清华杨素行第三版模电第6章.ppt

第一节 反馈的基本概念,什么是反馈,反馈的分类,下页,总目录,基本固定,一、什么是反馈,uE= iERe,uB,uE,反馈：将放大电路的输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部，通过一定的方式，反送到输入回路中。,uBE= uB uE,下页,上页,首页,二、反馈的分类 1. 正反馈和负反馈,正反馈：引入的反馈信号增强了外加输入信号的作用， 从而使放大电路的放大倍数提高。 负反馈：引入的反馈信号削弱了外加输入信号的作用， 从而使放大电路的放大倍数降低。 判断方法：瞬时极性法。,表示瞬时极性的正，该点瞬时信号的变化为增大。,表示瞬时极性的负，该点瞬时信号的变化为减小。,下页,上页,首页,动画,负反馈,正反馈,增大,反馈电压增强了输入信号的作用，,反馈电压削弱了输入信号的作用，,减小,下页,上页,首页,直流反馈：反馈信号中只包含直流成分。 交流反馈：反馈信号中只包含交流成分。,直流负反馈：可稳定静态工作点。,2. 直流反馈和交流反馈,减小,反馈极性为负反馈,下页,上页,首页,交流负反馈：对放大电路的各项动态性能产生不同的影响，是用以改善电路技术指标的主要手段。,减小,负反馈,下页,上页,首页,3. 电压反馈和电流反馈,电压反馈：反馈信号取自输出电压，与输出电压成正比。 电压负反馈可稳定输出电压，降低输出电阻。 电流反馈：反馈信号取自输出电流，与输出电流成正比。 电流负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻。,下页,上页,判断方法：可假设将输出端交流短路（即令输出电压等于零），若反馈信号不复存在，则为电压反馈，否则就是电流反馈。,首页,iF 0,电流反馈,负反馈,iB = iI iF,减小,下页,上页,首页,uF = 0,uBE = uI uF,负反馈,减小,下页,上页,电压反馈,首页,4. 串联反馈和并联反馈,串联反馈： 反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和。 串联负反馈可提高输入电阻。 并联反馈： 反馈信号与输入信号在输入回路中以电流形式求和。 并联负反馈降低输入电阻。,下页,上页,首页,iB = iI iF,为并联负反馈，,Rs不能为零。,下页,上页,首页,uBE = uI uF,为串联负反馈,上页,首页,第二节 负反馈的四种组态和反馈的一般表达式,负反馈的四种组态,反馈的方块图和一般表达式,下页,总目录,一、负反馈的四种组态,1. 电压串联负反馈,下页,上页,首页,仿真,2. 电压并联负反馈,转移电阻,反馈系数,增大,下页,上页,首页,仿真,3. 电流串联负反馈,转移电导,反馈系数,下页,上页,首页,仿真,4. 电流并联负反馈,电流放大倍数,反馈系数,下页,上页,首页,仿真,四种反馈类型的比较,下页,上页,首页,电压串联负反馈,例6.2.1 判断各电路中反馈的极性和组态。,减小,下页,上页,首页,减小,下页,上页,电流并联负反馈,首页,减小,下页,上页,电压并联负反馈,首页,减小,电流串联负反馈,下页,上页,首页,二、反馈的方块图和一般表达式,闭环放大倍数,开环放大倍数,反馈系数,反馈深度,回路增益,下页,上页,首页, 1,说明引入的反馈为负反馈。, 1,说明引入的反馈为正反馈。, 1,= 0,放大电路产生自激振荡，,放大电路失去了放大作用。,说明引入的反馈为深度负反馈。,下页,上页,首页,第三节 负反馈对放大电路性能的影响,提高放大倍数的稳定性,减小非线性失真和抑制干扰,展宽频带,改变输入电阻和输出电阻,下页,总目录,一、提高放大倍数的稳定性,将上式对变量A求导数，可得,稳定性提高1+AF倍。