电路与模电第11章教案.ppt

1,11.1反馈概念,11.1反馈的基本概念什么是反馈将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路作用到输入回路称反馈。,2,二、反馈的类型,2、直流反馈与交流反馈,直流反馈：仅在直流通路中存在的反馈。,交流反馈：仅在交流通路中存在的反馈。,注意,直流负反馈的作用：,交流负反馈的作用：,本章重点讨论交流负反馈,主要是稳定静态工作点。,改善放大电路的性能。,直流反馈,交、直流反馈电阻,3,3、电压反馈和电流反馈（由输出端看）,电压反馈：将输出电压的一部分或全部引回到输入回路的为电压反馈。反馈量正比于输出电压，即,电流反馈：将输出电流的一部分或全部引回到输入回路的为电流反馈，反馈量正比于输出电流，即,4、串联反馈和并联反馈（由输入端看）,4,11.2反馈类型的判断方法1、判断有无反馈找联系,例：,RS既在输入回路，又在输出回路，故引入反馈。,5、交流负反馈的四种组态,（a）无反馈（b）有反馈，（c）无反馈,5,2、交、直流反馈的判断看通路,解：图（a）为直流反馈,图（b）为交流反馈,图（c）即是直流反馈也是交流反馈,若反馈仅存在于直流通路之中是直流反馈若反馈仅存在于交流通路之中是交流反馈,6,3、判正、负反馈“看结果”，即净输入量的变化。,用瞬时极性法：先标出各电压电流的参考方向，设定输入信号ui的瞬时极性，并由此标出各电压电流的瞬时极性。如果反馈信号使净输入信号增大为正反馈，否则为负反馈。,集成运放净输入电压是指两个输入端的电位差，净输入电流是指同相输入端或反相输入端的电流。,分立元件电路净输入电压是指ube或ugs，净输入电流是指基极电流ib或射极电流ie。,7,例：判断图示电路的反馈极性,（a）净输入信号：减小为负反馈,（c）净输入电流：减小为负反馈,（b）净输入电压：增大为正反馈,8,4、电压、电流反馈的判断看输出,如果反馈信号与输出电压从同一点取出（或正比于输出电压）为电压反馈，否则为电流反馈。,注意：反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。,若反馈量依然存在，则为电流反馈。,，则为电压反馈；,，若反馈量随之为,或：令输出电压为0,0,9,5、串联、并联反馈的判断看输入,或：如果反馈信号与输入信号接在同一输入端（或接在三极管的基极或射极）为并联反馈，否则为串联反馈。,并联反馈,串联反馈,10,反馈组态的判别方法1.判断有无反馈“找联系”2.判正、负反馈“看结果”（用瞬时极性法）先标出各电压电流的参考方向，设定输入信号ui的瞬时极性，并由此标出各电压电流的瞬时极性。如果反馈信号使净输入信号增大为正反馈，否则为负反馈。3.判串联、并联反馈“看输入”如果反馈信号与输入信号接在同一输入端（或接在三极管的基极或射极）为并联反馈，否则为串联反馈。4.判电压电流反馈“看输出”如果反馈信号与输出电压从同一点取出为电压反馈，否则为电流反馈。,11,练习1：判断Re支路的反馈形式,解：,由瞬时极性法知净输入信号：,反馈形式为：电流串联负反馈,12,例11.2.1试分析图示电路中有无引入反馈；若有反馈，则说明引入的是直流反馈还是交流反馈，是正反馈还是负反馈；若为交流负反馈，则说明反馈的组态。,解：电流串联负反馈。,13,例11.2.2试分析图示电路引入了哪种组态的交流负反馈。,反馈信号与输出电压从同一点取出，故为电压反馈。,解：由瞬时极性法判出：净输入电压：减小，故为负反馈。,反馈组态为：电压串联负反馈。,反馈信号与输入信号不接在同一点，故为串联反馈。,14,引入负反馈,引入正反馈,练习：判断图示电路的反馈极性,15,例11-3判断反馈极性及组态,解：无R3时（短路），净输入电压：ubeui有R3时，净输入电压ubeui，故R3是反馈。用“瞬”判出净输入电压，负反馈,反馈组态：电压串联负反馈,16,11.3集成运算放大电路中的四种负反馈组态,11.3.1电压串联负反馈,1.反馈组态的判断,2.输出电压及放大倍数,根据“虚断”规则可得,根据“虚短”规则可得,即,uD=uI-uF,uI一定,uD,结论,与RL无关,电压负反馈可以稳定输出电压，并减小输出电阻。,17,uD=uI-uF,RL,uO,uF,uD,uI一定,uO,稳压过程：,电压放大倍数：,18,11.3.2电压并联负反馈,1.反馈组态的判断,2.输出电压及放大倍数,输出电压：,uO-iIR,iD=iI-iF,iD,并联负反馈适用于信号源为恒流源或接近恒流源的场合。,iI一定,结论,与RL无关,+,-,电压电流放大倍数：,电压并联负反馈是电流控制的电压源，输出电压恒定。,19,11.3.3电流串联负反馈,1.反馈组态的判断,2.输出电流及放大倍数,根据“虚断”规则可得,uF=iOR1,根据“虚短”规则可得,iOR1=uI,与RL无关,结论,电流负反馈可以稳定输出电流。,+,+,输出电流为输入电压控制的电流源。,20,稳流过程：,uD=uI-uF,iO,uF,uD,uI一定,iO,uO,21,11.3.4电流并联负反馈,1.反馈组态的判断,2.