直接耦合放大器及反饋

關(guān)于直接耦合放大器及反饋正確理解

直接耦合放大器的特點(diǎn)；零點(diǎn)漂移現(xiàn)象；差動(dòng)放大器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；差模信號(hào)、共模信號(hào)、共模抑制比；甲乙類互補(bǔ)功率放大器的特點(diǎn)；交越失真；反饋的基本概念；負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響。第2頁,共107頁，2024年2月25日，星期天熟練掌握

長尾式差動(dòng)放大器的工作原理及靜態(tài)工作點(diǎn)、動(dòng)態(tài)指標(biāo)計(jì)算；具有恒流源的差動(dòng)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)、動(dòng)態(tài)指標(biāo)的計(jì)算；甲乙類互補(bǔ)功率放大器的工作原理及輸出功率、效率的計(jì)算；負(fù)反饋放大器的類型判別。第3頁,共107頁，2024年2月25日，星期天重點(diǎn)掌握具有恒流源電路的差動(dòng)放大器的靜態(tài)工作點(diǎn)計(jì)算、差模電壓放大倍數(shù)計(jì)算、差模輸入電阻、輸出電阻計(jì)算；由集成運(yùn)算放大器組成的負(fù)反饋電路的組態(tài)判別。第4頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2.3差分放大電路

耦合方式：信號(hào)源與放大電路之間、兩級(jí)放大電路之間、放大器與負(fù)載之間的連接方式。

常用的耦合方式：直接耦合、阻容耦合和變壓器耦合。動(dòng)態(tài):傳送信號(hào)減少壓降損失靜態(tài)：保證各級(jí)有合適的Q點(diǎn)波形不失真第二級(jí)

推動(dòng)級(jí)

輸入級(jí)

輸出級(jí)輸入輸出多級(jí)放大電路的框圖對(duì)耦合電路的要求多級(jí)放大電路及其級(jí)間耦合方式第5頁,共107頁，2024年2月25日，星期天一、直接耦合放大電路的零點(diǎn)漂移現(xiàn)象直接耦合：將前級(jí)的輸出端直接接后級(jí)的輸入端?？捎脕矸糯缶徛兓男盘?hào)或直流量變化的信號(hào)。+UCCuoRC2T2uiRC1R1T1R2––++RE22.3.1差分放大電路概述第6頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2.零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移：指輸入信號(hào)電壓為零時(shí)，輸出電壓△uo發(fā)生緩慢地、無規(guī)則地變化的現(xiàn)象。

即當(dāng)△ui=0時(shí)，△uo≠0的現(xiàn)象uotO產(chǎn)生的原因：晶體管參數(shù)隨溫度變化、電源電壓波動(dòng)、電路元件參數(shù)的變化。直接耦合存在的兩個(gè)問題：1.前后級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響當(dāng)△ui=0時(shí)，由溫度變化而引起△uo變化的現(xiàn)象又稱之為溫度漂移第7頁,共107頁，2024年2月25日，星期天

若由于溫度的升高IC1增加1%，試計(jì)算輸出電壓Uo變化了多少？已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，

1=

2=50。溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。IC1=2.31.01mA=2.323mAUC1=UZ+UBE2=4+0.6V=4.6V例：uZ–++UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZIC1IRc1IRB2第8頁,共107頁，2024年2月25日，星期天已知：UZ=4V，UBE=0.6V，RC1=3k，RC2=500，

1=

2=50。溫度升高前，IC1=2.3mA，Uo=7.75V。例：uZ–++UCCuoRC2T2ui=0RC1R1T1R2––++RDZIC2=

2?

IB2=500.147mA=7.35mA

Uo=8.325－7.75V=0.575V

提高了7.42%

可見，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，由于溫度的變化，輸出電壓發(fā)生了變化即有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象。IC1IRc1IRB2IC2

若由于溫度的升高IC1增加1%，試計(jì)算輸出電壓Uo變化了多少？第9頁,共107頁，2024年2月25日，星期天零點(diǎn)漂移的危害：直接影響對(duì)輸入信號(hào)測量的準(zhǔn)確程度和分辨能力。嚴(yán)重時(shí)，可能淹沒有效信號(hào)電壓，無法分辨是有效信號(hào)電壓還是漂移電壓。

一般用輸出漂移電壓折合到輸入端的等效漂移電壓作為衡量零點(diǎn)漂移的指標(biāo)。輸入端等效漂移電壓輸出端漂移電壓電壓放大倍數(shù)

