器電路反饋類型的判別方法運算放大器電路反饋類型的判別方法 反饋電路直接從輸出端引出的，是反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋電壓反饋；從負(fù)載電阻從負(fù)載電阻RL的靠近的靠近“地地”端引出的，是端引出的，是電流反饋電流反饋。 輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端（同輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端（同相和反相）上的，是相和反

9、相）上的，是串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋； 加在同一個輸入端（同相或反相）上的，是加在同一個輸入端（同相或反相）上的，是并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋。 對串聯(lián)反饋而言，輸入信號和反饋信號的極性對串聯(lián)反饋而言，輸入信號和反饋信號的極性相同時，是相同時，是負(fù)反饋負(fù)反饋；極性相反時，是極性相反時，是正反饋正反饋。 對并聯(lián)反饋而言，輸入信號和反饋信號的方向?qū)Σ⒙?lián)反饋而言，輸入信號和反饋信號的方向相同時，是相同時，是負(fù)反饋負(fù)反饋；反向相反時，是反向相反時，是正反饋正反饋。9.2 放大電路中的負(fù)反饋第12頁/共31頁例例1：試判別下圖放大電路中從運算放大器試判別下圖放大電路中從運算放大器A2輸出端輸出端引至引至A1輸入端的是何種

10、類型的反饋電路。輸入端的是何種類型的反饋電路。反饋電路從反饋電路從A2的輸出端引出，故為的輸出端引出，故為電壓反饋電壓反饋。 9.2 放大電路中的負(fù)反饋+-ud+-uf -+uo RL R +-+ui-A1 A2 uo1 解：解：uf 削弱了凈輸入電壓削弱了凈輸入電壓ud ，故為，故為負(fù)反饋負(fù)反饋。 反饋電壓反饋電壓uf和輸入電壓和輸入電壓ui分別加在分別加在A1的同相和反的同相和反相兩個輸入端，故為相兩個輸入端，故為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋。串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋第13頁/共31頁反饋電路從反饋電路從RL靠近靠近“地地”端引出，故為端引出，故為電流反饋電流反饋。 9.2 放大電路中的負(fù)反饋例例

11、2：試判別下圖放大電路中從運算放大器試判別下圖放大電路中從運算放大器A2輸出端引輸出端引至至A1輸入端的是何種類型的反饋電路。輸入端的是何種類型的反饋電路。解：解：-+uo RL R -+uiA1 A2 uo1 aif ii id if 削弱了凈輸入電流削弱了凈輸入電流id ，故為，故為負(fù)反饋負(fù)反饋。 反饋電流反饋電流if 和輸入電流和輸入電流ii 加在加在A1的同一個輸入端，的同一個輸入端，故為故為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋。 并聯(lián)電流負(fù)反饋并聯(lián)電流負(fù)反饋第14頁/共31頁例例3：在圖示電路中哪些是直流負(fù)反饋？在圖示電路中哪些是直流負(fù)反饋？ RE1上有兩種直流負(fù)反饋：由本級電流IE1 產(chǎn)生的；由后級集

12、電極直流電壓UC2 經(jīng)RF 和RE1 分壓而產(chǎn)生的。9.2 放大電路中的負(fù)反饋解：RE2 上有本級電流IE2 產(chǎn)生的直流負(fù)反饋。ui+C1RB1RB2RC1RE1+-T1+UCCuoCE2RLC2RC2RE2+-+RSeS+-T2RF第15頁/共31頁9.2 放大電路中的負(fù)反饋例例4：在圖示電路中哪些是交流負(fù)反饋？說明其類型？在圖示電路中哪些是交流負(fù)反饋？說明其類型？解：ui+C1RB1RB2RC1RE1+-T1+UCCuoCE2RLC2RC2RE2+-+RSeS+-T2RF RE1 上有兩種交流負(fù)反饋：由本級交流分量ie1 產(chǎn)生的串聯(lián)電流負(fù)反饋； 由后級集電極交流電壓uo 經(jīng)RF 和RE1

13、分壓而產(chǎn)生的串聯(lián)電壓負(fù)反饋。第16頁/共31頁9.2 放大電路中的負(fù)反饋ui+C1RB1RB2RC1RE1+-T1+UCCuoCE2RLC2RC2RE2+-+RSeS+-T2RF+-ube1+-uf 解：反饋提高了e1的電位，使ube1減小，故為負(fù)反饋。反饋從T2的集電極引出，故為電壓反饋。 反饋電壓引入到T1的發(fā)射極，故為串聯(lián)反饋。 串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋第17頁/共31頁例例5：如圖，如果如圖，如果RF不接在不接在T2的集電極，而是接在的集電極，而是接在C2與與RL之間，兩者有何不同？如果之間，兩者有何不同？如果RF的一端不是接的一端不是接在在T1的發(fā)射極，而是接在它的基極，有何不同

