南通大学模电第七章PPT课件

.,1,第7章反馈放大电路反馈：将放大电路输出量的一部分或全部、通过一定的电路、以一定的方式回送到输入端（回路）、并影响输入量。,输出信号,反馈放大电路的输入信号,反馈信号,反馈放大电路：引入反馈的放大电路。,基本放大电路的输入信号（净输入信号）,A=x0/xID（基本放大电路的增益）F=xF/x0（反馈系数）,以上信号即可以是电压也可以是电流。,.,2,如何判断电路是否存在反馈,反馈通路（本级）,反馈通路（级间）,反馈通路信号反向传输的渠道。（反馈网络）,无反馈通路开环,有反馈通路闭环,反馈通路（本级反馈）,例：判断所示电路是否存在反馈。,.,3,2反馈的分类：1）直流反馈（在直流通路中存在的反馈。）2）交流反馈（在交流通路中存在的反馈。）按极性分：正反馈反馈信号加强输入信号，增益增加。负反馈反馈信号削弱输入信号，增益降低。按在输入端的比较方式分：串联反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压方式比较。并联反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流方式比较。按在输出端的取样对象分：电压反馈反馈信号正比于输出电压vo电流反馈反馈信号正比于输出电流io,.,4,7.1.2直流反馈与交流反馈,判断方法：画直流通路和交流通路，由直流通路和交流通路来判断。存在于直流通路的反馈是直流反馈；存在于交流通路的反馈是交流反馈；若既存在于直流通路，又存在于交流通路，则交、直流反馈并存。,.,5,.,6,直流通路,交流通路,Rf1和Rf2引入的是级间直流反馈；Re1既能引入级间直流反馈，又能够引入级间交流反馈。,(a)直流通路(b)交流通路,.,7,正反馈：反馈信号送回到输入回路后，增强输入信号（净输入信号增大）；负反馈：反馈信号送回到输入回路后，削弱输入信号（净输入信号减小）。判断方法：瞬时极性法假设输入信号在某一瞬时极性为正，从输入端正向通道输出端反馈通道输入端，用“+”、“”分别标注相关电位点瞬时电压的极性。标注原则：运放根据同相输入端和反相输入端来判断；对于BJT，根据集电极瞬时极性与基极相反、发射极瞬时极性与基极相同的原则用“”表示电流的瞬时流向。若反馈信号削弱输入信号（使放大电路的净输入信号减小）负反馈;反之为正反馈。,7.1.3正反馈与负反馈,.,8,7.1.3正反馈与负反馈,射极偏置电路射极电阻Re引入反馈,负反馈,净输入量增大,正反馈,反馈通路,反馈通路,净输入量减小,.,9,利用瞬时极性法判断正负反馈,+,+,(3)若反馈信号与输入信号加在同一电极上（并联），,(4)若反馈信号与输入信号加在两个电极上（串联），,两者极性相反为负反馈；,极性相同为正反馈。,两者极性相同为负反馈；,极性相反为正反馈。,.,10,串联反馈：Xf（反馈信号）、Xi（输入信号）以电压的形式在输入端比较。Xf、Xi出现在不同的输入端。并联反馈：Xf、Xi以电流的形式在输入端比较。Xf、Xi出现在同一输入端上。,并联负反馈,串联负反馈,7.1.4串联反馈与并联反馈,.,11,反馈端跟输入端在同一极为并联反馈,反馈端与输入端在不同极为串联反馈,判断串、并联反馈,ib=iiif,ube=uiuf,7.1.4串联反馈与并联反馈,.,12,if,ii,iid,方法：令RL=0（即vO=0），若电路中的反馈信号Xf消失，则为电压反馈；反之，Xf存在，则是电流反馈。,电压并联负反馈,对BJT，RL应包括：共射Rc,共集Re,电流串联负反馈,电压串联负反馈,+,-,vf,+,-,vf,+,-,vid,vid,-,+,7.1.5电压反馈与电流反馈,.,13,判断电压、电流反馈,直接从vo正极引出为电压反馈,从发射极引出为电流反馈,7.1.5电压反馈与电流反馈,.,14,总结：分析思路找出反馈网络判断取样对象（电压、电流）判断在输入端的比较方式（串联、并联）判断反馈极性（正、负）分析其对电路的影响。,如果负载短路后反馈消失电压反馈，如果负载短路后反馈依然存在电流反馈；反馈支路与信号电压输入在同一位置并联反馈，反馈支路与信号电压输入不在同一位置串联反馈。,.,15,反馈支路,电压反馈,串联反馈,负反馈,电压串联负反馈,.,16,反馈支路,电压反馈,并联反馈,电压并联负反馈,负反馈,.,17,反馈支路,电流反馈,串联反馈,电流串联负反馈,负反馈,.,18,反馈支路,电流反馈,并联反馈,电流并联负反馈,负反馈,.,19,7.2负反馈放大电路的四种组态,7.2.2电压并联负反馈放大电路,7.2.3电流串联负反馈放大电路,7.2.4电流并联负反馈放大电路,7.2.1电压串联负反馈放大电路,反馈组态判断举例（交流）,信号源对反馈效果的影响,.,20,7.2.1电压串联负反馈放大电路,输入以电压形式求和（KVL）：vid=vi-vf,稳定输出电压,特点：,电压控制的电压源,.,21,7.2.2电压并联负反馈放大电路,输入以电流形式求和（KCL）：iid=ii-if,稳定输出电压,电流控制的电压源,特点：,.,22,7.2.3电流串联负反馈放大电路,输入以电压形式求和（KVL）：vid=vi-vf,稳定输出电流,电压控制的电流源,特点：,.,23,7.2.4电流并联负反馈放大电路,输入以电流形式求和（KCL）：iid=ii-if,稳定输出电流,电流控制的电流源,特点：,.,24,电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性,串联反馈：输入端电压求和（KVL）,电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性,并联反馈：输入端电流求和（KCL）,特点小结：,.,25,反馈组态判断举例（交流）,(+),(-),(+),(+),级间电压串联负反馈,(+),.,26,反馈组态判断举例（交流）,电压并联负反馈,.,27,直流反馈,交、直流反馈,反馈组态判断举例（交流）,(+),(+),(-),(+),(+),(+),电流串联负反馈,(-),(+),.,28,电压串联负反馈,电流并联负反馈,.,29,电压串联负反馈,电压串联负反馈,例：判断下列放大电路的反馈组态,.,30,串联负反馈,信号源对反馈效果的影响,vID=vI-vF,则vI最好为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。