只有輸入端的等效漂移電壓比輸入信號(hào)小許多時(shí)，放大后的有用信號(hào)才能被很好地區(qū)分出來。第10頁,共107頁，2024年2月25日，星期天

由于不采用電容，所以直接耦合放大電路具有良好的低頻特性。通頻帶f|Au

|0.707|Auo|OfH|Auo|幅頻特性

抑制零點(diǎn)漂移是制作高質(zhì)量直接耦合放大電路的一個(gè)重要的問題。

適合于集成化的要求，在集成運(yùn)放的內(nèi)部，級(jí)間都是直接耦合。第11頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2.3.2長尾式差動(dòng)放大電路+VCCuoui1RC1T1Rb1RC2ui2RERb2+++–––T2VEE+–uC1uC2RE的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，限制每個(gè)管子的漂移。VEE：用于補(bǔ)償RE上的壓降，以獲得合適的工作點(diǎn)。

電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，在理想的情況下，兩管的特性及對(duì)應(yīng)電阻元件的參數(shù)值都相等。兩個(gè)輸入、兩個(gè)輸出兩管靜態(tài)工作點(diǎn)相同重點(diǎn)闡述第12頁,共107頁，2024年2月25日，星期天1.靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置+UCCuoui1RC1T1Rb1RC2ui2ReRb2+++–––T2VEE+–IBIE1IE2IBICIC2IEuC1uE1兩管靜態(tài)工作點(diǎn)相同第13頁,共107頁，2024年2月25日，星期天+UCCuoui1RC1T1Rb1RC2ui2ReRb2+++–––T2VEE+–IBIE1IE2IBICICIEuC1uE1一般情況下，因?yàn)镽b和IBQ都很小，1.靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置第14頁,共107頁，2024年2月25日，星期天+UCCuoui1RC1T1Rb1RC2ui2ReRb2+++–––T2VEE+–IBIE1IE2IBICICIEuC1uE1

在基極電阻靜態(tài)壓降可忽略的情況下，只要合理選擇Re與VEE，就可得到合適的靜態(tài)工作點(diǎn)1.靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置第15頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2.對(duì)共模信號(hào)的抑制作用uo=VC1－VC2

=0uo=(VC1+

VC1

)－(VC2+

VC2)=0靜態(tài)時(shí)，ui1

=

ui2

=0當(dāng)溫度升高時(shí)

IC

VC

（兩管變化量相等）

對(duì)稱差動(dòng)放大電路對(duì)兩管所產(chǎn)生的同向漂移都有抑制作用。第16頁,共107頁，2024年2月25日，星期天

兩管集電極電位呈等量同向變化，所以輸出電壓為零，即對(duì)共模信號(hào)沒有放大能力。共模信號(hào)

ui1=ui2

大小相等、極性相同

差動(dòng)電路抑制共模信號(hào)能力的大小，反映了它對(duì)零點(diǎn)漂移的抑制水平。共模信號(hào)需要抑制第17頁,共107頁，2024年2月25日，星期天

若電路完全對(duì)稱，理想情況下共模放大倍數(shù)Ac=0

輸出電壓

uo

=

Ad

（ui1－

ui2）=

Ad

uid

若電路不完全對(duì)稱，則Ac

0，實(shí)際輸出電壓

uo

=Acuic+

Ad

uid即共模信號(hào)對(duì)輸出有影響。共模輸出信號(hào)共模輸入信號(hào)

共模放大倍數(shù)第18頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3.對(duì)差模信號(hào)的放大作用兩管基極、集電極、發(fā)射極電流的增量都大小相等、極性相反，即差模信號(hào)

Δui1=–Δ

ui2

大小相等、極性相反即對(duì)差模信號(hào)有放大能力。流過Re電流的增量所以發(fā)射極電位不變，因此發(fā)射極對(duì)差模信號(hào)相當(dāng)于公共端第19頁,共107頁，2024年2月25日，星期天1)動(dòng)態(tài)分析第20頁,共107頁，2024年2月25日，星期天1)動(dòng)態(tài)分析第21頁,共107頁，2024年2月25日，星期天（CommonModeRejectionRatio)全面衡量差動(dòng)放大電路放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的能力。差模放大倍數(shù)共模放大倍數(shù)

KCMR越大，說明差放分辨差模信號(hào)的能力越強(qiáng)，而抑制共模信號(hào)的能力越強(qiáng)。2)共模抑制比共模抑制比第22頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3)消除元件參數(shù)的不對(duì)稱的措施為了克服元件參數(shù)的不對(duì)稱，常引入調(diào)零電位器RW第23頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2.3.3差動(dòng)放大電路的四種接法1.雙端輸入、雙端輸出（雙入雙出）

