1、 一、集成運(yùn)放的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)框圖一、集成運(yùn)放的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)框圖輸入級(jí)輸入級(jí) 差分放大器差分放大器輸出級(jí)輸出級(jí) 射極輸出器或互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器射極輸出器或互補(bǔ)對(duì)稱功率放大器中間級(jí)中間級(jí) 電壓放大器電壓放大器偏置電路偏置電路 由各種恒流源電路組成由各種恒流源電路組成uPuNuo特點(diǎn)特點(diǎn)輸入級(jí)輸入級(jí)采用差分放大電路，目的是抑制零飄采用差分放大電路，目的是抑制零飄 提高輸入電阻，提高輸入電阻，KCMRR 和和 ri 很高。很高。 中間級(jí)中間級(jí)采用多級(jí)共射電路，起電壓放大作用。采用多級(jí)共射電路，起電壓放大作用。 輸出級(jí)輸出級(jí)采用互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路，采用互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路，ro 很小，很小， 帶負(fù)載能

2、力很強(qiáng)。帶負(fù)載能力很強(qiáng)。偏置電路偏置電路作用為上述各級(jí)電路提供穩(wěn)定合適作用為上述各級(jí)電路提供穩(wěn)定合適 的偏置電流，穩(wěn)定各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，一般由的偏置電流，穩(wěn)定各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，一般由 恒流源電路構(gòu)成恒流源電路構(gòu)成AuoAuou- -u+u- -u+uououo=Auo(u+- -u- -)uo=Auo(u+- -u- -)Auo開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)二、集成運(yùn)算放大器的電路符號(hào)及器件外形二、集成運(yùn)算放大器的電路符號(hào)及器件外形集成運(yùn)算放大器的電路符號(hào)及器件外形集成運(yùn)算放大器的電路符號(hào)及器件外形87654321- -VCC+ +VCCuou+u- -調(diào)零調(diào)零調(diào)零調(diào)零空空LM741雙列直插

3、式單運(yùn)放外部引腳雙列直插式單運(yùn)放外部引腳標(biāo)志標(biāo)志三、集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)三、集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)一般一般略低于正略低于正、負(fù)電源電壓負(fù)電源電壓。1 1）最大輸出電壓）最大輸出電壓Uopp ：能使輸入輸出保持不失真關(guān)系的最大能使輸入輸出保持不失真關(guān)系的最大輸出電壓。輸出電壓。2 2）開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)）開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)A ad ：越大越好。越大越好。 一般為一般為10104 4 10 107 73 3）差模輸入電阻）差模輸入電阻rid 與輸出電阻與輸出電阻ro ：輸入電阻很高。輸入電阻很高。 一般為一般為幾十千歐幾十千歐 幾十兆歐幾十兆歐。輸出電阻很低。輸出電阻很低。 一般為一般為幾十歐幾

4、十歐。無(wú)外接反饋時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)。無(wú)外接反饋時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)。7 7）輸入失調(diào)電壓）輸入失調(diào)電壓U Uio io ： Uo=0時(shí)，在輸入端加的補(bǔ)償電壓時(shí)，在輸入端加的補(bǔ)償電壓反映了電路的不對(duì)稱性。反映了電路的不對(duì)稱性。 一般為一般為幾毫伏幾毫伏。4 4）共模抑制比）共模抑制比KCMRR ： 對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。對(duì)共模信號(hào)的抑制能力。很高。很高。 一般為一般為103 107 。運(yùn)放能抑制共模信號(hào)的范圍。運(yùn)放能抑制共模信號(hào)的范圍。5 5）共模輸入電壓范圍）共模輸入電壓范圍UiCM ：運(yùn)放正常工作時(shí)，允許輸入差模電壓的范圍。運(yùn)放正常工作時(shí)，允許輸入差模電壓的范圍。6 6）最大差模輸入電壓）

5、最大差模輸入電壓UidM ：四、四、理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器1 1、理想運(yùn)放理想運(yùn)放： rid KCMRR ro 0Au 2 2、理想運(yùn)放的理想運(yùn)放的傳輸特性傳輸特性 uo=f（ui）uoui = u+ - u- +Uom -Uom理想運(yùn)放理想運(yùn)放有無(wú)線性有無(wú)線性區(qū)？區(qū)？3 3、理想運(yùn)放的分析依據(jù)理想運(yùn)放的分析依據(jù)因?yàn)橐驗(yàn)椋?ri d = u u+ uo ii+1） i = i+ =0因?yàn)橐驗(yàn)椋?u+ - u- = uo / A u 02） u+ = u-uo 為有限值為有限值， A u 0 為為 注意注意！“虛斷虛斷”“虛短虛短”1 16. 6.2 2集成運(yùn)放的應(yīng)用集成運(yùn)放的應(yīng)用理想運(yùn)放

