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第6章放大電路中的反饋6.1反饋的基本概念6.2負(fù)反饋的類型6.4深度負(fù)反饋放大電路的分析6.3負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響6.5負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性12/24/20221第6章放大電路中的反饋6.1反饋的基本概念6.2負(fù)+RB1+VCCTRB2RERLRCC1C2vivoVB6.1負(fù)反饋的基本概念1、靜態(tài)時(shí)
若溫度上升使集電極電流IC增大,發(fā)射極電流IE也隨之增大,則基極與發(fā)射極之間的電壓隨之減小,基極電流IB減小,使得集電極電流IC也要減小,放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)趨向穩(wěn)定。6.1.1負(fù)反饋舉例TVBEIBICVEIC12/24/20222+RB1+VCCTRB2RERLRCC1C2vivoVB6.2、動(dòng)態(tài)時(shí)若(1+β)RE>>rbe,則放大器將獲得穩(wěn)定的電壓增益。
+RB1+VCCTRB2RERLRCC1C2vivoVB12/24/202232、動(dòng)態(tài)時(shí)若(1+β)RE>>rbe,則放大器將獲得穩(wěn)定的電在電子電路中,將輸出量(輸出電壓或輸出電流)的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路,用來影響其輸入量(放大電路的輸入電壓或輸入電流)的措施稱為反饋。3、什么是反饋12/24/20224在電子電路中,將輸出量(輸出電壓或輸出電流)+RB1+VCCTRB2RERLRCC1C2vivoVB基本放大電路A反饋電路F+–6.1.2反饋的一般表達(dá)式⑴由基本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。⑵反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在放大電路的輸入端疊加。⑶基本放大電路的凈輸入信號(hào):書p26012/24/20225+RB1+VCCTRB2RERLRCC1C2vivoVB基本如Xf≠0,Xd<Xi,如=0,
是輸入信號(hào),是反饋信號(hào),稱為凈輸入信號(hào)無反饋負(fù)反饋基本放大電路A反饋電路F+–12/24/20226如Xf≠0,Xd<Xi,如1.交流反饋與直流反饋反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用,稱為交流反饋。在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容,可以隔斷直流,反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容,可只對(duì)直流起作用。反饋只對(duì)直流起作用,稱為直流反饋。6.2負(fù)反饋的四種組態(tài)6.2.1負(fù)反饋的類型12/24/202271.交流反饋與直流反饋反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用,稱為交流反饋根據(jù)反饋輸出采樣信號(hào)的不同,可以分為電壓反饋和電流反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào),叫電壓反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào),叫電流反饋。2.電壓反饋和電流反饋12/24/20228根據(jù)反饋輸出采樣信號(hào)的不同,可以分為電壓反饋和電流反饋。如果根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同,可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián),即反饋電壓信號(hào)與輸入電壓比較的,叫串聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián),即反饋電流信號(hào)與輸入電流比較的,叫并聯(lián)反饋。3.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋12/24/20229根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同,可以分為串聯(lián)反6.2.2四種負(fù)反饋組態(tài)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12/24/2022106.2.2四種負(fù)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流分析步驟:3、是否負(fù)反饋?(瞬時(shí)極性法)4、是負(fù)反饋!那么是何種類型的負(fù)反饋?(判斷反饋的組態(tài))1、找出反饋網(wǎng)絡(luò)。2、是交流還是直流反饋?6.2.3負(fù)反饋組態(tài)的判斷方法12/24/202211分析步驟:3、是否負(fù)反饋?(瞬時(shí)極性法)4、是負(fù)反饋!那么是增加隔直電容C后,Rf只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔谩?–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCuoui+–T1T2RfC判斷交、直流反饋的方法:12/24/202212增加隔直電容C后,Rf只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔谩?–C1RB1RC——瞬時(shí)極性法:利用電路中各點(diǎn)對(duì)“地”的交流電位的瞬時(shí)極性來判斷正反饋還是負(fù)反饋。(1)先設(shè)輸入端電位為正,而后逐級(jí)定出各點(diǎn)電位的瞬時(shí)極性。(2)判斷反饋到輸入端的信號(hào)的瞬時(shí)極性是否對(duì)凈輸入信號(hào)起削弱作用。如果是削弱的,則為負(fù)反饋。判斷負(fù)反饋的方法12/24/202213——瞬時(shí)極性法:利用電路中各點(diǎn)對(duì)“地”的交流電位的瞬三極管的集電極與基極相位相反。++三極管的發(fā)射極與基極相位相同。12/24/202214三極管的集電極與基極相位相反。++三極管的發(fā)射極與基極相位相RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiubeie++例:判斷負(fù)反饋RE1、RE2是本級(jí)直流負(fù)反饋,RE1是交流負(fù)反饋。使凈輸入信號(hào)ube減小12/24/202215RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiub+VCCRCC2C1Rfuiuoiiib例:判斷負(fù)反饋+Rf是交、直流負(fù)反饋。使凈輸入信號(hào)ib減小,if12/24/202216+VCCRCC2C1Rfuiuoiiib例:判斷負(fù)反饋+RfRLuoRLuo電壓反饋輸出取樣:判斷輸出取樣:——輸出端短路法反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào),叫電壓反饋。12/24/202217RLuoRLuo電壓反饋輸出取樣:判斷輸出取樣:——輸出端短電流反饋輸出取樣:RLiERLioiERf如果反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào),叫電流反饋。判:u0=0,但if不等于0ifif12/24/202218電流反饋輸出取樣:RLiERLioiERf如果反饋信號(hào)取自輸iiifibib=ii-if并聯(lián)反饋ufuiubeube=ui-uf串聯(lián)反饋輸入聯(lián)接:反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián),即反饋電壓與輸入電壓比較的,叫串聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián),即反饋電流與輸入電流比較的,叫并聯(lián)反饋。12/24/202219iiifibib=ii-if并聯(lián)反饋ufuiubeube=u“輸出端短路法”,即將放大電路的輸出端短路,若反饋信號(hào)為零則為電壓反饋,若反饋信號(hào)仍然存在則是電流反饋。
引入電壓負(fù)反饋的目的是穩(wěn)定輸出電壓。引入電流負(fù)反饋的目的是穩(wěn)定輸出電流。四種組態(tài),即電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋。小結(jié):12/24/202220“輸出端短路法”,即將放大電路的輸出端短路,若反饋信號(hào)為零則例:判斷Rf是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。ubeuc1ub2uc2此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+Vccuoui+–T1T2Rfuf12/24/202221例:判斷Rf是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。ubeuc1u例:判斷是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。電壓反饋并聯(lián)反饋使ib減小,是電壓并聯(lián)負(fù)反饋。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif+12/24/202222例:判斷是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。電壓反饋并聯(lián)反饋使例:判斷是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。uouiiibiFuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2電流反饋并聯(lián)反饋++ib減小,電流并聯(lián)負(fù)反饋12/24/202223例:判斷是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。uouiiibiF例:判斷電路中RE1、RE2的負(fù)反饋?zhàn)饔肦CRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiubeie電流串聯(lián)使ube減小,電流串聯(lián)負(fù)反饋。12/24/202224例:判斷電路中RE1、RE2的負(fù)反饋?zhàn)饔肦CRB1RB2RE例:判斷如圖電路中RE3的負(fù)反饋?zhàn)饔谩?VCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3使ube1減小,電流串聯(lián)負(fù)反饋,對(duì)直流不起作用。+++12/24/202225例:判斷如圖電路中RE3的負(fù)反饋?zhàn)饔谩?VCCT1T2T3R
