第6章负反馈.ppt

第6章放大电路中的反馈 6 1基本概念及判断方法6 2负反馈放大电路的四种基本组态6 3负反馈放大电路方块图6 4深度负反馈放大电路的分析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6 7放大电路中其它的反馈形式 第6章放大电路中的反馈 第6章放大电路中的反馈 6 1反馈的基本概念及判断方法 6 1 1基本概念 1 反馈及其判断 电子系统将输出回路的电量 电压或电流 的一部分或全部通过一定的电路送回到输入回路 影响输入量的过程 第6章放大电路中的反馈 反馈通路 信号反向传输的渠道 开环 无反馈通路 闭环 有反馈通路 反馈通路 反馈网络 信号的正向传输 第6章放大电路中的反馈 R的引入没有引入反馈 第6章放大电路中的反馈 2 电路中的反馈形式 1 正反馈与负反馈 正反馈 输入量不变时 引入反馈后输出量变大了 负反馈 输入量不变时 引入反馈后输出量变小了 正反馈 引入反馈后 使净输入量变大了 负反馈 引入反馈后 使净输入量变小了 第6章放大电路中的反馈 正反馈与负反馈判别方法 瞬时极性法 即在电路中 从输入端开始 沿着信号流向 标出某一时刻有关节点电压变化的趋势 正趋势用 负趋势用 表示 反馈信号与输入信号在同一点叠加 输入与反馈同号为正反馈 反号为负反馈 反馈信号与输入信号不在同一点叠加 输入与反馈同号为负反馈 反号为正反馈 第6章放大电路中的反馈 负反馈 注意反馈信号 第6章放大电路中的反馈 正反馈 第6章放大电路中的反馈 负反馈 注意反馈信号 第6章放大电路中的反馈 级间负反馈 净输入量 级间反馈通路 第6章放大电路中的反馈 第6章放大电路中的反馈 2 交流反馈与直流反馈 根据反馈到输入端的信号是交流 还是直流 或同时存在 来进行判别 交 直流负反馈 交流正反馈 取决于反馈通路 第6章放大电路中的反馈 图6 1 5直流反馈与交流反馈的判断 一 直流负反馈 第6章放大电路中的反馈 图6 1 6直流反馈与交流反馈的判断 二 图6 1 7例6 1 1电路图P264 第6章放大电路中的反馈 图6 2 1负反馈放大电路 6 2负反馈放大电路的四种基本组态 6 2 1负反馈放大电路分析要点 总结出四点 P266 第6章放大电路中的反馈 第6章放大电路中的反馈 6 2 集成运放组成的四种组态负反馈放大电路 由此可组成四种阻态 输入端 反馈信号在输入端的联接分为串联和并联两种方式 输出端 反馈信号在输出端分为取电压和取电流两种方式 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联 图6 2 2电压串联负反馈电路 第6章放大电路中的反馈 图6 2 3电流串联负反馈电路 第6章放大电路中的反馈 图6 2 4电压并联负反馈电路 第6章放大电路中的反馈 图6 2 5电流并联负反馈电路 第6章放大电路中的反馈 第6章放大电路中的反馈 6 2 3 四种阻态的判断方法p 2 8 第6章放大电路中的反馈 2 四种阻态的判断方法p 2 8 电流 将负载短路 反馈量仍然存在 电压 将负载短路 反馈量为零 注 反馈通路直接接在输出端或负载电阻前端为电压反馈 否则为电流反馈 第6章放大电路中的反馈 3 四种阻态的判断举例p 2 8 第6章放大电路中的反馈 第6章放大电路中的反馈 电流串联负反馈 例 第6章放大电路中的反馈 电压串联负反馈 第6章放大电路中的反馈 6 3负反馈放大电路的方框图及一般表达式 6 3 1方框图 反馈放大电路的输入信号 反馈信号 基本放大电路的输入信号 净输入信号 p 271 输出信号源 信号源 第6章放大电路中的反馈 净输入信号 开环增益 考虑反馈网络的负载效应 反馈系数 闭环增益 环路增益 环路放大倍数 第6章放大电路中的反馈 信号在四种反馈阻态中的具体形式 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联 第6章放大电路中的反馈 信号的单向化传输 信号的正向传输 信号的反向传输 信号在反馈网络中的正向传输 信号在基本放大电路中的反向传输 第6章放大电路中的反馈 信号的单向化传输 信号的正向传输 信号的反向传输 单向化 第6章放大电路中的反馈 6 3 2四种组态电路的方框图p 272 第6章放大电路中的反馈 开环时反馈网络的负载效应 对输出口的影响 并联反馈反馈通路输出端接地 串联反馈反馈通路输出端断路 对输入口的影响 电压反馈反馈通路输入端接地 电流反馈反馈通路输入端断路 第6章放大电路中的反馈 6 3 2负反馈放大电路的基本放大电路 电压串联负反馈电路的基本放大电路 第6章放大电路中的反馈 电流串联负反馈电路的基本放大电路 6 3 2负反馈放大电路的基本放大电路 第6章放大电路中的反馈 电压并联负反馈电路的基本放大电路 6 3 2负反馈放大电路的基本放大电路 第6章放大电路中的反馈 6 3 2负反馈放大电路的基本放大电路 