6、理想運(yùn)放引入深度負(fù)反饋，使運(yùn)放工引入深度負(fù)反饋，使運(yùn)放工作于線性狀態(tài)。作于線性狀態(tài)。運(yùn)放的線性應(yīng)用運(yùn)放的線性應(yīng)用理想運(yùn)放線性應(yīng)用時(shí)的兩個(gè)重要結(jié)論：理想運(yùn)放線性應(yīng)用時(shí)的兩個(gè)重要結(jié)論：1） i = i+ =0 “虛斷虛斷”2） u+ = u- “虛短虛短” u u+ uo 虛地虛地1. 1. 比例運(yùn)算電路比例運(yùn)算電路1 1） 反相比例運(yùn)算電路反相比例運(yùn)算電路uiuo0uu= = =- -+ +i1=ifi+= i- = 0i1ifi-i+u+u-_+ + RfR1R2foiRuRu- -= =1ifouRRu1- -= =1RRuuAfiouf- -= = = uo 與與 ui 為比例關(guān)系為比例關(guān)

7、系 uo 與與 ui 反相位反相位 若若Rf=R1，則為反相器，則為反相器 電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋 R2 ： 平衡電阻，保平衡電阻，保持運(yùn)放輸入級(jí)電路的對(duì)持運(yùn)放輸入級(jí)電路的對(duì)稱性稱性 R2=R1/Rf_+ + RfR1R2uiuoifouRRu1- -= =電位為電位為0 0，虛地，虛地 uic =02 2） 同相比例運(yùn)算電路同相比例運(yùn)算電路uiuo_+ + RfR1R2u-= u+= ui沒(méi)有虛地概念。沒(méi)有虛地概念。i1ifi-i+u+u-i+= i- = 0i1= if = = （ui - uo ）/ Rf- ui / R1ifouRRu)1(1+ += = uo 與與 ui 為比例

8、關(guān)系為比例關(guān)系 uo 與與 ui 同相位同相位 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋 R2 ： 平衡電阻平衡電阻 R2=R1/Rf_+ + RfR1R2uiuoifouRRu)1(1+ += = uic=ui同相比例系數(shù)也即電壓同相比例系數(shù)也即電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù)Af總是大于或總是大于或等于等于1，不會(huì)小于，不會(huì)小于1。電壓跟隨器電壓跟隨器uo_+ + ui 若若Rf=0，或，或R1 = ifouRRu)1(1+ += =iouu = =R3i1ifi-i+u+u-i+= i- = 0i1= if = = （u+ - uo ）/ Rf- u+ / R1_+ + RfR1R2uiuo+ + += =uR

9、Rufo)1(1iuRRRuu323+ += = =+ +- -ifouRRRRRu3231)1(+ + + += = 例例 1 例例 2 設(shè)計(jì)滿足下列要求的電路。設(shè)計(jì)滿足下列要求的電路。(1) uo = 3ui ；(2) uo = 3ui 。 解：解：RfR1 1= 3 f1=3 f = 2R1 f = 3R1 (1) uo = 3ui (2) uo =3ui uo 6.6 k 3.3 k 2.2 k ui uo 15.3 k 5.1 k 3.8 k ui 因因虛短虛短, u= u+= 0Fo2i2i1i1i RuRuRu- -= =+ +故故得得 平衡電阻：平衡電阻： R2= Ri1 /

10、Ri2 / RFii2ii1ifFo2i2i1i1iRuuRuuRuu- -= =- -+ +- - - - -ui2uoRFui1Ri2Ri1+ R2+因因虛斷虛斷，i = 0 所以所以 ii1+ ii2 = if )(2i2iF1 i1 iFouRRuRRu+-=2. 2. 加法運(yùn)算電路加法運(yùn)算電路1i2i1i2iuRRRu+ += = + +同理，同理，ui2單獨(dú)作用時(shí)單獨(dú)作用時(shí) 1F o)1(+ + + += = uRRu?= = + +u2i2i1i1i1F o)1(uRRRRRu+ + += = 1i2i1i2i1F)1 (uRRRRR+ + += =)(1(2i2i1i1i1i2

11、i1i2i1FouRRRuRRRRRu+ + + + += =ui2uoRFui1Ri2Ri1+ R1+電路如圖示。求電路如圖示。求uo的波形。的波形。_+ + 100k100k50kui2uo25kui1tui1tui2tuo1v-1v-0.5v解解：)uRRuRR(u2i12f1i11f0+ +- -= = -（100/100ui1+100/50ui2）= -（ui1+2ui2）例例1 13 減法運(yùn)算電路減法運(yùn)算電路應(yīng)用疊加定理進(jìn)行分析應(yīng)用疊加定理進(jìn)行分析- - ui1 = 1+ ui2 uoRFR1R2 + R3R3RFR1RFi11FouRRu-=RF=R3, R1= R202=iu設(shè)