因反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在一點(diǎn)相加,為并聯(lián)反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷,為負(fù)反饋,且為電壓負(fù)反饋。
電壓并聯(lián)負(fù)反饋例
試判斷電路的反饋組態(tài)12/24/202226因反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在一點(diǎn)相加,為并聯(lián)反饋。根據(jù)
例試判斷電路的反饋組態(tài)。解:
根據(jù)瞬時(shí)極性法,見圖中的紅色“+”、“-”號(hào),可知是負(fù)反饋。因反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加在運(yùn)放A1的兩個(gè)輸入端,故為串聯(lián)反饋。
因反饋信號(hào)與輸出電壓成比例,故為電壓反饋。結(jié)論:交直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋。12/24/202227例試判斷電路的反饋組態(tài)。解:根據(jù)瞬時(shí)極性法,見圖中電壓并聯(lián)1.用瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋?正反饋課堂練習(xí)12/24/202228電壓并聯(lián)1.用瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋?正反饋課電壓串聯(lián)負(fù)反饋2.用瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋?12/24/202229電壓串聯(lián)負(fù)反饋2.用瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋?16.3負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響基本放大電路A反饋電路F+–反饋電路的基本方程12/24/2022306.3負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響基本放大反饋電路F+–反6.3.1對(duì)放大倍數(shù)的影響A開環(huán)放大倍數(shù)Af閉環(huán)放大倍數(shù)基本放大電路A反饋電路F+–Af12/24/2022316.3.1對(duì)放大倍數(shù)的影響A開環(huán)放大倍數(shù)Af閉環(huán)放大倍數(shù)基有:負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。相對(duì)變化量稱為反饋深度,表示閉環(huán)增益與開環(huán)增益相比所變化的倍數(shù)。求微分:12/24/202232有:負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。相對(duì)若:稱為深度負(fù)反饋,此時(shí):重要結(jié)論:在深度負(fù)反饋的情況下,放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。反饋深度12/24/202233若:稱為深度負(fù)反饋,此時(shí):重要結(jié)論:反饋深度12/16/206.3.2
對(duì)輸入電阻的影響1.串聯(lián)反饋(提高輸入電阻)ri+-+-+-rif12/24/2022346.3.2對(duì)輸入電阻的影響1.串聯(lián)反饋(提高輸入電阻)r2.并聯(lián)反饋(降低輸入電阻)rifRi-+uouiiibiFuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE212/24/2022352.并聯(lián)反饋(降低輸入電阻)rifRi-+uouiiib6.3.3對(duì)輸出電阻的影響1電壓反饋(降低輸出電阻)2電流反饋(提高輸出電阻)12/24/2022366.3.3對(duì)輸出電阻的影響1電壓反饋(降低輸出電阻)6.3.4展寬通頻帶|Af||Af|2fL’fH’|A|f0|A||A|2fLfH無負(fù)反饋有負(fù)反饋展寬通頻帶12/24/2022376.3.4展寬通頻帶|Af||Af|2fL’f由于放大電路中元件(如晶體管)具有非線性,因而會(huì)引起非線性失真。一個(gè)無反饋的放大器,即使設(shè)置了合適的靜態(tài)工作點(diǎn),但當(dāng)輸入信號(hào)較大時(shí),仍會(huì)使輸出信號(hào)波形產(chǎn)生非線性失真。引入負(fù)反饋后,這種失真可以減小。6.3.5減小非線性失真12/24/202238由于放大電路中元件(如晶體管)具有非線性,因而會(huì)引12/24/20223912/16/2022396.4深度負(fù)反饋放大電路的分析深度負(fù)反饋的條件
