[高等教育]放大电路的反馈.ppt

1,第六章 放大电路中的反馈,6-1反馈的基本概念及判断方法 6-2负反馈放大电路的四中基本组态 6-3负反馈放大电路的方块图及一般表达式 6-4深度负反馈放大电路放大倍数的分析 6-5负反馈对放大电路性能的影响 *6-6负反馈放大电路的稳定性,主要内容：,2,6-0集成运放的基本概念,集成运放是一种用于各种模拟信号的运算的器件，其核心是一个高增益的直接耦合式的多级放大电路。 它采用集成化技术将“管”和“路”紧密结合在一起而具有某种特定功能。 广泛用于模拟信号的发生和处理电路中，其性能高，价格低，大多取代了分立元件电路。,3,6-0集成运放的基本概念,集成运放的组成及各部分作用:,4,集成运放的电路符号,同相输入端：uP 其输入电压与输出电压同相 反相输入端：uN 其输入电压输出电压反相 输出端：uo,5,同相和反相输入端的来历:,6,6-1反馈的基本概念及判断方法,一、什么是反馈？,在电子电路中，将输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量的措施称为反馈。,7,开环： 从输出到输入，不存在其他的信号（除输入信号从输入到输出传输外）的流通路径或通路,即：不存在反馈。,8,闭环：,从输出到输入，还存在反馈信号的流通路径或通路，也就是存在反馈。,9,6-1反馈的基本概念及判断方法,判断有无反馈: 观察反馈通路是否存在。,反馈通路：从输出到输入，除输入信号从输入到输出传输外，还存在其他的信号的流通路径或通路,即：反馈通路。,10,二、正反馈与负反馈,根据反馈极性的不同，可以分为正反馈和负反馈。 正反馈：反馈信号对输入的作用是使净输入量增大；输出量的变化增大。 负反馈：反馈信号对输入的作用是使净输入量减小；输出量的变化减小。,11, 首先规定电路输入信号在某一时刻的对地的极性； 再以此为依据，逐级判断电路中各相关点电流的流向和电位的极性，从而得到输出信号的极性； 然后根据输出信号的极性判断反馈信号的极性： 若反馈信号使基本放大电路的净输入信号增大，则说明引入正反馈； 若反馈信号使基本放大电路的净输入信号减小，则说明引入负反馈。,判断： 采用“ 瞬时极性法 ”,12,通过净输入电压的变化判断反馈的极性,通过净输入电流的变化判断反馈的极性,通过净输入电压判断反馈为正反馈,13,分立元件放大电路的反馈极性的判断：,14,三、直流反馈与交流反馈,根据反馈信号本身的交、直流性质，可以分为直流反馈和交流反馈。 直流反馈：反馈量只含直流成分； 交流反馈：反馈量只含交流成分； 在很多情况下，交、直流两种反馈兼而有之！,判断：,15,16,6-2负反馈放大电路的四种基本组态,负反馈放大电路：常指引入了交流负反馈的放大电路。,根据反馈信号在放大电路输出端采样方式的不同， 可以分为电压反馈和电流反馈。 电压反馈：反馈信号取自输出电压 电流反馈：反馈信号取自输出电流,判断方法： 若Uo=0, 反馈不存在，则为电压反馈； 若Io=0, 反馈不存在，则为电流反馈。,17,实例电路：,电流反馈,电压反馈,18,6-2负反馈放大电路的四种基本组态,根据反馈信号与输入信号在放大电路输入回路中求和形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。 串联反馈：反馈量与输入量以电压方式相叠加 并联反馈：反馈量与输入量以电流方式相叠加,判断方法： 若输入量与反馈量加在同一点，则为并联反馈； 若输入量与反馈量加在不同点，则为串联反馈。,19,串联反馈,并联反馈,20,6-2负反馈放大电路的四种基本组态,电压串联负反馈,21,6-2负反馈放大电路的四种基本组态, 电流串联负反馈,22,6-2负反馈放大电路的四种基本组态,电压并联负反馈,23,6-3负反馈放大电路的方块图及一般表达式,24,6-2负反馈放大电路的四种基本组态,电流并联负反馈,25,一、负反馈放大电路的方块图表示法,输入量,反馈量,净输入量,输出量,定义：开环放大倍数,反馈系数,闭环放大倍数,26,二、 四 种 组 态 电 路 的 方 框 图,27,6-3负反馈放大电路的方块图及一般表达式,28,三、负反馈放大电路的一般表达式,一般表达式：,中频,29,在表达式中： 当AF0时，电路引入负反馈； 当AF0时，电路引入正反馈； 当AF1时，则1+AF0， ，说明电路在输入为0时就有输出，电路产生了自激振荡。,当1+AF 1， 则,称为深度负反馈,此时，放大倍数仅决定于反馈网络而与基本放大电路无关。,30,6-4深度负反馈放大电路放大倍数的分析,一、深度负反馈的实质:,深度负反馈,31,6-4深度负反馈放大电路放大倍数的分析,二、分析步骤: 正确判断反馈组态； 求解反馈系数F（用拆环法）； 利用求解Af、Auf、（或Ausf）。,32,6-4深度负反馈放大电路放大倍数的分析,三、分析实例,1.电压并联,2.电压串联,33,6-4深度负反馈放大电路放大倍数的分析,3.电流并联,34,6-4深度负反馈放大电路放大倍数的分析,4.电流串联,35,6-5负反馈对放大电路性能的影响,一、稳定放大倍数,在中频,Af 的相对变化量等于A的相对变化量的（1+AF）分之一。即：闭环放大倍数的稳定性提高了（1+AF）倍。,对上式求全微分,将上式等号两边都除以Af ，则,36,二、改变输入电阻和输出电阻,1.对输入电阻的影响,基本放大电路的输入电阻,1）串联负反馈增大输入电阻,整个电路的输入电阻：,若存在偏置电阻Rb,37,6-5负反馈对放大电路性能的影响,则反馈环路内输入电阻,若存在偏置电阻Rb,整个电路的输入电阻,38,6-5负反馈对放大电路性能的影响,基本放大电路的输入电阻,整个电路的输入电阻,2）并联负反馈减小输入电阻,39,6-5负反馈对放大电路性能的影响,电压负反馈减小输出电阻,2.对输出电阻的影响,电流负反馈增大输出电阻,（反馈环路内）,负载开路时的源增益,负载短路时的源增益,40,6-5负反馈对放大电路性能的影响,三、展宽频带,可以证明：,41,6-5负反馈对放大电路性能的影响,四、减小非线性失真,42,无反馈时,有反馈时,43,五、放大电路中引入负反馈的一般原则,1.稳定Q 引入直流负反馈； 改善性能指标 引入交流负反馈,2.信号源并联或串联 若信号源为恒压源或内阻小的电压源时串联负反馈；增大RI 若信号源为恒流源或内阻大的电压源时串联负反馈；减小RI,44,3.负载电压或电流 当负载需要稳定电压时，引入电压负反馈； 当负载需要稳定电流时，引入电流负反馈； 4.级联时注意配合 当电流将转换为电压时，应引入电压并联负反馈； 当电压将转换为电流时，应引入电流串联负反馈；,45,6-5负反馈对放大电路性能的影响,举例：P281,46,6-6负反馈放大电路的稳定性,47,一