12、設(shè) 時(shí)時(shí)01=iu設(shè)設(shè) 時(shí)時(shí)PFouRRu)1 (1+= 23231)1 (iFuRRRRR+=uoR1R2R3ui1ui22121FFiiRRuuRR=-運(yùn)放工作在線性區(qū)運(yùn)放工作在線性區(qū)當(dāng)當(dāng) R1= Rf uo= ui2 ui1 例例1：試求：試求uo與與ui1, ui2的關(guān)系的關(guān)系 11ui121132212uof1uRRRRRRRi2f2uo11312o1f2i2f2ouRRuRRu- - -= = uoui1 ui2 11RRRRRR 13 12f1f2f211111ifouRRu-= 例例 2 已知電路如圖所示。已知電路如圖所示。(1) 試推導(dǎo)試推導(dǎo) uo 與與 ui1、ui2、ui

13、3 的運(yùn)算關(guān)系；的運(yùn)算關(guān)系；(2) 若若 ui1= 2 V，ui2= ui3= 1 V， R11= R12= 10 k，Rf1= 20 k， R3 = R4 = R5=Rf2 = 3 k，求，求 uo 的值。的值。 f1 12 f1 11uo1=( ui1 ui2 )解：解：(1) 推導(dǎo)運(yùn)算關(guān)系推導(dǎo)運(yùn)算關(guān)系 R12Rf1R2R11ui1ui2R5R3Rf2 R4ui3 + uo uo1 加法運(yùn)算加法運(yùn)算 減法運(yùn)算減法運(yùn)算 uo= R5R4 + R5Rf2R3 ) (1 ui3 f23 uo1 f1 11 f1 12 f2 3ui1 + ui2) +(2) uo= ui3 + 2ui2 + 2u

14、i1 = (1 + 2 1 + 2 2) V = 7 V R12Rf1R2R11ui1ui2R5R3Rf2 R4ui3 + uo uo1 R5R4 + R5 Rf2 R3 ) (1 ui3 =4. 4. 積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路=cucicdtduCiCC= = = =dtiC1uCCi1ui-+R1R2Cfuoif11Ruii= =dtduCiof- -= =dtuCRuifo - -= =11反相積分反相積分 R1CF為積分常數(shù)為積分常數(shù)保持保持如果積分器從某一時(shí)刻如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓輸入一直流電壓，輸出，輸出將反向積分，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后輸出飽和。將反向積分，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后

15、輸出飽和。tui0tuo0U-Uom線性函數(shù)線性函數(shù)積分積分dtUCRufo - -= =11tCRUufo - -= =1 將比例運(yùn)算和積分運(yùn)算結(jié)合在一起，就組成將比例運(yùn)算和積分運(yùn)算結(jié)合在一起，就組成uoCFuiR2R1+ RFifi1電路的輸出電壓電路的輸出電壓 + +- -= =)d1(1F1FtiCiR)d1(iF1i1F + +- -= =tuCRuRR)(fFoCuiRu+ +- -= =上式表明：輸出電壓是對(duì)輸入電壓的比例上式表明：輸出電壓是對(duì)輸入電壓的比例-積分積分 這種運(yùn)算器又稱這種運(yùn)算器又稱 PI 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器, 常用于控制系統(tǒng)中常用于控制系統(tǒng)中, 以以保證自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性

16、和控制精度。改變保證自控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度。改變 RF 和和 CF，可調(diào)整比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù)可調(diào)整比例系數(shù)和積分時(shí)間常數(shù), 以滿足控制系統(tǒng)的以滿足控制系統(tǒng)的要求。要求。tui0tuo0圖示電路中，已知輸入方波，輸出圖示電路中，已知輸入方波，輸出是三角波。是三角波。i1ui-+R1R2Cfuoif例例1 15. 5. 微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路u i+uoRfR2i1ifC10= = =- -+ +uufofiRuidtduCi- -= = = =11dtduCRuifo1- -= =tui0tuo0當(dāng)輸入為階躍信號(hào)當(dāng)輸入為階躍信號(hào)時(shí)，輸出為尖脈沖時(shí)，輸出為尖脈沖上式表明：輸出電壓是對(duì)輸入

17、電壓的比例上式表明：輸出電壓是對(duì)輸入電壓的比例-微分微分 控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)中， PD調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)過(guò)程中起加速作調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)過(guò)程中起加速作用，即使系統(tǒng)有較快的響應(yīng)速度和工作穩(wěn)定性。用，即使系統(tǒng)有較快的響應(yīng)速度和工作穩(wěn)定性。fFoiRu- -= =CRfiii+ += =tuCRuddi11i+ += =)dd(i1Fi1FotuCRuRRu+ +- -= =uoC1uiR2RF+ R1ifiRiC例例1 1圖示電路中，已知輸入正弦波，圖示電路中，已知輸入正弦波，求輸出波形求輸出波形u i+uoRfR2i1ifC1tsinui = =o=RCsin(t-90 )ou = - RC costtu