输出电流及放大倍数,输出电流：,电流放大倍数：,与RL无关,电流并联负反馈是电流控制的电流源，输出电流恒定。,注意：并联反馈适用于信号源近似为恒流源的情况。,-,+,22,11.4负反馈对放大电路性能的影响,11.4.1负反馈减小放大倍数,说明,中频放大倍数,若AF1（称为深度负反馈），则,结论,1AF叫反馈深度,放大电路中引入负反馈后，可使放大倍数减小。,23,11.4.2负反馈稳定放大倍数,假设：中频段，反馈网络为电阻网络,且反馈越深，放大倍数越稳定。,1.电压反馈能稳定输出电压见11.3.1,11.4.3负反馈稳定输出电压、输出电流,2.电流反馈能稳定输出电流见11.3.3,24,11.4.4负反馈改变输入电阻和输出电阻,一、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,引入反馈后电路的输入电阻,注意,引入串联负反馈后，输入电阻将增大（1AF）倍。,25,2.并联负反馈减小输入电阻,串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。,引入并联负反馈后，输入电阻将减小（1AF）倍。,26,二、对输出电阻的影响,1.电压负反馈减小输出电阻,引入电压负反馈后，输出电阻将减小（1AF）倍。,27,2.电流负反馈增大输出电阻,引入电流负反馈后，输出电阻将增大（1AF）倍。,28,交流负反馈对放大电路输入电阻和输出电阻的影响,Rif（或）,Rof（或）,增大（）,减小（0）,增大（）,增大（）,增大（）,减小（0）,减小（0）,减小（0）,串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻,电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻,29,11.4.5负反馈减小非线性失真由于三极管是非线性元件，因而会产生失真如图。,引入负反馈后可减小非线性失真。,30,图（a）无反馈,图（b）有反馈,引入负反馈减小非线性失真,31,11.4.6负反馈展宽通频带,引入负反馈使频带展宽到基本放大电路的（1AF）倍,即,fbwf=(1+AF)fbw,32,思考题：为了分别实现：(1)稳定输出电压；(2)稳定输出电流；(3)提高输入电阻；(4)降低输出电阻。应引入哪种类型的负反馈？,33,当一个放大器的输入端没有外加输入信号，而在输出端却有一定频率和幅度的输出信号输出，称为自激振荡。,11.5正弦波振荡电路,（1）什么是自激振荡,11.5.1基本知识,1.产生正弦波振荡的条件,能产生自激振荡的电路叫振荡电路；能产生正弦波信号的振荡电路叫正弦波振荡电路。,无输入信号，但有输出信号,34,2.振荡的建立和稳幅振荡,对于频率为f0的正弦波所产生的正反馈过程,电干扰,Xo,Xf,Xo,结论,起振条件：,建立,35,稳幅振荡,结论,正弦波振荡器的稳幅振荡条件：,幅值平衡条件,相位平衡条件,电路具有正反馈性质,3、正弦波振荡电路的组成,(1)组成,放大电路：分立元件或集成运放。选频网络：使电路仅对某一频率的输入信号满足自激振荡条件。正反馈网络：以满足自激振荡的相位条件。稳幅环节：使输出信号幅值稳定。,36,(2)分类,按选频网络的名称分,RC正弦波振荡器：LC正弦波振荡器：石英晶体振荡器：,振荡频率较低,振荡频率较高,振荡频率稳定,4、正弦波振荡的分析方法,1.观察电路的组成；,2.判断电路能否正常放大；,3.用瞬时极性法判断电路是否为正反馈；,方法：1看、2判、3结论,注意：先判断相位条件，再判断幅值条件。,37,1.RC串并联选频网络,11.5.1RC正弦波振荡电路,38,RC电路的选频特性：,39,2.电路组成(1)基本放大器,(2)反馈网络RC选频网络,同相输入比例运算放大器,40,(3)负反馈稳幅电路RFRF是一个具有负温度系数的热敏电阻，温度升高，其阻值减小。即IfRf,3.工作原理(振荡原理)相位条件：当，uf与u0同相位，形成正反馈幅值条件：当RF2R1时，|AF|1即起振当RF=2R1时，|AF|=1即稳幅振荡见下页图,注意：RF2R1，即：Au3，电路才能起振。,41,uf与u0同相位，为正反馈,当时，,且：,当RF2R1时，Au3即可起振。,在正反馈的作用下，随着输出电压的增大，使if增大，RF减小，当减小到RF=2R1时，Au=3，即：稳幅振荡。,+,+,+,+,42,说明：电阻RF也可用二极管代替，如图所示,振荡原理：,振荡频率,43,4.振荡频率可调的RC振荡电路,振荡频率：,通过调节RW和C的值调节振荡频率,双层波段开关：对f0粗调,同轴电位器：对f0细调,适用场合：低频（1MHz以下）,【例】,44,11.5.3LC正弦波振荡电路,RC桥式正弦波振荡电路：用于产生低频信号（1MHz以下）,LC正弦波振荡电路：用于产生高频信号（1MHz以上）,LC正弦波振荡电路的分类,（按反馈的方式不同分）,变压器反馈式电感反馈式电容反馈式,1、LC谐振回路的频率特性,45,注意：用LC选频网络作共射极放大电路的集电极负载时，如图所示：,电压放大倍数：,46,2.电路组成(1)放大电路(2)选频网络(3)反