深度負(fù)反饋放大倍數(shù)只考慮電阻電路F!6.4.1深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)12/24/2022406.4深度負(fù)反饋放大電路的分析深度負(fù)反饋的條件深度負(fù)R1RLR2R3RfTA+VCC-+++--放大倍數(shù)由電阻電路決定!6.4.2深度負(fù)反饋放大電路的分析
例由集成運(yùn)放和三極管組成的深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路如圖,試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益近似表達(dá)式。12/24/202241R1RLR2R3RfTA+VCC-+++--放大倍數(shù)由電阻電同相比例電路例
求電路的閉環(huán)增益表達(dá)式12/24/202242同相比例電路例求電路的閉環(huán)增益表達(dá)式12/16/2022電壓并聯(lián)負(fù)反饋例寫電路的閉環(huán)增益表達(dá)式12/24/202243電壓并聯(lián)負(fù)反饋例寫電路的閉環(huán)增益表達(dá)式12/16/2例:寫電路的閉環(huán)增益表達(dá)式基本放大電路有源反饋電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋12/24/202244例:寫電路的閉環(huán)增益表達(dá)式基本放大電路有源反饋電路電壓串聯(lián)負(fù)在深度負(fù)反饋條件下估算輸入輸出電阻注:表中的輸入、輸出電阻均指有反饋的輸入、輸出電阻。12/24/202245在深度負(fù)反饋條件下估算輸入輸出電阻注:表中的輸入、輸出電阻均未加任何輸入信號(hào),放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)輸出。使放大器的正常工作受到破壞。AF在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移達(dá)到180,使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋,當(dāng)同時(shí)滿足了一定的幅值條件時(shí),便產(chǎn)生自激振蕩。6.5負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性(自激振蕩)12/24/202246未加任何輸入信號(hào),放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的6.5.1自激振蕩產(chǎn)生的條件負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩。因此,產(chǎn)生自激振蕩的條件是回路增益等于負(fù)1。12/24/2022476.5.1自激振蕩產(chǎn)生的條件負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩。因相位條件幅值條件AF
=A+F=(2n+1),n=0,1,2,3…上式的模和相角分別為自激振蕩的幅值條件和相位條件AF是放大電路和反饋電路的總附加相移,如果在中頻條件下,放大電路有180的相移。在其它頻段電路中如果出現(xiàn)了附加相移AF,且AF達(dá)到180,使總的相移為360,負(fù)反饋?zhàn)優(yōu)檎答仭H绻禇l件滿足要求,放大電路產(chǎn)生自激。在許多情況下反饋電路是由電阻構(gòu)成的,所以F=0,AF=
A+F=
A。>1起振條件由12/24/202248相位條件幅值條件AF=A+F=(2n+1),6.5.2負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性的定性分析單管共射負(fù)反饋放大電路,不存在滿足相位條件的頻率為fo,不可能自激振蕩。相位條件幅值條件AF
=A+F=(2n+1),n=0,1,2,3…一級(jí)兩級(jí)20lgAF/dBAF=1φ=180兩管負(fù)反饋放大電路,也不可能自激振蕩12/24/2022496.5.2負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性的定性分析單管共射負(fù)反饋放1.放大電路級(jí)數(shù)愈多,引入負(fù)反饋后愈容易產(chǎn)生高頻振蕩。放大電路中耦合電容、旁路電容等愈多,引入負(fù)反饋后,愈容易產(chǎn)生低頻振蕩。2.(1+AF)愈大,即反饋愈深,滿足幅值條件的可能性愈大,產(chǎn)生自激振蕩的可能性就愈大。3.電路的自激振蕩是由其自身?xiàng)l件決定的,不因其輸入信號(hào)的改變而消除。定性分析三管以上可以自激振蕩!4.要消除自激振蕩,就必須破壞產(chǎn)生振蕩的條件;而只有消除了自激振蕩,放大電路才能穩(wěn)定地工作。12/24/2022501.放大電路級(jí)數(shù)愈多,引入負(fù)反饋后愈容易產(chǎn)生高頻振蕩。3.電6.5.3負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷滿足相位條件的頻率為fo滿足幅值條件的頻率為fC消除自激就是設(shè)法使φ=±180和20lg|AF|≥0不能同時(shí)滿足。(1)若不存在fo則電路穩(wěn)定(2)若存在fo,且fo<fC,則電路不穩(wěn)定,必然產(chǎn)生自激振蕩;若存在fo,但fo>fC,則電路穩(wěn)定,不會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。1.穩(wěn)定判斷方法12/24/2022516.5.3負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷滿足相位條件的頻率為f2.穩(wěn)定裕度破壞自激振蕩的條件或或?qū)憺槠渲蠫m——幅值裕度,一般要求Gm-10dBm——相位裕度,一般要求m45保證可靠穩(wěn)定,留有余地。
f0
fCφm相位裕度Gm幅值裕度12/24/2022522.穩(wěn)定裕度破壞自激振蕩的條件或或?qū)憺槠渲蠫m——幅值裕度反饋深度的討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度正反饋?zhàn)约ふ袷幧疃蓉?fù)反饋12/24/202253反饋深度的討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度正反饋?zhàn)约ふ袷幧疃蓉?fù)反
1.滯后補(bǔ)償
滯后補(bǔ)償是在反饋環(huán)內(nèi)的基本放大電路中插入一個(gè)含有電容C的電路,使開環(huán)增益A的相位滯后,達(dá)到穩(wěn)定負(fù)反饋放大電路的目的。6.5.4自激振蕩的消除方法采用某種方法改變?chǔ)駻F︱的頻率特性,使之根本不存在fo,或者即使存在fo,但fo>fc,那么自激振蕩必然被消除。CT1CRC1T2RC2RE2+VCC12/24/2022541.滯后補(bǔ)償6.5.4自激振蕩的消除方法采用RC滯后補(bǔ)償不僅可以消除自激振蕩,而且可使帶寬得到一定的改善。2.RC滯后補(bǔ)償CRRC1T1RCRC2RE2RB1T2+VCC12/24/202255采用RC滯后補(bǔ)償不僅可以消除自激振蕩,而且可使帶寬得3.密勒補(bǔ)償圖(c)(d)為反饋補(bǔ)償(密勒補(bǔ)償),它們的元件數(shù)值可比前兩種補(bǔ)償取的小。12/24/2022563.密勒補(bǔ)償圖(c)(d)為反饋補(bǔ)償(密勒補(bǔ)第6章結(jié)束12/24/202257第6章12/16/202257第6章放大電路中的反饋6.1反饋的基本概念6.2負(fù)反饋的類型6.4深度負(fù)反饋放大電路的分析6.3負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響6.5負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性12/24/202258第6章放大電路中的反饋6.1反饋的基本概念6.2負(fù)+RB1+VCCTRB2RERLRCC1C2vivoVB6.1負(fù)反饋的基本概念1、靜態(tài)時(shí)
若溫度上升使集電極電流IC增大,發(fā)射極電流IE也隨之增大,則基極與發(fā)射極之間的電壓隨之減小,基極電流IB減小,使得集電極電流IC也要減小,放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)趨向穩(wěn)定。6.1.1負(fù)反饋舉例TVBEIBICVEIC12/24/202259+RB1+VCCTRB2RERLRCC1C2vivoVB6.2、動(dòng)態(tài)時(shí)若(1+β)RE>>rbe,則放大器將獲得穩(wěn)定的電壓增益。
+RB1+VCCTRB2RERLRCC1C2vivoVB12/24/2022602、動(dòng)態(tài)時(shí)若(1+β)RE>>rbe,則放大器將獲得穩(wěn)定的電在電子電路中,將輸出量(輸出電壓或輸出電流)的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路,用來影響其輸入量(放大電路的輸入電壓或輸入電流)的措施稱為反饋。3、什么是反饋12/24/202261在電子電路中,將輸出量(輸出電壓或輸出電流)+RB1+VCCTRB2RERLRCC1C2vivoVB基本放大電路A反饋電路F+–6.1.2反饋的一般表達(dá)式⑴由基本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。⑵反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在放大電路的輸入端疊加。⑶基本放大電路的凈輸入信號(hào):書p26012/24/202262+RB1+VCCTRB2RERLRCC1C2vivoVB基本如Xf≠0,Xd<Xi,如=0,
是輸入信號(hào),是反饋信號(hào),稱為凈輸入信號(hào)無反饋負(fù)反饋基本放大電路A反饋電路F+–12/24/202263如Xf≠0,Xd<Xi,如1.交流反饋與直流反饋反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用,稱為交流反饋。在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容,可以隔斷直流,反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容,可只對(duì)直流起作用。反饋只對(duì)直流起作用,稱為直流反饋。6.2負(fù)反饋的四種組態(tài)6.2.1負(fù)反饋的類型12/24/2022641.交流反饋與直流反饋反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用,稱為交流反饋根據(jù)反饋輸出采樣信號(hào)的不同,可以分為電壓反饋和電流反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào),叫電壓反饋。如果反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào),叫電流反饋。2.電壓反饋和電流反饋12/24/202265根據(jù)反饋輸出采樣信號(hào)的不同,可以分為電壓反饋和電流反饋。如果根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同,可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián),即反饋電壓信號(hào)與輸入電壓比較的,叫串聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián),即反饋電流信號(hào)與輸入電流比較的,叫并聯(lián)反饋。3.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋12/24/202266根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同,可以分為串聯(lián)反6.2.2四種負(fù)反饋組態(tài)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12/24/2022676.2.2四種負(fù)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流分析步驟:3、是否負(fù)反饋?(瞬時(shí)極性法)4、是負(fù)反饋!那么是何種類型的負(fù)反饋?(判斷反饋的組態(tài))1、找出反饋網(wǎng)絡(luò)。2、是交流還是直流反饋?6.2.3負(fù)反饋組態(tài)的判斷方法12/24/202268分析步驟:3、是否負(fù)反饋?(瞬時(shí)極性法)4、是負(fù)反饋!那么是增加隔直電容C后,Rf只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔谩?–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCuoui+–T1T2RfC判斷交、直流反饋的方法:12/24/202269增加隔直電容C后,Rf只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔谩?–C1RB1RC——瞬時(shí)極性法:利用電路中各點(diǎn)對(duì)“地”的交流電位的瞬時(shí)極性來判斷正反饋還是負(fù)反饋。(1)先設(shè)輸入端電位為正,而后逐級(jí)定出各點(diǎn)電位的瞬時(shí)極性。(2)判斷反饋到輸入端的信號(hào)的瞬時(shí)極性是否對(duì)凈輸入信號(hào)起削弱作用。如果是削弱的,則為負(fù)反饋。判斷負(fù)反饋的方法12/24/202270——瞬時(shí)極性法:利用電路中各點(diǎn)對(duì)“地”的交流電位的瞬三極管的集電極與基極相位相反。++三極管的發(fā)射極與基極相位相同。12/24/202271三極管的集電極與基極相位相反。++三極管的發(fā)射極與基極相位相RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiubeie++例:判斷負(fù)反饋RE1、RE2是本級(jí)直流負(fù)反饋,RE1是交流負(fù)反饋。使凈輸入信號(hào)ube減小12/24/202272RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiub+VCCRCC2C1Rfuiuoiiib例:判斷負(fù)反饋+Rf是交、直流負(fù)反饋。使凈輸入信號(hào)ib減小,if12/24/202273+VCCRCC2C1Rfuiuoiiib例:判斷負(fù)反饋+RfRLuoRLuo電壓反饋輸出取樣:判斷輸出取樣:——輸出端短路法反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào),叫電壓反饋。12/24/202274RLuoRLuo電壓反饋輸出取樣:判斷輸出取樣:——輸出端短電流反饋輸出取樣:RLiERLioiERf如果反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào),叫電流反饋。判:u0=0,但if不等于0ifif12/24/202275電流反饋輸出取樣:RLiERLioiERf如果反饋信號(hào)取自輸iiifibib=ii-if并聯(lián)反饋ufuiubeube=ui-uf串聯(lián)反饋輸入聯(lián)接:反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián),即反饋電壓與輸入電壓比較的,叫串聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián),即反饋電流與輸入電流比較的,叫并聯(lián)反饋。12/24/202276iiifibib=ii-if并聯(lián)反饋ufuiubeube=u“輸出端短路法”,即將放大電路的輸出端短路,若反饋信號(hào)為零則為電壓反饋,若反饋信號(hào)仍然存在則是電流反饋。