18、i0tuo0 例例2 所示電路為應(yīng)用運(yùn)放來(lái)測(cè)量電壓的原理電所示電路為應(yīng)用運(yùn)放來(lái)測(cè)量電壓的原理電路。輸出端接有滿量程為路。輸出端接有滿量程為 5 V、500 A 的電壓表。試的電壓表。試分別計(jì)算出五種量程分別計(jì)算出五種量程 0.5 V、1 V、5 V、10 V、50 V 所所對(duì)應(yīng)的電阻值對(duì)應(yīng)的電阻值 R11 R15 。根據(jù)根據(jù) 得得|Uo| = |Ui| RfR1解：解：R11= Rf |Ui| |Uo| = 1 M = 0.1 M 0.55 +Ui1M Uo R11R12R13R14R15 Rf 05VV反向比例運(yùn)算反向比例運(yùn)算 R12 = Rf |Ui | |Uo | = 1 M = 0.2

19、 M 1 5 = 1 M = 1 M 5 5R13 = Rf |Ui | |Uo | R14 = Rf |Ui | |Uo | = 1 M = 2 M 10 5R15 = Rf |Ui | |Uo | = 1 M = 10 M 50 56. 6.電壓比較器電壓比較器uiUR+uo運(yùn)放：開(kāi)環(huán)狀態(tài)運(yùn)放：開(kāi)環(huán)狀態(tài)ui：輸入的模擬信號(hào)：輸入的模擬信號(hào)UR：基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)電壓u+=ui， u-= URui uR ，uo = +UO（sat） ui uR ，uo = -UO（sat） uoui0-Uo(sat)URUo(sat)傳輸特性傳輸特性(1). 基本電壓比較器基本電壓比較器若基準(zhǔn)電壓加在同相輸入端

20、若基準(zhǔn)電壓加在同相輸入端; ;若基準(zhǔn)電壓是負(fù)值若基準(zhǔn)電壓是負(fù)值; ;若基準(zhǔn)電壓加在反相輸入端，若基準(zhǔn)電壓加在反相輸入端，且為負(fù)值且為負(fù)值; ;傳輸特性如何？傳輸特性如何？若基準(zhǔn)電壓是負(fù)值若基準(zhǔn)電壓是負(fù)值; UR 0URui+uououi0+Uom-UomURUR為正，在同相端為正，在同相端若基準(zhǔn)電壓加在同相輸入端，若基準(zhǔn)電壓加在同相輸入端， UR 0URui+uoUR為負(fù)，在同相端為負(fù)，在同相端過(guò)零比較器過(guò)零比較器+uoui基準(zhǔn)電壓為零基準(zhǔn)電壓為零傳輸特性傳輸特性u(píng)oui0 Uom -UomURuoui0+Uom-Uom例例1 1+uoui過(guò)零比較器：過(guò)零比較器：基準(zhǔn)電壓為零基準(zhǔn)電壓為零uou

21、i0 Uom -Uom傳傳輸輸特特性性利用過(guò)零電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲?。利用過(guò)零電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲āuituo+Uom-Uom+uiuo UZuoui0+UZ-UZ(2). 具有限幅電路的比較器具有限幅電路的比較器若要求比較器的輸出電壓穩(wěn)定在一定數(shù)值上時(shí)若要求比較器的輸出電壓穩(wěn)定在一定數(shù)值上時(shí)用穩(wěn)壓管限幅！用穩(wěn)壓管限幅！雙向穩(wěn)壓管雙向穩(wěn)壓管(3). (3). 遲滯電壓比較器遲滯電壓比較器分析分析：因?yàn)橛姓答仯暂斠驗(yàn)橛姓答?，所以?出飽和；出飽和；當(dāng)當(dāng)uo正飽和時(shí)：正飽和時(shí)：當(dāng)當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)：負(fù)飽和時(shí)：+uoRR2R1uiUR電路：電路：有正反饋有正反饋；基準(zhǔn)電壓由輸出決定基

22、準(zhǔn)電壓由輸出決定；HomRUURRRU+=+=211LomRUURRRU+=+-=211傳輸特性傳輸特性U+HU+L小于回差的干擾不會(huì)引起跳轉(zhuǎn)，遲滯電壓小于回差的干擾不會(huì)引起跳轉(zhuǎn)，遲滯電壓比較器抗干擾能力大大加強(qiáng)。比較器抗干擾能力大大加強(qiáng)。uoui0Uom-Uom+uoRR2R1uiUR回差回差LHUUU+ + +- -= = 下門限下門限上門限上門限tuiU+HU+LtuoUom-Uom遲滯電壓比較器輸入正弦波時(shí)輸出電壓遲滯電壓比較器輸入正弦波時(shí)輸出電壓的波形。的波形。例例1 1+uoRR2R1uiUR一、反饋的概念一、反饋的概念反饋：反饋：凡是將電路的輸出信號(hào)（電壓或電流）凡是將電路的輸出