2.雙端輸入、單端輸出（雙入單出）

3.單端輸入、雙端輸出（單入雙出）

4.單端輸入、單端輸出（單入單出）差動(dòng)放大電路共有四種輸入輸出方式:

差模電壓放大倍數(shù)共模電壓放大倍數(shù)差模輸入電阻輸出電阻主要討論的問題有：第24頁,共107頁，2024年2月25日，星期天(1)差模電壓放大倍數(shù)（2）共模電壓放大倍數(shù)（3）差模輸入電阻（4）輸出電阻輸入幅值不同，如何處理1.雙端輸入雙端輸出

第25頁,共107頁，2024年2月25日，星期天

這種方式適用于將差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為單端輸出的信號(hào)。(1)差模電壓放大倍數(shù)（2）差模輸入電阻（3）輸出電阻2.雙端輸入單端輸出第26頁,共107頁，2024年2月25日，星期天（4）共模電壓放大倍數(shù)共模等效電路：第27頁,共107頁，2024年2月25日，星期天

3.單端輸入雙端輸出vi1=－vi2=vi/2計(jì)算同雙端輸入雙端輸出：單端輸入等效雙端輸入:

因?yàn)橛覀?cè)的Rb+rbe歸算到發(fā)射極回路的值[(Rs+rbe)/(1+

)]<<Re，故Re對(duì)Ie分流sss極小，可忽略，于是有第28頁,共107頁，2024年2月25日，星期天4.單端輸入單端輸出

計(jì)算同雙入單出：注意放大倍數(shù)的正負(fù)號(hào)：設(shè)從T1的基極輸入信號(hào)，如果從C1輸出，為負(fù)號(hào)；從C2輸出為正號(hào)。第29頁,共107頁，2024年2月25日，星期天(1)差模電壓放大倍數(shù)

差動(dòng)放大器動(dòng)態(tài)參數(shù)計(jì)算總結(jié)

雙端輸出時(shí)：

單端輸出時(shí)：

(2)共模電壓放大倍數(shù)

與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：

雙端輸出時(shí)：

單端輸出時(shí)：與單端輸入還是雙端輸入無關(guān)，只與輸出方式有關(guān)：重點(diǎn)闡述第30頁,共107頁，2024年2月25日，星期天

(3)差模輸入電阻

不論是單端輸入還是雙端輸入，差模輸入電阻Rid是基本放大電路的兩倍。

單端輸出時(shí)，雙端輸出時(shí)，

(4)輸出電阻第31頁,共107頁，2024年2月25日，星期天1、電路的組成和工作原理KCMR=Ad/Ac從以上兩式看出要減小Ac，提高共模抑制比，應(yīng)增大RE，但RE不能太大，因?yàn)镽E上的壓降由VEE提供。在保持VT1、VT2兩管的工作電流為一定值時(shí)，要加大RE，必須提高VEE，這是有困難的。能不能找到這樣一種元器件，它的直流電阻很小，而它的交流電阻卻很大，這樣靜態(tài)時(shí)不需要很大的VEE，動(dòng)態(tài)時(shí)的AC卻很小，KCMR很大？2.3.3具有恒流源差分放大電路第32頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2、具有電流源的差分放大電路減少共模放大倍數(shù)的思路：

增大REE用恒流源代替REE特點(diǎn)：直流電阻為有限值動(dòng)態(tài)電阻很大簡化畫法電流源代替差分電路中的REE+VCCRLRERB1RB2ICI0V1+VCCV2RCR1uodRC–VEER2R3IC3V3RbRbV1+VCCV2RCuodRCVEEI0RbRb第33頁,共107頁，2024年2月25日，星期天

功率放大電路的作用：是放大電路的輸出級(jí)，去推動(dòng)負(fù)載工作。例如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、繼電器動(dòng)作、儀表指針偏轉(zhuǎn)、電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)等。

功率放大電路是一種以輸出較大功率為目的的放大電路。例：擴(kuò)音系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)功率放大電壓放大信號(hào)提取2.4直接耦合功率放大電路第34頁,共107頁，2024年2月25日，星期天對(duì)功率放大電路的基本要求(1)功放電路中電流、電壓要求都比較大，必須注意電路參數(shù)不能超過晶體管的極限值:ICM

、UCEM

、

PCM

。iCICMUCEMuCEPCMOICEO安全工作區(qū)第35頁,共107頁，2024年2月25日，星期天(2)電流、電壓信號(hào)比較大，必須注意防止波形失真。(3)電源提供的能量盡可能轉(zhuǎn)換給負(fù)載，減少晶體管及線路上的損失。即注意提高電路的效率（

