放大電路中的反饋反饋概念與判斷ppt課件

1、模擬電子技術(shù)根底模擬電子技術(shù)根底北京航空航天大學儀器科學與光電工程學院北京航空航天大學儀器科學與光電工程學院主講主講 ：趙建輝：趙建輝第六章第六章 放大電路中的反響放大電路中的反響(1.)(1.)6.1 反響的根本概念及判別方法6.2 負反響放大電路的四種組態(tài)6.3 負反響放大電路方塊圖與表達式6.4 深度負反響放大電路放大倍數(shù)分析6.5 負反響對放大電路性能的影響6.6 負反響放大電路的穩(wěn)定性6.7 放大電路中其它方式的反響第6章 放大電路中的反響本節(jié)課內(nèi)容 6. 放大電路中的反響重點：反響組態(tài)判別重點：反響組態(tài)判別難點：難點：1.1.四種反響組態(tài)正確判別四種反響組態(tài)正確判別BJT/ICBJ

2、T/IC 2. 2.反響概念的建立反響概念的建立 3. 3.負反響的作用負反響的作用本節(jié)重點難點本節(jié)重點難點問題提出1.什么是反響?為什么要反響?2.反響有那幾種方式正/負,交流/直流？3.為何要引入深度負反響？4.負反響如何改善放大電路的性能？5.什么是放大電路的自激,如何消除？6.1 反響的根本概念與判別方法放大電路中引入反響的意義放大電路中引入反響的意義( (為何要反響為何要反響)?)? - -實踐放大電路中實踐放大電路中, ,幾乎都引入反響幾乎都引入反響, ,以期以期改善放大電路的某些性能。改善放大電路的某些性能。什么是反響什么是反響? ?經(jīng)過輸出經(jīng)過輸出, ,影響輸入。以改善系統(tǒng)某些

3、性能。也影響輸入。以改善系統(tǒng)某些性能。也稱回饋稱回饋/ /回授?；厥?。如：心情調(diào)理如：心情調(diào)理; ; 行政管理行政管理/ /商業(yè)商業(yè)/ /經(jīng)濟政策調(diào)理。經(jīng)濟政策調(diào)理。 控制系統(tǒng)的調(diào)理航天器姿態(tài)控制系統(tǒng)的調(diào)理航天器姿態(tài)) )等。等。 留意：反響的實時性，與預(yù)測調(diào)理前饋區(qū)別留意：反響的實時性，與預(yù)測調(diào)理前饋區(qū)別 6.1.1 反響的根本概念一一. .什么是反響什么是反響 (FeedBack) ?(FeedBack) ?那么，什么是電路中的反響那么，什么是電路中的反響 ? ?電路中電路中, ,將輸出量將輸出量( (電壓電壓/ /電流電流) )的部分或者全部的部分或者全部經(jīng)過電路方式作用到輸入回路，經(jīng)過

4、影響經(jīng)過電路方式作用到輸入回路，經(jīng)過影響( (增大增大/ /減減小小) )輸入量輸入量( (電壓或電流電壓或電流) )來影響輸出量的措施。來影響輸出量的措施。(1)(1)電路中的反響電路中的反響 (FeedBack)(FeedBack)反響放大電路根本方框圖反響放大電路根本方框圖輸出量輸出量輸入量輸入量凈輸入量凈輸入量反響量反響量求和電路求和電路取自輸出量取自輸出量不影響輸出不影響輸出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 正反響正反響 用于振蕩器用于振蕩器取取 - 減弱輸入信號減弱輸入信號 負反響負反響 用于放大器用于放大器開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)負反響的作用：穩(wěn)定靜態(tài)任務(wù)點；

5、穩(wěn)定放大倍數(shù)；改善輸入電負反響的作用：穩(wěn)定靜態(tài)任務(wù)點；穩(wěn)定放大倍數(shù)；改善輸入電阻和輸出電阻；擴展通頻帶，改善輸出信號波形。阻和輸出電阻；擴展通頻帶，改善輸出信號波形。反響網(wǎng)絡(luò)反響網(wǎng)絡(luò)疊加疊加反響反響信號信號實踐被放大信號實踐被放大信號(2)反響電路框圖表示反響電路框圖表示分壓式偏置共射放大電路分壓式偏置共射放大電路 (Re(Re穩(wěn)定任務(wù)點穩(wěn)定任務(wù)點Q)Q)C1C2uiuoRLRb2VCC+-usRs反饋放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)基本放大電路Rc+-Rb1Re+-如：電流反響穩(wěn)定任務(wù)點如：電流反響穩(wěn)定任務(wù)點Q Q電路電路ReRe的作用的作用 ( (航天溫度環(huán)境航天溫度環(huán)境) )問題問題:如何使如何使交流信