,要想反馈效果明显，就要求vF变化能有效引起vID的变化。,.,31,信号源对反馈效果的影响,并联负反馈,iID=iI-iF,则iI最好为恒流源，即信号源内阻RS越大越好。,要想反馈效果明显，就要求iF变化能有效引起iID的变化。,.,32,7.3负反馈放大电路增益的一般表达式,1.闭环增益的一般表达式,2.反馈深度讨论,3.环路增益,.,33,1.闭环增益的一般表达式,开环增益,反馈系数,闭环增益,因为,所以,已知,闭环增益的一般表达式,即,7.3负反馈放大电路增益的一般表达式,.,34,负反馈放大电路中各种信号量的含义,7.3负反馈放大电路增益的一般表达式,.,35,2.反馈深度讨论,一般负反馈,称为反馈深度,深度负反馈,正反馈,自激振荡,一般情况下，A和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影响时，Af、A和F分别用、和表示。,即,7.3负反馈放大电路增益的一般表达式,.,36,7.4负反馈对放大电路性能的影响,7.4.2减小非线性失真,7.4.3*抑制反馈环内噪声,7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响,7.4.1提高增益的稳定性,.,37,7.4.1提高增益的稳定性,闭环时,对A求导得,只考虑幅值有,即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF,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。,负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Avf、Arf、Agf、Aif）,.,38,7.4.2减小非线性失真,闭环时增益减小，线性度变好。,只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。,1开环特性2闭环特性,.,39,7.4.3抑制反馈环内噪声（不做要求）,比原有的信噪比提高了倍,电压的信噪比,新的信噪比,.,40,7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响,串联负反馈,1.对输入电阻的影响,开环输入电阻Ri=vid/ii,因为vf=Fxoxo=Avid,闭环输入电阻Rif=vi/ii,所以vi=vid+vf=(1+AF)vid,闭环输入电阻Rif=vi/ii,引入串联负反馈后，输入电阻增加了。,.,41,7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响,并联负反馈,1.对输入电阻的影响,闭环输入电阻,引入并联负反馈后，输入电阻减小了。,注意:反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。,.,42,2.对输出电阻的影响,闭环输出电阻,电压负反馈,而Xid=-Xf=-FvT,忽略反馈网络对iT的分流,所以,引入电压负反馈后，输出电阻减小了。,7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响,.,43,7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响,2.对输出电阻的影响,电流负反馈,闭环输出电阻,引入电流负反馈后，输出电阻增大了。,注意:反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。,.,44,负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的。,串联负反馈,并联负反馈,电压负反馈,电流负反馈,增大输入电阻，要求恒压源输入,减小输入电阻，要求恒流源输入,减小输出电阻，稳定输出电压,增大输出电阻，稳定输出电流,7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响,.,45,例：P.377习题7.2.4,(1)引入电压串联负反馈,.,46,例：P.377习题7.2.4,(2)引入电压并联负反馈,.,47,例：P.377习题7.2.4,(3)引入电流串联负反馈,.,48,例：P.377习题7.2.4,(4)引入电流并联负反馈,.,49,7.5深度负反馈条件下的近似计算,1.深度负反馈的特点,2.举例,.,50,1.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,（也常写为xfxi）,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,输入量近似等于反馈量,（xid0）,.,51,1.深度负反馈的特点,串联负反馈，输入端电压求和,深度负反馈条件下xid=xi-xf0,虚短,虚断,虚短,虚断,并联负反馈，输入端电流求和,vid=iidri0,.,52,2.举例,电压串联负反馈,得,实际上该电路就是第2章介绍的同相比例放大电路，该结果与第2章所得结构相同,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。,解：,根据虚短、虚断,闭环增益（就是闭环电压增益）,.,53,2.举例(例7.5.1),电压串联负反馈,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。,解：,根据虚短、虚断,闭环电压增益,.,54,2.举例(例7.5.4),电流并联负反馈,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环增益和闭环源电压增益表达式。,解：,根据虚短、虚断,闭环增益,所以闭环源电压增益,注意：若io参考方向不同，将影响闭环增益的结果,又因为,+,_,.,55,解:（3）,闭环增益,例7.5.5（3）求大环反馈的闭环增益,电压并联负反馈,根据虚短、虚断,0V,2.举例,.,56,7.8负