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第七章反饋放大電路姚恒hyao@Updated:May9,2016第七章姚恒Updated:May9,20167反饋放大電路7.1反饋的基本概念與分類7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)7.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.8負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性7反饋放大電路7.1反饋的基本概念與分類7.3負(fù)反7.1反饋的基本概念與分類7.1.2直流反饋與交流反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋7.1.1什么是反饋7.1.5電壓反饋與電流反饋7.1反饋的基本概念與分類7.1.2直流反饋與交流反輸出信號(hào)反饋放大電路的輸入信號(hào)反饋信號(hào)基本放大電路的輸入信號(hào)(凈輸入信號(hào))7.1.1什么是反饋反饋通路——信號(hào)反向傳輸?shù)那篱_環(huán)——無反饋通路閉環(huán)——有反饋通路將電子系統(tǒng)輸出回路的電量(電壓或電流),送回到輸入回路的過程。輸出信號(hào)反饋放大電路的輸入信號(hào)反饋信號(hào)基本放大電路的輸入信號(hào)判斷電路是否存在反饋通路7.1.1什么是反饋反饋通路(本級(jí))反饋通路(本級(jí))反饋通路(級(jí)間)判斷電路是否存在反饋通路7.1.1什么是反饋反饋通路(本7.1.2直流反饋與交流反饋
根據(jù)反饋到輸入端的信號(hào)是交流,還是直流,或同時(shí)存在,來進(jìn)行判別。直流反饋交、直流反饋7.1.2直流反饋與交流反饋根據(jù)反饋到輸入端的信7.1.2直流反饋與交流反饋(a)直流通路(b)交流通路7.1.2直流反饋與交流反饋(a)直流通路7.1.3正反饋與負(fù)反饋正反饋:輸入量不變時(shí),引入反饋后輸出量變大了。負(fù)反饋:輸入量不變時(shí),引入反饋后輸出量變小了。從輸出端看從輸入端看(更加重要)正反饋:引入反饋后,使凈輸入量變大了。負(fù)反饋:引入反饋后,使凈輸入量變小了。凈輸入量可以是電壓,也可以是電流。7.1.3正反饋與負(fù)反饋正反饋:輸入量不變時(shí),引入反饋后7.1.3正反饋與負(fù)反饋輸出影響輸入反饋特征:積極影響——正反饋
輸出反饋回來的量促使輸入朝著原先的方向發(fā)展消極影響——負(fù)反饋
輸出反饋回來的量延緩輸入朝著原先的方向發(fā)展7.1.3正反饋與負(fù)反饋輸出影響輸入反饋特征:積極影響—7.1.3正反饋與負(fù)反饋判別方法:瞬時(shí)極性法。即在電路中,從輸入端開始,沿著(正斜率或負(fù)信號(hào)流向,標(biāo)出某一時(shí)刻有關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓變化的斜率,用“+”、“-”號(hào)表示)。分情況討論運(yùn)放電路(第二章)共射電路/共集電路(第四章)差分電路(第六章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋判別方法:瞬時(shí)極性法。即在電路中7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)判斷步驟1:如果輸入在同相端,輸出端極性與輸入端一致如果輸入在反相端,輸出端極性與輸入端相反7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)判斷步驟2:反饋支路不改變極性,即輸出反饋回輸入端極性與輸出保持一致反饋通路反饋通路7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)判斷步驟3:看反饋支路反饋端是否與輸入端在同一端如果在:輸入端與反饋端極性相同→正反饋
輸入端與反饋端極性不同→負(fù)反饋負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)判斷步驟3:看反饋支路反饋端是否與輸入端在同一端如果不在:輸入端與反饋端極性相同→負(fù)反饋
輸入端與反饋端極性不同→正反饋正反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)負(fù)反饋+++--輸入端反饋端7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路/共集電路(第四章)補(bǔ)充知識(shí):如何判斷共射還是共集電路方法1:看哪一極交流接地,如射極接地,則為共射電路方法2:如果沒有一端交流接地(如下圖),則看輸入輸出分別在哪一極,如果輸入在基極,輸出在集電極,則為共射電路共射電路7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路/共集電路7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路/共集電路(第四章)判斷步驟1:輸入端基極極性為正,則集電極極性為負(fù),發(fā)射極極性為正(由P148性質(zhì)決定)基極為正集電極為負(fù)發(fā)射極為正(+)(-)(+)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路/共集電路7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路(第四章)判斷步驟2:看反饋端是在發(fā)射極還是在基極如果在射極:輸入端與反饋端極性相同→負(fù)反饋
輸入端與反饋端極性不同→正反饋如果在基極:輸入端與反饋端極性相同→正反饋
輸入端與反饋端極性不同→負(fù)反饋
輸入端反饋端負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路(第四章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第三類:差分電路(第六章)判斷步驟1:輸入端基極極性為正,第一級(jí)輸出端為集電極輸出極性為負(fù),第一級(jí)輸出為第二級(jí)輸入,再通過反饋電路反饋回輸入端,判斷反饋端與輸入端是否在同一端基極輸入集電極輸出集電極輸出7.1.3正反饋與負(fù)反饋第三類:差分電路(第六章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第三類:差分電路(第六章)判斷步驟2:判斷反饋端與輸入端是否在同一端如在:同相則為正反饋,反相則為負(fù)反饋如不在:同相則為負(fù)反饋,反相則為正反饋輸入端反饋端負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋第三類:差分電路(第六章)7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式判定串聯(lián)串聯(lián):輸入以電壓形式求和(KVL)
-vi+vid+vf=0
即vid=vi-
vf并聯(lián):輸入以電流形式求和(KCL)
ii-iid-if=0
即iid=ii-if并聯(lián)7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋根據(jù)反饋的接入方式判定是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋:反饋信號(hào)Vf與輸入信號(hào)Vi在輸入回路串接,以電壓形式疊加,為串聯(lián)反饋。反饋信號(hào)If與輸入信號(hào)Ii在輸入回路并接,以電流形式疊加,為并聯(lián)反饋。判斷方法:輸入信號(hào)與反饋信號(hào)在不同結(jié)點(diǎn)引入(例如輸入在三極管b極,反饋在e極,或輸入在運(yùn)放同相端,反饋在反向端)為串聯(lián)反饋;輸入信號(hào)與反饋信號(hào)在同一結(jié)點(diǎn)引入(例如輸入和反饋均在三極管b極,或運(yùn)放的反相端)為并聯(lián)反饋。7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋根據(jù)反饋的接入方式判定是串聯(lián)判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋級(jí)間反饋通路xf(if)判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋級(jí)間反饋通路xf(vf)判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出端的取樣對(duì)象決定電壓反饋:反饋信號(hào)xf和輸出電壓成比例,即xf=Fvo電流反饋:反饋信號(hào)xf與輸出電流成比例,即xf=Fio
并聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓負(fù)反饋RLvoxf
xidvo
電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓xf=Fvo,
xid=xi-xf7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓負(fù)反饋RLvoxf7.1.5電壓反饋與電流反饋電流負(fù)反饋RLioxf
xidio
電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流xf=Fio,
xid=xi-xf7.1.5電壓反饋與電流反饋電流負(fù)反饋RLioxf7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法1:負(fù)載短路法
將負(fù)載短路,反饋量仍然存在——電流反饋。
將負(fù)載短路(未接負(fù)載時(shí)輸出對(duì)地短路),反饋量為零——電壓反饋。電壓反饋電流反饋反饋通路反饋通路7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法1:負(fù)載短路法7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法2:當(dāng)反饋輸入信號(hào)與輸出信號(hào)由同一端引出時(shí)(如輸出信號(hào)從集電極取出,反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端也接在集電極)是電壓反饋;反之為電流反饋。電壓反饋電流反饋反饋通路反饋通路7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法2:當(dāng)反饋輸入信號(hào)與7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋反饋通路例7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋反饋通路例7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路
輸入以電壓形式求和(KVL):vid=vi-
vf
穩(wěn)定輸出電壓特點(diǎn):
電壓控制的電壓源7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和(K7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路
輸入以電流形式求和(KCL):iid=ii-if
穩(wěn)定輸出電壓
電流控制的電壓源特點(diǎn):7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和(K7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路
輸入以電壓形式求和(KVL):vid=vi-
vf
穩(wěn)定輸出電流
電壓控制的電流源特點(diǎn):7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和(K7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路
輸入以電流形式求和(KCL):iid=ii-if
穩(wěn)定輸出電流
電流控制的電流源特點(diǎn):7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和(K電壓負(fù)反饋:穩(wěn)定輸出電壓,具有恒壓特性串聯(lián)反饋:輸入端電壓求和(KVL)電流負(fù)反饋:穩(wěn)定輸出電流,具有恒流特性并聯(lián)反饋:輸入端電流求和(KCL)特點(diǎn)小結(jié):從輸入端看從輸出端看電壓負(fù)反饋:穩(wěn)定輸出電壓,具有恒壓特性串聯(lián)反饋:輸入端電壓求反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(-)(+)(+)級(jí)間電壓串聯(lián)負(fù)反饋(+)反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(-)(+)(+)級(jí)間電壓串聯(lián)反饋組態(tài)判斷舉例(交流)電壓并聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)(-)(-)反饋組態(tài)判斷舉例(交流)電壓并聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)(-)(-直流反饋交、直流反饋反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(+)(-)(+)(+)(+)電流串聯(lián)負(fù)反饋直流反饋交、直流反饋反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(+)(-串聯(lián)負(fù)反饋信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響vID=vI-vF
則vI最好為恒壓源,即信號(hào)源內(nèi)阻RS越小越好。
要想反饋效果明顯,就要求vF變化能有效引起vID的變化。串聯(lián)負(fù)反饋信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響vID=vI-vF信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響并聯(lián)負(fù)反饋iID=iI-iF
則iI最好為恒流源,即信號(hào)源內(nèi)阻RS越大越好。
要想反饋效果明顯,就要求iF變化能有效引起iID的變化。信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響并聯(lián)負(fù)反饋iID=iI-iF7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式2.反饋深度討論3.環(huán)路增益7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因?yàn)樗砸阎]環(huán)增益的一般表達(dá)式即7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因?yàn)樗砸沿?fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義7.3負(fù)反饋放大電路增益2.反饋深度討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约ふ袷?/p>
一般情況下,A和F都是頻率的函數(shù),當(dāng)考慮信號(hào)頻率的影響時(shí),Af、A和F分別用、和表示。即7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式2.反饋深度討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约?.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.4.2減小非線性失真7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響7.4.1提高增益的穩(wěn)定性7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.4.2減小非線性7.4.1提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對(duì)A求導(dǎo)得只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對(duì)變化量比開環(huán)減小了1+AF另一方面,在深度負(fù)反饋條件下
即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時(shí),閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。負(fù)反饋的組態(tài)不同,穩(wěn)定的增益不同(Avf
、Arf
、Agf
、Aif)7.4.1提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對(duì)A求導(dǎo)得只考慮幅值有即7.4.2減小非線性失真
閉環(huán)時(shí)增益減小,線性度變好。
只能減少環(huán)內(nèi)放大電路產(chǎn)生的失真,如果輸入波形本身就是失真的,即使引入負(fù)反饋,也無濟(jì)于事。1——開環(huán)特性2——閉環(huán)特性7.4.2減小非線性失真閉環(huán)時(shí)增益減小,線性7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲比原有的信噪比提高了倍電壓的信噪比增加一前置級(jí)并認(rèn)為該級(jí)為無噪聲的新的信噪比7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲比原有的信噪比提高了7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響
串聯(lián)負(fù)反饋1.對(duì)輸入電阻的影響開環(huán)輸入電阻Ri=vid/ii因?yàn)関f=F·xoxo=A·vid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii所以vi=vid+vf=(1+AF
)vid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii引入串聯(lián)負(fù)反饋后,輸入電阻增加了。7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋1.對(duì)7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響
并聯(lián)負(fù)反饋1.對(duì)輸入電阻的影響閉環(huán)輸入電阻
引入并聯(lián)負(fù)反饋后,輸入電阻減小了。注意:反饋對(duì)輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi),對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響并聯(lián)負(fù)反饋1.對(duì)例如圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>
時(shí),反饋對(duì)Rif幾乎沒有影響。例如圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>時(shí),反饋對(duì)Ri7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影響
電壓負(fù)反饋7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影2.對(duì)輸出電阻的影響閉環(huán)輸出電阻
電壓負(fù)反饋而Xid=-Xf=-FvT
忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)iT的分流所以
引入電壓負(fù)反饋后,輸出電阻減小了。2.對(duì)輸出電阻的影響閉環(huán)輸出電阻電壓負(fù)反饋而Xid7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影響
電流負(fù)反饋閉環(huán)輸出電阻
引入電流負(fù)反饋后,輸出電阻增大了。注意:反饋對(duì)輸出電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi),對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影
負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善,是以犧牲增益為代價(jià)的,且僅對(duì)環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。串聯(lián)負(fù)反饋——
并聯(lián)負(fù)反饋——
電壓負(fù)反饋——
電流負(fù)反饋——
特別注意表7.4.1的內(nèi)容增大輸入電阻減小輸入電阻減小輸出電阻,穩(wěn)定輸出電壓增大輸出電阻,穩(wěn)定輸出電流7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善,是以犧牲增益為代價(jià)的,且7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)2.舉例7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)21.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)即,深度負(fù)反饋條件下,閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)由于則又因?yàn)榇肷鲜降茫ㄒ渤憺閤fxi)凈輸入量近似等于零由此可得深度負(fù)反饋條件下,基本放大電路“兩虛”的概念輸入量近似等于反饋量(xid0
)1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)即,深度負(fù)反饋條件下,閉環(huán)增益只與反饋1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)串聯(lián)負(fù)反饋,輸入端電壓求和深度負(fù)反饋條件下
xid=
xi-
xf
0
虛短虛斷虛短虛斷并聯(lián)負(fù)反饋,輸入端電流求和vid=
vi-
vf
0iid=
ii-
if
0vid=
iidri
01.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)串聯(lián)負(fù)反饋,輸入端電壓求和深度負(fù)反饋條2.舉例
電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋系數(shù)
實(shí)際上該電路就是第2章介紹的同相比例放大電路,該結(jié)果與第2章所得結(jié)構(gòu)相同
設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件,試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解:根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)增益(就是閉環(huán)電壓增益)2.舉例電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋系數(shù)實(shí)際上該電路就是第2.舉例(例7.5.1)
電壓串聯(lián)負(fù)反饋
設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件,試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解:根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)電壓增益2.舉例(例7.5.1)電壓串聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路2.舉例(例7.5.4)
電流并聯(lián)負(fù)反饋
設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件,試寫出該電路的閉環(huán)增益和閉環(huán)源電壓增益表達(dá)式。解:根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)增益所以閉環(huán)電壓增益注意:若io參考方向不同,將影響閉環(huán)增益的結(jié)果
又因?yàn)閕R2.舉例(例7.5.4)電流并聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路解:(3)
閉環(huán)增益例7.5.5…(3)求大環(huán)反饋的閉環(huán)增益
電壓并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)虛短、虛斷0V2.舉例解:(3)閉環(huán)增益例7.5.5…(3)求大環(huán)反饋的閉環(huán)增第七章考試要點(diǎn)反饋類型判別?瞬時(shí)極性法:正/負(fù)反饋
輸出端反饋接法:電壓/電流反饋輸入端反饋接法:串聯(lián)/并聯(lián)反饋會(huì)標(biāo):xi
xf
xo
會(huì)寫Af(閉環(huán)增益)
F(反饋系數(shù))和Ao(開環(huán)增益)的公式和關(guān)系式不同反饋類型對(duì)輸入電阻輸出電阻的影響
深度負(fù)反饋特點(diǎn)和典型電路計(jì)算第七章考試要點(diǎn)反饋類型判別?瞬時(shí)極性法:正/負(fù)反饋第七章反饋放大電路姚恒hyao@Updated:May9,2016第七章姚恒Updated:May9,20167反饋放大電路7.1反饋的基本概念與分類7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)7.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.8負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性7反饋放大電路7.1反饋的基本概念與分類7.3負(fù)反7.1反饋的基本概念與分類7.1.2直流反饋與交流反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋7.1.1什么是反饋7.1.5電壓反饋與電流反饋7.1反饋的基本概念與分類7.1.2直流反饋與交流反輸出信號(hào)反饋放大電路的輸入信號(hào)反饋信號(hào)基本放大電路的輸入信號(hào)(凈輸入信號(hào))7.1.1什么是反饋反饋通路——信號(hào)反向傳輸?shù)那篱_環(huán)——無反饋通路閉環(huán)——有反饋通路將電子系統(tǒng)輸出回路的電量(電壓或電流),送回到輸入回路的過程。輸出信號(hào)反饋放大電路的輸入信號(hào)反饋信號(hào)基本放大電路的輸入信號(hào)判斷電路是否存在反饋通路7.1.1什么是反饋反饋通路(本級(jí))反饋通路(本級(jí))反饋通路(級(jí)間)判斷電路是否存在反饋通路7.1.1什么是反饋反饋通路(本7.1.2直流反饋與交流反饋
根據(jù)反饋到輸入端的信號(hào)是交流,還是直流,或同時(shí)存在,來進(jìn)行判別。直流反饋交、直流反饋7.1.2直流反饋與交流反饋根據(jù)反饋到輸入端的信7.1.2直流反饋與交流反饋(a)直流通路(b)交流通路7.1.2直流反饋與交流反饋(a)直流通路7.1.3正反饋與負(fù)反饋正反饋:輸入量不變時(shí),引入反饋后輸出量變大了。負(fù)反饋:輸入量不變時(shí),引入反饋后輸出量變小了。從輸出端看從輸入端看(更加重要)正反饋:引入反饋后,使凈輸入量變大了。負(fù)反饋:引入反饋后,使凈輸入量變小了。凈輸入量可以是電壓,也可以是電流。7.1.3正反饋與負(fù)反饋正反饋:輸入量不變時(shí),引入反饋后7.1.3正反饋與負(fù)反饋輸出影響輸入反饋特征:積極影響——正反饋
輸出反饋回來的量促使輸入朝著原先的方向發(fā)展消極影響——負(fù)反饋
輸出反饋回來的量延緩輸入朝著原先的方向發(fā)展7.1.3正反饋與負(fù)反饋輸出影響輸入反饋特征:積極影響—7.1.3正反饋與負(fù)反饋判別方法:瞬時(shí)極性法。即在電路中,從輸入端開始,沿著(正斜率或負(fù)信號(hào)流向,標(biāo)出某一時(shí)刻有關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓變化的斜率,用“+”、“-”號(hào)表示)。分情況討論運(yùn)放電路(第二章)共射電路/共集電路(第四章)差分電路(第六章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋判別方法:瞬時(shí)極性法。即在電路中7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)判斷步驟1:如果輸入在同相端,輸出端極性與輸入端一致如果輸入在反相端,輸出端極性與輸入端相反7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)判斷步驟2:反饋支路不改變極性,即輸出反饋回輸入端極性與輸出保持一致反饋通路反饋通路7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)判斷步驟3:看反饋支路反饋端是否與輸入端在同一端如果在:輸入端與反饋端極性相同→正反饋
輸入端與反饋端極性不同→負(fù)反饋負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)判斷步驟3:看反饋支路反饋端是否與輸入端在同一端如果不在:輸入端與反饋端極性相同→負(fù)反饋
輸入端與反饋端極性不同→正反饋正反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)負(fù)反饋+++--輸入端反饋端7.1.3正反饋與負(fù)反饋第一類:運(yùn)放電路(第二章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路/共集電路(第四章)補(bǔ)充知識(shí):如何判斷共射還是共集電路方法1:看哪一極交流接地,如射極接地,則為共射電路方法2:如果沒有一端交流接地(如下圖),則看輸入輸出分別在哪一極,如果輸入在基極,輸出在集電極,則為共射電路共射電路7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路/共集電路7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路/共集電路(第四章)判斷步驟1:輸入端基極極性為正,則集電極極性為負(fù),發(fā)射極極性為正(由P148性質(zhì)決定)基極為正集電極為負(fù)發(fā)射極為正(+)(-)(+)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路/共集電路7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路(第四章)判斷步驟2:看反饋端是在發(fā)射極還是在基極如果在射極:輸入端與反饋端極性相同→負(fù)反饋
輸入端與反饋端極性不同→正反饋如果在基極:輸入端與反饋端極性相同→正反饋
輸入端與反饋端極性不同→負(fù)反饋
輸入端反饋端負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋第二類:共射電路(第四章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第三類:差分電路(第六章)判斷步驟1:輸入端基極極性為正,第一級(jí)輸出端為集電極輸出極性為負(fù),第一級(jí)輸出為第二級(jí)輸入,再通過反饋電路反饋回輸入端,判斷反饋端與輸入端是否在同一端基極輸入集電極輸出集電極輸出7.1.3正反饋與負(fù)反饋第三類:差分電路(第六章)7.1.3正反饋與負(fù)反饋第三類:差分電路(第六章)判斷步驟2:判斷反饋端與輸入端是否在同一端如在:同相則為正反饋,反相則為負(fù)反饋如不在:同相則為負(fù)反饋,反相則為正反饋輸入端反饋端負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋第三類:差分電路(第六章)7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式判定串聯(lián)串聯(lián):輸入以電壓形式求和(KVL)
-vi+vid+vf=0
即vid=vi-
vf并聯(lián):輸入以電流形式求和(KCL)
ii-iid-if=0
即iid=ii-if并聯(lián)7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋根據(jù)反饋的接入方式判定是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋:反饋信號(hào)Vf與輸入信號(hào)Vi在輸入回路串接,以電壓形式疊加,為串聯(lián)反饋。反饋信號(hào)If與輸入信號(hào)Ii在輸入回路并接,以電流形式疊加,為并聯(lián)反饋。判斷方法:輸入信號(hào)與反饋信號(hào)在不同結(jié)點(diǎn)引入(例如輸入在三極管b極,反饋在e極,或輸入在運(yùn)放同相端,反饋在反向端)為串聯(lián)反饋;輸入信號(hào)與反饋信號(hào)在同一結(jié)點(diǎn)引入(例如輸入和反饋均在三極管b極,或運(yùn)放的反相端)為并聯(lián)反饋。7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋根據(jù)反饋的接入方式判定是串聯(lián)判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋級(jí)間反饋通路xf(if)判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋級(jí)間反饋通路xf(vf)判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出端的取樣對(duì)象決定電壓反饋:反饋信號(hào)xf和輸出電壓成比例,即xf=Fvo電流反饋:反饋信號(hào)xf與輸出電流成比例,即xf=Fio
并聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓負(fù)反饋RLvoxf
xidvo
電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓xf=Fvo,
xid=xi-xf7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓負(fù)反饋RLvoxf7.1.5電壓反饋與電流反饋電流負(fù)反饋RLioxf
xidio
電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流xf=Fio,
xid=xi-xf7.1.5電壓反饋與電流反饋電流負(fù)反饋RLioxf7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法1:負(fù)載短路法
將負(fù)載短路,反饋量仍然存在——電流反饋。
將負(fù)載短路(未接負(fù)載時(shí)輸出對(duì)地短路),反饋量為零——電壓反饋。電壓反饋電流反饋反饋通路反饋通路7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法1:負(fù)載短路法7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法2:當(dāng)反饋輸入信號(hào)與輸出信號(hào)由同一端引出時(shí)(如輸出信號(hào)從集電極取出,反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端也接在集電極)是電壓反饋;反之為電流反饋。電壓反饋電流反饋反饋通路反饋通路7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法2:當(dāng)反饋輸入信號(hào)與7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋反饋通路例7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋反饋通路例7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路
輸入以電壓形式求和(KVL):vid=vi-
vf
穩(wěn)定輸出電壓特點(diǎn):
電壓控制的電壓源7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和(K7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路
輸入以電流形式求和(KCL):iid=ii-if
穩(wěn)定輸出電壓
電流控制的電壓源特點(diǎn):7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和(K7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路
輸入以電壓形式求和(KVL):vid=vi-
vf
穩(wěn)定輸出電流
電壓控制的電流源特點(diǎn):7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和(K7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路
輸入以電流形式求和(KCL):iid=ii-if
穩(wěn)定輸出電流
電流控制的電流源特點(diǎn):7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和(K電壓負(fù)反饋:穩(wěn)定輸出電壓,具有恒壓特性串聯(lián)反饋:輸入端電壓求和(KVL)電流負(fù)反饋:穩(wěn)定輸出電流,具有恒流特性并聯(lián)反饋:輸入端電流求和(KCL)特點(diǎn)小結(jié):從輸入端看從輸出端看電壓負(fù)反饋:穩(wěn)定輸出電壓,具有恒壓特性串聯(lián)反饋:輸入端電壓求反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(-)(+)(+)級(jí)間電壓串聯(lián)負(fù)反饋(+)反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(-)(+)(+)級(jí)間電壓串聯(lián)反饋組態(tài)判斷舉例(交流)電壓并聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)(-)(-)反饋組態(tài)判斷舉例(交流)電壓并聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)(-)(-直流反饋交、直流反饋反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(+)(-)(+)(+)(+)電流串聯(lián)負(fù)反饋直流反饋交、直流反饋反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(+)(-串聯(lián)負(fù)反饋信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響vID=vI-vF
則vI最好為恒壓源,即信號(hào)源內(nèi)阻RS越小越好。
要想反饋效果明顯,就要求vF變化能有效引起vID的變化。串聯(lián)負(fù)反饋信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響vID=vI-vF信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響并聯(lián)負(fù)反饋iID=iI-iF
則iI最好為恒流源,即信號(hào)源內(nèi)阻RS越大越好。
要想反饋效果明顯,就要求iF變化能有效引起iID的變化。信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響并聯(lián)負(fù)反饋iID=iI-iF7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式2.反饋深度討論3.環(huán)路增益7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因?yàn)樗砸阎]環(huán)增益的一般表達(dá)式即7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因?yàn)樗砸沿?fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義7.3負(fù)反饋放大電路增益2.反饋深度討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约ふ袷?/p>
一般情況下,A和F都是頻率的函數(shù),當(dāng)考慮信號(hào)頻率的影響時(shí),Af、A和F分別用、和表示。即7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式2.反饋深度討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约?.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.4.2減小非線性失真7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響7.4.1提高增益的穩(wěn)定性7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.4.2減小非線性7.4.1提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對(duì)A求導(dǎo)得只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對(duì)變化量比開環(huán)減小了1+AF另一方面,在深度負(fù)反饋條件下
即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時(shí),閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。負(fù)反饋的組態(tài)不同,穩(wěn)定的增益不同(Avf
、Arf
、Agf
、Aif)7.4.1提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對(duì)A求導(dǎo)得只考慮幅值有即7.4.2減小非線性失真
閉環(huán)時(shí)增益減小,線性度變好。
只能減少環(huán)內(nèi)放大電路產(chǎn)生的失真,如果輸入波形本身就是失真的,即使引入負(fù)反饋,也無濟(jì)于事。1——開環(huán)特性2——閉環(huán)特性7.4.2減小非線性失真閉環(huán)時(shí)增益減小,線性7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲比原有的信噪比提高了倍電壓的信噪比增加一前置級(jí)并認(rèn)為該級(jí)為無噪聲的新的信噪比7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲比原有的信噪比提高了7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響
串聯(lián)負(fù)反饋1.對(duì)輸入電阻的影響開環(huán)輸入電阻Ri=vid/ii因?yàn)関f=F·xoxo=A·vid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii所以vi=vid+vf=(1+AF
)vid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii引入串聯(lián)負(fù)反饋后,輸入電阻增加了。7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋1.對(duì)7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響
并聯(lián)負(fù)反饋1.對(duì)輸入電阻的影響閉環(huán)輸入電阻
引入并聯(lián)負(fù)反饋后,輸入電阻減小了。注意:反饋對(duì)輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi),對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響并聯(lián)負(fù)反饋1.對(duì)例如圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>
時(shí),反饋對(duì)Rif幾乎沒有影響。例如圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>時(shí),反饋對(duì)Ri7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影響
電壓負(fù)反饋7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影2.對(duì)輸出電阻的影響閉環(huán)輸出電阻
電
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