電工電子技術(shù) 放大電路中的負(fù)反饋

集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性＋

uo∞u+

u-+線性段非線性段非線性段-0.10.1uouid/mv(回顧)

運(yùn)放的線性范圍很小，作為放大器必須采取措施使其滿足線性放大要求。(7)放大電路中反饋的基本概念。反饋放大電路的框圖。反饋放大電路中反饋的分類及判別方法。簡介負(fù)反饋的四種組態(tài)。反饋反饋：將放大電路輸出端的信號(hào)(電壓或電流)的一部分或全部通過某種電路形式引回到輸入 端，影響其輸入量達(dá)到控制輸出量的措施。2.2.1

反饋的基本概念2.2

放大電路中的負(fù)反饋IcUbeIbIc穩(wěn)定直流工作點(diǎn)：RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––icubeibCeVbVe射極偏置放大電路Ve=IcRERE：溫度補(bǔ)償電阻，負(fù)反饋放大器輸出輸入取+加強(qiáng)輸入信號(hào)取-削弱輸入信號(hào)開環(huán)閉環(huán)反饋電路±比較器反饋信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)反饋框圖：反饋放大電路的方框圖反饋電路F–基本放大電路Ao+輸出信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)凈輸入信號(hào)開環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)差值信號(hào)比較器反饋系數(shù)反饋放大電路的三個(gè)基本環(huán)節(jié)：基本放大反饋電路比較環(huán)節(jié)反饋放大電路的組成：反饋電路F–基本放大電路Ao+反饋的分類：根據(jù)反饋取樣信號(hào)電壓反饋電流反饋根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的連接方式串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋根據(jù)反饋信號(hào)性質(zhì)直流反饋交流反饋根據(jù)反饋信號(hào)極性負(fù)反饋正反饋2.2.3負(fù)反饋的四種組態(tài)負(fù)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1.按反饋信號(hào)的極性分類——負(fù)反饋、正反饋正反饋：反饋信號(hào)的極性與輸入信號(hào)的極性相反時(shí)，即，即反饋的結(jié)果增強(qiáng)了原來的輸入信號(hào)，使凈輸入信號(hào)Xd＞Xi，這種反饋稱為正反饋。負(fù)反饋：反饋信號(hào)的極性與輸入信號(hào)的極性相同時(shí)，即，即反饋的結(jié)果削弱了原來的輸入信號(hào)，使凈輸入信號(hào)Xd＜Xi，這種反饋稱為負(fù)反饋。+-判斷正負(fù)反饋--瞬時(shí)極性法:首先假設(shè)輸入信號(hào)為某一極性，一般為“＋”，然后按照基本放大器的性質(zhì)確定輸出信號(hào)的極性，再由輸出端通過反饋電路返回輸入端，確定反饋信號(hào)的極性，最后依照上述定義作出結(jié)論。即：使凈輸入信號(hào)減小的反饋稱為負(fù)反饋，使凈輸入信號(hào)增大的反饋稱為正反饋。瞬時(shí)極性法+–uf負(fù)反饋正反饋RF、R1反饋電路ud=ui+uf,ud>uiud=ui-uf，ud<uiuoRFuiR2R1+–++–+–RL例：凈輸入信號(hào)+–uduoRFuiR2R1+–-+++–RL+–ud+–uf如果反饋信號(hào)取自輸出電壓，叫電壓反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電流，叫電流反饋。2.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。反饋電路F–基本放大電路Ao+電壓反饋電流反饋輸出RL短路時(shí)，反饋消失，即為電壓反饋，反之反饋存在，即為電流反饋。電壓、電流反饋的判別-輸出短路法：RL短路，不一定是對(duì)地短路。例：+–uf–+uduouiR2RL+–++–ioR電流反饋+–uf+–uduoRFuiR2R1+–++–+–RL電壓反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，稱為串聯(lián)反饋。其反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓形式作比較。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，稱為并聯(lián)反饋。其反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流形式作比較。3.

根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)連接形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。反饋電路F–基本放大電路Ao+串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋ud=ui-uf，ud<uiuoRFuiR2R1+–++–+–RL+–uf+–ud并聯(lián)反饋uoRFuiR2R1++––++–RLiiif

idid=ii–

if并聯(lián)反饋反饋組態(tài)的判別方法取樣判別輸出短路法反饋消失反饋存在電壓反饋電流反饋極性判別瞬時(shí)極性法正反饋負(fù)反饋連接判別并聯(lián)反饋信號(hào)、反饋連接法并接串接串聯(lián)反饋運(yùn)算放大器電路反饋類型的判別方法：

1.反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋；從負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，是電流反饋；

2.輸入信號(hào)和反饋信號(hào)分別加在兩個(gè)輸入端（同相和反相）上的，是串聯(lián)反饋；加在同一個(gè)輸入端（同相或反相）上的，是并聯(lián)反饋；

3.對(duì)串聯(lián)反饋，輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的極性相同時(shí)，是負(fù)反饋；極性相反時(shí)，是正反饋；

