反馈放大电路ppt课件

1、7.1 反响的根本概念与分类反响的根本概念与分类7 反响放大电路反响放大电路7.3 负反响放大电路增益的普通表达式负反响放大电路增益的普通表达式7.4 负反响对放大电路性能的影响负反响对放大电路性能的影响7.5 深度负反响条件下的近似分析深度负反响条件下的近似分析* 7.8 负反响放大电路的稳定性负反响放大电路的稳定性7.2 负反响放大电路的四种组态负反响放大电路的四种组态*7.6 负反响放大电路设计负反响放大电路设计*7.7 负反响放大电路的频率呼应负反响放大电路的频率呼应7.17.17.7. 反响的根本概念、分类及类型判别反响的根本概念、分类及类型判别1凡是将放大电路输出端的信号电压或电流

2、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，与输入信号迭加，就的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反响。称为反响。2假设引回的信号减弱了输入信号，就称为负反响。假设引回的信号减弱了输入信号，就称为负反响。假设引回的信号加强了输入信号，就称为正反响。假设引回的信号加强了输入信号，就称为正反响。一、反响的根本概念一、反响的根本概念1、反响的定义及作用、反响的定义及作用其中其中:负反响的作用：稳定静态义务点负反响的作用：稳定静态义务点;降低放大倍数降低放大倍数;改动输入电阻；改动输出电阻；扩展通频带。改动输入电阻；改动输出电阻；扩展通频带。 正反响的作用：加快电路中

3、各量的变化正反响的作用：加快电路中各量的变化;提高放大提高放大倍数倍数;但会呵斥电路的不稳定。但会呵斥电路的不稳定。2、反响放大电路的框图：、反响放大电路的框图：idx根本放大根本放大电路电路Aox反响支路反响支路Ffxix+输出信号输出信号反响信号反响信号净输入信号净输入信号输入信号输入信号开环开环+ 闭环闭环反响放大电路的三个环节：反响放大电路的三个环节：根本放大电路：根本放大电路：oidxAx 反响支路：反响支路：foxFx 比较环节：比较环节：idifxxx反响系数反响系数图中：图中：x代表电压或电流代表电压或电流二、二、 反响放大电路的分类反响放大电路的分类idx根本放大根本放大电路

4、电路Aox 反响支路反响支路Ffxix+. .按按xidxid与与xixi、xfxf的关系：的关系：. .按按xfxf信号成分：信号成分：电流反响：反响信号源于输出端的电流，电流反响：反响信号源于输出端的电流，且且xfio1.1.按反响回路取自的输出端信号类型：按反响回路取自的输出端信号类型：电压反响：反响信号源于输出端的电压，电压反响：反响信号源于输出端的电压，且且xfvoxfvo. .按反响回路与输入回路的结合方式：按反响回路与输入回路的结合方式：分为：电压反响和电流反响分为：电压反响和电流反响分为：串联反响和并联反响分为：串联反响和并联反响分为：直流反响、交流反响分为：直流反响、交流反响

5、 和交直流反响和交直流反响 分为：正反响和负反响分为：正反响和负反响正反响：正反响：反响信号加强净输入信号。反响信号加强净输入信号。负反响：负反响：反响信号减弱净输入信号。反响信号减弱净输入信号。满足：满足：xid=xi+xf满足：满足：xid=xi-xf共种共种三、反响类型的判别 1.1.确定反响支路确定反响支路( (或元件或元件):):衔接输入和输出回路的支路衔接输入和输出回路的支路( (或元件或元件) )。反响支路：由一个或多个电阻、电容串、并联构成的无源网络。反响支路：由一个或多个电阻、电容串、并联构成的无源网络。作用：从输出回路取出电压或电流送回输入回路，并与作用：从输出回路取出电压