23、信號(hào)（電壓或電流）的一部分（或全部）通過(guò)一定的電路（反饋回路）的一部分（或全部）通過(guò)一定的電路（反饋回路）引回到輸入端，與輸入信號(hào)疊加，一同控制電路的引回到輸入端，與輸入信號(hào)疊加，一同控制電路的輸出，就稱為輸出，就稱為反饋反饋。負(fù)反饋：負(fù)反饋：若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為負(fù)反饋。為負(fù)反饋。正反饋：正反饋：若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為正反饋。為正反饋。放大電路中引入的一般為負(fù)反饋放大電路中引入的一般為負(fù)反饋反饋信號(hào)削弱凈輸入信號(hào)反饋信號(hào)削弱凈輸入信號(hào) 負(fù)反饋負(fù)反饋反饋信號(hào)增強(qiáng)凈輸入信號(hào)反饋信號(hào)增強(qiáng)凈輸入信號(hào) 正反饋正反饋

24、基本放大基本放大電路電路Ao反饋電路反饋電路Fxixdxoxfxoxd = xi - xfxd = xi + xfxi 輸入信號(hào)輸入信號(hào)xd 凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào)xf 反饋信號(hào)反饋信號(hào)xo 輸出信號(hào)輸出信號(hào)基本放大基本放大電路電路Ao反饋電路反饋電路F反饋框圖：反饋框圖：凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào)輸出信號(hào)輸出信號(hào)開(kāi)環(huán)放開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)大倍數(shù)反饋信號(hào)反饋信號(hào) 反饋系數(shù)反饋系數(shù)xixdxoxfxoxoxdxf= A0 xoxd= F xfxoA0=xoxdF=xfxo閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)iofXXA= =AF+- -iXdXdXAX= =00XFXf= =AFAXXXXXXXXX

25、XXXXXXAfddodfdofdoiof+ += = + += =+ += =+ += = =11100X 可以是電壓；也可以是電流?？梢允请妷海灰部梢允请娏?。doXXA= =反饋系數(shù)反饋系數(shù)0XXFf= =反饋深度反饋深度反饋深度是衡量放大電路信號(hào)反饋強(qiáng)弱的一個(gè)重要指標(biāo)，反饋深度是衡量放大電路信號(hào)反饋強(qiáng)弱的一個(gè)重要指標(biāo)，1+AF1為負(fù)反饋，為負(fù)反饋，1+AF1時(shí)為深時(shí)為深度負(fù)反饋。度負(fù)反饋。深度深度負(fù)負(fù)反饋下：反饋下：1fAAAF=+AAF1F=二、二、反饋類型的判斷反饋類型的判斷1 1）有無(wú)反饋的判別：）有無(wú)反饋的判別：找出找出反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)將輸入、輸出聯(lián)系起來(lái)的電路將輸入、輸出聯(lián)系起

26、來(lái)的電路。Rf ui R1R2RLuoRf反饋網(wǎng)絡(luò)：反饋網(wǎng)絡(luò)： RfRL ui R1R2uo反饋網(wǎng)絡(luò)一般由電阻或電阻反饋網(wǎng)絡(luò)一般由電阻或電阻、電容組成。反饋電路的結(jié)、電容組成。反饋電路的結(jié)構(gòu)決定了反饋信號(hào)是交流、構(gòu)決定了反饋信號(hào)是交流、直流或交、直流。直流或交、直流。直流反饋直流反饋交流反饋交流反饋僅在直流通路中存在的反饋僅在直流通路中存在的反饋僅在交流通路中存在的反饋僅在交流通路中存在的反饋有直流反饋有直流反饋電路電路直流通路直流通路交流通路交流通路無(wú)交流反饋無(wú)交流反饋有交流反饋有交流反饋無(wú)直流反饋無(wú)直流反饋交流反饋的有無(wú)交流反饋的有無(wú)有無(wú)有無(wú)交流交流反饋通路反饋通路反饋量對(duì)凈輸入量有無(wú)影響

27、反饋量對(duì)凈輸入量有無(wú)影響判據(jù)判據(jù)無(wú)反饋通路無(wú)反饋通路有交流反饋有交流反饋無(wú)交流反饋無(wú)交流反饋負(fù)反饋負(fù)反饋2 2）判斷正、負(fù)反饋：）判斷正、負(fù)反饋：瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法假設(shè)輸入端瞬時(shí)極性為假設(shè)輸入端瞬時(shí)極性為“+ +”（電位升高）；（電位升高）；Rf ui R1R2RLuo由入至出，再由出至入，依次判斷出各點(diǎn)的瞬時(shí)極性；由入至出，再由出至入，依次判斷出各點(diǎn)的瞬時(shí)極性；若反饋信號(hào)使得凈輸入提高，為若反饋信號(hào)使得凈輸入提高，為正反饋正反饋；若反饋信號(hào)使得凈輸入降低，為若反饋信號(hào)使得凈輸入降低，為負(fù)反饋負(fù)反饋；RfRL ui R1R2uo負(fù)反饋負(fù)反饋Rf ui R2RLuoiouf？負(fù)反饋！負(fù)反饋??？