6、交流信號不反號不反響響?正反響正反響使放大電路凈輸入量使放大電路凈輸入量/ /輸出變化量輸出變化量 增大。增大。負反響負反響使放大電路凈輸入量使放大電路凈輸入量/ /輸出變化量輸出變化量 減小。減小。二二. .反響的極性反響的極性正反響與負反響正反響與負反響如：如：ReRe電流反響穩(wěn)定任務(wù)點電路：電流反響穩(wěn)定任務(wù)點電路： 溫度升高，溫度升高，IcIc有增大趨勢，經(jīng)過有增大趨勢，經(jīng)過ReRe反響，使得：反響，使得： 輸入量：輸入量：Ube Ube 減小。減小。 輸出變化量輸出變化量 Ic /|Ic| Ic /|Ic| 減小直流減小直流/ /交流。交流。 闡明引入：負反響。闡明引入：負反響。直流反

7、響直流反響反響量中只含有直流量直流通路。反響量中只含有直流量直流通路。 只需直流量參與反響。只需直流量參與反響。交流反響交流反響反響量中只含有交流量交流通路。反響量中只含有交流量交流通路。 只需交流量參與反響。只需交流量參與反響。留意：也能夠同時含有交、直流反響。留意：也能夠同時含有交、直流反響。 直流直流/ /交流反響并不是根據(jù)輸入信號類別區(qū)分！交流反響并不是根據(jù)輸入信號類別區(qū)分！三三. .直流反響與交流反響直流反響與交流反響如：如：Re + Ce Re + Ce 電流反響電路電流反響電路2.4.4.b2.4.4.b直流負反響：穩(wěn)定任務(wù)點直流負反響：穩(wěn)定任務(wù)點Q Q。交流負反響：改善放大電流

8、性能研討重點。交流負反響：改善放大電流性能研討重點。判別內(nèi)容：判別內(nèi)容： 1 1 反響的有無反響的有無 2 2 反響的極性正反響的極性正/ /負負 3 3 反響的類型交流反響的類型交流/ /直流直流 4 4 交流負反響的組態(tài)電壓交流負反響的組態(tài)電壓/ /電流電流/ /串聯(lián)串聯(lián)/ /并聯(lián)并聯(lián)正確判別是分析反響放大電路的根底！正確判別是分析反響放大電路的根底！6.1.2 反響的判別判據(jù)：能否存在真正的反響回路判據(jù)：能否存在真正的反響回路/ /反響能否作用。反響能否作用。一一. . 反響的有反響的有/ /無判別無判別a a無反響無反響輸出不影響輸入輸出不影響輸入b b有反響有反響輸出影響輸入輸出影響

9、輸入c c無反響無反響輸出不影響輸入輸出不影響輸入判據(jù)：瞬時極性法。判據(jù)：瞬時極性法。二二. .反響極性正反響極性正/ /負的判別負的判別a a凈輸入減小凈輸入減小uD=uP-uNuD=uP-uN負反響負反響c c凈輸入減小凈輸入減小iN=iI-iFiN=iI-iF負反響負反響b b凈輸入增大凈輸入增大uD=uP-uNuD=uP-uN正反響正反響判別判別RfRf能否有反響，假設(shè)是，判別反能否有反響，假設(shè)是，判別反響的極性圖響的極性圖6.4.16.4.1。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+UCCuoui+T1T2Rf凈輸入電壓減小，電壓串聯(lián)交流負反響凈輸入電壓減小

10、，電壓串聯(lián)交流負反響 判據(jù)：根據(jù)反響通路判別。判據(jù)：根據(jù)反響通路判別。三三. .直流反響與交流反響的判別直流反響與交流反響的判別a a反響電路反響電路只對直流反響只對直流反響c c交流通路交流通路無反響無反響b b直流通路直流通路負反響負反響直流反響與交流反響的判別直流反響與交流反響的判別a a直流反響直流反響旁路電容交流短路旁路電容交流短路v v交流反響交流反響( (串聯(lián)隔直電容串聯(lián)隔直電容) )例：例：6.1.1 6.1.1 能否引入反響能否引入反響/ /極性極性/ /類型？類型？R4R4在兩級中引入直流在兩級中引入直流/ /交流負反響交流負反響R3R3在后級引入交流在后級引入交流/ /直