）。Pomax

:負(fù)載上得到的交流信號(hào)功率。PE：電源提供的直流功率。第36頁,共107頁，2024年2月25日，星期天電壓放大電路的要求三極管工作在放大狀態(tài)主要討論的是電壓增益、輸入和輸出電阻等不失真功率放大的特殊要求

Pomax

大，三極管盡限工作

=Pomax/PE

要高非線性失真要小管耗盡可能小功率放大電路與電壓放大電路有本質(zhì)上的區(qū)別第37頁,共107頁，2024年2月25日，星期天ICUCEOQiCtOICUCEOQiCtOICUCEOQiCtO晶體管的工作狀態(tài)甲類工作狀態(tài)晶體管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期都導(dǎo)通靜態(tài)IC較大，波形好,管耗大效率低。乙類工作狀態(tài)晶體管只在輸入信號(hào)的半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通，靜態(tài)IC=0，波形嚴(yán)重失真,管耗小效率高。甲乙類工作狀態(tài)晶體管導(dǎo)通的時(shí)間大于半個(gè)周期，靜態(tài)IC

0，一般功放常采用。第38頁,共107頁，2024年2月25日，星期天答：不合適，因?yàn)樾侍?。uotuo射極輸出器輸出電阻低，帶負(fù)載能力強(qiáng)，可以用做功率放大器嗎？問題討論:ibuceQIcUCC/REUCCRbuoUCCuiRE第39頁,共107頁，2024年2月25日，星期天射極輸出器效率低的原因：靜態(tài)工作點(diǎn)（Q）設(shè)置較高（靠近負(fù)載線的中部），信號(hào)波形正負(fù)半周均不失真。電路中存在的靜態(tài)電流（ICQ），在晶體管和射極電阻中造成較大靜態(tài)損耗，使效率降低。uotuoibuceQIcUCC/REUCC設(shè)Q點(diǎn)正好在負(fù)載線中點(diǎn)，若忽略晶體管的飽和壓降，則有：UCEQICQ第40頁,共107頁，2024年2月25日，星期天如何解決效率低的問題？辦法：降低Q點(diǎn)但又會(huì)引起截止失真既降低Q點(diǎn)又不會(huì)引起截止失真的辦法：采用推挽輸出電路，或互補(bǔ)對(duì)稱射極輸出器第41頁,共107頁，2024年2月25日，星期天變壓器耦合推挽功率放大電路輸入變壓器：將輸入信號(hào)分成兩個(gè)大小相等相位相反的信號(hào)，分別送兩個(gè)放大器的基極，使T1、T2輪流導(dǎo)通。輸出變壓器：將兩個(gè)集電極輸出信號(hào)合為一個(gè)信號(hào)，耦合到副邊輸出給負(fù)載。放大器：由兩個(gè)共射極放大器組成，兩個(gè)三極管的射極接在一起，–+++––UCCT1T2RLiLuiReRb2Rb1第42頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2.4.1

乙類互補(bǔ)對(duì)稱放大電路

互補(bǔ)對(duì)稱電路是集成功率放大電路輸出級(jí)的基本形式。當(dāng)它通過容量較大的電容與負(fù)載耦合時(shí)，由于省去了變壓器而被稱為無輸出變壓器(OutputTransformerless)電路，簡稱OTL電路。若互補(bǔ)對(duì)稱電路直接與負(fù)載相連，輸出電容也省去，就成為無輸出電容(OutputCapacitorless)電路，簡稱OCL電路。

OTL電路采用單電源供電，OCL電路采用雙電源供電。

本節(jié)主要講OCL雙電源功率放大電路。第43頁,共107頁，2024年2月25日，星期天互補(bǔ)對(duì)稱：電路中采用兩個(gè)晶體管：NPN、PNP各一支；兩管特性一致。對(duì)稱電源：+UCC，-UCC

組成互補(bǔ)對(duì)稱式射極輸出器ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLNPN型PNP型第44頁,共107頁，2024年2月25日，星期天1、工作原理（設(shè)ui為正弦波）ic1ic2

