模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第四第1頁/共57頁2023/4/1526.1概述一.反饋的基本概念從一個例子說起——穩(wěn)定工作點電路Rb1+VCCRCC1C2Rb2CeReRLuiuoI1I2IBICIETUBEICICIEUEIB由輸入特性曲線

把電路的輸出量經(jīng)一定電路(反饋網(wǎng)絡(luò))，送回到輸入回路，并對輸入、輸出造成影響。1.反饋

Feedback

改善性能，不當(dāng)起反作用第2頁/共57頁2023/4/1532.反饋存在的識別反饋放大電路框圖

看輸入回路與輸出回路之間有沒有相連的元件(反饋元件)例3.本級反饋與級間反饋本級反饋——反饋只存在于某一級放大器中級間反饋——反饋存在于兩級以上的放大器中Re、R3R第3頁/共57頁2023/4/1543.開環(huán)與閉環(huán)開環(huán)——無級間反饋閉環(huán)——有級間反饋*

運放單獨分析時：多級放大電路當(dāng)有多個運放時：看作一個元件二.正、負反饋1.正反饋(positivefeedback)反饋信號增加了凈輸入信號輸出比沒有反饋時大2.負反饋(negativefeedback)反饋信號減少了凈輸入信號輸出比沒有反饋時小*

負反饋：用于放大電路，減小了Au、提高了電路性能。

正反饋：使放大電路不穩(wěn)定，多用于振蕩等電路。第4頁/共57頁2023/4/1553.正、負反饋的判斷瞬時極性法：

①.規(guī)定該時刻的輸入信號極性(+/-)；②.逐級判斷電路相關(guān)點信號的極性(+/-)

；③.確定反饋信號的極性(+/-)

；④.判斷凈輸入是增加還是減少。例負反饋一一一負反饋第5頁/共57頁2023/4/156例?有反饋嗎一一正反饋一R1、R4：級間、負反饋（反饋信號與輸入信號作用相反）R3：本級、負反饋第6頁/共57頁2023/4/157三.交流、直流反饋直流反饋——若電路將直流量反饋到輸入回路，則稱

直流反饋。電路中引入直流反饋的目的，一般是為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點Q。交流反饋——若電路將交流量反饋到輸入回路，則稱

交流反饋。交流反饋，影響電路的交流工作性能。有些反饋既是交流反饋，也是直流反饋。例R1、R2：直流負反饋R1、R2：交流負反饋R1、R2：交直流負反饋第7頁/共57頁2023/4/1586.2負反饋放大電路的四種組態(tài)一.四種組態(tài)及判斷方法負反饋放大電路——有交流負反饋的放大電路。反饋網(wǎng)絡(luò)±疊加反饋信號基本放大器輸出輸入取樣凈輸入信號

只有一條反饋通路的負反饋放大電路，可以看成如圖所示的2個雙端口網(wǎng)絡(luò)?；痉糯笃髦挥姓騻鬏斦J為：反饋網(wǎng)絡(luò)只有反向傳輸1.采樣反饋信號可以從輸出電壓/電流進行采樣2.疊加輸入信號和反饋信號的疊加可以是電壓/電流疊加第8頁/共57頁2023/4/1593.四種組合－組態(tài)電壓串聯(lián)負反饋series-shunt電壓并聯(lián)負反饋shunt-shunt電流串聯(lián)負反饋series-series電流并聯(lián)負反饋shunt-series采樣

疊加

輸入-輸出四種組態(tài)4.組態(tài)的判別方法電壓/電流反饋：RL短接（uO＝0）

反饋消失，是電壓反饋

反饋存在，是電流反饋串聯(lián)/并聯(lián)反饋：輸入與反饋信號連接點

同一點，是并聯(lián)反饋

不同點，是串聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)±疊加反饋信號基本放大器輸出輸入取樣凈輸入信號第9頁/共57頁2023/4/1510例電壓串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電流串聯(lián)電壓并聯(lián)作業(yè)：6-4、6-5、6-6、6-7

