电工学第六秦曾煌的PPT学习教案

1、会计学1 电工学第六秦曾煌的电工学第六秦曾煌的 7.1 负反馈的概念负反馈的概念 凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流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）的一部分或全部引回到输入端，与输入信 号迭加，就称为号迭加，就称为反馈反馈。 若引回的信号削弱了输入信号，就称为若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈负反馈。 若引回的信号增强了输入信号，就称为若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈正反馈。 这里所说的信号一般是指交流信号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，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

2、系，同相是与输入信号的相位关系，同相是正反馈正反馈， 反相是反相是负反馈负反馈。 第1页/共27页 放大器放大器输出输出 输入输入 取取+ 加强输入信号加强输入信号 正反馈正反馈 用于振荡器用于振荡器 取取 - 削弱输入信号削弱输入信号 负反馈负反馈 用于放大器用于放大器 开环开环 闭环闭环 负反馈的作用：负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提稳定静态工作点；稳定放大倍数；提 高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。 反馈网络反馈网络 叠加叠加 反馈信号反馈信号 实际被放大信号实际被放大信号 反馈框图：反馈框图： 第2页/共27页 d o o X X

3、 A o f X X F fid XXX 负反馈框图负反馈框图 ： 基本放大基本放大 电路电路Ao d X o X 反馈回路反馈回路F f X i X + 输出信号输出信号 输入信号输入信号 反馈信号反馈信号 差值信号差值信号 i o F X X A 开环放大倍数开环放大倍数 闭环放大倍数闭环放大倍数反馈系数反馈系数 差值信号差值信号 第3页/共27页 负反馈放大器的一般关系：负反馈放大器的一般关系： 基本放大基本放大 电路电路Ao d X o X 反馈回路反馈回路F f X i X + o o d o fdf o i o F A F X X X XXX X X X A 1 11 FA A o

4、 o 1 当当 AoF 1时，时， F AF 1 反馈深度反馈深度 结论：当结论：当 AoF 1 很大时，很大时，AF 只与反馈网络有关。即负反只与反馈网络有关。即负反 馈可以稳定放大倍数。馈可以稳定放大倍数。 第4页/共27页 7.2 负反馈的类型及分析方法负反馈的类型及分析方法 7.2.1 负反馈的类型负反馈的类型 一、电压反馈和电流反馈一、电压反馈和电流反馈 电压反馈：电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。反馈信号取自输出电压信号。 电流反馈：电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。反馈信号取自输出电流信号。 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。根据反馈所采样的信号不同，可以

5、分为电压反馈和电流反馈。 负负 反反 馈馈 交流反馈交流反馈 直流反馈直流反馈 电压串联负反馈电压串联负反馈 电压并联负反馈电压并联负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈 稳定静态工作点稳定静态工作点 第5页/共27页 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。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：串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号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。与输入信号电压比较。 并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电反馈信

6、号与输入信号并联，即反馈信号电 流与输入信号电流比较。流与输入信号电流比较。 串联反馈使电路的输入电阻增大；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。并联反馈使电路的输入电阻减小。 二、串联反馈和并联反馈二、串联反馈和并联反馈 第6页/共27页 三、交流反馈与直流反馈三、交流反馈与直流反馈 交流反馈：交流反馈：反馈只对交流信号起作用。反馈只对交流信号起作用。 直流反馈：直流反馈：反馈只对直流起作用。反馈只对直流起作用。 若在反馈网络中若在反馈网络中串接隔直电容串接隔直电容，则可以隔断直流，则可以隔断直流， 此时反馈只对交流起作用。此时反馈只对交流起作用。 在起反馈作用的电阻

7、两端在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容并联旁路电容，可以使其只，可以使其只 对直流起作用。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。信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。 第7页/共27页 增加隔直电容增加隔直电容C后，后，Rf只对交流起反馈作用。只对交流起反馈作用。 注：本电路中注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。也起到隔直作用。 + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf RE1 C 第8页/共27

8、页 7.2.2 负反馈的分析方负反馈的分析方 法法 分析步骤：分析步骤： 3. 判别是串联反馈还是并联反馈判别是串联反馈还是并联反馈 4. 判别是电压反馈还是电流反馈判别是电压反馈还是电流反馈 1. 确定有无反馈确定有无反馈 2. 判别反馈极性判别反馈极性 反馈类型的判断反馈类型的判断 第9页/共27页 负反馈的判断方法负反馈的判断方法瞬时极性法瞬时极性法 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。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。 如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是 电电 流反馈，则要从输出

9、电流的微小变化开始。流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。 假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比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。性相反，则为负反馈。反之为正反馈。 第10页/共27页 电压反馈电压反馈一般从后级放大器的集电极采样一般从后级放大器的集电极采样 电流反馈电流反馈一般从后级放大器的发射极采样一般从后级放大器的发射极采样 并联反馈并联反馈的反馈信号接于晶体管基极的反馈信号接于晶体管基极 串联反馈串联反馈

