放大電路中的反饋(精)

1、在電子電路中，在電子電路中，將輸出量將輸出量（輸出電壓或輸出（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電流）的一部分或全部通過一定的電路形式作作用到輸入回路用到輸入回路，用來，用來影響其輸入量影響其輸入量（放大電路（放大電路的輸入電壓或輸入電流）的措施稱為反饋。的輸入電壓或輸入電流）的措施稱為反饋。反饋的目的：反饋的目的：通過輸出對輸入的影響來改善系通過輸出對輸入的影響來改善系統(tǒng)的運行狀況及控制效果。統(tǒng)的運行狀況及控制效果。6.1.1 反饋的基本概念反饋的基本概念2. 反饋電路框圖反饋電路框圖放大器放大器輸出輸出輸入輸入取取+ 加強輸入信號加強輸入信號 正反饋正反饋 用于振蕩器用于

2、振蕩器取取 - 削弱輸入信號削弱輸入信號 負(fù)反饋負(fù)反饋 用于放大器用于放大器開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)疊加疊加反饋反饋信號信號凈輸入凈輸入【例】輸出量：輸出量： IC凈輸入量：凈輸入量：UBE靜態(tài)工作點穩(wěn)定原理靜態(tài)工作點穩(wěn)定原理反饋量：反饋量：URE負(fù)反饋負(fù)反饋UBEUB URE分壓偏置式靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路分壓偏置式靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路uIRB1+VCCRCC1C2RB2RERLuO+-+-+交流反饋：交流反饋：僅在交流通路中存在的反饋。僅在交流通路中存在的反饋。-穩(wěn)定穩(wěn)定Q點點直流反饋：直流反饋：僅在直流通路中存在的反饋。僅在直流通路中存在的反饋。3. 直流反饋與交流反饋直流反饋與交流反

3、饋直交流反饋直交流反饋直流反饋直流反饋+CE-改善電路的性能改善電路的性能uIRB1+VCCRCC1C2RB2RERLuO+-+-+ uIVCC + -uO + - +(+)1 Rc1 Re1 R 2 Rc2 Re Rf(+)(-)(-)1uB1uC2uE uIVCCT + -uO + - +(-)1 Rc1 Re1 2 Rc2 Re Rf(+)(-)(-)1uE1uC2uET2T1T2+-uN1R Rf RL (+)(+)+-(-)-uIuO+-uP1R Rf (+)(+)+-(-)uIuO+-uN2R R3 (+)(+)+(-)-uO1121A2A本級反饋本級反饋反饋只存在于某一級放大器中

4、反饋只存在于某一級放大器中 級間反饋級間反饋反饋存在于兩級以上的放大器之間反饋存在于兩級以上的放大器之間反饋通路反饋通路本級反饋通路本級反饋通路級間反饋通路級間反饋通路4.4.本級反饋與級間反饋本級反饋與級間反饋1. 有無反饋的判斷有無反饋的判斷方法：找反饋通路方法：找反饋通路無反饋無反饋有反饋有反饋6.1.2 反饋的判斷反饋的判斷2. 正負(fù)反饋的判斷正負(fù)反饋的判斷方法：方法：瞬時極性法瞬時極性法+ 先假定輸入信號的瞬對地極性先假定輸入信號的瞬對地極性 判斷判斷輸出信號的瞬間電位輸出信號的瞬間電位 推出反饋信號的瞬時極性推出反饋信號的瞬時極性 看反饋信號對輸入信號的影響看反饋信號對輸入信號的影

5、響增強增強-正反饋正反饋削弱削弱-負(fù)反饋負(fù)反饋+-R1 R2uOuIA-iFiP-+R1 R2uOuIA+iNiF負(fù)反饋負(fù)反饋正反饋正反饋ii2. 正負(fù)反饋的判斷正負(fù)反饋的判斷集成運放反饋電路集成運放反饋電路-+R1R2uOuIA+uD= uP - uNuFuD+-uNuP分立元件反饋電路分立元件反饋電路輸入級放大管的凈輸入電壓輸入級放大管的凈輸入電壓uBE凈輸入電流凈輸入電流iB凈輸入電壓凈輸入電壓uD 或或凈輸入電流凈輸入電流iP ( (或或 iN ) ) uIVCC + -uO + - +(+)1 Rc1 Re1 R 2 Rc2 Re Rf(+)(-)(-)T交流反饋交流反饋3.3.直流

