模擬電子技術 第4章 負反饋放大電路.ppt

1、(4-1),第4章 負反饋放大電路,(4-2),第4章 負反饋放大電路,4.1 反饋的基本概念 4.2 負反饋對放大電路性能的影響 4.3 深度負反饋放大電路的指標計算 4.4 負反饋放大電路的自激振蕩,(4-3),凡是將放大電路輸出端的信號（電壓或電流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號疊加，就稱為反饋。,若引回的信號削弱了輸入信號，就稱為負反饋。若引回的信號增強了輸入信號，就稱為正反饋。,這里所說的信號一般是指交流信號，所以判斷正負反饋，就要判斷反饋信號與輸入信號的相位關系，同相是正反饋，反相是負反饋。,4.1 反饋的基本概念,4.1.1反饋的定義,(4-4),開環(huán),閉環(huán),負反饋框圖：

2、,輸出量,輸入量,反饋量,凈輸入,反饋電路的三個環(huán)節(jié)：,放大：,反饋：,比較：,(4-5),開環(huán)放大倍數,閉環(huán)放大倍數,反饋系數,(4-6),負反饋放大器的一般關系：,(4-7),1. 直流反饋與交流反饋,交流反饋：反饋只對交流信號起作用，其作用是改善放大器性能。 直流反饋：反饋只對直流起作用，其作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點。,若在反饋網絡中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時反饋只對交流起作用。,在起反饋作用的電阻兩端并聯(lián)旁路電容，可以使其只對直流起作用。,有的反饋只對交流信號起作用；有的反饋只對直流信號起作用；有的反饋對交、直流信號均起作用。,4.1.2反饋類型及判定方法,(4-8),增加隔直電容C

3、后，Rf只對交流起反饋作用。,注：本電路中C1、C2 、 C3也起到隔直作用。,(4-9),增加旁路電容C后，Rf只對直流起反饋作用。,(4-10),2.正反饋與負反饋,負反饋：削弱輸入信號，使放大倍數下降，改善性能。 正反饋：增強輸入信號，使放大倍數增大，用于振蕩器。,判斷負反饋的方法瞬時極性法,在反饋輸入端加入對地瞬時極性為正的電壓信號，根據放大電路的工作原理，標出電路中各點電壓的瞬時極性，通過檢驗反饋信號是增強還是削弱輸入信號來判斷，削弱者為負反饋，增強者為正反饋。,(4-11),反饋使凈輸入減小為負反饋,ube=ui-uf,例：,根據瞬時極性法,(4-12),例：,+,+,+,+,根據

4、瞬時極性法,反饋使凈輸入增加為正反饋,(4-13),3.電壓反饋和電流反饋,(1)電壓反饋 基本放大器、反饋網絡、負載三者在取樣端并聯(lián)，反饋量正比于輸出電壓信號。,根據反饋所取樣的信號不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。,(4-14),(2)電流反饋 基本放大器、反饋網絡、負載三者在取樣端串聯(lián)，反饋量正比于輸出電流信號。,(3)電壓反饋電流反饋的判定通常判定是否電壓反饋。 方法一：輸出短路，反饋量消失，為電壓反饋。 方法二：放大器的輸出端和反饋量取樣端在同一放大器的同一電極上，為電壓反饋。,(4-15),RL短路時無反饋,(4-16),RL短路時仍有反饋,(4-17),根據反饋信號在輸入端與輸入

5、信號連接方式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。,串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號串聯(lián)，即反饋電壓信號與輸入電壓信號串聯(lián)。,并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號，即電流反饋信號與輸入電流信號并聯(lián)。,4.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋,(4-18),(1)串聯(lián)反饋 基本放大器、反饋網絡、信號源三者在比較端是串聯(lián)連接，要求信號源趨于恒壓源。,ui=ui-uf,(4-19),(2)并聯(lián)反饋 基本放大器、反饋網絡、信號源三者在比較端是并聯(lián)連接，要求信號源趨于恒流源。,Ii=Ii-If,(4-20),ib=i-if,并聯(lián)反饋,ube=ui-uf,串聯(lián)反饋,(4-21),電壓反饋與電流反饋判別方法：,電壓反饋一般從后級放大器的集

6、電極采樣。,電流反饋一般從后級放大器的發(fā)射極采樣。,并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋判別方法：,并聯(lián)反饋的反饋信號接于晶體管基極。,串聯(lián)反饋的反饋信號接于晶體管發(fā)射極。,注意：直流反饋中，輸出電壓指UCE，輸出電流指IC或IE。,(4-22),負反饋,交流反饋,直流反饋,電壓串聯(lián)負反饋,電壓并聯(lián)負反饋,電流串聯(lián)負反饋,電流并聯(lián)負反饋,穩(wěn)定靜態(tài)工作點,改善動態(tài),4.1.3負反饋的4種基本組態(tài),(4-23),+,+,+,+,根據瞬時極性法,反饋使凈輸入減小為負反饋,1.電壓串聯(lián)負反饋,輸出端:反饋信號正比于輸出電壓為電壓反饋,輸入端:反饋信號與輸入電壓串聯(lián)作用為串聯(lián)反饋,uo,ube,uo,uf,穩(wěn)定輸出電壓過