28、正反饋！正反饋！Rf ui R2RLuoio本級(jí)反饋本級(jí)反饋反饋電路接至反相輸入端為反饋電路接至反相輸入端為負(fù)反饋負(fù)反饋反饋電路接至同相輸入端為反饋電路接至同相輸入端為正反饋正反饋if3 3） 判斷串、并聯(lián)反饋：判斷串、并聯(lián)反饋：看反饋電路與看反饋電路與輸入端輸入端的連接形式的連接形式Rf ui R1R2RLuo若反饋信號(hào)與凈輸入信號(hào)串聯(lián)（反饋信號(hào)以電壓的形式出現(xiàn)）若反饋信號(hào)與凈輸入信號(hào)串聯(lián)（反饋信號(hào)以電壓的形式出現(xiàn)）RfRL ui R1R2uo串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋若反饋信號(hào)與凈輸入信號(hào)并聯(lián)（反饋信號(hào)以電流的形式出現(xiàn)）若反饋信號(hào)與凈輸入信號(hào)并聯(lián)（反饋信號(hào)以電流的形式出現(xiàn)）串聯(lián)串聯(lián)反

29、饋反饋并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋ifiiidudufRf ui R2RLuoiouf？串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋?。坎⒙?lián)反饋！并聯(lián)反饋！udifiiidR3ioi R ui R1R2Rfuo本級(jí)反饋本級(jí)反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)接在同一輸入端為反饋信號(hào)與輸入信號(hào)接在同一輸入端為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋反饋電路與輸入信號(hào)分別接在兩個(gè)輸入端為反饋電路與輸入信號(hào)分別接在兩個(gè)輸入端為串聯(lián)串聯(lián)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)接在同一輸入端為反饋信號(hào)與輸入信號(hào)接在同一輸入端為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋反饋電路與輸入信號(hào)分別接在兩個(gè)輸入端為反饋電路與輸入信號(hào)分別接在兩個(gè)輸入端為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋4 4）判斷電壓、電流反饋：）判斷電壓、電流反饋：看反饋電路與看反饋電

30、路與輸出端輸出端的連接方式的連接方式Rf ui R1R2RLuo若反饋信號(hào)取自于輸出電壓，為若反饋信號(hào)取自于輸出電壓，為電壓反饋電壓反饋；電壓反饋電壓反饋若反饋信號(hào)取自于輸出電流，為若反饋信號(hào)取自于輸出電流，為電流反饋電流反饋；ifiiidRf ui R2RLuoiouf電流反饋電流反饋Rf ui R2RLuoiouf？電流反饋！電流反饋！？電壓反饋！電壓反饋！RfRL ui R1R2uouduf本級(jí)反饋本級(jí)反饋反饋信號(hào)直接從輸出端引出為反饋信號(hào)直接從輸出端引出為電壓反饋電壓反饋從負(fù)載電阻從負(fù)載電阻R RL L的靠近的靠近“地地”端引出為端引出為電流反饋電流反饋負(fù)負(fù)反反饋饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串

31、聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋三、負(fù)反饋的類型三、負(fù)反饋的類型1）電壓串聯(lián)負(fù)反饋）電壓串聯(lián)負(fù)反饋Rf基本放大電路：基本放大電路：反饋電路：反饋電路：R1 、 Rf反饋信號(hào)：反饋信號(hào)：Uf = UO R1 /（ R1 + Rf ）+-Uf凈輸入信號(hào)：凈輸入信號(hào)：Ud = u+ - u- = ui - uf負(fù)反饋：負(fù)反饋：Uf與與UO 同相同相，削弱了凈輸入信號(hào)；削弱了凈輸入信號(hào)；ud ui R1R2RLuo uo uf ud =ui-uf uo串聯(lián)負(fù)反饋：串聯(lián)負(fù)反饋：Uf與與Ui串聯(lián)（電壓相加減）；串聯(lián)（電壓相加減）；電壓負(fù)反饋：電壓

32、負(fù)反饋：Uf = UO R1 /（ R1 + Rf ）反饋信號(hào)正比于輸出電壓反饋信號(hào)正比于輸出電壓電壓負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電壓：電壓負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電壓：串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋Rf+-Ufud ui R1R2RLuo2 2）電流串聯(lián)負(fù)反饋）電流串聯(lián)負(fù)反饋基本放大電路：基本放大電路： 運(yùn)放運(yùn)放反饋電路：反饋電路：Rf 、RL反饋信號(hào)：反饋信號(hào)：uf = io Rf凈輸入信號(hào)：凈輸入信號(hào)：ud = u+ - u- = ui - uf負(fù)反饋：負(fù)反饋：uf與與ui 同相，同相，削弱凈輸入信號(hào)；削弱凈輸入信號(hào)；Rf ui R2RLuoioufud串聯(lián)負(fù)反饋：串聯(lián)負(fù)反饋：Uf與與Ui串聯(lián)（電壓相加減）串

33、聯(lián)（電壓相加減）電流負(fù)反饋：電流負(fù)反饋：Uf = io Rf反饋信號(hào)正比于輸出電流反饋信號(hào)正比于輸出電流電流負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電流：電流負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電流：串聯(lián)負(fù)反饋電路的輸入電流很小，適用于輸入信號(hào)串聯(lián)負(fù)反饋電路的輸入電流很小，適用于輸入信號(hào)為恒壓源或近似恒壓源的情況。為恒壓源或近似恒壓源的情況。io uf ud =ui-uf uo ioRf ui R2RLuoioufud3 3）電壓并聯(lián)負(fù)反饋）電壓并聯(lián)負(fù)反饋Rf基本放大電路：基本放大電路： 運(yùn)放運(yùn)放反饋電路：反饋電路：Rf反饋信號(hào)：反饋信號(hào)：if = -uO/ Rf凈輸入信號(hào)：凈輸入信號(hào)：id = ii - if負(fù)反饋：負(fù)反饋：if與與u

34、o 反相，反相， 削弱了凈輸入信號(hào)；削弱了凈輸入信號(hào)； ui R1R2RLuoifiiid并聯(lián)負(fù)反饋：并聯(lián)負(fù)反饋：if f與與ii并聯(lián)（電流相加減）并聯(lián)（電流相加減）電壓負(fù)反饋：電壓負(fù)反饋：if = -uo/ Rf反饋信號(hào)正比于輸出電壓反饋信號(hào)正比于輸出電壓電壓負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電壓：電壓負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電壓：并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋Rf ui R1R2RLuoifiiiduo if id =ii-if uo 4 4） 電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋基本放大電路：基本放大電路： 運(yùn)放運(yùn)放反饋電路：反饋電路：Rf 、 R3反饋信號(hào)：反饋信號(hào)：if = -io R3 /(Rf +R3)凈輸入信號(hào)：

35、凈輸入信號(hào)：id = ii - if負(fù)反饋：負(fù)反饋：if與與uo （ io ）反相，）反相，削弱凈輸入信號(hào)；削弱凈輸入信號(hào)；ifiiidRfio ui R1R2R3uoRL并聯(lián)負(fù)反饋：并聯(lián)負(fù)反饋：if與與ii并聯(lián)（電流相加減）并聯(lián)（電流相加減）電流負(fù)反饋：電流負(fù)反饋：if = -io R3 / (Rf +R3)反饋信號(hào)正比于輸出電流反饋信號(hào)正比于輸出電流并聯(lián)電流負(fù)反饋并聯(lián)電流負(fù)反饋ifiiid ui R1R2R3uoRfioRLio if id = ii- if uo io例例1 判斷下圖所示電路的反饋類型。判斷下圖所示電路的反饋類型。 解：解： uf ui uo ud 結(jié)論結(jié)論 電阻電阻 R

36、f 引入的是電壓串聯(lián)負(fù)反饋。引入的是電壓串聯(lián)負(fù)反饋。 ud = uiuf 反饋元件為反饋元件為 Rf Rf RLR1R2 uo ui負(fù)反饋負(fù)反饋 uf ud 例例2 判斷如圖所示電路的反饋類型。判斷如圖所示電路的反饋類型。 解：解： 結(jié)論結(jié)論 電阻電阻 Rf 引入的是電流并聯(lián)負(fù)反饋引入的是電流并聯(lián)負(fù)反饋 。 id= iiif 反饋元件為反饋元件為 Rf AO Rf RL R R1R2 uo ui if ui uo id 負(fù)反饋負(fù)反饋 if id ii 反饋元件為反饋元件為 REUBE = UBUEube= uiuf 為串聯(lián)負(fù)反饋為串聯(lián)負(fù)反饋 uf = Reie例例3 判斷如圖所示電路的反饋類型

37、。判斷如圖所示電路的反饋類型。 解：解：ieic 為電流負(fù)反饋為電流負(fù)反饋 結(jié)論結(jié)論 電阻電阻 RE 引入的是電流串聯(lián)負(fù)反饋引入的是電流串聯(lián)負(fù)反饋 ubeuf +UCC +RB1 RB2 RC RE C2 C1 uiuo例例4 判斷電路中判斷電路中 Rf 引入的反饋類型。引入的反饋類型。 ud = (uiuf) 當(dāng)輸出端開(kāi)路時(shí)，當(dāng)輸出端開(kāi)路時(shí)，uf 0 為電壓反饋。為電壓反饋。結(jié)論結(jié)論 電阻電阻 Rf 引入的是電壓串聯(lián)正反饋引入的是電壓串聯(lián)正反饋 ui uo 正反饋正反饋 uf uo1 解：解： uf ud + uo1 R11 Rf1 R12 ui R21 Rf2 R22 uo Rf RL R

38、f1 ui R1R2uo1Rf3Rf2 R1RLuoRf1 、 Rf2 ：本級(jí)并聯(lián)電壓負(fù)反饋；本級(jí)并聯(lián)電壓負(fù)反饋；Rf3 ：ufuduo級(jí)間串聯(lián)電壓負(fù)反饋！級(jí)間串聯(lián)電壓負(fù)反饋！正反饋沒(méi)有自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，但在振蕩電路中常用正反正反饋沒(méi)有自動(dòng)調(diào)節(jié)作用，但在振蕩電路中常用正反饋才能實(shí)現(xiàn)振蕩過(guò)程的建立。饋才能實(shí)現(xiàn)振蕩過(guò)程的建立。因此正、負(fù)反饋各有各的作用，各有各的優(yōu)、缺點(diǎn)。因此正、負(fù)反饋各有各的作用，各有各的優(yōu)、缺點(diǎn)。這一節(jié)我們只討論放大電路的負(fù)反饋。這一節(jié)我們只討論放大電路的負(fù)反饋。反饋的作用反饋的作用負(fù)反饋有自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用。負(fù)反饋有自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用。16.4 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路

