放大电路中的负反馈.ppt

3 1 电子技术 第三章放大电路中的负反馈 模拟电路部分 3 2 第三章放大电路中的负反馈 3 1负反馈的概念 3 2负反馈的类型及分析方法 3 3负反馈对放大电路的影响 3 3 3 1负反馈的概念 凡是将放大电路输出端的信号 电压或电流 的一部分或全部引回到输入端 与输入信号迭加 就称为反馈 若引回的信号削弱了输入信号 就称为负反馈 若引回的信号增强了输入信号 就称为正反馈 这里所说的信号一般是指交流信号 所以判断正负反馈 就要判断反馈信号与输入信号的相位关系 同相是正反馈 反相是负反馈 3 4 取 加强输入信号正反馈用于振荡器 取 削弱输入信号负反馈用于放大器 开环 闭环 负反馈的作用 稳定静态工作点 稳定放大倍数 提高输入电阻 降低输出电阻 扩展通频带 反馈框图 3 5 反馈电路的三个环节 放大 反馈 叠加 负反馈框图 输出信号 输入信号 反馈信号 差值信号 3 6 开环放大倍数 闭环放大倍数 反馈系数 3 7 负反馈放大器的一般关系 3 8 负反馈放大器的闭环放大倍数 当Ao很大时 AoF 1 结论 当Ao很大时 负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关 只与反馈网络有关 即负反馈可以稳定放大倍数 3 9 例 Rf RE1组成反馈网络 反馈系数 3 10 3 2负反馈的类型及分析方法 3 2 1负反馈的类型 一 电压反馈和电流反馈 电压反馈 反馈信号取自输出电压信号 电流反馈 反馈信号取自输出电流信号 电压负反馈 可以稳定输出电压 减小输出电阻 电流负反馈 可以稳定输出电流 增大输出电阻 根据反馈所采样的信号不同 可以分为电压反馈和电流反馈 3 11 电压反馈采样的两种形式 采样电阻很大 3 12 电流反馈采样的两种形式 采样电阻很小 3 13 根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同 可以分为串联反馈和并联反馈 串联反馈 反馈信号与输入信号串联 即反馈电压信号与输入信号电压比较 并联反馈 反馈信号与输入信号并联 即反馈信号电流与输入信号电流比较 串联反馈使电路的输入电阻增大 并联反馈使电路的输入电阻减小 二 串联反馈和并联反馈 3 14 ib i if 并联反馈 ube ui uf 串联反馈 3 15 三 交流反馈与直流反馈 交流反馈 反馈只对交流信号起作用 直流反馈 反馈只对直流起作用 若在反馈网络中串接隔直电容 则可以隔断直流 此时反馈只对交流起作用 在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容 可以使其只对直流起作用 有的反馈只对交流信号起作用 有的反馈只对直流信号起作用 有的反馈对交 直流信号均起作用 3 16 增加隔直电容C后 Rf只对交流起反馈作用 注 本电路中C1 C2也起到隔直作用 3 17 增加旁路电容C后 Rf只对直流起反馈作用 3 18 负反馈 交流反馈 直流反馈 电压串联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈 稳定静态工作点 负反馈的分类小结 3 19 3 2 2负反馈的分析方法 分析步骤 3 是否负反馈 4 是负反馈 那么是何种类型的负反馈 判断反馈的组态 1 找出反馈网络 电阻 2 是交流反馈还是直流反馈 一 反馈类型的判断 3 20 电压反馈与电流反馈判别方法 电压反馈一般从后级放大器的集电极采样 电流反馈一般从后级放大器的发射极采样 并联反馈与串联反馈判别方法 并联反馈的反馈信号接于晶体管基极 串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极 注意 直流反馈中 输出电压指UCE 输出电流指IE或IE 3 21 判断负反馈的方法 瞬时极性法 假设输出端信号有一定极性的瞬时变化 依次经过反馈 比较 放大后 再回到输出端 若输出信号与原输出信号的变化极性相反 则为负反馈 反之为正反馈 如果是电压反馈 则要从输出电压的微小变化开始 如果是电流反馈 