11、流負反響部分反響直流負反響部分反響分立放大電路反響類型判別分立放大電路反響類型判別RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuoui+Re1Re1：交流：交流/ /直流負反響直流負反響Re2Re2：直流負反響：直流負反響, ,未參與交流反響未參與交流反響Re1+Re2:Re1+Re2:直流負反響直流負反響6.2 負反響放大電路的組態(tài)負反響放大電路的作用：負反響放大電路的作用：穩(wěn)定輸出穩(wěn)定輸出uouNuD=uI-ufuoRL變化變化負反響放大電路概述：負反響放大電路概述：1.交流負反響提高放大電路輸入交流負反響提高放大電路輸入/輸出穩(wěn)定比例關(guān)系。輸出穩(wěn)定比例關(guān)系。 (抑制外界要素干擾抑制外

12、界要素干擾)2.反響是對輸出的取樣。反響是對輸出的取樣。3.負反響本質(zhì)是輸入與反響量相減，經(jīng)過調(diào)整凈輸入負反響本質(zhì)是輸入與反響量相減，經(jīng)過調(diào)整凈輸入來調(diào)整輸出。來調(diào)整輸出。負反響的分類方法：負反響的分類方法：輸出看：反響量取自輸出電壓還是電流輸出看：反響量取自輸出電壓還是電流輸入看：電壓疊加串聯(lián)還是電流疊加并聯(lián)輸入看：電壓疊加串聯(lián)還是電流疊加并聯(lián)6.2.1 負反響放大電路分析要點負負反反響響交流負反響交流負反響直流負反響直流負反響電壓串聯(lián)負反響電壓串聯(lián)負反響電壓并聯(lián)負反響電壓并聯(lián)負反響電流串聯(lián)負反響電流串聯(lián)負反響電流并聯(lián)負反響電流并聯(lián)負反響穩(wěn)定靜態(tài)任務(wù)點穩(wěn)定靜態(tài)任務(wù)點Q負反響的分類：負反響的分

13、類：組態(tài)組態(tài)用于改善放大電路性用于改善放大電路性能能6.2.2 四種負反響組態(tài)一一. .電壓串聯(lián)負反響電壓串聯(lián)負反響電壓串聯(lián)負反響特點電壓串聯(lián)負反響特點: : 輸出輸出 uouo決議于反響網(wǎng)絡(luò)決議于反響網(wǎng)絡(luò)R1/R2R1/R2，與負載，與負載(RL)(RL)無無關(guān)。電路近似為：電壓關(guān)。電路近似為：電壓控制電壓源，控制電壓源，Ro=0Ro=0oFuRRRu211IouRRu)1 (12FIuu IouufuuA二二. .電流串聯(lián)負反響電流串聯(lián)負反響電流串聯(lián)負反響特點電流串聯(lián)負反響特點: : 輸出輸出ioio決議于外部電阻決議于外部電阻R1R1，與負載，與負載(RL)(RL)無關(guān)。無關(guān)。電路近似為

14、：電壓控制電路近似為：電壓控制電流源，電流源，Ro=Ro=RLIRiRui11IouRi111RiuoFIoiufuiA三三. .電壓并聯(lián)負反響電壓并聯(lián)負反響電壓并聯(lián)負反響特點電壓并聯(lián)負反響特點: : 輸出輸出uouo決議于外部電阻決議于外部電阻R R，與負載，與負載(RL)(RL)無關(guān)。無關(guān)。電路近似為：電流控制電路近似為：電流控制電壓源，電壓源，Ro=0Ro=00PNuuRiuIoRuiioIFIouifiuA四四. .電流并聯(lián)負反響電流并聯(lián)負反響電流串聯(lián)負反響特點電流串聯(lián)負反響特點: : 輸出輸出ioio決議于外部電阻決議于外部電阻R1/R2R1/R2，與負載，與負載(RL)(RL)無無

15、關(guān)。電路近似為：電流關(guān)。電路近似為：電流控制的電流源，控制的電流源，Ro=Ro=0PNuuIoiRRi)1 (21oFIiRRRii212IoiifiiA小結(jié)：采取何種反響？小結(jié)：采取何種反響？ 決議于輸出穩(wěn)定目的和輸入構(gòu)造決議于輸出穩(wěn)定目的和輸入構(gòu)造電壓串聯(lián)負反響：電壓串聯(lián)負反響：穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓/ /輸入恒壓源輸入恒壓源IoiifiiAIouufuuA電流串聯(lián)負反響電流串聯(lián)負反響: :穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流/ /輸入恒流源輸入恒流源IoiufuiA電壓并聯(lián)負反響電壓并聯(lián)負反響: :穩(wěn)定電壓穩(wěn)定電壓/ /輸入恒流源輸入恒流源IouifiuA電流并聯(lián)負反響電流并聯(lián)負反響: :穩(wěn)定電流穩(wěn)定電流/ /輸