6、反饋與交流反饋的判斷直流反饋與交流反饋的判斷方法：看反饋存在于直流通路還是交流通路中。方法：看反饋存在于直流通路還是交流通路中。直流通路直流通路 C1+-1R uiuo2R A交流通路交流通路 C1+-1R uiuo2R A交、直流反交、直流反饋饋畫出直流通路和交流通路畫出直流通路和交流通路 C1C2+-1R uiuo2R A輸出端輸出端uoio輸入端輸入端與與ui相比較相比較與與ii相比較相比較電壓反饋電壓反饋電流反饋電流反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋四種組態(tài)四種組態(tài)負(fù)反饋放

7、大電路：負(fù)反饋放大電路：引入引入交流負(fù)反饋交流負(fù)反饋的放大電路。的放大電路。+-uF負(fù)反饋負(fù)反饋uD iNi2i1iP短短路路法法令令uo=0，觀察是否仍存在反饋信號，觀察是否仍存在反饋信號:q 反饋信號不存在反饋信號不存在-電壓反饋；電壓反饋；q 反饋信號仍存在反饋信號仍存在-電流反饋。電流反饋。電壓反饋電壓反饋R21、電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓串聯(lián)負(fù)反饋+-uFiNi2i1iPFuFIDuuu串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋IOuRRu)1 (12虛短虛短OuRRR211虛斷虛斷虛斷虛斷求和求和+-uF+負(fù)反饋負(fù)反饋uD iOiO判斷正負(fù)反饋判斷正負(fù)反饋1RiuOF電流反饋電流反饋取樣取樣 FIDuuu串聯(lián)反饋

8、串聯(lián)反饋IOuRi112、電流串聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋求和求和負(fù)反饋負(fù)反饋iD 判斷反饋極性判斷反饋極性iO+- -iF電壓反饋電壓反饋取樣取樣FIDiiiiIiDRuiOF并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋RiuIO3、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋FIDiiiOFiRRRi212- -電流反饋電流反饋iF+iIiDi2并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋負(fù)反饋負(fù)反饋iD IOiRRi)1 (214、電流并聯(lián)負(fù)反饋、電流并聯(lián)負(fù)反饋iO1、判斷電壓反饋或電流反饋、判斷電壓反饋或電流反饋6.2.2 反饋組態(tài)的判斷電流反饋電流反饋電壓反饋電壓反饋從輸出端引出的反饋是電壓反饋，從輸出端引出的反饋是電壓反饋，不是從輸出端的反饋是電流反饋

9、。不是從輸出端的反饋是電流反饋。2 2、判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋、判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋反饋信號與輸入信號加在同一輸入端，則為并聯(lián)反饋反饋信號與輸入信號加在同一輸入端，則為并聯(lián)反饋反饋信號與輸入信號加在不同輸入端則為串聯(lián)反饋反饋信號與輸入信號加在不同輸入端則為串聯(lián)反饋ud = ui ufid = ii - if串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋三極管的基極和發(fā)射極可以看成放大器的兩個輸入端三極管的基極和發(fā)射極可以看成放大器的兩個輸入端iifibib=i-if并并聯(lián)聯(lián)反反饋饋ufuiubeube=ui-uf串串聯(lián)聯(lián)反反饋饋3 3、分立元件的反饋、分立元件的反饋+C1RB1RC1RB21RB22RC2

10、RE2RE1CEC3C2+VCCuoui+T1T2Rf+- -+-uf- -+ube電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋例例1：判斷：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。交流負(fù)反饋交流負(fù)反饋iibif電壓反饋電壓反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋，交直流反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋，交直流反饋例例2：判斷：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。態(tài)。- -+VCCRCC2C1Rfuiuo+電流反饋電流反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋iiBiF例例3：判斷：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。uC1uB2uouiu

11、FRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2+- - - -交直流負(fù)反饋交直流負(fù)反饋RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiubeie電流串聯(lián)電流串聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋RE2直流直流負(fù)反饋負(fù)反饋例例4：判斷如圖電路中：判斷如圖電路中RE1、RE2的負(fù)反饋作用。的負(fù)反饋作用。ioXXA開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)iofXXA閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)ofXXF反饋系數(shù)反饋系數(shù)基本放大基本放大電路電路iXoX反饋回路反饋回路fXiX+AF6.3.1方塊圖方塊圖fiiXXXifXXFA環(huán)路放大倍數(shù)環(huán)路放大倍數(shù)6.3.2負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式iofXX