电流并联负反馈电路的基本放大电路 第6章放大电路中的反馈 6 3 3负反馈放大电路增益的一般表达式p 273 1 表达式推导 闭环增益的一般表达式 又因为 第6章放大电路中的反馈 2 反馈深度的讨论 一般负反馈 称为反馈深度 深度负反馈 正反馈 自激振荡 6 3 3负反馈放大电路增益的一般表达式p 273 第6章放大电路中的反馈 6 4深度负反馈放大电路的近似计算p 274 6 4 1 深度负反馈的特点 即 深度负反馈条件下 闭环增益只与反馈网络有关 由于 则 又因为 代入上式 得 输入量近似等于反馈量 净输入量近似等于零 由此可得深度负反馈条件下 基本放大电路 两虚 的概念 第6章放大电路中的反馈 串联负反馈 输入端电压求和 深度负反馈条件下 虚短 虚断 虚短 虚断 并联负反馈 输入端电流求和 第6章放大电路中的反馈 6 4 2各种反馈阻态的近似计算p 274 利用虚短和虚断的概念得知 则反馈系数为 闭环电压增益 1 电压串联负反馈 第6章放大电路中的反馈 2 电流并联负反馈 利用虚短和虚断可知 反馈系数为 闭环增益 闭环电压增益 则 第6章放大电路中的反馈 3 电压并联负反馈 则反馈系数为 闭环增益 闭环电压增益 利用虚短和虚断可知 第6章放大电路中的反馈 4 电流串联负反馈 则反馈系数为 闭环增益 闭环电压增益 利用虚短和虚断可知 第6章放大电路中的反馈 例6 4 1p 278 第6章放大电路中的反馈 例6 4 2p 278 第6章放大电路中的反馈 例6 4 3p 279 第6章放大电路中的反馈 6 5负反馈对放大电路性能的影响p 284 6 5 1提高增益的稳定性 闭环时 则 只考虑幅值有 即闭环增益相对变化量比开环减小了1 AF倍 另一方面 在深度负反馈条件下 即闭环增益只取决于反馈网络 当反馈网络由稳定的线性元件组成时 闭环增益将有很高的稳定性 第6章放大电路中的反馈 6 5 2改变输入电阻和输出电阻 一 负反馈对输入电阻的影响 串联负反馈使输入电阻增大 第6章放大电路中的反馈 注意 Rb在反馈环之外时串联 第6章放大电路中的反馈 2 并联负反馈使输入电阻减小 第6章放大电路中的反馈 二 负反馈对输出电阻的影响 电压负反馈使输出电阻减小 第6章放大电路中的反馈 2 电流负反馈使输出电阻增大 第6章放大电路中的反馈 6 5 3扩展频带 第6章放大电路中的反馈 fbw fH fL fH fbwf fHf fLf fHf 第6章放大电路中的反馈 6 5 3扩展频带 第6章放大电路中的反馈 6 5 4减小非线性失真 1 只有信号源有足够的潜力 使闭环后的净输入量与开环时相等 非线性失真才减少到基本放大电路的 分之一2 非线性失真产生于电路内部 引入负反馈后才被抑制 第6章放大电路中的反馈 6 5 5放大电路中引入负反馈的一般原则 4点 p 292 例6 5 1 第6章放大电路中的反馈 6 6 1负反馈放大电路产生自激振荡的原因和条件1 自激振荡产生的原因 所以负反馈作用能正常地体现出来 6 6自激及稳定工作条件p 293 在中频段 由于 和 的相角 A F 2n n 0 1 2 与同相 因此净输入量是两者的差值 由前面的分析可知 负反馈放大电路的闭环放大倍数为 第6章放大电路中的反馈 在低频段和高频段 将产生附加相移 在低频段 由于耦合电容和旁路电容的作用 将产生超前相移 在高频段 由于半导体器件存在极间电容 将产生滞后相移 假设在某一频率f0下 的附加相移达到180 即 A F 2n 1 n 0 1 2 则 和 必然会由中频时的同相变为反相 即 上式说明净输入信号大于输入信号 输出量增大 所以反馈的结果使放大倍数增大 第6章放大电路中的反馈 第6章放大电路中的反馈 第6章放大电路中的反馈 2 产生自激振荡的条件由图可知 在电路产生自激振荡时 由于与相互维持 因此 即 或 将上式写成模和相角形式 第6章放大电路中的反馈 6 6 2起振条件及稳定性分析p 295 阻容耦合的单管放大电路引入负反馈 在低频段和高频段所产生的附加相移分别为0 90 和0 90 由于不存在满足相位条件的频率 因此不会产生自激振荡 在两级放大电路中引入负反馈 可以产生0 180 的附加相移 虽然理论上存在满足相位条件的频率f0 当f0趋于无穷大或为零时 附加相移达到 180 但是此时 0 不满足幅值条件 因此也不会产生自激振荡 第6章放大电路中的反馈 或 不稳定性分析 第6章放大电路中的反馈 在三级放大电路中引入负反馈 当频率从零变化到无穷大时 附加相移的变化范围为0 270 因此存在附加相移等于 180 的频率f0 若反馈网络为纯电阻网络 当f f0时 0 则可能满足幅值条件 所以电路可能产生自激振荡 由此可见 三级和三级以上的放大电路引入负反馈易产生自激振荡 并且反馈深度越深 满足幅值条件的可能性越大 越容易产生自激振荡 因此 在深度负反馈条件下 必须采取措施破坏自激条件 才能使放大电路稳定地工作 第6章放大电路中的反馈 6 6 3负反馈放大电路