则要从输出电流的微小变化开始 判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系 3 22 例1 判断Rf是否负反馈 若是 判断反馈的组态 uo uf ube ui uf uc1 ub2 uc2 uo 此电路是电压串联负反馈 对直流不起作用 3 23 分析中用到了三极管的集电极与基极相位相反这一性质 3 24 这里分析的是交流信号 不要与直流信号混淆 分析中用到的电压 电流要在电路中标出 并且注意符号的使用规则 如果反馈对交直流均起作用 可以用全量 当为交流反馈时 瞬时极性法所判断的也是相位的关系 电路中两个信号的相位不是同相就是反相 因此若两个信号都上升 它们一定同相 若另一个信号下降而另一个上升 它们一定反相 3 25 例2 判断Rf是否负反馈 若是 判断反馈的组态 uo if ib i if uo 此电路是电压并联负反馈 对直流也起作用 3 26 问题 三极管的静态工作点如何提供 能否在反馈回路加隔直电容 不能 Rf为三极管提供静态电流 Rf的作用 1 提供静态工作点 2 直流负反馈 稳定静态工作点 3 交流负反馈 稳定放大倍数 3 27 例3 判断Rf是否负反馈 若是 判断反馈的组态 3 28 例4 判断Rf是否负反馈 若是 判断反馈的组态 电流并联负反馈 对直流也起作用 可以稳定静态工作点 3 29 例5 判断如图电路中RE1 RE2的负反馈作用 1 对交流信号 RE1 电流串联负反馈 3 30 2 对直流信号 RE1 RE2对直流均起作用 通过反馈稳定静态工作点 反馈过程 3 31 例6 判断如图电路中RE3的负反馈作用 电流串联负反馈 对直流不起作用 3 32 二 负反馈放大电路的放大倍数 方法一 当电路比较简单时 可直接用微变等效电路分析 例 3 33 放大倍数稳定性的比较 60时 Ao 93 50时 Ao 77 60时 AF 19 4 50时 AF 18 6 无负反馈时 有负反馈时 RB1 100k RB2 33k RE 2 4k RE1 100 RC 5k RL 5k 60EC 15Vrbe 1 62k 3 34 性能比较 结论 1 输入电阻提高了 2 放大倍数减小了 但稳定了 即受晶体管的影响减小 RB1 100k RB2 33k RE 2 4k RE1 100 RC 5k RL 5k 60EC 15Vrbe 1 62k 3 35 方法二 从负反馈电路的闭环放大倍数的公式出发 先计算Ao和F 计算AF 3 36 F 0 1 5 5 0 04 RB1 100k RB2 33k RE 2 4k RE1 100 RC 5k RL 5k 60EC 15Vrbe 1 62k 3 37 方法三 放大倍数的近似计算 若 1 RF rbe 则 与方法一比较 在深度负反馈下 两种方法结果一致 3 38 例2 射极跟随器 性能 1 放大倍数 1 2 输入电阻大 3 输出电阻小 反馈形式 电压串联负反馈 3 39 放大倍数的近似计算 若 1 R L rbe 则AF 1 因为uf uo 所以F uf uo 1 1 用公式 AF 1 F 1 3 40 3 3负反馈对放大电路的影响 反馈电路的基本方程 3 41 一 对放大倍数的影响 Ao 开环放大倍数 AF 闭环放大倍数 3 42 同相 所以 则有 负反馈使放大倍数下降 引入负反馈使电路的稳定性提高 2 在深度负反馈的情况下 放大倍数只与反馈网络有关 3 43 二 改善波形的失真 加反馈前 加反馈后 改善 3 44 三 对输入 输出电阻的影响 1 串联负反馈使电路的输入电阻增加 2 并联负反馈使电路的输入电阻减小 例如 射极输出器 理解 串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻 故输入电阻增加 理解 并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路 故输入电阻减小 3 45 3 电压负反馈使电路的输出电阻减小 例如 射极输出器 理解 电压负反馈目的是阻止 uo的变化 稳定输出电压 放大电路空载时可等效右图框