不做F計算電壓并聯(lián)第10頁/共57頁2023/4/1511第13講二.四種組態(tài)的負反饋放大電路1.電壓串聯(lián)負反饋分析瞬時極性法：負反饋RL＝0時，無反饋：電壓反饋反饋、輸入連接點不同：串聯(lián)反饋電壓負反饋：起穩(wěn)定輸出電壓Uo的作用第11頁/共57頁2023/4/1512+VCCRCC2C1Rfuoibifii2.電壓并聯(lián)負反饋分析瞬時極性法：負反饋RL＝0時，無反饋：電壓反饋反饋、輸入連接點相同：并聯(lián)反饋電壓負反饋：起穩(wěn)定輸出電壓Uo的作用第12頁/共57頁2023/4/15133.電流串聯(lián)負反饋分析瞬時極性法：負反饋RL＝0時，有反饋：電流反饋反饋、輸入連接點不同：串聯(lián)反饋電流負反饋：起穩(wěn)定輸出電流Io的作用第13頁/共57頁2023/4/15144.電流并聯(lián)負反饋分析瞬時極性法：負反饋RL＝0時，有反饋：電流反饋反饋、輸入連接點相同：并聯(lián)反饋電流負反饋：起穩(wěn)定輸出電流Io的作用第14頁/共57頁2023/4/15156.3負反饋表示方法一.負反饋放大電路的方框圖凈輸入：開環(huán)增益：基本放大器增益反饋系數(shù)：閉環(huán)增益：負反饋電路增益環(huán)路增益：基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)loopgainclosed-loopgainfeedbackfactor第15頁/共57頁2023/4/1516二.負反饋放大電路的一般表達式一般表達式：中頻時：（為實數(shù)）反饋深度：desensitivityfactor表示反饋的強弱討論1負反饋正反饋無反饋第16頁/共57頁2023/4/1517討論1自激振蕩深反饋由于X表示電壓或電流，根據(jù)負反饋組態(tài)有討論2電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)!!不同組態(tài)的電路，要采用不同形式的表達式!!第17頁/共57頁2023/4/15186.4負反饋對電路的影響

放大器

引入負反饋

降低了放大倍數(shù)

使放大器的性能得以改善

提高增益的穩(wěn)定性

減少非線性失真

擴展頻帶

改變輸入電阻和輸出電阻第18頁/共57頁2023/4/1519一.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)時則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了1+AF在深度負反饋條件下:

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，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。第19頁/共57頁2023/4/1520二.負反饋對輸入電阻的影響(1)串聯(lián)負反饋使輸入電阻增加即輸入阻抗增加了1+AF倍如果電路有偏置電阻Rb呢？第20頁/共57頁2023/4/1521(2)并聯(lián)負反饋使輸入電阻減少即輸入阻抗縮小了1+AF第21頁/共57頁2023/4/1522三.負反饋對輸出電阻的影響(1)電壓負反饋使輸出電阻減小即輸出阻抗縮小了1+AF用短路加壓法：Xi＝0

當(dāng)反饋采樣對Io的影響可以忽略時：第22頁/共57頁2023/4/1523(2)電流負反饋使輸出電阻增加即輸出阻抗增大了1+AF倍用短路加壓法：Xi＝0

當(dāng)反饋采樣對Io的影響可以忽略時：因為Io與輸出電流反向第23頁/共57頁2023/4/1524四.負反饋使頻帶展寬(1)高頻段(一階、單拐點，電阻反饋)

基本放大電路的中頻增益為Am，則高頻增益Ah為(見第五章)：即上限頻率增大了1+AF倍第24頁/共57頁2023/4/1525(2)低頻段(一階、單拐點，電阻反饋)

基本放大電路的中頻增益為Am，則低頻增益Al為(見第五章)：即下限頻率縮小了1+AF所以：fBWf=fHf–fLf~fHf，放大了1+AF倍第25頁/共57頁2023/4/1526五.負反饋改善非線性失真(1)定性分析Auiufuiuou’加反饋前加反饋后AF+–失真改善uouo第26頁/共57頁2023/4/1527(2)定量分析理想負反饋放大電路AF+–非線性失真放大電路A非線性失真用非線性元件描述輸出：輸出：非線性失真放大電路（帶負反饋）F+–A輸出：第27頁/共57頁2023/4/1528用理想負反饋電路近似替代與無反饋電路比較：當(dāng)非失真量一樣時：一樣非線性失真縮小了1+AF作業(yè)：6-14、6-15第28頁/共57頁2023/4/1529第14講六.如何引入負反饋1.穩(wěn)定工作點：直流負反饋2.改善動態(tài)特性：交流負反饋3.減小RO：電壓負反饋穩(wěn)定UO4.增大RO：電流負反饋穩(wěn)定IO5.增大Ri：串聯(lián)負反饋適合小RS信號源－電壓源6.減小Ri：并聯(lián)負反饋適合大RS信號源－電流源7.u