6、或电流送回输入回路，并与输入端相叠加，从而影响放大器性能。输入端相叠加，从而影响放大器性能。步骤步骤: :+-voviR2R1RfRfREvo+VCCRB1RCC1C2RB2RLviRER2R3R2R3R1vo+VCCRCC1C2viR11.1.确定反响支路确定反响支路( (或元件或元件):):Rf为反响支路为反响支路R2、R3为反响支路为反响支路RE为反响支路为反响支路R1为反响支路为反响支路+-viR1R三、反响类型的判别 1.1.确定反响支路确定反响支路( (或元件或元件) )2.2.判别是串联反响还是并联反响判别是串联反响还是并联反响步骤步骤: :判别方法：假设反响支路与输入信号端相交

7、是并联反响；判别方法：假设反响支路与输入信号端相交是并联反响；假设反响支路与输入信号端不相交是串联反响。假设反响支路与输入信号端不相交是串联反响。(1)(1)输入信号输入信号xixi、反响信号、反响信号xfxf、净输入信号、净输入信号xidxid都以电流方式出现都以电流方式出现, ,即为即为iiii、ifif、iidiid对对BJTBJT而言而言,iid,iid就是基极电流就是基极电流; ;对运放而言对运放而言, ,就是同相就是同相或反相输入端的电流或反相输入端的电流串联反响特点串联反响特点:(1):(1)输入信号输入信号xixi、反响信号、反响信号xfxf、净输入信号、净输入信号xidxid

8、都以电压方式出现都以电压方式出现, ,即为即为vivi、vfvf、vidvid对对BJTBJT而言而言,vid,vid就是基极就是基极- -发射极的电压发射极的电压; ;对运放、对运放、差放而言差放而言, ,就是同相与反相输入端间的电压。就是同相与反相输入端间的电压。xixfxid并联反响特点并联反响特点:由于反响支路与输入端相交构成节点，节点上的信号由于反响支路与输入端相交构成节点，节点上的信号xixi、xfxf、xidxid只能满足只能满足KCLKCL，所以它们必需以电流方式出现。，所以它们必需以电流方式出现。+-voviR2R1RfRfREvo+VCCRB1RCC1C2RB2RLviRE

9、+-viR1R2R3R2R3R1vo+VCCRCC1C2viR1Rf为反响支路为反响支路R2、R3为反响支路为反响支路RE为反响支路为反响支路R1为反响支路为反响支路2.2.判别是串联反响还是并联反响判别是串联反响还是并联反响反响支路与输入信号端不相交是串联反响反响支路与输入信号端不相交是串联反响反响支路与输入信号端相交是并联反响反响支路与输入信号端相交是并联反响串联反响串联反响并联反响并联反响R三、反响类型的判别 1.1.确定反响支路确定反响支路( (或元件或元件) )2.2.判别是串联反响还是并联反响判别是串联反响还是并联反响3.3.从输入到输出标出从输入到输出标出BJTBJT或运放各极的

10、瞬时极性，或运放各极的瞬时极性， 用用“ 或或“ 表示，并标出各级表示，并标出各级BJTBJT或运放上或运放上的输入信号、反响信号、净输入信号及方向。的输入信号、反响信号、净输入信号及方向。步骤步骤: :+-BJTBJT或运放各极极性的标出方法：或运放各极极性的标出方法：+-+-习惯上将输入信号习惯上将输入信号xixi在某瞬时的在某瞬时的极性标为极性标为“ ,其他各极的极性在此根底上按规律标出。其他各极的极性在此根底上按规律标出。+-+voxixi-+voxixi+共射共射电路电路共集共集电路电路共基共基电路电路同相输入同相输入反相输入反相输入+-voviR2R1RfRfREvo+VCCRB1

11、RCC1C2RB2RLviRE+-viR1R2R3R2R3R1vo+VCCRCC1C2viR1串联反响串联反响并联反响并联反响串联反响串联反响并联反响并联反响3.3.标出各极瞬时极性标出各极瞬时极性, ,标出各信号及方向标出各信号及方向+-iiifiiiid+-+vidvfvivid+vivfiid+-ifR三、反响类型的判别 1.1.确定反响支路确定反响支路( (或元件或元件) )2.2.判别是串联反响还是并联反响判别是串联反响还是并联反响3.3.标出各极瞬时极性，标出各信号及方向标出各极瞬时极性，标出各信号及方向步骤步骤: :. .判别是电压反响还是电流反响判别是电压反响还是电流反响写出写