引入電壓負(fù)反饋的目的是穩(wěn)定輸出電壓。引入電流負(fù)反饋的目的是穩(wěn)定輸出電流。四種組態(tài),即電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋。小結(jié):12/24/202277“輸出端短路法”,即將放大電路的輸出端短路,若反饋信號(hào)為零則例:判斷Rf是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。ubeuc1ub2uc2此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+Vccuoui+–T1T2Rfuf12/24/202278例:判斷Rf是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。ubeuc1u例:判斷是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。電壓反饋并聯(lián)反饋使ib減小,是電壓并聯(lián)負(fù)反饋。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif+12/24/202279例:判斷是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。電壓反饋并聯(lián)反饋使例:判斷是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。uouiiibiFuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2電流反饋并聯(lián)反饋++ib減小,電流并聯(lián)負(fù)反饋12/24/202280例:判斷是否負(fù)反饋,若是,判斷反饋的組態(tài)。uouiiibiF例:判斷電路中RE1、RE2的負(fù)反饋?zhàn)饔肦CRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiubeie電流串聯(lián)使ube減小,電流串聯(lián)負(fù)反饋。12/24/202281例:判斷電路中RE1、RE2的負(fù)反饋?zhàn)饔肦CRB1RB2RE例:判斷如圖電路中RE3的負(fù)反饋?zhàn)饔谩?VCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3使ube1減小,電流串聯(lián)負(fù)反饋,對(duì)直流不起作用。+++12/24/202282例:判斷如圖電路中RE3的負(fù)反饋?zhàn)饔谩?VCCT1T2T3R
因反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在一點(diǎn)相加,為并聯(lián)反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷,為負(fù)反饋,且為電壓負(fù)反饋。
電壓并聯(lián)負(fù)反饋例
試判斷電路的反饋組態(tài)12/24/202283因反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在一點(diǎn)相加,為并聯(lián)反饋。根據(jù)
例試判斷電路的反饋組態(tài)。解:
根據(jù)瞬時(shí)極性法,見圖中的紅色“+”、“-”號(hào),可知是負(fù)反饋。因反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加在運(yùn)放A1的兩個(gè)輸入端,故為串聯(lián)反饋。
因反饋信號(hào)與輸出電壓成比例,故為電壓反饋。結(jié)論:交直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋。12/24/202284例試判斷電路的反饋組態(tài)。解:根據(jù)瞬時(shí)極性法,見圖中電壓并聯(lián)1.用瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋?正反饋課堂練習(xí)12/24/202285電壓并聯(lián)1.用瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋?正反饋課電壓串聯(lián)負(fù)反饋2.用瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋?12/24/202286電壓串聯(lián)負(fù)反饋2.用瞬時(shí)極性法判斷是正反饋還是負(fù)反饋?16.3負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響基本放大電路A反饋電路F+–反饋電路的基本方程12/24/2022876.3負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響基本放大反饋電路F+–反6.3.1對(duì)放大倍數(shù)的影響A開環(huán)放大倍數(shù)Af閉環(huán)放大倍數(shù)基本放大電路A反饋電路F+–Af12/24/2022886.3.1對(duì)放大倍數(shù)的影響A開環(huán)放大倍數(shù)Af閉環(huán)放大倍數(shù)基有:負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。相對(duì)變化量稱為反饋深度,表示閉環(huán)增益與開環(huán)增益相比所變化的倍數(shù)。求微分:12/24/202289有:負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。相對(duì)若:稱為深度負(fù)反饋,此時(shí):重要結(jié)論:在深度負(fù)反饋的情況下,放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。反饋深度12/24/202290若:稱為深度負(fù)反饋,此時(shí):重要結(jié)論:反饋深度12/16/206.3.2
