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第7章反饋放大電路7.1反饋的基本概念與分類7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)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7.6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7.1反饋的基本概念與分類7.1.1反饋的定義下一頁(yè)返回上一頁(yè)反饋:將放大電路輸出端的信號(hào)(電壓或電流)的一部分或全部通過(guò)某種電路引回到輸入端。這個(gè)過(guò)程稱為反饋。1
開環(huán)放大電路基本放大電路A
基本放大電路是將輸入信號(hào)直接送到輸入端,輸出端與輸入端之間無(wú)反饋電路,稱為開環(huán)放大倍數(shù)。相應(yīng)的放大增益又稱為開環(huán)放大增益。下一頁(yè)返回上一頁(yè)2反饋放大電路(閉環(huán)放大電路)反饋放大電路由三部分組成:基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)輸入求和網(wǎng)絡(luò)輸出信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)凈輸入信號(hào)反饋電路F–基本放大電路A+由此構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)也稱閉環(huán)放大電路比較環(huán)節(jié)反饋電路反饋系數(shù)凈輸入信號(hào)7.1反饋的基本概念與分類3電路有無(wú)反饋的判斷:若放大電路中存在將輸出回路與輸入回路相連接的通路(反饋通路),并由此影響了放大電路的凈輸入,則表明電路引入了反饋;否則電路中沒(méi)有反饋。7.1反饋的基本概念與分類下一頁(yè)返回上一頁(yè)4內(nèi)部反饋與外部反饋內(nèi)部反饋:產(chǎn)生在器件內(nèi)部的反饋。外部反饋:通過(guò)外接電路元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的反饋。內(nèi)部反饋外部反饋7.1反饋的基本概念與分類下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1.2直流反饋和交流反饋在放大電路同時(shí)包含直流和交流分量,所以反饋有直流和交流反饋。反饋信號(hào)中只含有直流分量的稱為直流反饋(或者說(shuō)存在于放大電路的直流通路中的反饋)。直流反饋影響電路的直流性能,如靜態(tài)工作點(diǎn)。反饋信號(hào)中只含有交流分量的稱為交流反饋(或者說(shuō)存在于交流通路中的反饋)。交流反饋影響電路的交流性能。7.1反饋的基本概念與分類下一頁(yè)返回上一頁(yè)直流反饋交、直流反饋7.1反饋的基本概念與分類下一頁(yè)返回上一頁(yè)在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容,可以使其只對(duì)直流起作用。直流反饋:為F交流反饋:交直流共存反饋:F為或F為若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容,則可以隔斷直流,此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用;有的反饋只對(duì)直流信號(hào)起作用;有的反饋對(duì)交、直流信號(hào)均起作用。7.1反饋的基本概念與分類下一頁(yè)返回上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一頁(yè)凈輸入信號(hào)xd與原輸入信號(hào)xi相比:①xd<xi
凈輸入信號(hào)比沒(méi)有引入反饋時(shí)減少了,即反饋信號(hào)起了削弱輸入信號(hào)的作用,這種反饋稱為負(fù)反饋;②xd>xi
凈輸入信號(hào)比沒(méi)有引入反饋時(shí)增大了,即反饋信號(hào)起了增強(qiáng)輸入信號(hào)的作用,這種反饋稱為正反饋。7.1.3反饋的極性(正反饋與負(fù)反饋)7.1反饋的基本概念與分類方法:規(guī)定電路輸入信號(hào)在某一時(shí)刻對(duì)地的極性,并以此為依據(jù),逐級(jí)判斷電路各相關(guān)點(diǎn)電流流向和電位的極性,從而得到輸出信號(hào)的極性;根據(jù)輸出信號(hào)的極性判斷出反饋信號(hào)的極性;若反饋信號(hào)使基本放大電路的凈輸入信號(hào)增大,則說(shuō)明引入了正反饋;若反饋信號(hào)使基本放大電路的凈輸入信號(hào)減小,則說(shuō)明引入了負(fù)反饋。負(fù)反饋與正反饋的判別方法——瞬時(shí)極性法下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類下一頁(yè)返回上一頁(yè)例2:vd+–負(fù)反饋電路例1:正反饋電路集成運(yùn)放工作在線性區(qū)——負(fù)反饋集成運(yùn)放工作在放大區(qū)——正反饋、開環(huán)(瞬時(shí)極性法)7.1反饋的基本概念與分類7.1反饋的基本概念與分類下一頁(yè)返回上一頁(yè)例3:負(fù)反饋電路(+)(+)(+)(-)(-)反饋通路(本級(jí))反饋通路(本級(jí))反饋通路(級(jí)間)級(jí)間反饋通路凈輸入量減小級(jí)間負(fù)反饋下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類(+)(+)(-)(-)(+)(+)反饋通路凈輸入量減小本級(jí)負(fù)反饋下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類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)下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類并聯(lián):輸入以電流形式求和(KCL)
ii-iid-if=0
即iid=ii-if下一頁(yè)返回上一頁(yè)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián),即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓形式作比較,稱為串聯(lián)反饋。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián),即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流形式作比較,稱為并聯(lián)反饋。
串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大,
并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。7.1反饋的基本概念與分類串聯(lián)反饋級(jí)間反饋通路并聯(lián)反饋級(jí)間反饋通路下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類串聯(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。下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類并聯(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。下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類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)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)下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類判斷方法: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下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類電壓反饋反饋通路電流反饋下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類電壓負(fù)反饋RLvoxf