靜態(tài)時(shí)：ui=0V

T1、T2均不工作

uo=0V動(dòng)態(tài)時(shí)：ui

0VT1截止，T2導(dǎo)通ui>0VT1導(dǎo)通，T2截止iL=ic1

;ui-VCCT1T2uo+VCCRLiLiL=ic2(1)靜態(tài)電流

ICQ、IBQ等于零；(2)每管導(dǎo)通時(shí)間等于半個(gè)周期；(3)存在交越失真。特點(diǎn)：第45頁,共107頁，2024年2月25日，星期天ui-VCCT1T2uo+VCCRLiL輸入輸出波形圖uiuououo′交越失真死區(qū)電壓第46頁,共107頁，2024年2月25日，星期天交越失真

當(dāng)輸入信號(hào)ui為正弦波時(shí)，輸出信號(hào)在過零前后出現(xiàn)的失真稱為交越失真。

交越失真產(chǎn)生的原因由于晶體管特性存在非線性，ui

<死區(qū)電壓晶體管導(dǎo)通不好。交越失真采用各種電路以產(chǎn)生有不大的偏流，使靜態(tài)工作點(diǎn)稍高于截止點(diǎn)，即工作于甲乙類狀態(tài)?？朔辉绞д娴拇胧﹗itOuotO第47頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3、最大輸出功率及效率的計(jì)算假設(shè)ui為正弦波且幅度足夠大，T1、T2導(dǎo)通時(shí)均能飽和，此時(shí)輸出達(dá)到最大值。ULmax負(fù)載上得到的最大功率為：iL-VCCRLuiT1T2UL+VCC則負(fù)載（RL)上的電壓和電流分別為：若忽略晶體管的飽和壓降，重點(diǎn)闡述第48頁,共107頁，2024年2月25日，星期天電源提供的直流平均功率計(jì)算：

每個(gè)電源中的電流為半個(gè)正弦波，VCC1=VCC2=VCC

tic1

2電流平均值:兩個(gè)電源提供的總功率為：第49頁,共107頁，2024年2月25日，星期天效率為：其余的消耗在三極管上。第50頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2.4.2甲乙類互補(bǔ)功率放大電路給T1、T2提供靜態(tài)電壓

tiC0ICQ1ICQ2電路：RLRD3D4T1T2+VCC+ui

+uo

VEET5利用二極管進(jìn)行偏置的互補(bǔ)對(duì)稱電路重點(diǎn)闡述第51頁,共107頁，2024年2月25日，星期天當(dāng)ui=0時(shí)，D3、D4的導(dǎo)通壓降使T1、T2微導(dǎo)通。ic1=

ic2,v0=0當(dāng)ui<0(

至)，T2微導(dǎo)通

截止微導(dǎo)通。當(dāng)ui>0(

至)，T1微導(dǎo)通

截止微導(dǎo)通。T1

微導(dǎo)通

充分導(dǎo)通

微導(dǎo)通；T2

微導(dǎo)通

充分導(dǎo)通

微導(dǎo)通；

RLRD3D4T1T2+VCC+ui

+uo

VEET5ic1ic2第52頁,共107頁，2024年2月25日，星期天克服交越失真的電路：R1D1D2R2

靜態(tài)時(shí):

T1、T2兩管發(fā)射結(jié)電位分別為二極管D1、D2的正向?qū)▔航担率箖晒芫幱谖⑷鯇?dǎo)通狀態(tài)；動(dòng)態(tài)時(shí)：設(shè)ui加入正弦信號(hào)。正半周T2截止，T1基極電位進(jìn)一步提高，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)；負(fù)半周T1截止，T2

基極電位進(jìn)一步降低，進(jìn)入良好的導(dǎo)通狀態(tài)。+UCC-UCCULuiiLRLT1T21.電路中增加R1、D1、D2、R2支路第53頁,共107頁，2024年2月25日，星期天uB1tUTtiBIBQ波形關(guān)系：ICQiCuBEiBib特點(diǎn)：存在較小的靜態(tài)電流ICQ、IBQ。每管導(dǎo)通時(shí)間大于半個(gè)周期，基本不失真。iCQuceUCC/REUCCIBQ第54頁,共107頁，2024年2月25日，星期天反饋

—

將電路的輸出量(電壓或電流)的部分或全部，通過一定的元件，以一定的方式回送到輸入回路并影響輸入量(電壓或電流)和輸出量的過程。2.5放大電路中的反饋2.