16、入恒流源輸入恒流源6.2.3 反響組態(tài)的判別1 1設(shè)計角度：根據(jù)穩(wěn)定目的需求選取設(shè)計角度：根據(jù)穩(wěn)定目的需求選取2 2分析角度：如何分析設(shè)計者目的？分析角度：如何分析設(shè)計者目的？一一. .電壓負反響與電流負反響的判別電壓負反響與電流負反響的判別判據(jù)：輸出短路法判據(jù)：輸出短路法令輸出電壓令輸出電壓uouo為零為零( (負載負載RLRL短路短路) ) 假設(shè)不存在輸出引起的反響量，為電壓反響。假設(shè)不存在輸出引起的反響量，為電壓反響。 假設(shè)還存在輸出引起的反響量，為電流反響。假設(shè)還存在輸出引起的反響量，為電流反響。交流電壓負反響交流電壓負反響交流電流負反響交流電流負反響if=0if0輸出引起輸出引起輸入

17、引起不算！輸入引起不算！二二. .串聯(lián)負反響與并聯(lián)負反響的判別串聯(lián)負反響與并聯(lián)負反響的判別判據(jù)：取決于輸入回路與反響回路的銜接疊加方式。判據(jù)：取決于輸入回路與反響回路的銜接疊加方式。 串聯(lián)反響：輸入電壓與反響電壓求差。串聯(lián)反響：輸入電壓與反響電壓求差。 并聯(lián)反響：輸入電流與反響電流求差。并聯(lián)反響：輸入電流與反響電流求差。串聯(lián)負反響電壓疊加串聯(lián)負反響電壓疊加并聯(lián)負反響電流疊加并聯(lián)負反響電流疊加6.2.36.2.36.2.26.2.26.2.56.2.56.2.46.2.4小結(jié)：小結(jié)：反響組態(tài)：取決于輸出采樣和輸入疊加方式。反響組態(tài)：取決于輸出采樣和輸入疊加方式。電壓負反響：負載電壓負反響：負載R

18、LRL與電壓取樣并聯(lián)與電壓取樣并聯(lián)RLRL短路，短路，uo=0uo=0，反響消逝，反響消逝電流負反響：負載電流負反響：負載RLRL與電流取樣串聯(lián)與電流取樣串聯(lián)RLRL短路短路,uo0,uo0,反響存在反響存在串聯(lián)負反響：輸入電壓與反響電壓串聯(lián)不同輸入端口疊加串聯(lián)負反響：輸入電壓與反響電壓串聯(lián)不同輸入端口疊加電流負反響：輸入電流與反響電流并聯(lián)同一輸入端口疊加電流負反響：輸入電流與反響電流并聯(lián)同一輸入端口疊加不同端口：如運放正不同端口：如運放正/ /負輸入端口，負載負輸入端口，負載RLRL兩端兩端; ; 三極管共射三極管共射(b/e)(b/e)或者或者(c/e)(c/e)兩端口兩端口 普通性：三極

19、管共射接法：普通性：三極管共射接法：b b極輸入，極輸入，c c極輸出電壓。極輸出電壓。 c c極取樣為電壓反響，極取樣為電壓反響，e e極取樣為電流反響。極取樣為電流反響。 反響至反響至b b為并聯(lián)反響，反響至為并聯(lián)反響，反響至e e為串聯(lián)反響。為串聯(lián)反響。(Re)(Re)常見負反響組態(tài)判別方法常見負反響組態(tài)判別方法:(:(直觀判別直觀判別, ,詳細驗證詳細驗證) )集成運放集成運放: : 同端取樣同端取樣: :電壓反響電壓反響( (負載負載RLRL同端同端) ) 異端取樣異端取樣: :電流反響電流反響( (負載負載RLRL異端異端) ) 同端輸入同端輸入: :并聯(lián)反響并聯(lián)反響( (運放輸入