12、A基本放大基本放大電路電路iXoX反饋回路反饋回路fXiX+AFFAAAf1fioXXXFAAXFAXXAiii1|AAf則若若放大倍數(shù)減小放大倍數(shù)減小|AAf則若若放大倍數(shù)增加放大倍數(shù)增加fA則若若無輸入有輸出無輸入有輸出11FA若若-深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋FAAAf1FAf1則11FA11FA01FAFA1反饋深度反饋深度-負(fù)反饋負(fù)反饋-正反饋正反饋-自激振蕩自激振蕩AFAAf10AF同相與ifXXfoXXF1深度串聯(lián)負(fù)反饋時：深度串聯(lián)負(fù)反饋時：fiUUfiII深度并聯(lián)負(fù)反饋時：深度并聯(lián)負(fù)反饋時：11FA-深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋FAf1則此時，負(fù)反饋放大電路閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無關(guān)，此時，負(fù)反

13、饋放大電路閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。6.4.1 深度負(fù)反饋的實質(zhì)深度負(fù)反饋的實質(zhì)fioAXX211fRRRUUFouu1211RRFAuuuuf例例: 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋+-uFiNi2i1iP6.5.1 對放大倍數(shù)的影響對放大倍數(shù)的影響FAAAf1|AAf則11FA負(fù)反饋負(fù)反饋AAFAAAd11dff負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降為原來的負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降為原來的 。FA11負(fù)反饋使電路放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高負(fù)反饋使電路放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高 倍倍。FA1uiubeib+在同樣的在同樣的 ib下下，ui=

14、ube + uf ube，所以所以 Rif 提高提高。iif)1(RFARbiiiuR 無負(fù)反饋時：無負(fù)反饋時：有負(fù)反饋時：有負(fù)反饋時：biifiuR uf+bbeiu6.5.26.5.2FARR1ifiifbbeiiuR 無負(fù)反饋時：無負(fù)反饋時：有負(fù)反饋時：有負(fù)反饋時：ibeifiuR iiibube+oof)1(RFARFARR1oof輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，反之亦然。反之亦然。RousouoRL輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定，輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定，反之亦然。反之亦然。ioRoisoRL6.5.2無負(fù)反饋無負(fù)反饋bwbwffFAf 1f| |AAu

15、iufuduo大大略小略小略大略大略小略小略大略大 uoAF小小接近正弦波接近正弦波正弦波正弦波ui 要穩(wěn)定靜態(tài)工作點要穩(wěn)定靜態(tài)工作點 要改善非線性失真，增大放大倍數(shù)穩(wěn)定性要改善非線性失真，增大放大倍數(shù)穩(wěn)定性 要穩(wěn)定輸出電壓要穩(wěn)定輸出電壓 要穩(wěn)定輸出電流要穩(wěn)定輸出電流 要增大輸入電阻要增大輸入電阻 要減小輸入電阻要減小輸入電阻6.5.6放大電路中引入反饋的一般原放大電路中引入反饋的一般原則則 要抑制溫漂要抑制溫漂6.6.1 自激振蕩產(chǎn)生的原因和條件自激振蕩產(chǎn)生的原因和條件 Xo 基本放大基本放大 A 電路電路 Xi Xf+Xi反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)F 在在高頻區(qū)或低頻區(qū)高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的產(chǎn)生的附加

16、相移附加相移達(dá)到達(dá)到180 ，使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋正反饋，當(dāng)滿足了一定的幅值條件時，便產(chǎn)生自激振蕩。當(dāng)滿足了一定的幅值條件時，便產(chǎn)生自激振蕩。FA和和1 FA1FA) 12(FnA幅值平衡條件幅值平衡條件相位平衡條件相位平衡條件1FA3 3、自激振蕩的平衡條件、自激振蕩的平衡條件附加相移附加相移nAFn為奇數(shù)為奇數(shù)1) 1級負(fù)反饋放大電路：級負(fù)反饋放大電路： 2) 2級負(fù)反饋放大電路：級負(fù)反饋放大電路：0FA3) 3級負(fù)反饋放大電路：級負(fù)反饋放大電路：放大電路放大電路: 直接耦合直接耦合反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò): 純電阻網(wǎng)絡(luò)純電阻網(wǎng)絡(luò)q放大電路級數(shù)越多，引入負(fù)反饋后，越易產(chǎn)生高頻振蕩放大電路級數(shù)越多，引入負(fù)反饋后，越易產(chǎn)生高頻振蕩q放