信號(hào)的兩種流向正向傳輸：輸入輸出反向傳輸：輸出輸入

—

開環(huán)—

閉環(huán)輸入輸出

放大電路

反饋網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)闡述第55頁,共107頁，2024年2月25日，星期天直流反饋：反饋只對(duì)直流分量起作用，反饋元件只能傳遞直流信號(hào)。負(fù)反饋：反饋削弱凈輸入信號(hào)，使放大倍數(shù)降低。在振蕩器中引入正反饋，用以產(chǎn)生波形。交流反饋：反饋只對(duì)交流分量起作用，反饋元件只能傳遞交流信號(hào)。

在放大電路中，出現(xiàn)正反饋將使放大器產(chǎn)生自激振蕩，使放大器不能正常工作。

正反饋：反饋增強(qiáng)凈輸入信號(hào)，使放大倍數(shù)提高。引入交流負(fù)反饋的目的：改善放大電路的性能引入直流負(fù)反饋的目的：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)3.反饋的分類第56頁,共107頁，2024年2月25日，星期天反饋放大電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：基本放大電路比較環(huán)節(jié)反饋電路輸出信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)反饋系數(shù)凈輸入信號(hào)放大倍數(shù)反饋電路F–基本放大電路A+4反饋放大電路的組成和基本關(guān)系式第57頁,共107頁，2024年2月25日，星期天反饋放大電路的方框圖凈輸入信號(hào)若三者同相，則

Xd=Xi–Xf可見Xd<Xi

，即反饋信號(hào)起了削弱凈輸入信號(hào)的作用（負(fù)反饋）。反饋電路F–基本放大電路A+第58頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2.5.1反饋的性質(zhì)、基本類型和判斷方法根據(jù)反饋的性質(zhì)：正反饋負(fù)反饋按反饋信號(hào)的交直流性質(zhì)：直流反饋交流反饋1.反饋放大電路的性質(zhì)第59頁,共107頁，2024年2月25日，星期天負(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2.負(fù)反饋的類型穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)第60頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3.負(fù)反饋類型的判別步驟3)

判別是否負(fù)反饋（即極性）？2)

判別是交流反饋還是直流反饋？(1)畫交直流通路圖。

(2)交直流通路圖中有無反饋元件4)

是負(fù)反饋！判斷是何種類型的負(fù)反饋？1)

判斷反饋元件（一般是電阻、電容）。(1)連接在輸入與輸出之間的元件。

(2)為輸入回路與輸出回路所共有的元件。第61頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3.負(fù)反饋類型的判別步驟3)

判別是否負(fù)反饋（即極性）？正負(fù)反饋的判斷使用瞬時(shí)極性法。(1)搞清楚放大電路的組態(tài)共發(fā)射極、共集電極和共基極放大。

每一種組態(tài)放大電路的信號(hào)輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)都不一樣，其瞬時(shí)極性也不一樣。第62頁,共107頁，2024年2月25日，星期天(2)

判別極性輸入極：接輸入信號(hào)的極非輸入極：不接輸入信號(hào)的極反饋信號(hào)回輸入極：瞬時(shí)極性與輸入信號(hào)極性相同，正反饋瞬時(shí)極性與輸入信號(hào)極性相反，負(fù)反饋反饋信號(hào)回非輸入極：瞬時(shí)極性與輸入信號(hào)相同極性，負(fù)反饋瞬時(shí)極性與輸入信號(hào)相反極性，正反饋?zhàn)ⅲ弘娮?、電容不改變信?hào)極性3.負(fù)反饋類型的判別步驟3)

判別是否負(fù)反饋（即極性）？第63頁,共107頁，2024年2月25日，星期天4)

是負(fù)反饋！判斷是何種類型的負(fù)反饋？輸入回路判斷：串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在不同節(jié)點(diǎn)---串聯(lián)反饋同一個(gè)節(jié)點(diǎn)---并聯(lián)反饋。輸出回路（輸出分壓端）判斷：電壓反饋和電流反饋反饋取自輸出端或輸出分壓端---電壓反饋非輸出端---電流反饋。3.負(fù)反饋類型的判別步驟第64頁,共107頁，2024年2月25日，星期天例1：判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。RE2對(duì)交流不起作用，引入的是直流反饋；RE1對(duì)本級(jí)引入串聯(lián)電流負(fù)反饋。RE1、RF對(duì)交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo解:第65頁,共107頁，2024年2月25日，星期天例2：判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。解:RE1、RF引入越級(jí)串聯(lián)電壓負(fù)反饋。－+－+

T2集電極的

反饋到T1的發(fā)射極，提高了E1的交流電位，使Ube1減小，故為負(fù)反饋；反饋從T2的集電極引出，是電壓反饋；反饋電壓引入到T1的發(fā)射極，是串聯(lián)反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo第66頁,共107頁，2024年2月25日，星期天例2：如果RF不接在T2的集電極，而是接C2與RL之間，兩者有何不同？解:

因電容C2的隔直流作用，這時(shí)RE1、RF僅引入交流反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo×第67頁,共107頁，2024年2月25日，星期天例2：如果RF的另一端不接在T1的發(fā)射極，而是接在它的基極，兩者有何不同，是否會(huì)變成正反饋？解:

T2集電極的

反饋到T1的基極，提高了B1的交流電位，使Ube1增大，故為正反饋；

這時(shí)RE1、RF引入越級(jí)正反饋。－+－+

RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo第68頁,共107頁，2024年2月25日，星期天RF2(R1、R2):

直流反饋（穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)）RF、CF:

交流電壓并聯(lián)負(fù)反饋+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC2RC1CE2RE2R2+C+RF1、RE1:交直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋+––+++–++UCC+RBC2RC2RC1CE2RE2+C1CF(b)–例3：RFRE2:

直流反饋第69頁,共107頁，2024年2月25日，星期天20F++++470k

600

3.9k

+20F470k

3.9k

50F2k

470

50F100F470

30k

3DG63DG6(c)+6V+––––++(d)+50k

2k

2k

8k

3k

3k

50F50F50F+20V+––––電流并聯(lián)負(fù)反饋正反饋兩個(gè)2k

電阻構(gòu)成交直流反饋兩個(gè)470k

第70頁,共107頁，2024年2月25日，星期天4.運(yùn)算放大器電路反饋類型的判別步驟1)判別極性方法：瞬時(shí)極性法運(yùn)算放大器輸出端同相輸入端的瞬時(shí)極性相同反相輸入端的瞬時(shí)極性相反第71頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3)輸入回路判斷：串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在兩個(gè)輸入端---串聯(lián)反饋一個(gè)輸入端---并聯(lián)反饋。2)輸出回路判斷：電壓反饋和電流反饋反饋電路直接從輸出端引出---電壓反饋從負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出---電流反饋。4.運(yùn)算放大器電路反饋類型的判別步驟第72頁,共107頁，2024年2月25日，星期天+–uf+–uduoRFuiR2R1+–++

–

+–RL設(shè)輸入電壓ui為正，各電壓的實(shí)際方向如圖反饋電壓取自輸出電壓——電壓反饋

反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在兩個(gè)輸入端——串聯(lián)反饋，極性相同（+）——負(fù)反饋

特點(diǎn)：輸入電阻高、輸出電阻低

例1

電壓串聯(lián)負(fù)反饋第73頁,共107頁，2024年2月25日，星期天例2uouiR2RL+–++

–

ioR+–uf–+ud設(shè)輸入電壓ui

為正，各電壓的實(shí)際方向如圖反饋電壓取自輸出電流

——電流反饋

反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在兩個(gè)輸入端——串聯(lián)反饋，

uf=Rio特點(diǎn)：輸出電流io與負(fù)載電阻RL無關(guān)

——同相輸入恒流源電路或電壓-電流變換電路電流串聯(lián)負(fù)反饋極性相同（+）——負(fù)反饋第74頁,共107頁，2024年2月25日，星期天i1if

iduoRFuiR2R1++––++

–

RL－

設(shè)輸入電壓ui

為正，各電流的實(shí)際方向如圖反饋電流取自輸出電壓——電壓反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在一個(gè)輸入端——并聯(lián)反饋

特點(diǎn)：輸入電阻低、輸出電阻低例3

電壓并聯(lián)負(fù)反饋極性相反（—）——負(fù)反饋第75頁,共107頁，2024年2月25日，星期天RFR1uiR2RL+–++

–

ioRi1ifid設(shè)輸入電壓ui

為正，差值電流id=i1–

if各電流的實(shí)際方向如圖if削弱了凈輸入電流(差值電流)——負(fù)反饋反饋電流取自輸出電流——電流反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在一個(gè)輸入端

——并聯(lián)反饋－

例4

電流并聯(lián)負(fù)反饋第76頁,共107頁，2024年2月25日，星期天RFR1uiR2RL+–++

–

ioRi1ifid設(shè)輸入電壓ui

為正，差值電流id=i1–

if各電流的實(shí)際方向如圖if削弱了凈輸入電流(差值電流)——負(fù)反饋反饋電流取自輸出電流——電流反饋－

特點(diǎn)：輸出電流io與負(fù)載電阻RL無關(guān)

——反相輸入恒流源電路例5

電流并聯(lián)負(fù)反饋第77頁,共107頁，2024年2月25日，星期天例6：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。－

－

串聯(lián)電壓負(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)；第78頁,共107頁，2024年2月25日，星期天例7：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。