20、同端運放輸入同端) ) 異端輸入異端輸入: :串聯(lián)反響串聯(lián)反響( (運放輸入異端運放輸入異端) )分立放大分立放大( (三極管三極管b b極輸入為例極輸入為例):): 同端取樣同端取樣: :電壓反響電壓反響(C/E(C/E同端同端) ) 異端取樣異端取樣: :電流反響電流反響(C/E(C/E異端異端) ) 同端輸入同端輸入: :并聯(lián)反響并聯(lián)反響(B/E(B/E同端或者雙端輸入同端或者雙端輸入同端同端) ) 異端輸入異端輸入: :串聯(lián)反響串聯(lián)反響(B/E(B/E同端或者雙端輸入同端或者雙端輸入異端異端) )例：例：6.2.1 6.2.1 反響判別反響判別R2R2：反響回路：反響回路瞬時極性法：瞬

21、時極性法：R1R1上獲得反響電壓上獲得反響電壓負反響負反響RLRL短路，短路，ioio存在，反響電壓存在存在，反響電壓存在電流反響電流反響輸入電壓在兩端疊加輸入電壓在兩端疊加串聯(lián)反響串聯(lián)反響結(jié)論：電流串聯(lián)負反響對直流也作用結(jié)論：電流串聯(lián)負反響對直流也作用例：例：6.2.2 6.2.2 反響判別反響判別R4R4：反響回路，反響到：反響回路，反響到T2T2輸入端輸入端瞬時極性：瞬時極性：T2T2輸入獲得反響電壓升高輸入獲得反響電壓升高負反響負反響RLRL短路，短路，ioio存在，反響電壓存在存在，反響電壓存在電壓反響電壓反響輸入電壓在兩端疊加輸入電壓在兩端疊加串聯(lián)反響串聯(lián)反響結(jié)論：電壓串聯(lián)負反響對

22、直流也作用結(jié)論：電壓串聯(lián)負反響對直流也作用例：判別例：判別RfRf能否負反響，假設(shè)是，判別反響的組態(tài)。能否負反響，假設(shè)是，判別反響的組態(tài)。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf此電路是交流電壓串聯(lián)負反響，此電路是交流電壓串聯(lián)負反響，對直流不起作用對直流不起作用C3隔直。隔直。留意：這里分析的是交流信號，不要與直流信號留意：這里分析的是交流信號，不要與直流信號混淆?；煜＜僭O(shè)反響對交假設(shè)反響對交/直流均起反響作用，可以用全量。直流均起反響作用，可以用全量。集電極集電極

23、C與基極與基極B相位相反相位相反180度。度。例：判別例：判別Rf能否負反響，假設(shè)是，判別反響的組態(tài)。能否負反響，假設(shè)是，判別反響的組態(tài)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓取樣電壓取樣電壓反響電壓反響電流疊加電流疊加并聯(lián)反響并聯(lián)反響uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯(lián)負反響，對直流也起作用。此電路是電壓并聯(lián)負反響，對直流也起作用。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif問題：三極管的靜態(tài)任務(wù)點如何提供？能否在反問題：三極管的靜態(tài)任務(wù)點如何提供？能否在反響回路加隔直電容？響回路加隔直電容？不能！不能！Rf為提供靜態(tài)電流，否那么無法提供為提供靜態(tài)電流，否那么無法提供Q點！點！R

24、f 的作用：的作用：1. 提供靜態(tài)任務(wù)點提供靜態(tài)任務(wù)點Q2. 直流負反響，穩(wěn)定直流負反響，穩(wěn)定靜態(tài)任務(wù)點。靜態(tài)任務(wù)點。3. 交流負反響，穩(wěn)定交流負反響，穩(wěn)定放大倍數(shù)。放大倍數(shù)。例：判別例：判別Rf能否負反響，假設(shè)是，判別反響的組態(tài)。能否負反響，假設(shè)是，判別反響的組態(tài)。電流并聯(lián)負反響。對直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)任電流并聯(lián)負反響。對直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)任務(wù)點。同時務(wù)點。同時Re1部分直流部分直流(電流串聯(lián)電流串聯(lián))負反響穩(wěn)定前級任負反響穩(wěn)定前級任務(wù)點務(wù)點, 對前級交流不反響。對前級交流不反響。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2電流取樣電流取樣電流反響電流反響電流疊加電流疊加并聯(lián)反響并聯(lián)反響例：判別如圖電路中例：判別如圖電路中RE1、RE2的負反響作用。的負反響作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie電流串聯(lián)反響電流串聯(lián)反響RE2對交對交流反響不流反響不起作用起作用1. 對交流信號：對交流信號：ieueube=ui-ueibieR