12、出xfxf的表达式，令输出端交流短路的表达式，令输出端交流短路( (或令或令RL=0),RL=0),即即vo=0,vo=0,假设反响信号就为零假设反响信号就为零, ,那么为电压反响；假那么为电压反响；假设反响信号依然存在，那么为电流反响。设反响信号依然存在，那么为电流反响。判别方法判别方法2(2(阅历法阅历法) )：RLvoRLvo电压反响的两种衔接方式：电压反响的两种衔接方式：RLvoRLRfvo电流反响的两种衔接方式电流反响的两种衔接方式根据电压反响、电压反响的衔接方式来判别。根据电压反响、电压反响的衔接方式来判别。判别方法判别方法1 1：串联反响串联反响并联反响并联反响串联反响串联反响并

13、联反响并联反响+-voviR2R1RfRf+-ifiiiidREvo+VCCRB1RCC1C2RB2RLviRE+-+vidvfvi+-viR1R2R3R2R3vid+vivfR1vo+VCCRCC1C2viR1iiiid+-if. .判别是电压反响还是电流反响判别是电压反响还是电流反响电压电压电流电流电流电流电压电压fofiv R 00ofvi fE evR i 000oefviv RLvO2323/foLRRvvRRR 00LfRv 1()fbeoivvR 1ov R 00ofvi 三、反响类型的判别 1.1.确定反响支路确定反响支路( (或元件或元件) )2.2.判别是串联反响还是并联反

14、响判别是串联反响还是并联反响3.3.标出各极瞬时极性，标出各信号及方向标出各极瞬时极性，标出各信号及方向步骤步骤: :. .判别是电压反响还是电流反响判别是电压反响还是电流反响5.5.判别是正反响还是负反响判别是正反响还是负反响判别方法：判别方法：对并联反响对并联反响: :列写列写KCLKCL方程方程, ,假设满足假设满足iid=ii+ifiid=ii+if，为正反，为正反响。响。假设满足假设满足iid=ii-ifiid=ii-if，为，为负反响负反响对串联反响对串联反响: :列写列写KVLKVL方程方程, ,假设满足假设满足vid=vi+vfvid=vi+vf，为正反，为正反响。响。假设满足

15、假设满足vid=vi-vfvid=vi-vf，为负反响，为负反响串联串联并联并联+-voviR2R1RfRf+-ifiiiidREvo+VCCRB1RCC1C2RB2RLviRE+-+vidvfvi+-viR1R2R3R2R3vid+vivfR1vo+VCCRCC1C2viR1iiiid+-if. .判别是正反响还是负反响判别是正反响还是负反响电压电压电流电流电流电流RLvOidifiii 反响反响负反响负反响反响反响idifvv v 负反响负反响idifvv v 串联串联反响反响负反响负反响并联并联电压电压反响反响负反响负反响idifiii 三、反响类型的判别 1.1.确定反响支路确定反响支

16、路( (或元件或元件) )2.2.判别是串联反响还是并联反响判别是串联反响还是并联反响步骤步骤: :. .判别是电压反响还是电流反响判别是电压反响还是电流反响5.5.判别是正反响还是负反响判别是正反响还是负反响判别方法：判别方法：3.3.标出各极瞬时极性，标出各信号及方向标出各极瞬时极性，标出各信号及方向6.6.判别是直流反响、交流反响还是交直流反响判别是直流反响、交流反响还是交直流反响 假设反响支路上只需交流信号为交流反响；假设反响支路上只需交流信号为交流反响；留意反响支路上能否有电容及衔接方式、位置。留意反响支路上能否有电容及衔接方式、位置。假设反响支路上只需直流信号为直流反响；假设反响支