－

并聯(lián)電流負(fù)反饋uo1uiR++

–

uo++

–

RLA1A2

i1ifid第79頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3．題3圖所示反饋放大電路的級(jí)間反饋屬于（

）（2003）第80頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3．題3圖所示反饋放大電路的級(jí)間反饋屬于

【】（2004）第81頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3．反饋放大電路如題3圖所示，其級(jí)間反饋屬于

【】（2005）第82頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3．題3圖所示反饋放大電路中Rf引入的反饋屬于（2006）第83頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3．電路如題3圖所示，電路的級(jí)間反饋組態(tài)為A.電壓并聯(lián)負(fù)反饋

B.電壓串聯(lián)負(fù)反饋C.電流并聯(lián)負(fù)反饋

D.電流串聯(lián)負(fù)反饋（2008）第84頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2.5.3反饋對(duì)放大電路性能的影響1、反饋放大電路的框圖

A+–比較環(huán)節(jié)基本放大電路F反饋網(wǎng)絡(luò)A是基本放大電路的放大倍數(shù)F是反饋量與輸出量之比，叫“反饋系數(shù)”，第85頁,共107頁，2024年2月25日，星期天輸出量與輸入量之比叫做負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)：即它和基本放大電路的放大倍數(shù)有著本質(zhì)的區(qū)別。負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)Af也稱為閉環(huán)放大倍數(shù)A+–比較環(huán)節(jié)基本放大電路F反饋網(wǎng)絡(luò)2.負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式第86頁,共107頁，2024年2月25日，星期天當(dāng)時(shí)，就變?yōu)椋f明此時(shí)負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)將只取決于反饋系數(shù)。因?yàn)榉答伨W(wǎng)絡(luò)通常由無源元件組成，這些元件性能非常穩(wěn)定，所以在這種情況下反饋放大電路的工作也將非常穩(wěn)定，不受除輸入量以外的干擾因素的影響。所以當(dāng)，叫做“深度負(fù)反饋”。第87頁,共107頁，2024年2月25日，星期天1）

提高增益的穩(wěn)定性Af的相對(duì)變化量A的相對(duì)變化量放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高3.負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善第88頁,共107頁，2024年2月25日，星期天例A

=

103，負(fù)反饋使放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高

100

倍，求F、Af、A變化

10%時(shí)的

Af

，以及dAf/Af。解：1)1+AF=100，則F=(100–1)/

A=0.0992)=103/

100=103)此時(shí)的Af=負(fù)反饋以犧牲放大倍數(shù)，換取了放大倍數(shù)穩(wěn)定性的提高。第89頁,共107頁，2024年2月25日，星期天2）改變放大電路的輸入和輸出電阻(1)對(duì)輸入電阻的影響①串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大Rif深度負(fù)反饋：ii

A

FuiufRiAFuid第90頁,共107頁，2024年2月25日，星期天②并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小Rif深度負(fù)反饋：ifI′iii

A

FuiRiAFiid第91頁,共107頁，2024年2月25日，星期天(2)對(duì)輸出電阻的影響①

電壓負(fù)反饋F

與A

并聯(lián)，使輸出電阻減小。AFRoRofA

為負(fù)載開路時(shí)的源電壓放大倍數(shù)。深度負(fù)反饋：②電流負(fù)反饋F

與A

串聯(lián)，使輸出電阻增大AFRoRofA

為負(fù)載短路時(shí)的源電壓放大倍數(shù)。深度負(fù)反饋：第92頁,共107頁，2024年2月25日，星期天3）展寬頻帶BW無反饋時(shí)：BW=fH

fL

fH引入反饋后，fA(f)OAm0.707AmfLfHBWAf(f)Amf0.707AmffLffHfBWf可證明：fHf=(1+AF)fHfLf=fL

/

(1+AF)=(1+AF)fH

fHf

=(1+AF)BW

BWf=fHf

fLf第93頁,共107頁，2024年2月25日，星期天例：中頻放大倍數(shù)

|A0|=103，反饋系數(shù)

|F|=0.01在原上限、下限頻率處

說明加入負(fù)反饋后，原上限、下限頻率仍在通頻帶內(nèi)，即通頻帶加寬了。第94頁,共107頁，2024年2月25日，星期天4)減小非線性失真uf加入負(fù)反饋無負(fù)反饋FufAuiuo+–ui'uo大小略大略小略小略大uiA接近正弦波改善了波形失真第95頁,共107頁，2024年2月25日，星期天總結(jié)：

放大電路引入負(fù)反饋的一般原則一、欲穩(wěn)定某個(gè)量，則引該量的負(fù)