《模拟电子教学资料》第5章负反馈放大电路课件

5.4负反馈对电路性能的影响,增加闭环增益的稳定性减小非线性失真负反馈对输入电阻的影响负反馈对输出电阻的影响减抑制噪声、干扰、温漂扩展频带,5.4.1增加闭环增益的稳定性,则：,如果仅考虑幅值的稳定性，而不考虑相位关系，令：,设A不够稳定，A的变化会引起Af的变化：,或：,即Af的绝对变化量只有A的绝对变化量的：,增加闭环增益的稳定性,即Af的相对变化量只有A的相对变化量的,5.4.2减小非线性失真,加入负反馈改善非线性失真，可通过图示电路来加以说明。失真的反馈信号，使净输入产生相反的失真，从而弥补了放大电路本身的非线性失真。,5.4.3负反馈对输入电阻的影响,串联反馈型:,),1,(,AF,R,I,V,V,I,V,R,i,s,f,i,s,s,if,+,=,+,=,=,AF,R,I,I,V,I,V,R,i,f,i,s,s,s,if,+,=,+,=,=,1,并联反馈型:,5.4.4负反馈对输出电阻的影响,电压反馈型:,电流反馈型:,5.4.5抑制噪声、干扰、温漂,开环时Vo=AvVid+Vo2其中Vo2为二次谐波,仅考虑其谐波成分(Vi=0)，闭环时为Vo2f,抑制噪声,可见，闭环时谐波输出电压为开环时的,同样道理，闭环时噪声输出电压也为开环时的,5.4.6扩展频带,已知,开环时,闭环时,A,&,扩展频带,其中：Amf闭环中频放大倍数,fHf闭环上限频率,即闭环时的上限频率增加到开环时的（1+AmF)倍。,扩展频带,用同样的方法可以得到:,即闭环时的下限频率为开环时的,增益带宽积为常数：,波特图,在波特图上频率的上、下限都拓展了同样的距离,5.5.2深度负反馈放大器的近似计算,比例运算电路求和运算电路积分运算电路对数运算电路指数运算电路电流/电压变换电路电压/电流变换电路,时（深度负反馈）,引入深度负反馈后，电路增益基本与放大电路的内部参数和负载无关(只要负载不使A下降太多）。,理想运放及运放工作的两个区域,理想运算放大器理想运放可以理解为实际运放的理想化模型。就是将集成运放的各项技术指标理想化，得到一个理想的运算放大器。即：（1）开环差模电压放大倍数Aod=；（2）差模输入电阻rid=；（3）输出电阻rod=0；,（4）输入失调电压UIO=0，输入失调电流IIO=0；输入失调电压的温漂dUIO/dT=0，输入失调电流的温漂dIIO/dT=0；（5）共模抑制比KCMR=；（6）输入偏置电流IIB=0；（7）-3dB带宽fh=；（8）无干扰、噪声。,1运放工作在线性工作区时的特点线性工作区是指输出电压uo与输入电压ui成正比时的输入电压范围。,uo=Aodui=Aod(u+-u-),u+u-,虚短,Aod=,由于理想运放的输入电阻rid=ric=，而加到运放输入端的电压u+-u-有限，所以运放两个输入端的电流：i+=i-0,虚断,集成运放的传输特性,1比例运算电路,(1)反相比例电路,电压并联负反馈输入端虚短、虚断,=,=,=,+,_,V,V,I,I,f,s,s,f,o,V,R,R,V,1,-,=,1.基本电路,0,Ri=R1,电路中Ri称为平衡电阻R=R1/Rf,Vs,-,+,Rf,R,Vo,If,R1,Is,Ii,A,(2)同相比例电路,电压串联负反馈输入端虚短、虚断,Ri=,平衡电阻R=R1/Rf,1.基本电路,2.电压跟随器,输入电阻大输出电阻小，能真实地将输入信号传给负载而从信号源取流很小,2求和运算电路,虚短、虚断,（1）.反相求和电路,R=R1/R2/R3/Rf,（2）同相求和电路,虚短、虚断,),差动求和电路,Vs3=Vs4=0时：,根据叠加原理得：,双运放和差电路,例1:设计一加减运算电路,设计一加减运算电路，使Vo=2Vs1+5Vs2-10Vs3,解：用双运放实现,如果选Rf1=Rf2=100K，且R4=100K,则：R1=50KR2=20KR5=10K,平衡电阻R3=R1/R2/Rf1=12.5K,R6=R4/R5/Rf2=8.3K,3积分电路,电容两端电压与电流的关系：,+vc-,当vs=Vs时，,定义t=RC为时间常数,积分实验电路,积分电路的用途,将方波变为三角波（vi：方波，频率500Hz，幅度1V）,积分电路的用途,将三角波变为正弦波（vi：三角波，频率500Hz，幅度1V）,积分电路的用途,（vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）,思考：输入信号与输出信号间的相位关系？,积分电路的用途,（vi：正弦波，频率200Hz，幅度1V）,思考：输入信号频率对输出信号幅度的影响？,4微分运算电路,+vc-,微分实验电路,10K,把三角波变为方波,（vi：三角波，频率1KHz，幅度0.2V）,输入正弦波,（vi：正弦波，频率1KHz，幅度0.2V）,思考：输入信号与输出信号间的相位关系？,输入正弦波,（vi：正弦波，频率500Hz，幅度1V）,思考：输入信号频率对输出信号幅度的影响？,5对数运算电路,(1),(2),6指数运算电路,将对数运算电路中T与R位置对调构成指数运算,7电流-电压变换电路,输出端的负载电流：,电流-电压变换电路,电流电压变换电路：,8.电压-电流变换电路,由负载不接地电路图可知：,所以输出电流与输入电压成比例。,负载不接地,电压-电流变换电路,对负载接地电路图电路，R1和R2构成电流并联负反馈；R3、R4和RL构成构成电压串联正反馈。,电压-电流变换电路,讨论：1.当分母为零时，iO，电路自激。2.当R2/R1=R3/R4时,则：说明iO与vS成正比,实现了线性变换。,电压-电流和电流-电压变换器广泛应用于放大电路和传感器的连接处，是很有用的电子电路。,例5负反馈综合例题,如图所示电路：（1）要提高输入电阻，减小输出电阻，反馈应如何接入?确定运放输入端的极性并计算引入深度负反馈后的闭环电压放大倍数Avf。（2）要减小输入电阻，稳定输出电压，反馈应如何接入?确定运放输入端的极性并计算引入深度负反馈后的闭环电压放大倍数Avf。,例5(1),例5(2),本章总结,闭环增益的一般表达式：,深度负反馈条件下电路闭环增益表达式：,并联反馈信号源内阻越大越好。,串联反馈信号源内阻越小越好。,本章总结,负反馈对电路性能的改善：,减小非