7、程:,ube=ui-uf,(4-24),(4-25),反饋使凈輸入減小為負反饋,ube=ui-uf,電壓串聯(lián)負反饋,根據瞬時極性法,輸出端:反饋信號正比于輸出電壓為電壓反饋,輸入端:反饋信號與輸入電壓串聯(lián)作用為串聯(lián)反饋,uo,ube,uo,uf,穩(wěn)定輸出電壓過程:,(4-26),ui,ib=ii-if,此電路是電壓并聯(lián)負反饋，對直流也起作用。,uc,if,uo,ib,uo,if,穩(wěn)定輸出電壓過程:,RL短路時無反饋,2.電壓并聯(lián)負反饋,(4-27),(4-28),反饋使凈輸入減小為負反饋,ube=ui-uf,根據瞬時極性法,輸出端:反饋信號正比于輸出電流為電流反饋,輸入端:反饋信號與輸入電壓串

8、聯(lián)作用為串聯(lián)反饋,io,ube,io,uf,穩(wěn)定輸出電流過程:,3.電流串聯(lián)負反饋,+,+,(4-29),(4-30),并聯(lián)電流負反饋。對直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。,4. 電流并聯(lián)負反饋,(4-31),(4-32),例1：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。,uo,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,此電路是電壓串聯(lián)負反饋，對直流不起作用。,+,_,_,+,+,(4-33),例2：判斷如圖電路中Re3的負反饋作用。,電流串聯(lián)負反饋，對直流不起作用。,+,_,+,+,(4-34),(1),正反饋,4.1.4負反饋放大電路增益的一般表達式,(2),(3),產生了自

9、激振蕩,(4-35),解法1：,已知電壓串聯(lián)負反饋放大電路的反饋系數,例4.1.3,(4-36),4.2 負反饋對放大電路性能的影響,4.2.1提高放大倍數的穩(wěn)定性,兩邊同除以Af,閉環(huán)放大倍數的穩(wěn)定性較開環(huán)提高了1+AF倍。,(4-37),負反饋使放大倍數下降,閉環(huán)放大倍數較開環(huán)下降了1+AF倍。,提高放大倍數的穩(wěn)定性是以放大倍數的下降為代價的。,(4-38),4.2.2 影響輸入電阻和輸出電阻,1). 串聯(lián)負反饋使電路的輸入電阻增加：,2). 并聯(lián)負反饋使電路的輸入電阻減小：,例如:射極輸出器,理解：串聯(lián)負反饋相當于在輸入回路中串聯(lián)了一個電阻，故輸入電阻增加。,理解：并聯(lián)負反饋相當于在輸入

10、回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。,1. 對輸入電阻的影響,(4-39),1). 電壓負反饋使電路的輸出電阻減?。?例如:射極輸出器,理解：電壓負反饋目的是阻止uo的變化，穩(wěn)定輸出電壓。,放大電路空載時可等效右圖框中為電壓源：,輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，反之亦然。,2. 對輸出電阻的影響,(4-40),理解：電流負反饋目的是阻止io的變化，穩(wěn)定輸出電流。,放大電路空載時可等效為右圖框中電流源：,輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定，反之亦然。,2). 電流負反饋使電路的輸出電阻增加：,(4-41),4.2.3 展寬通頻帶,引入負反饋使電路的通頻帶寬度增加：,(4-42),4.2.4減小非線性失

11、真,加反饋前,加反饋后,改善,(4-43),4. 3深度負反饋放大電路的指標計算,4.3.1深度負反饋的特點,對于串聯(lián)負反饋，uiuf,對于并聯(lián)負反饋，iiif,4.3.2 深負反饋條件下放大倍數的估算,(4-44),例4.3.1 (1) 判斷反饋類型(2) 求閉環(huán)電壓增益,+,電壓串聯(lián)負反饋，uiuf,+,解：,(4-45),例4.3.2 求閉環(huán)電壓增益,+,+,+,+,+,電流串聯(lián)負反饋,(4-46),例4.3.2 求閉環(huán)電壓增益,ie3,(4-47),串聯(lián)負反饋，ui uf,(4-48),例4.3.3下圖為某反饋放大電路的交流通路。,(1)判斷極間反饋的組態(tài)。,(2)求極間反饋的閉環(huán)增益

12、的近似表達式。,(3)求深度負反饋條件下的 。,(4-49),例4.3.3下圖為某反饋放大電路的交流通路。,解： (1)判斷極間反饋的組態(tài)。,由瞬時極性法判斷極間反饋的組態(tài)為：電壓并聯(lián)負反饋。,(4-50),例4.3.3下圖為某反饋放大電路的交流通路。,解： (2)求閉環(huán)增益,(4-51),(3)求深度負反饋條件下的 。,(4-52),例4.3.4下圖電路,(1)判斷電路中引入了哪種組態(tài)的極間交流負反饋。,(2)求深度負反饋條件下的 和 。,(4-53),+,_,_,例4.3.4下圖電路,解： (1)由瞬時極性法判斷極間反饋的組態(tài),電流并聯(lián)負反饋。,(4-54),例4.3.4下圖電路,(2)求深度負反饋條件下的 和 。,并聯(lián)負反饋，,(4-55),反饋系數為,閉環(huán)增益為,閉環(huán)電壓增益為,并聯(lián)負反饋，,(4-56),4.4負反饋放大電路的自激振蕩,4.4.1產生自激振蕩的原因及條件,幅值條件,相位條件,兩級以上放大電路才有可能產