17、路上只需直流信号为直流反响；假设反响支路上既有交流信号又有直流信号为交直流反响。假设反响支路上既有交流信号又有直流信号为交直流反响。6.6.判别是直流反响、交流反响还是交直流反响判别是直流反响、交流反响还是交直流反响 REvo+VCCRB1RCC1C2RB2RLviRE+-+vidvfvi电流串联负反响电流串联负反响+-voviR2R1RfRf+-ifiiiid电压并联交直流负反响电压并联交直流负反响REvo+VCCRB1RCC1C2RB2RLviRE+-+vidvfvi电流串联负反响电流串联负反响+-voviR2R1RfRf+-ifiiiidC电压并联负反响电压并联负反响电压并联负反响电压并

18、联负反响电压并联交流负反响电压并联交流负反响C电流串联直流负反响电流串联直流负反响电流串联交直流负反响电流串联交直流负反响vivfvid 例题例题1:电流电流负反响负反响交直流交直流idifvvv 6fovi R 串联串联Lf0R00v0 （当当 时时，i i，）R1R2R3R5R4viioR6RLioR6RL试判别以以下图的反响类型试判别以以下图的反响类型例题例题2：电压电压负反响负反响交直流交直流idifvvv b b2 2b b2 2f ffbRvRRv () 0 02 2忽忽略略i i串联串联当当v0 =时，时，vf =0试判别以以下图的反响类型试判别以以下图的反响类型vivf? ?v

19、id 例题例题3:3:电流电流对对e1：*对对f1、Rf2：电压电压并联并联串联串联交直流交直流交直流交直流负反响负反响负反响负反响00f0f1f2f1f2()iiivvVivvvRRRR 忽忽略略f31311()eeeeevi R iii 忽忽略略当当v0 =时，时，if =0当当vo =时，时，ie3=0 vf =0试判别以以下图的反响类型试判别以以下图的反响类型vivf? ?vid idifvvv ifiiiididifiii 7.3 7.3 负反响放大电路增益的普通表达式负反响放大电路增益的普通表达式一、负反响放大器增益一、负反响放大器增益 (或闭环放大倍数或闭环放大倍数)f：f111

20、oofidifidooxxAxxxxxFAxx 1AAF 1AF 定义：定义：反响深度反响深度反响系数反响系数:ofxxF 开环放大倍数开环放大倍数:idoxxA idx根本放大根本放大电路电路Aox 反响支路反响支路Ffxix+idifxx x 净输入信号：净输入信号：二、 关于反响深度的讨论负反响负反响(1) 11 AF时， f AA，1(2) 11 FAFf时，A深度负反响深度负反响正反响正反响(3) 11 AF时， f AA，自激振荡自激振荡(4) 10 AF时， f A ，1AAfAF反响深度反响深度1AF1(2) 11 FAFf时，A深度负反响深度负反响引入负反响会降低电路的增益,

21、电路的闭环增益是开环增益的1/ 倍。1 AF 7.4 负反响对放大电路性能的影响负反响对放大电路性能的影响 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减少非线性失真减少非线性失真 扩展通频带扩展通频带改动输入电阻改动输入电阻 在放大器中在放大器中引入负反响引入负反响 降低了放大倍数降低了放大倍数 使放大器的性能得以改善：使放大器的性能得以改善：稳定输出量、改动输出电阻稳定输出量、改动输出电阻闭环时：闭环时：f1AAAF那么那么2f1(1)dAdAAFff11dAdAAAFA即闭环增益相对变化量是开环相对变化量的即闭环增益相对变化量是开环相对变化量的 倍。倍。缘由缘由:在深度负反响条件下在深度负反响条件

22、下f1AF 即闭环增益只取决于反响网络。当反响网络由稳定的即闭环增益只取决于反响网络。当反响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。线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。一、提高放大倍数的稳定性一、提高放大倍数的稳定性1 1+AF二、二、 改善放大器的非线性失真改善放大器的非线性失真Avivivo加负反响前加负反响前加负反响后加负反响后AF+失真失真改善改善vo缘由缘由: :开环时：开环时：xo=Axixo=Axi，由于半导体的非线性，因此，由于半导体的非线性，因此A A也具有也具有非线性，故非线性，故xoxo非线性程度较大。非线性程度较大。闭环时：闭环时：xo=Afxi=1