39、性能的影響基本放大基本放大電路電路Ao反饋電路反饋電路FxixdxoxfxoA0=xoxdF =xfxoxd = xi - xf1. 1. 降低放大倍數(shù)降低放大倍數(shù)oddfddiofxFxxAxxxAxxA + + = =+ + = = =00FAA001+ += =Af：閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù) 負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。2. 負(fù)反饋提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性負(fù)反饋提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性001fAAA F=+FAAdAAdAff00011+ + = =反饋深度反饋深度FA01+ +稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)：稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)：若若10 FA= =fAF1= =在深度負(fù)反饋的情況下，放

40、大倍數(shù)在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)有關(guān)。只與反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)有關(guān)。引入負(fù)反饋使電路放大引入負(fù)反饋使電路放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。3. 改善波形的非線性失真改善波形的非線性失真AouiufAouiuoFuduo加反饋前加反饋前加反饋后加反饋后引入負(fù)反饋將輸出端的失真信號(hào)反送到輸入端，引入負(fù)反饋將輸出端的失真信號(hào)反送到輸入端，使凈輸入信號(hào)發(fā)生某種程度的失真，經(jīng)過(guò)放大后使凈輸入信號(hào)發(fā)生某種程度的失真，經(jīng)過(guò)放大后，即可使輸出信號(hào)的失真得到一定程度的補(bǔ)償。，即可使輸出信號(hào)的失真得到一定程度的補(bǔ)償。從本質(zhì)上說(shuō)，負(fù)反饋是利用失真了的波形來(lái)改善從本質(zhì)上說(shuō)，負(fù)反饋是利用失真了的波形

41、來(lái)改善波形的失真，因此波形的失真，因此只能減小失真，不能完全消除只能減小失真，不能完全消除失真失真。4. 4. 展寬了通頻帶展寬了通頻帶引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加：引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加：fAfHFfH集成運(yùn)放中都采用直接耦合，無(wú)耦合電容，故集成運(yùn)放中都采用直接耦合，無(wú)耦合電容，故其低頻特性良好，展寬了通頻帶；引入負(fù)反饋其低頻特性良好，展寬了通頻帶；引入負(fù)反饋后，在高頻段通頻帶又能得到展寬。后，在高頻段通頻帶又能得到展寬。串聯(lián)串聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋提高提高輸入電阻輸入電阻 rif ri并聯(lián)并聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋降低降低輸入電阻輸入電阻 rif ro電壓電壓負(fù)反饋負(fù)反饋降低降低輸出電阻輸出電

42、阻 rof ro因?yàn)椋弘妷贺?fù)反饋因?yàn)椋弘妷贺?fù)反饋穩(wěn)定穩(wěn)定了輸出電壓。了輸出電壓。因?yàn)椋弘娏髫?fù)反饋因?yàn)椋弘娏髫?fù)反饋穩(wěn)定穩(wěn)定了輸出電流。了輸出電流。 七、正弦波振蕩器七、正弦波振蕩器正弦波振蕩器：正弦波振蕩器： 產(chǎn)生正弦波信號(hào)的電路。產(chǎn)生正弦波信號(hào)的電路。 接通電路的電源，即開(kāi)始工作，輸接通電路的電源，即開(kāi)始工作，輸出一定頻率的正弦波信號(hào)。出一定頻率的正弦波信號(hào)。不需要輸入信號(hào)？不需要輸入信號(hào)？是的！自激振蕩是的！自激振蕩 ！1. 1.自激振蕩自激振蕩正反饋電正反饋電路才能產(chǎn)路才能產(chǎn)生自激振生自激振蕩蕩負(fù)反饋：負(fù)反饋：正反饋：正反饋：基本放大基本放大電路電路Ao反饋電路反饋電路FUiUdUoUfUoUd = Ui - UfUd = Ui + Uf改成正反饋改成正反饋如果如果：基本放大基本放大電路電路Ao反饋電路反饋電路FUiUdUoUfUoUd = Ui + UfUi= Uf去掉去掉 ，仍信號(hào)輸出。，仍信號(hào)輸出。 Ui基本放大基本放大電路電路Ao反饋電路反饋電路FUdUoUfUo反饋信號(hào)代替了放大電路的輸入信號(hào)，輸入信反饋信號(hào)代替了放大電路的輸入信號(hào)，輸入信號(hào)為號(hào)為0時(shí)仍有輸出，稱為自激振蕩。時(shí)仍有輸出，稱為自激