模电负反馈放大电路课件

1、1 半导体器件 2 放大器分析基础 3 频率响应 4 低频功率放大器 5 负反馈放大电路 6 集成运算放大器 7 集成运算放大器的应用 8 直流电源 * 电路仿真,课程内容,56学时 3.5学分,本章主要内容,定义：反馈，瞬时极性法，正反馈与负反馈，直流反馈与交流反馈，电压反馈与电流反馈，串联反馈与并联反馈，反馈电路的增益，深度负反馈 原理：交流负反馈的四种基本组态及其动态分析；负反馈四种组态对放大电路性能的影响 方法： 判断电路中是否引入了反馈及反馈的性质 根据需要在放大电路中引入合适的交流负反馈 估算深度负反馈条件下的放大倍数,第5章 负反馈放大电路 5.1 反馈的基础知识 5.2 负反馈

2、对放大电路性能的影响 5.3 深度复反馈电路的指标估算 5.4 负反馈放大电路的自激振荡,5.1 反馈的基础知识,反馈在电子电路中，输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，进而影响其输入量的措施,基本放大电路 反馈网络 加法器,输入量 输出量 Xi Xo Xo Xf Xi,Xf Xi,判断是否存在反馈 有反馈通路 影响净输入量（反馈至输入端不能接地,反馈的分类及其判断方法,正反馈：使放大电路净输入量增大 负反馈：使放大电路净输入量减小 瞬时极性法 规定输入信号对地的瞬时极性 逐级判断电流流向和电位极性 从而得到输出信号的极性 判断反馈信号的极性,负反馈,if,负反馈,正反馈,反馈

3、的分类及其判断方法,直流反馈：反馈量只含有直流量；稳定静态工作点 交流反馈：反馈量只含有交流量；改善动态指标,直流反馈,交流反馈,反馈的分类及其判断方法,交直流正负反馈判断瞬时极性法，典型例,交直流负反馈,反馈的分类及其判断方法,负反馈,电压反馈：反馈量取自输出电压 放大器、反馈网络、负载在取样端并联 令Uo或RL=0，反馈量为0 电流反馈：反馈量取自输出电流 放大器、反馈网络、负载在取样端串联 令Uo或RL=0，反馈量不为0,并联,串联,反馈的分类及其判断方法,串联反馈：反馈量与输入量以电压形式叠加 信号源、放大器、反馈网络在比较端串联 并联反馈：反馈量与输入量以电流形式叠加 信号源、放大器

4、、反馈网络在比较端并联,串联,并联,反馈的分类及其判断方法,简单判别：反馈量与输入量加在同一放大器的同一电极，并联反馈；加在不同的电极，则为串联反馈,反馈电路的增益,1+AF1，负反馈 1+AF1，XiXf ，Af=1/F，深度负反馈 1+AF1，正反馈 1+AF=0，即Af，此时电路产生自激振荡,反馈深度,负反馈放大电路的四种基本组态,电压串联负反馈 电压放大,电流串联负反馈 电压转换成电流,负反馈放大电路的四种基本组态,电压并联负反馈 电流转换成电压,电流并联负反馈 电流放大,负反馈放大电路的四种基本组态,电压串联负反馈电压放大 电流串联负反馈电压转换成电流 电压并联负反馈电流转换成电压

5、电流并联负反馈电流放大,输出量,输入量,理解课本 P149 第1段 在反馈放大器中，放大器的输出信号有输出电压和输出电流两种形式，被取样的输出信号只是其中之一。电压反馈被取样的是输出电压，电流反馈被取样的是输出电流。另一方面，只要是串联反馈，其反馈信号一定以电压的形式与原始输入电压进行比较，产生净输入电压，反馈电流与原始输入电流并不进行比较。只要是并联反馈，其反馈信号一定以电流的形式与原始输入电流进行比较，产生净输入电流。而反馈电压和原始输入电压并不进行比较,表5-1 反馈方式 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联,反馈电路的判断,正负反馈判断瞬时极性法 电压、电流反馈判断输出电压短路 串联

6、、并联反馈判断输入信号和反馈信号加何处,P147例5-1,电压并联负反馈 交直流反馈均有,反馈电路的判断,正负反馈判断瞬时极性法 电压、电流反馈判断输出电压短路 串联、并联反馈判断输入信号和反馈信号加何处,P147例5-1,电流串联负反馈 交直流反馈均有,P151图5-13,反馈电路的判断,P150图5-12,电压串联负反馈 交流反馈,反馈电路的判断简单小结 1、瞬时极性法：三极管基极为+，则发射极+，集电极-；以后以此类推。 效果检验：反馈回来的信号到基极则效果相加，到发射极则与基极效果相减。 2、电压反馈或电流反馈需观察放大器的输出回路（反馈网络的输入端）；可设想将输出电压短路，若输出电压