xid
vo電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓xf=Fvo
,
xid=xi-xf電流負(fù)反饋RLioxf
xid
io電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流xf=Fio
,
xid=xi-xf下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.1反饋的基本概念與分類下一頁(yè)返回上一頁(yè)負(fù)反饋交流反饋直流反饋電壓串聯(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)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)1電壓串聯(lián)負(fù)反饋輸出電壓vo是取樣信號(hào),反饋信號(hào)以電壓vf的形式串聯(lián)在輸入回路中,vf正比于輸出電壓vo。其中,反饋系數(shù)F=vf/vo
為電壓反饋系數(shù)Fv7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)反饋電壓例:通過(guò)電壓反饋,能使vo不受RL變化的影響,說(shuō)明電壓反饋放大電路具有良好的恒壓輸出特性。下一頁(yè)返回上一頁(yè)輸入以電壓形式求和(KVL):vid=vi-
vf
穩(wěn)定輸出電壓特點(diǎn):電壓控制的電壓源反饋系數(shù)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)2電壓并聯(lián)負(fù)反饋輸出電壓vo是取樣信號(hào),反饋信號(hào)以電流if的形式并聯(lián)在輸入回路中,if正比于輸出電壓vo。其中,反饋系數(shù)F=if/vo
為互導(dǎo)反饋系數(shù)Fg7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)例:反饋電流下一頁(yè)返回上一頁(yè)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):反饋系數(shù)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)3電流串聯(lián)負(fù)反饋輸出電流io是取樣信號(hào),反饋信號(hào)以電壓vf的形式串聯(lián)在輸入回路中,vf正比于輸出電流io。其中,反饋系數(shù)F=vf/io
為互阻反饋系數(shù)Fr7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)反饋電壓vf=Rfio
例:下一頁(yè)返回上一頁(yè)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):反饋系數(shù)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)4電流并聯(lián)負(fù)反饋輸出電壓io是取樣信號(hào),反饋信號(hào)以電流if的形式并聯(lián)在輸入回路中,if正比于輸出電流io。其中,反饋系數(shù)F=if/io
為電流反饋系數(shù)Fi7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)例:反饋電流下一頁(yè)返回上一頁(yè)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):反饋系數(shù)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)結(jié)論:
3.從輸入端確定是串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋:反饋信號(hào)以電壓形式出現(xiàn)在輸入回路中,反饋支路與輸入回路的連接點(diǎn)與輸入端不在同一電極;并聯(lián)反饋:反饋信號(hào)以電流形式出現(xiàn)在輸入回路中,反饋支路與輸入回路的連接點(diǎn)與輸入端在同一電極。
1.反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)減少的是負(fù)反饋,增大的為正反饋。
2.電壓反饋:穩(wěn)定電壓;電流反饋:穩(wěn)定電流。7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)對(duì)于三極管電路:若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在三極管的基極或發(fā)射極,則為并聯(lián)反饋。若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)一個(gè)加在基極一個(gè)加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)對(duì)于運(yùn)放電路:若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在同相端或反相端為并聯(lián)反饋。若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)一個(gè)加在同相端一個(gè)加在反相端則為串聯(lián)反饋。輸入量反饋量+-A+-A輸入量反饋量-+A輸入量反饋量+-A輸入量反饋量下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)4.從輸出端確定電壓反饋和電流反饋。電壓反饋:反饋取樣輸出電壓。電流反饋:反饋取樣輸出電流。結(jié)論:判斷方法——負(fù)載短路法:
將放大電路的負(fù)載兩端短路,即uo=0,
若反饋信號(hào)消失,則為電壓反饋;否則為電流反饋。下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)負(fù)反饋類型的判別步驟3)
判別是否負(fù)反饋。2)
判別是交流反饋還是直流反饋。4)
是負(fù)反饋,判斷是何種類型的負(fù)反饋。1)
找出反饋網(wǎng)絡(luò)(一般是電阻、電容)。7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)(+)(-)(+)(+)級(jí)間電壓串聯(lián)負(fù)反饋(+)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)電壓并聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)(-)(-)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)直流反饋交、直流反饋(+)(+)(-)(+)(+)(+)電流串聯(lián)負(fù)反饋7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一頁(yè)例:判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。RE1對(duì)本級(jí)引入串聯(lián)電流負(fù)反饋。RE1、RF對(duì)交、直流均起作用,所以引入的是交、直流反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo解:
RE2對(duì)交流不起作用,引入的是直流反饋;RE1、RF引入越級(jí)串聯(lián)電壓負(fù)反饋。(+)(-)(-)(+)(+)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)例:如果RF不接在T2的集電極,而是接C2與RL之間,兩者有何不同?因電容C2的隔直流作用,這時(shí)RE1、RF僅引入交流反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo×解:RE1、RF引入越級(jí)串聯(lián)電壓負(fù)反饋。(+)(-)(-)(+)(+)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)下一頁(yè)返回上一頁(yè)例:如果RF的另一端不接在T1的發(fā)射極,而是接在它的基極,兩者有何不同,是否會(huì)變成正反饋?解:
T2集電極的反饋到T1的基極,提高了B1的交流電位,使Ube1增大,故為正反饋;
這時(shí)RE1、RF引入越級(jí)正反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)20F++++470k6003.9k+20F470k3.9k50F2k47050F100F47030k3DG63DG6+6V+++50k2k2k8k3k3k50F50F50F+20V電流并聯(lián)負(fù)反饋正反饋兩個(gè)2k電阻構(gòu)成交直流反饋兩個(gè)470k下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)VIT2R1+ui-R1T1R2RfsR3R4+UCC-UCCuoT3R2并聯(lián)電壓負(fù)反饋下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)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)式下一頁(yè)返回上一頁(yè)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)约ふ袷幰话闱闆r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)式下一頁(yè)返回上一頁(yè)負(fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.4.1提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對(duì)A求導(dǎo)得只考慮幅值有引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。若|AF|>>1,稱為深度負(fù)反饋,此時(shí):式中:是開環(huán)放大倍數(shù)的相對(duì)變化是閉環(huán)放大倍數(shù)的相對(duì)變化,它總是前者的1/(1+AF)∣1+AF∣越大,即反饋越深,越小,閉環(huán)增益的穩(wěn)定性越好。7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)在深度負(fù)反饋的情況下,閉環(huán)放大倍數(shù)僅與反饋電路的參數(shù)有關(guān)。例:|A|=300,|F|=0.01。注意:(1)負(fù)反饋只能使輸出量趨于不變,而且只能減小由開環(huán)增益變化而引起的閉環(huán)增益變化。
(2)負(fù)反饋的組態(tài)不同,穩(wěn)定的增益不同(Avf
、Arf
、Agf
、Aif)7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)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(wú)濟(jì)于事。1——開環(huán)特性2——閉環(huán)特性7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一頁(yè)Auiufud加反饋前加反饋后uo大略小略大略小略大負(fù)反饋是利用失真的波形來(lái)改善波形的失真,因此只能減小失真,而不能完全消除失真。uoAF小接近正弦波正弦波ui動(dòng)畫7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響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(wú)噪聲的新的信噪比7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)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)?/p>
vf=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負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)vivbeib++––在同樣的ib下,vi=vbe+vf
>vbe,所以rif
提高。串聯(lián)負(fù)反饋無(wú)負(fù)反饋時(shí):有負(fù)反饋時(shí):vf+–使電路的輸入電阻提高7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)if無(wú)負(fù)反饋時(shí):有負(fù)反饋時(shí):在同樣的vbe下,ii
=ib+if>ib,所以rif
降低。并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻降低iiibvbe+–7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)并聯(lián)負(fù)反饋閉環(huán)輸入電阻引入并聯(lián)負(fù)反饋后,輸入電阻減小了。開環(huán)輸入電阻
Ri=vi/iid閉環(huán)輸入電阻
Rif=vi/iiii=iid+if=(1+AF
)iid7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>
時(shí),反饋對(duì)Rif幾乎沒(méi)有影響。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負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)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。7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)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負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)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)定輸出電流壓串負(fù)壓并負(fù)流串負(fù)流并負(fù)ri大小大小ro小小大大7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式基本放大電路的高頻響應(yīng)比開環(huán)時(shí)增加了為基本放大電路通帶增益根據(jù)閉環(huán)增益表達(dá)式有(設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò))——通帶閉環(huán)增益其中同理可得——閉環(huán)上限頻率比開環(huán)時(shí)減小了——閉環(huán)下限頻率引入負(fù)反饋后,放大電路的通頻帶展寬了7.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)下一頁(yè)返回上一頁(yè)下一頁(yè)返回上一頁(yè)引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加無(wú)負(fù)反饋有負(fù)反饋BWfBWf|Au|O通頻帶擴(kuò)展到無(wú)反饋時(shí)的(1+AmF)倍,但增益—帶寬保持不變閉環(huán)增益-帶寬積開環(huán)增益-帶寬積7.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)即,深度負(fù)反饋條件下,閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)由于則又因?yàn)榇肷鲜降茫ㄒ渤憺閤f
xi)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(xid
0
)7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)深度負(fù)反饋條件下:xd=xi-xf≈0vP=vN(運(yùn)放電路)ve=vb(三極管電路)(1)“虛短”——vd≈0(2)“虛斷”——Id≈0ii+=ii-=0
(運(yùn)放電路)ib=0(三極管電路)7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)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)7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)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7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)分立電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋解:求反饋系數(shù):求閉環(huán)電壓放大倍數(shù):7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)電流并聯(lián)負(fù)反饋例7.5.4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R7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)反饋系數(shù)為閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益解:分立電路電流并聯(lián)負(fù)反饋7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)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0V7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)+VCCRCC2C1RfvSvoibifiiRSRL電壓并聯(lián)負(fù)反饋反饋系數(shù)為閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)利用虛短和虛斷可知vP=vN=0ii=ifvi/R1=-vO/Rf得:Avf=vO/vi7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益反饋系數(shù)為由第二章知,該電路閉環(huán)電壓增益:電流串聯(lián)負(fù)反饋
vf=-iORe17.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)閉環(huán)電壓增益:利用虛短和虛斷可知
解:7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)在深度負(fù)反饋條件下:二.估算輸入輸出電阻綜合舉例:求深度負(fù)反饋條件下Rf引入反饋的電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。書:353例題7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算下一頁(yè)返回上一頁(yè)+VCCiv&R1T1RR2ov&A1.為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),應(yīng)引入直流負(fù)反饋;為了改善電路的動(dòng)態(tài)特性,應(yīng)引入交流負(fù)反饋。2.根據(jù)信號(hào)源的性質(zhì)決定引入串聯(lián)或并聯(lián)反饋當(dāng)信號(hào)源為恒壓源或內(nèi)阻較小的電壓源時(shí),引入串聯(lián)負(fù)反饋;當(dāng)信號(hào)源為恒流源或內(nèi)阻較大的電流源時(shí),引入并聯(lián)負(fù)反饋;3.根據(jù)負(fù)載對(duì)放大電路的要求決定引入電壓或電流反饋當(dāng)負(fù)載需要穩(wěn)定的電壓信號(hào)時(shí),引入電壓負(fù)反饋;當(dāng)負(fù)載需要穩(wěn)定的電流信號(hào)時(shí),引入電流負(fù)反饋;4.根據(jù)四種組態(tài)反饋電路的功能,在需要進(jìn)行信號(hào)變換時(shí),選擇合適的組態(tài)。下一頁(yè)返回上一頁(yè)5.適當(dāng)選擇反饋網(wǎng)絡(luò)中的電阻阻值盡量減小反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)基本放大電路的負(fù)載效應(yīng)7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟7.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0~5V,內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的Avo=104,Ri=5kΩ,Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。解:驅(qū)動(dòng)電路需要將電壓vs轉(zhuǎn)換為電流io1已知LED的光強(qiáng)度——流過(guò)LED的電流io1線性——電壓信號(hào)vs線性選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路光電隔離器下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)解:選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路所以Rf=1kΩ又因?yàn)楦鶕?jù)虛斷有深度負(fù)反饋時(shí)例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0~5V,內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的Avo=104,Ri=5kΩ,Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。下一頁(yè)返回上一頁(yè)7.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)解:仿真電路io1與vs的呈線性關(guān)系,
io1=10-3vs,放大電路滿足設(shè)計(jì)要求。例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0~5V,內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3v
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