10、的反馈信号接于晶体管发射极的反馈信号接于晶体管发射极 分立元件分立元件 电流电压反馈判别电流电压反馈判别 电压反馈电压反馈一般直接从运放的输出端采样一般直接从运放的输出端采样 电流反馈电流反馈一般不直接从运放输出端采样一般不直接从运放输出端采样 串并联反馈判别串并联反馈判别 并联反馈并联反馈反馈网络接在信号输入端反馈网络接在信号输入端 串联反馈串联反馈反馈网络接在非信号输入端反馈网络接在非信号输入端 集成电路集成电路 电流电压反馈判别电流电压反馈判别 串并联反馈判别串并联反馈判别 反反 馈馈 类类 型型 的的 判判 别别 第11页/共27页 例例1：判断：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组

11、态是否负反馈，若是，判断反馈的组态 。 uf ube uc1 ub2 uc2 + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf 此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。 第12页/共27页 例例2：判断：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态是否负反馈，若是，判断反馈的组态 。 +UCC RC C2 C1 Rf ui uo i ib if 电压反馈电压反馈 并联反馈并联反馈 uoifib=i+if uo 此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。此电路是电压并联负反馈，对直流

12、也起作用。 第13页/共27页 例例3：判断：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态是否负反馈，若是，判断反馈的组态 。 电流反馈电流反馈 并联反馈并联反馈 iE2uFiFiB uC1 uB2 uC1uB2 iB2iE2 uo ui i iB iFuF RE2 Rf RE1 RC1 RC2 +UCC iE2 第14页/共27页 例例4：判断：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态是否负反馈，若是，判断反馈的组态 。 电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳 定静态工作点。定静态工作点。 uo ui i iB iFuF RE2 Rf RE1 RC1 RC2

13、 +UCC iE2 uC1 uB2 第15页/共27页 例例5：判断如图电路中：判断如图电路中RE3的负反馈作用。的负反馈作用。 +UCC T1 T2 T3 RB1 RC1 RB2 RC2 RB3 RC3 RE3 uiube1 uf ie3 ie3 ufube1=uiufuc1 uc2 ib3ie3 电流串联负反馈。电流串联负反馈。 第16页/共27页 RB +EC C1 C2 RE RL ui u o 例例6：射极跟随器射极跟随器 性能：性能： （1）放大倍数）放大倍数 1 （2）输入电阻大）输入电阻大 （3）输出电阻小）输出电阻小 反馈形式：反馈形式：电压串联负反馈电压串联负反馈 第17页

14、/共27页 放大倍数的近似计算：放大倍数的近似计算： 若若 （1+ ）R L rbe , 则则AF 1 因为因为uf = uo，所以，所以F= uf / uo=1 （1）用公式：）用公式： Lbe L u R)(r R)( A 1 1 （2）用反馈放大器）用反馈放大器进行计算：进行计算： F AF 1 AF = 1/F 1 第18页/共27页 7.3 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响 基本放大基本放大 电路电路Ao d X o X 反馈回电路反馈回电路F f X i X + d o o X X A o f X X F fid XXX 反馈电路反馈电路 基本方程基本方程 第19页/共

15、27页 负反馈使放大倍数下降。负反馈使放大倍数下降。 引入负反馈使电路的稳定性提高。引入负反馈使电路的稳定性提高。 FA A A o o F 1FAA Ad A Ad oo o F F 1 1 (2 ) FA A A o o F 1 (1 ) (3) 若若1FAo 称为深度负反馈，此时称为深度负反馈，此时 F AF 1 在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。 一、对放大倍数的影响一、对放大倍数的影响 FA o 1反馈深度反馈深度定义：定义： 第20页/共27页 二、改善波形的失真二、改善波形的失真 Ao ui uo 加反馈前加反馈前 加

16、反馈后加反馈后 uf ui ud Ao F + 改善改善 uo uo 第21页/共27页 三、对输入、输出电阻的影响三、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：串联负反馈使电路的输入电阻增加： ioif rFAr)1 ( 2. 并联负反馈使电路的输入电阻减小：并联负反馈使电路的输入电阻减小： )1 (FA r r o i if 例如例如:射极输出器射极输出器 3. 电压负反馈使电路的输出电阻减小：电压负反馈使电路的输出电阻减小： )1 (FA r r o o of 例如例如:射极输出器射极输出器 4. 电流负反馈使电路的输出电阻增加：电流负反馈使电路的输出电阻增加： oo

17、of r )FA(r 1 电压反馈能稳定输出电压电压反馈能稳定输出电压, 电流反馈能稳定电流电流反馈能稳定电流 第22页/共27页 四、对通频带的影响四、对通频带的影响 引入负反馈使电路的通频带宽度增加：引入负反馈使电路的通频带宽度增加： oof BFAB)1 ( f A Bo Ao AF BF 第23页/共27页 1. 串联负反馈使电路的输入电阻增加：串联负反馈使电路的输入电阻增加： ioif rFAr)1 ( 2. 并联负反馈使电路的输入电阻减小：并联负反馈使电路的输入电阻减小： )1 (FA r r o i if 例如例如:射极输出器射极输出器 理解：理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了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。一个电阻，故输入电阻增加。 理解：理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了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。一条支路，故输入电阻减小。 对输入、输出电阻的影响对输入、输出电阻的影响 第24页/共27页 3. 电压负反馈使电路的输出电阻减小：电压负反馈使电路的输出电阻减小： )1 (FA r r o o of 例如例如:射极输出器射极输出器 理解：理解：电压负反馈目的是阻止电压负反馈目的是阻止 uo的变化，稳定的变化，稳定 输出电压输出电压。 放大电路空载时放大电路空载时 可等效右图框中可等效右图