7、短路后反馈信号仍然存在则是电流反馈，否则是电压反馈,3、串联反馈或并联反馈需观察放大器的输入回路（反馈网络的输出端），若反馈网络直接并联在输入端，则为并联反馈；否则是串联反馈,第5章 负反馈放大电路 5.1 反馈的基础知识 5.2 负反馈对放大电路性能的影响 5.3 深度复反馈电路的指标估算 5.4 负反馈放大电路的自激振荡,使放大器的放大倍数下降和稳定性提高 深度负反馈时，Af1/F，几乎仅取决于反馈网络，而反馈网络由电阻组成，因而可获得很好的稳定性 Af的稳定性是以损失放大倍数为代价的 稳定被取样的输出信号 电压负反馈，稳定输出电压Uo 电流负反馈，稳定输出电流Io,5.2 负反馈对放大电

8、路性能的影响,对输入电阻、输出电阻的影响 串联负反馈使输入电阻提高 并联负反馈使输入电阻减小 电压负反馈使输出电阻减小 电流负反馈使输出电阻增大 减小非线性失真和抑制干扰、噪声 展宽通频带,5.2 负反馈对放大电路性能的影响,第5章 负反馈放大电路 5.1 反馈的基础知识 5.2 负反馈对放大电路性能的影响 5.3 深度复反馈电路的指标估算 5.4 负反馈放大电路的自激振荡,深度负反馈：1+AF1，Af=1/F 深度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,5.3 深度负反馈放大电路的指标估算,点击跳过 运放举例,电压串联负反馈,电流串联负反馈,深度负反馈：1

9、+AF1，Af=1/F 深度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,电压并联负反馈,电流并联负反馈,深度负反馈：1+AF1，Af=1/F 深度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,1）判断电路中引入的反馈性质（2）已知集成运放为理想运放。 R1=10k, R2=100k, RL=5k, R3=2k, 求电压放大倍数Ausf,电流串联负反馈,深度负反馈：1+AF1，Af=1/F 深度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,电流串联负反馈,P161例5-5,深度负反馈：1+AF1，Af=1

10、/F 深度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,判断反馈性质，并估算闭环电压增益,电流串联负反馈,P161例5-5,深度负反馈：1+AF1，Af=1/F 深度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,判断反馈性质，并估算闭环电压增益,电压并联负反馈,判断反馈性质，并估算闭环电压增益,P162例5-6,深度负反馈：1+AF1，Af=1/F 深度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,电压串联负反馈,P163例5-7,判断反馈性质，并估算闭环电压增益,深度负反馈：1+AF1，Af=1/F 深

11、度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,电流串联负反馈,P163例5-8,判断反馈性质，并估算闭环电压增益,深度负反馈：1+AF1，Af=1/F 深度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,Uf,If,Ie3,UiUf,If Re1,Uo= -IC3 RL,电压并联负反馈,P164 例5-9,判断反馈性质，并估算闭环电压增益,深度负反馈：1+AF1，Af=1/F 深度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,If,IiIf,US/ RS,Uo= -If Rf,电流并联负反馈,P165例5

12、-10,判断反馈性质，并估算闭环电压增益,深度负反馈：1+AF1，Af=1/F 深度串联负反馈：UiUf ， Xi=0 深度并联负反馈： IiIf ，Ii=0,第5章 负反馈放大电路 5.1 反馈的基础知识 5.2 负反馈对放大电路性能的影响 5.3 深度复反馈电路的指标估算 5.4 负反馈放大电路的自激振荡,自激振荡现象,在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出,自激振荡条件,自激振荡,反馈深度,即,得自激振荡条件,幅值条件,相位条件（环路附加相移,注：输入端求和的相位（-1）不包含在内,闭环增益,自激振荡条件,幅值条件,相位条件（附加相移,注：输入端求和的相位（-1）

13、不包含在内,相位条件是整个环路相移不含减法器 当反馈网络是纯电阻网络时，反馈网络没有相移，放大倍数也小于等于1，在此条件下： 单级负反馈放大电路最大相移不可能超过90，因而不会产生自激振荡，是稳定的；两级反馈电路也不会产生自激，因为当附加相移为180时，相应的 |AF|小于1，振幅条件不满足。而当出现三级以上反馈电路时，则容易产生自激振荡。故在深度负反馈时，必需采取措施破坏其自激条件,自激振荡条件,幅值条件,相位条件（附加相移,注：输入端求和的相位（-1）不包含在内,自激振荡的判断方法 判断方法是，首先看相位条件，只有相位条件满足了，绝大多数情况下，只要|AF|1，放大器将产生自激。如果相位条件不满足，则肯定不产生自激,幅值条件,相位条件（附加相移,注：输入端求和的相位（-1）不包含在内,增益裕度,相位裕度,消除自激方法,破坏自激振荡条件 减少反馈系数或反馈深度 加校正电路,本章小结,反馈 在电子电路中，将输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量的措施称为反馈。 交流负反馈有四种组态：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 反馈电路的增益 负反馈放大电