,下页,上页,首页,如果放大电路工作在中频范围，且反馈网络为纯电阻性，则上式可表示为,二、减小非线性失真和抑制干扰,无反馈,引入负反馈,负反馈对与输入信号同时混入的干扰无作用。,大,大,大,大,小,小,小,小,下页,上页,首页,三、展宽频带,中频放大倍数与通频带的乘积基本不变，即：,无反馈时的通频带为,引入负反馈后通频带,引入负反馈后上限频率,引入负反馈后下限频率,下页,上页,首页,四、改变输入电阻和输出电阻,1. 负反馈对输入电阻的影响,串联负反馈使输入电阻增大，,图示电路无反馈时的输入电阻为,下页,上页,首页,引入串联负反馈后，输入电阻为,如果Rb的阻值不够大，即使Rif增大很多，总的Rif将增大不多。,串联负反馈只将反馈环路内的输入电阻增大。,图示电路中，Rb并不包括在反馈环路内，因此不受影响。,下页,上页,首页,引入负反馈后，该电路总的输入电阻为,并联负反馈使输入电阻减小，,下页,上页,首页,图示电路无反馈时的输入电阻为,引入并联负反馈后，输入电阻为,2. 负反馈对输出电阻的影响,电压负反馈使输出电阻减小，,电流负反馈使输出电阻增大，,当负载电阻开路时放大网络的放大倍数。,电流负反馈只将反馈环路内的输入电阻增大，,图示电路总输出电阻：,下页,上页,首页,第四节 负反馈放大电路的分析计算,概述,举例分析负反馈放大电路,下页,总目录,对于电路结构简单的负反馈放大电路， 可以利用微变等效电路法进行分析计算。 对于比较复杂的反馈放大电路， 用微变等效电路法求解可能比较麻烦。 在实际的电子设备中， 比较复杂的反馈放大电路的开环放大倍数比较大， 可以作为深度负反馈放大电路来处理。,一、概述,下页,上页,首页,1. 利用关系式 估算闭环电压放大倍数,只有电压串联负反馈的闭环电压放大倍数可表示为：,下页,上页,所以电路满足深度负反馈时,净输入信号,首页,电路中引入了串联负反馈。,电路中引入了并联负反馈。,下页,上页,首页,电压并联负反馈,例6.4.1 设各电路均为理想运放深度负反馈放大电路， 试估算各电路的闭环电压放大倍数。,下页,上页,二、举例分析负反馈放大电路,首页,下页,上页,首页,电压串联负反馈,下页,上页,首页,电流并联负反馈,虚地,下页,上页,首页,下页,上页,首页,电流串联负反馈,下页,上页,首页,电流并联负反馈,例6.4.2 试估算各电路的闭环电压放大倍数,下页,上页,首页,下页,上页,首页,电压串联负反馈,下页,上页,首页,电压并联负反馈,下页,上页,首页,电流串联负反馈,下页,上页,首页,下页,上页,首页,电压串联负反馈, 0V,下页,上页,首页,电压并联负反馈,下页,上页,首页,第五节 负反馈放大电路的自激振荡,产生自激振荡的原因,常用的校正措施,下页,总目录,一、产生自激振荡的原因,1. 自激振荡的幅度条件和相位条件,产生自激振荡的条件是：,幅度条件：,相位条件：,中频区为负反馈，,在高频段或低频段将可能变为正反馈,而产生自激振荡。,下页,上页,首页,-90o,+90o,0o,单级负反馈放大电路两级负反馈放大电路都是稳定的， 三级负反馈放大电路有可能自激振荡， 对三级以上放大电路深度负反馈条件下必须消除自激条件，使电路稳定工作。,下页,上页,首页,2. 自激振荡的判断方法,f0,fc,f0 fc,f0 fc,产生自激振荡,不产生自激振荡,fp1,下页,上页,首页,3. 负反馈放大电路的稳定裕度,(1)幅度裕度 Gm,稳定的负反馈放大电路， 其Gm 应为负值，,一般的负反馈放大电路要求Gm -10dB,下页,上页,首页,(2)相位裕度,下页,上页,首页,稳定的负反馈放大电路， 其 应为正值，,一般的负反馈放大电路要求 450,二、常用的校正措施,1.