14、，是否的發(fā)射極，而是接在它的基極，有何不同，是否會變?yōu)檎答仯繒優(yōu)檎答?？RE1上無RF、RE1反饋電路產(chǎn)生的直流負(fù)反饋。9.2 放大電路中的負(fù)反饋ui+C1RB1RB2RC1RE1+-T1+UCCuoCE2RLC2RC2RE2+-+RSeS+-T2RF解：if ii ib if 增強了凈輸入電流增強了凈輸入電流ib ，故為，故為正反饋正反饋。第18頁/共31頁 判斷反饋類型的口訣判斷反饋類型的口訣針對共發(fā)射極電路集出為壓，射出為流，集出為壓，射出為流，基入為并，射入為串?；霝椴?，射入為串。9.2 放大電路中的負(fù)反饋第19頁/共31頁doxxA 9.2.2 負(fù)反饋對放大電路工作性能的影響9

15、.2 放大電路中的負(fù)反饋基本放大電路基本放大電路Aixfx反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)Fdxox反饋放大電路的組成框圖反饋放大電路的組成框圖開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù) 降低放大倍數(shù)ofxxF 反饋系數(shù)反饋系數(shù)fidxxx凈輸入信號凈輸入信號AFAxxA1iof閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)第20頁/共31頁引入負(fù)反饋后使放大倍數(shù)下降引入負(fù)反饋后使放大倍數(shù)下降由于負(fù)反饋時，由于負(fù)反饋時，xf與與xd同相，故同相，故AF是正實數(shù)。是正實數(shù)。 | |1+AF| |稱為稱為反饋深度反饋深度，其值愈大，負(fù)反饋作用，其值愈大，負(fù)反饋作用愈強，愈強，| |Af| |也就愈小。也就愈小。例：例：射極跟隨器和同相比例運算跟隨器引入

16、負(fù)反饋，射極跟隨器和同相比例運算跟隨器引入負(fù)反饋，其輸出信號全部反饋到輸入端，其輸出信號全部反饋到輸入端，反饋系數(shù)為反饋系數(shù)為1，反饋，反饋極深，故極深，故 Auf1，無電壓放大作用。無電壓放大作用。9.2 放大電路中的負(fù)反饋dfxxAF 根據(jù)根據(jù) ，可知，可知 。AA fAFAA1f第21頁/共31頁AAAFAAd11dff 在深度負(fù)反饋的情況下，閉環(huán)放大倍數(shù)僅與反饋在深度負(fù)反饋的情況下，閉環(huán)放大倍數(shù)僅與反饋電路的參數(shù)（如電阻、電容）有關(guān)電路的參數(shù)（如電阻、電容）有關(guān)，基本上不受外界，基本上不受外界因素變化的影響，此時放大電路的工作非常穩(wěn)定因素變化的影響，此時放大電路的工作非常穩(wěn)定。若若AF

17、 1，稱為，稱為深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋，有，有 。FA1f 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性9.2 放大電路中的負(fù)反饋AFAxxA1iof求導(dǎo)數(shù)求導(dǎo)數(shù) 顯然顯然 ，故引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定，故引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了。性提高了。AAAAddff第22頁/共31頁負(fù)反饋是利用失真的波形來改善波形的失真，因此只能減小失真，而不能完全消除失真。接近正弦波 改善波形失真9.2 放大電路中的負(fù)反饋基本放大電路基本放大電路Aiufu反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)Fduou+-基本放大電路基本放大電路AiuouuitO大大小小uotO略大略大uftO略小略小uitOudtO略小略小略大略大uotO略大略大略小略小第23頁

18、/共31頁 展寬通頻帶9.2 放大電路中的負(fù)反饋|A|,|Af|ff22f|A0|Af0|0.707|A0|0.707|Af0|無負(fù)反饋無負(fù)反饋有負(fù)反饋有負(fù)反饋O第24頁/共31頁串聯(lián)負(fù)反饋使放大電路的輸入電阻提高 對放大電路輸入電阻的影響9.2 放大電路中的負(fù)反饋+-ud+-uf +-+-R1RF R2uiuo -例：例： 串聯(lián)負(fù)反饋使輸入信號電壓的一部分被反饋電壓抵消，所以信號源ui供給的輸入電流ii減小了，即輸入電阻rif增大。 信號源ui 除供給id 外，還要增加一個分量if ，因此ii 增大，即輸入電阻rif 減小。并聯(lián)負(fù)反饋使放大電路的輸入電阻減小+-+-R1RF R2uiuo -

19、RL if ii id 例：例：第25頁/共31頁 電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，即有恒壓輸出的電壓的作用，即有恒壓輸出的特性，故輸出電阻降低。特性，故輸出電阻降低。 電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，即有恒流輸出的電流的作用，即有恒流輸出的特性，故輸出電阻提高。特性，故輸出電阻提高。電壓負(fù)反饋使放大電路的輸出電阻降低電流負(fù)反饋使放大電路的輸出電阻提高 對放大電路輸出電阻的影響9.2 放大電路中的負(fù)反饋+-ud+-uf +-+-R1RF R2uiuo -例：例：RLuoufuduoTioufudio例：例：+uf -+-+-R R2uiuo -RL io +-ud第26頁/共31頁9.3 9.3 振蕩電路中的正反饋振蕩電路中的正反饋9.3.1 自激振蕩基本放大電路基本放大電路Aifuu 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)Fou正弦波振蕩電路的方框圖正弦波振蕩電路的方框圖自激振蕩：自激振蕩：電路的輸入端不外接信號，而輸出