i：電流串聯(lián)負反饋8.i

u：電壓并聯(lián)負反饋9.i

i：電流并聯(lián)負反饋10.u

u：電壓串聯(lián)負反饋第29頁/共57頁2023/4/15306.5負反饋電路的計算方法：1.解析法：把電路元件線性化后，利用電壓/電流方程組，求解電路。結(jié)果精確，但物理概念不清。2.方框圖法：把電路等效成2個雙端口網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)單向傳輸近似、基本放大電路分離，利用一般表達式求解。3.回路增益法：先求解環(huán)路增益AF，再利用它分析電路。通常用于反饋對電路性能影響的分析。4.深反饋條件估算法：5.電子電路CAD方法：Edison(愛迪生)虛擬多媒體實驗室8歲～大學(xué)ElectronicsWorkbench（EWB）加拿大OrCAD/Pspice美國Protel(PCB)第30頁/共57頁2023/4/1531一.F的計算

根據(jù)定義，Xf是由Xo經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的，而且也假定反饋網(wǎng)絡(luò)只有反向傳輸。因此計算F時，要去除Xi和基本放大電路的影響。串聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：第31頁/共57頁2023/4/15321.電壓串聯(lián)負反饋2.電壓并聯(lián)負反饋第32頁/共57頁2023/4/15333.電流串聯(lián)負反饋4.電流并聯(lián)負反饋第33頁/共57頁2023/4/1534二.深度負反饋電路的估算1.閉環(huán)增益：2.Rif、Rof：串聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：電壓反饋：電流反饋：第34頁/共57頁2023/4/15353.例題例1電壓串聯(lián)例2電壓串聯(lián)第35頁/共57頁2023/4/1536例3電壓并聯(lián)例4電壓并聯(lián)第36頁/共57頁2023/4/1537例5電流串聯(lián)第37頁/共57頁2023/4/1538例6電流并聯(lián)作業(yè)：6-6(F計算)、6-9、6-12第38頁/共57頁2023/4/1539復(fù)雜電路分析+–C1RC1RC2R2C2uoui+–T1T2RF2RLRE1CER1Re2RF1第39頁/共57頁2023/4/1540EDA軟件返回第40頁/共57頁2023/4/1541返回第41頁/共57頁2023/4/1542返回第42頁/共57頁2023/4/1543返回第43頁/共57頁2023/4/1544第15講三.方框圖法

只有一條反饋通路的負反饋放大電路，可以看成是2個雙端口網(wǎng)絡(luò)，作單向傳輸近似，得到相應(yīng)的方框圖表示。不同的電路組態(tài)可以用不同參數(shù)表示：電壓串聯(lián)：H參數(shù)；電壓并聯(lián)：Y參數(shù)；電流串聯(lián)：Z參數(shù)；電流并聯(lián)：T參數(shù)。（這里僅用H參數(shù)討論電壓串聯(lián)負反饋雙端口網(wǎng)絡(luò)）第44頁/共57頁2023/4/15451.H參數(shù)、雙端口網(wǎng)絡(luò)H參數(shù)模型網(wǎng)絡(luò)方程參數(shù)計算第45頁/共57頁2023/4/15462.電壓串聯(lián)電路網(wǎng)絡(luò)模型單向傳輸模型單向傳輸：反饋系數(shù)：第46頁/共57頁2023/4/1547開環(huán)增益計算去除反饋信號：開環(huán)增益：第47頁/共57頁2023/4/1548閉環(huán)增益計算方法歸納1.找出反饋網(wǎng)絡(luò)2.計算h11f、h12f(Fu)、h21f3.暫設(shè)h12f(Fu)＝04.計算此時電路的增益——Au5.利用一般表達式求Auf等第48頁/共57頁2023/4/15493.電路計算舉例電路拆分輸出回路短路（并聯(lián)回路）輸入回路斷路（串聯(lián)回路）輸入回路斷路（串聯(lián)回路）基本放大電路例一第49頁/共57頁2023/4/1550網(wǎng)絡(luò)參數(shù)計算例二第50頁/共57頁2023/4/1551實例計算R11MR31kC1C2T2T1R29kR49kR51kVDDUoUiUfR1R3T2T1R2R5UoUiUfR4R3R4已知：gm＝5mS，＝100，rbe＝1k

求：Auf、Rif、Rof

解：基本放大電路：第51頁/共57頁20