23、/F xixo=Afxi=1/F xi，而，而F F由线性元件，因此由线性元件，因此AfAf具有具有线性性，故线性性，故xoxo非线性程度很小。非线性程度很小。三、扩展放大器的通频带三、扩展放大器的通频带 结论：参与负反响后，增益下降，但通频带却加宽。 假设：无反响时放大器的通频带： fBW= f HfL f H 有反响时放大器的通频带： fBWf= f HffLf f Hf放大器的一个重要特性：增益与通频带之积为常数放大器的一个重要特性：增益与通频带之积为常数 可以证明：可以证明：fBWf = (1+AF) fBW那么：那么： Avf fBWf= Av fBW、串联负反响、串联负反响无反响时

24、：无反响时： 有反响时：i=iidiiiivvR if=iiviR=idfivvi =ididivv AFi (1)=idivAFi i(1AF)R四、负反响改动输入电阻四、负反响改动输入电阻vid = vi - vf使输入电阻添加使输入电阻添加xoRiiividvi根本根本放大电路放大电路xoRiiividvi反响反响回路回路vf根本根本放大电路放大电路idvoxA= =vi = vid ,vf = Fxo无反响时：无反响时：有反响时：有反响时：if=iiviR=iidfvii id=iidvii AF1id()=iviAF i1R1+AF=、并联负反响、并联负反响i=iiidiivvR 使

25、输入电阻减小使输入电阻减小xoRiiiiidvi根本根本放大电路放大电路idioxA= =if = Fxoiid = ii - ifii = iid ,xoRiiiiidvi反响反响回路回路根本根本放大电路放大电路if六、负反响稳定输出量六、负反响稳定输出量 缘由： 、电压负反响稳定输出电压、电压负反响稳定输出电压、电流负反响稳定输出电流、电流负反响稳定输出电流五、负反响改动输出电阻五、负反响改动输出电阻、电压负反响、电压负反响使输出电阻减小使输出电阻减小of=ooviRo1R1+AF=可以证明：可以证明：、电流负反响、电流负反响使输出电阻增大使输出电阻增大of=ooviRo1+AF)R=(可

26、以证明：可以证明：稳定输出电压稳定输出电压电压负反响电压负反响输出电阻减小输出电阻减小恒压源恒压源 缘由： 电流负反响电流负反响输出电阻增大输出电阻增大恒流源恒流源稳定输出电流稳定输出电流为改善性能引入负反响的普通原那么为改善性能引入负反响的普通原那么 要稳定直流量要稳定直流量引直流负反响引直流负反响 要稳定交流量要稳定交流量引交流负反响引交流负反响 要稳定输出电压要稳定输出电压引电压负反响引电压负反响 要减小输出电阻要减小输出电阻 引电压负反响引电压负反响 要增大输入电阻要增大输入电阻引串联负反响引串联负反响 要减小输入电阻要减小输入电阻引并联负反响引并联负反响 要稳定输出电流要稳定输出电流

27、 引电流负反响引电流负反响 要增大输出电阻要增大输出电阻引电流负反响引电流负反响结论：结论：7.5 7.5 深度负反响条件下的近似分析深度负反响条件下的近似分析f1oixAAxAF ，idif()xxx 一、深度负反响条件下的特点：一、深度负反响条件下的特点：111 oixxFAF f f当当时时，A AoiFxx ，0fiidxxx ，那么：那么：1、假设为串联负反响：、假设为串联负反响：00idbevv ，0bev 2、假设为并联负反响：、假设为并联负反响：00idbii ，0bi 虚短虚短虚短虚短虚断虚断虚断虚断结论：结论：不论是串联负反响还是并联负反响，深度负反响条件下，不论是串联负反响还是并联负反响，深度负反响条件下，均有：均有：0bev 0bi 虚短虚短,虚短虚短二、四种放大倍数增益的定义：二、四种放大倍数增益的定义：1、电压增益：、电压增益：2、互导增益：、互导增益：3、互阻增益：、互阻增益：4、电流增益：、电流增益：