對(duì)輸入電阻的影響1.串聯(lián)反饋(提高輸入電阻)ri+-+-+-rif12/24/2022916.3.2對(duì)輸入電阻的影響1.串聯(lián)反饋(提高輸入電阻)r2.并聯(lián)反饋(降低輸入電阻)rifRi-+uouiiibiFuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE212/24/2022922.并聯(lián)反饋(降低輸入電阻)rifRi-+uouiiib6.3.3對(duì)輸出電阻的影響1電壓反饋(降低輸出電阻)2電流反饋(提高輸出電阻)12/24/2022936.3.3對(duì)輸出電阻的影響1電壓反饋(降低輸出電阻)6.3.4展寬通頻帶|Af||Af|2fL’fH’|A|f0|A||A|2fLfH無負(fù)反饋有負(fù)反饋展寬通頻帶12/24/2022946.3.4展寬通頻帶|Af||Af|2fL’f由于放大電路中元件(如晶體管)具有非線性,因而會(huì)引起非線性失真。一個(gè)無反饋的放大器,即使設(shè)置了合適的靜態(tài)工作點(diǎn),但當(dāng)輸入信號(hào)較大時(shí),仍會(huì)使輸出信號(hào)波形產(chǎn)生非線性失真。引入負(fù)反饋后,這種失真可以減小。6.3.5減小非線性失真12/24/202295由于放大電路中元件(如晶體管)具有非線性,因而會(huì)引12/24/20229612/16/2022396.4深度負(fù)反饋放大電路的分析深度負(fù)反饋的條件
深度負(fù)反饋放大倍數(shù)只考慮電阻電路F!6.4.1深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)12/24/2022976.4深度負(fù)反饋放大電路的分析深度負(fù)反饋的條件深度負(fù)R1RLR2R3RfTA+VCC-+++--放大倍數(shù)由電阻電路決定!6.4.2深度負(fù)反饋放大電路的分析
例由集成運(yùn)放和三極管組成的深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路如圖,試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益近似表達(dá)式。12/24/202298R1RLR2R3RfTA+VCC-+++--放大倍數(shù)由電阻電同相比例電路例
求電路的閉環(huán)增益表達(dá)式12/24/202299同相比例電路例求電路的閉環(huán)增益表達(dá)式12/16/2022電壓并聯(lián)負(fù)反饋例寫電路的閉環(huán)增益表達(dá)式12/24/2022100電壓并聯(lián)負(fù)反饋例寫電路的閉環(huán)增益表達(dá)式12/16/2例:寫電路的閉環(huán)增益表達(dá)式基本放大電路有源反饋電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋12/24/2022101例:寫電路的閉環(huán)增益表達(dá)式基本放大電路有源反饋電路電壓串聯(lián)負(fù)在深度負(fù)反饋條件下估算輸入輸出電阻注:表中的輸入、輸出電阻均指有反饋的輸入、輸出電阻。12/24/2022102在深度負(fù)反饋條件下估算輸入輸出電阻注:表中的輸入、輸出電阻均未加任何輸入信號(hào),放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)輸出。使放大器的正常工作受到破壞。AF在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移達(dá)到180,使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋,當(dāng)同時(shí)滿足了一定的幅值條件時(shí),便產(chǎn)生自激振蕩。6.5負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性(自激振蕩)12/24/2022103未加任何輸入信號(hào),放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的6.5.1自激振蕩產(chǎn)生的條件負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩。因此,產(chǎn)生自激振蕩的條件是回路增益等于負(fù)1。12/24/20221046.5.1自激振蕩產(chǎn)生的條件負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩。因相位條件幅值條件AF
=A+F=(2n+1),n=0,1,2,3…上式的模和相角分別為自激振蕩的幅值條件和相位條件AF是放大電路和反饋電路的總附加相移,如果在中頻條件下,放大電路有180的相移。在其它頻段電路中如果出現(xiàn)了附加相移AF,且AF達(dá)到180,使總的相移為360,負(fù)反饋?zhàn)優(yōu)檎答仭?/p>
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