4.對(duì)并聯(lián)反饋，凈輸入電流等于輸入電流和反饋電流之差時(shí)(極性相反時(shí))，是負(fù)反饋；否則(極性相同)是正反饋。+–ufud=ui–

uf，ud<ui——負(fù)反饋1.瞬時(shí)極性法判別極性運(yùn)算放大器電路中的負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓電壓串聯(lián)負(fù)反饋2.輸出短路法3.信號(hào)、反饋的接法——電壓反饋——串聯(lián)反饋+–uduoRFuiR2R1+–++–+–RLA.i1if

id－電壓并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓1.瞬時(shí)極性法判別極性2.輸出短路法3.信號(hào)、反饋的接法——電壓反饋——并聯(lián)反饋——負(fù)反饋id=i1–

if，id<

i1uoRFuiR2R1++––++–RLB.－運(yùn)算放大器電路中的負(fù)反饋+–uf–+ud電流串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流1.瞬時(shí)極性法判別極性2.輸出短路法3.信號(hào)、反饋的接法——電流反饋——串聯(lián)反饋——負(fù)反饋ud=ui–

uf，ud<uiuouiR2RL+–++–ioRC.運(yùn)算放大器電路中的負(fù)反饋i1ifid－電流并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流1.瞬時(shí)極性法判別極性2.輸出短路法3.信號(hào)、反饋的接法——電流反饋——并聯(lián)反饋RFR1uiR2RL+–++–ioRB.id=i1–

if，id<

i1——負(fù)反饋－運(yùn)算放大器電路中的負(fù)反饋uoRFuiR2R1++––++–RLuouiR2RL+–++–ioRRFR1uiR2RL+–++–ioR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uoRFuiR2R1+–++–+–RL電壓串聯(lián)負(fù)反饋i1ifidi1ifid運(yùn)算放大器電路反饋類型的判別方法：

1.反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋；從負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，是電流反饋；

2.輸入信號(hào)和反饋信號(hào)分別加在兩個(gè)輸入端（同相和反相）上的，是串聯(lián)反饋；加在同一個(gè)輸入端（同相或反相）上的，是并聯(lián)反饋；

3.對(duì)串聯(lián)反饋，輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的極性相同時(shí)，是負(fù)反饋；極性相反時(shí)，是正反饋；

4.對(duì)并聯(lián)反饋，輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的極性相反時(shí)，是負(fù)反饋；極性相同時(shí)，是正反饋；

。例1：試判別下圖放大電路中從運(yùn)算放大器A2輸出端引至A1輸入端的是何種類型的反饋電路。uf+–uo1uiR+–++–uo++–RLA1A2解：

因反饋電路直接從運(yùn)算放大器A2的輸出端引出，所以是電壓反饋；

因輸入信號(hào)和反饋信號(hào)分別加在反相輸入端和同相輸入端上，所以是串聯(lián)反饋；因輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的極性相同，所以是負(fù)反饋。－－電壓串聯(lián)負(fù)反饋先在圖中標(biāo)出各點(diǎn)的瞬時(shí)極性及反饋信號(hào)；R1例2：試判別下圖放大電路中從運(yùn)算放大器A2輸出端引至A1輸入端的是何種類型的反饋電路。解：

因反饋電路是從運(yùn)算放大器A2的負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，所以是電流反饋；

因輸入信號(hào)和反饋信號(hào)均加在同相輸入端上，所以是并聯(lián)反饋;

因凈輸入電流id等于輸入電流和反饋電流之差，所以是負(fù)反饋。－電流并聯(lián)負(fù)反饋uo1uiR++–uo++–RLA1A2i1ifid2.2.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響反饋放大電路的基本方程反饋電路F–基本放大電路A+反饋電路F–基本放大電路A+1.

降低放大倍數(shù)

負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。有：|1+AF|稱為反饋深度，其值愈大，負(fù)反饋?zhàn)饔糜鷱?qiáng)，Af也就愈小。2.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。放大倍數(shù)下降至1/(1+AF)倍，其穩(wěn)定性提高1+AF倍。若|AF|>>1，稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)：

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)有關(guān)。閉環(huán)放大倍數(shù)可有很高的穩(wěn)定性例2.2.2某負(fù)反饋放大器，放大倍數(shù)A=104,反饋系數(shù)F=0.01，由于外部條件變化使A變化了±10%，求Af的相對(duì)變化量。解：即A變化了±10%時(shí)，Af僅變化了0.1%。Aouiuo加反饋前加反饋后ufuiudAoF+–改善uo3.

改善波形失真4.展寬通頻帶引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加無負(fù)反饋有負(fù)反饋BWfBWf|Au|O5.

對(duì)輸入電阻的影響1)串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻提高理解：串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串了一個(gè)電阻，故輸入電阻增加。uiubeib++––在同樣的

ib下，ui=ube+uf

>ube，所以

rif

提高。無負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：uf+–2)并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻降低在同樣的ube下，ii

=ib+if>ib，所以rif

降低。理解：并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。if無負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：iiibube+–

電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，即有恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。

電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，即有恒流輸出特性，故輸出電阻提高。1)電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻降低2)電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻提高6.對(duì)輸出電阻的影響roesouoRLroisoioRL非線性應(yīng)用：是指由運(yùn)放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系uo=f(ui)是非線性函數(shù)。由運(yùn)放組成的非線性電路有以下情況：1.電路中的運(yùn)放處于非線性狀態(tài)。++Auouid比如：運(yùn)放開環(huán)應(yīng)用§2.4集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用2.電路中的運(yùn)放處于線性狀態(tài)，但外圍電路有非線性元件（二極管、三極管、穩(wěn)壓管等）。ui>0時(shí)：ui<0時(shí)：uoui0傳輸特性++AuoR1RF1RF2Dui（2）運(yùn)放工作在非線性區(qū)。

3.分析運(yùn)放電路的基本依據(jù)（1）運(yùn)放工作在線性區(qū)。

“虛短”和“虛斷”u+-u-=uidu+＞u－時(shí)，uo=+Uom

u+＜u－時(shí)，uo=－Uom

虛斷++uouiURuoui0+Uom-UomUR當(dāng)ui<UR時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui