負(fù)反饋放大電路《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課件全集

負(fù)反饋放大電路本課程將深入講解負(fù)反饋放大電路的概念、原理和應(yīng)用。什么是負(fù)反饋信號(hào)反饋負(fù)反饋是指將放大電路的輸出信號(hào)的一部分反饋到輸入端，并與輸入信號(hào)進(jìn)行比較。反饋信號(hào)的極性與輸入信號(hào)相反，因此稱為負(fù)反饋。反饋的作用負(fù)反饋可以改變放大電路的增益、帶寬、穩(wěn)定性以及輸入輸出阻抗等特性。負(fù)反饋的作用和優(yōu)點(diǎn)穩(wěn)定性負(fù)反饋可提高電路穩(wěn)定性，抑制干擾和噪聲。線性度負(fù)反饋可改善電路的線性度，使其更精確地放大信號(hào)。帶寬負(fù)反饋可以擴(kuò)展電路的帶寬，使它能夠處理更寬頻率范圍的信號(hào)。失真負(fù)反饋可降低電路的失真，保持信號(hào)的完整性和清晰度。負(fù)反饋電路的基本組成1放大電路放大電路負(fù)責(zé)放大信號(hào)，是負(fù)反饋電路的核心部分。2反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)將放大電路的輸出信號(hào)的一部分反饋到輸入端。3反饋控制通過(guò)控制反饋信號(hào)的極性和大小來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)反饋。共射放大電路的負(fù)反饋輸出電壓從輸出端取樣。反饋網(wǎng)絡(luò)通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)將輸出電壓反饋到輸入端。輸入端與輸入信號(hào)疊加。負(fù)反饋輸出電壓與輸入信號(hào)極性相反，減小了輸入信號(hào)對(duì)輸出信號(hào)的影響。共射放大電路增益公式推導(dǎo)1公式Av=-Rc/Re2推導(dǎo)利用基爾霍夫電流定律和電壓定律，可以得到共射放大電路的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系式，即增益公式。3影響因素Rc、Re的阻值以及電路的溫度等因素會(huì)影響放大電路的增益。共射放大電路輸入輸出特性分析輸入輸出特性曲線展示了共射放大電路的電壓增益和線性區(qū)域。共集放大電路的負(fù)反饋1輸出電壓取自發(fā)射極輸出信號(hào)電壓取自發(fā)射極2反饋信號(hào)取自輸出端輸出電壓反饋到輸入端3反饋信號(hào)與輸入信號(hào)反相形成負(fù)反饋共集放大電路增益公式推導(dǎo)1基本公式共集放大電路的電壓增益Av=Vo/Vi=1/(1+β)2β的影響β越大，電壓增益越小，接近于1，表示輸出電壓基本等于輸入電壓，但電流放大倍數(shù)仍然很大。3輸出阻抗共集放大電路的輸出阻抗Ro=Ri/(β+1)共集放大電路輸入輸出特性分析1電壓放大倍數(shù)小于12輸入阻抗高3輸出阻抗低共基放大電路的負(fù)反饋1輸出電壓反饋信號(hào)取自輸出電壓2輸入電壓反饋信號(hào)與輸入電壓反相3放大電路反饋信號(hào)送回到放大電路共基放大電路增益公式推導(dǎo)1公式推導(dǎo)共基放大電路的增益公式可以從電路的特性方程推導(dǎo)出。首先，我們分析電路中各個(gè)元件的電流和電壓關(guān)系，然后應(yīng)用基爾霍夫定律建立方程組。2增益表達(dá)式通過(guò)化簡(jiǎn)方程組，我們可以得到增益公式，它表示輸出電壓與輸入電壓之間的比值。3增益特點(diǎn)共基放大電路的增益通常小于1，這意味著輸出電壓小于輸入電壓。這是因?yàn)楣不糯箅娐返妮斎胱杩购艿?，輸出阻抗很高。共基放大電路輸入輸出特性分析輸入特性輸出特性輸入電阻低，約為發(fā)射極電阻re輸出電阻高，約為集電極電阻Rc輸入信號(hào)電壓變化較小，但電流變化較大輸出信號(hào)電壓變化較大，電流變化較小運(yùn)算放大器的負(fù)反饋反饋信號(hào)輸出信號(hào)的一部分被反饋回輸入端。負(fù)反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)極性相反。閉環(huán)系統(tǒng)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)疊加，形成閉環(huán)系統(tǒng)。運(yùn)算放大器的虛短和虛開特性虛短理想情況下，運(yùn)放輸入端電壓差為0虛開理想情況下，運(yùn)放輸入端阻抗無(wú)窮大運(yùn)算放大器的理想化簡(jiǎn)模型無(wú)限大輸入阻抗理想運(yùn)放的輸入阻抗無(wú)限大，這意味著它不會(huì)從信號(hào)源中汲取任何電流。零輸出阻抗理想運(yùn)放的輸出阻抗為零，意味著它可以提供任何電流而不會(huì)改變輸出電壓。無(wú)限大開環(huán)增益理想運(yùn)放的開環(huán)增益無(wú)限大，這意味著即使輸入信號(hào)非常小，輸出信號(hào)也會(huì)非常大。無(wú)限帶寬理想運(yùn)放的帶寬無(wú)限大，意味著它可以放大任何頻率的信號(hào)。理想運(yùn)放非反相放大電路分析1增益公式Av=1+R2/R12輸入阻抗Zin=∞3輸出阻抗Zout=0理想運(yùn)放反相放大電路分析輸入信號(hào)接反相輸入端非反相輸入端接地，形成負(fù)反饋。輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相輸出電壓與輸入電壓大小相等，極性相反。電壓增益由反饋電阻和輸入電阻決定，增益為負(fù)值。輸入阻抗接近于零，因?yàn)檩斎攵藶樘摂M短路。輸出阻抗接近于零，因?yàn)檫\(yùn)放內(nèi)部輸出阻抗很小。理想運(yùn)放加法運(yùn)算電路分析1加法運(yùn)算電路多個(gè)輸入信號(hào)的加權(quán)求和2虛擬短路運(yùn)放輸入端電壓幾乎相等3疊加定理各個(gè)輸入信號(hào)分別作用時(shí)，輸出電壓之和理想運(yùn)放積分電路分析1積分電路將輸入電壓信號(hào)積分成輸出電壓信號(hào)2電路結(jié)構(gòu)反相放大器結(jié)構(gòu)，負(fù)反饋電阻為電容3輸出電壓與輸入電壓信號(hào)的積分值成正比積分電路可用于濾波、波形變換、信號(hào)處理等應(yīng)用。積分電路的輸出電壓與輸入電壓信號(hào)的積分值成正比，因此可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入信號(hào)的積分運(yùn)算。積分電路在電子電路設(shè)計(jì)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。理想運(yùn)放微分電路分析1電路結(jié)構(gòu)輸入信號(hào)接入運(yùn)放的非反相輸入端，輸出信號(hào)接入運(yùn)放的反相輸入端，通過(guò)一個(gè)電容接地。2工作原理電容兩端電壓的變化率與電流成正比，運(yùn)放將電壓變化率放大，得到微分輸出信號(hào)。3應(yīng)用在信號(hào)處理、控制系統(tǒng)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，用于檢測(cè)信號(hào)的變化率，例如邊緣檢測(cè)。理想運(yùn)放比較器電路分析1基本原理比較器利用運(yùn)放的開環(huán)特性，將輸入信號(hào)與參考電壓進(jìn)行比較，輸出高低電平信號(hào)。2應(yīng)用場(chǎng)景廣泛應(yīng)用于電壓檢測(cè)、信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)字邏輯控制等領(lǐng)域，例如過(guò)壓保護(hù)、零電平檢測(cè)等。3工作原理當(dāng)輸入信號(hào)大于參考電壓時(shí)，輸出為高電平；反之，輸出為低電平。4典型電路常用的比較器電路包括同相比較器和反相比較器，可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。理想運(yùn)放儀表放大電路分析1高輸入阻抗避免對(duì)被測(cè)信號(hào)源造成影響2高共模抑制比抑制共模噪聲干擾3高增益穩(wěn)定性保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠理想運(yùn)放基準(zhǔn)電壓源電路分析1電壓基準(zhǔn)基準(zhǔn)電壓源電路通常以高精度電壓參考為基礎(chǔ)2運(yùn)算放大器運(yùn)放用于放大參考電壓，并提供輸出電壓3反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)用于穩(wěn)定輸出電壓，并降低輸出阻抗基準(zhǔn)電壓源電路在許多模擬電路中起到至關(guān)重要的作用。它提供了一個(gè)穩(wěn)定的、高精度的電壓參考，用于各種應(yīng)用，例如電壓測(cè)量、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理。理想運(yùn)放平衡調(diào)理電路分析基本原理平衡調(diào)理電路主要用于消除信號(hào)源的公共模式電壓，提高信號(hào)的共模抑制比(CMRR).應(yīng)用場(chǎng)景平衡調(diào)理電路廣泛應(yīng)用于儀表放大器、傳感器信號(hào)處理等領(lǐng)域.典型電路常見的平衡調(diào)理電路包括差分放大器、儀表放大器等.理想運(yùn)放濾波電路分析低通濾波器通過(guò)電容和電阻的串聯(lián)連接實(shí)現(xiàn)，低頻信號(hào)可以通過(guò)，高頻信號(hào)被衰減。高通濾波器通過(guò)電阻和電容的并聯(lián)連接實(shí)現(xiàn)，高頻信號(hào)可以通過(guò)，低頻信號(hào)被衰減。帶通濾波器通過(guò)多個(gè)RC電路的串聯(lián)或并聯(lián)連接實(shí)現(xiàn)，特定頻段的信號(hào)可以通過(guò)，其他頻段的信號(hào)被衰減。帶阻濾波器通過(guò)RC電路和運(yùn)算放大器的組合實(shí)現(xiàn)，特定頻段的信號(hào)被衰減，其他頻段的信號(hào)可以通過(guò)。理想運(yùn)放模擬乘法電路分析1電路結(jié)構(gòu)模擬乘法器電路通常使用運(yùn)放和相關(guān)元件構(gòu)建，以實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)之間的乘法運(yùn)算。2工作原理基于運(yùn)放的反饋特性，通過(guò)控制運(yùn)放的輸入電壓，可以實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的乘法。3應(yīng)用場(chǎng)景模擬乘法器廣泛應(yīng)用于信號(hào)處理、調(diào)制解調(diào)、頻率合成等領(lǐng)域。理想運(yùn)放模擬乘法器是一種重要的模擬電路，它能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)的乘法運(yùn)算。模擬乘法器在信號(hào)處理、調(diào)制解調(diào)、頻率合成等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。非理想運(yùn)放的特性及其影響有限的帶寬實(shí)際運(yùn)放的頻率響應(yīng)不是無(wú)限的，在高頻下增益會(huì)下降，導(dǎo)致信號(hào)失真。輸入失調(diào)電壓即使輸入端電壓相同，實(shí)際運(yùn)放的輸出也可能存在偏差，影響信號(hào)精度。輸入偏置電流實(shí)際運(yùn)放的輸入端存在微小的電流，會(huì)影響輸入信號(hào)的完整性，導(dǎo)致誤差?？偨Y(jié)與展望負(fù)反饋放大