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文档简介
1、输出输出电路电路存储存储矩阵矩阵字线字线位线位线A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译译码码器器K: 输出控输出控制端制端W3W0W2W1000101111100110011001001地地 址址A1A0D3D2D1D0内内 容容A1A0A1A0A1A0A1A0A1A0D3D2D1D0-VCC译译码码器器K: 输出控输出控制端制端 给出任意一个给出任意一个地址码,译码器地址码,译码器与之对应的字线与之对应的字线变为高电平,进变为高电平,进而从位线上便可而从位线上便可输出四位数字量。输出四位数字量。字线字线位线位线图中存储器的内容图中存储器的内容如右表如右表11A1A
2、0W0W1W2W3&D3 D2 D1 D011110101310010120101010132120101103AAAAWWDAAAAWWDAAAAAAWWWDAAAAWWD010AAW 011AAW 012AAW 013AAW 地 址 代 码字 线 译 码 结 果存 储 内 容A1 A0W0 W1 W2 W3D3 D2 D1 D00 00 11 01 11 0 0 00 1 0 00 0 1 00 0 0 11 0 1 01 1 0 10 1 1 00 1 0 1结合电路图及上表可以看出:结合电路图及上表可以看出:接有接有二极管的交叉点二极管的交叉点存存1 1,末接末接二极管的交叉点
3、二极管的交叉点存存0 0。存储单元是存存储单元是存1 1还是存还是存0 0,完全取决于只读存储器的存储需要,设计和制造时已完,完全取决于只读存储器的存储需要,设计和制造时已完全确定,不能改变;而且信息存入后,即使断开电源,所存信息也不会消失。所全确定,不能改变;而且信息存入后,即使断开电源,所存信息也不会消失。所以,只读存储器又称为以,只读存储器又称为固定固定存储器。存储器。存储内容存储内容3.1.3 基本放大电路的动态分析基本放大电路的动态分析1画出放大器的微变等效电路画出放大器的微变等效电路(1)画出放大器的交流通路)画出放大器的交流通路(2)将交流通路中的三极管用)将交流通路中的三极管用
4、h参数等效电路参数等效电路代替代替-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR1. 共射放大电路动态分析共射放大电路动态分析22电压放大倍数的计算:电压放大倍数的计算:bebiriu LboRiu beLiourRuuA LCLRRR/ 负载电阻越小,放大倍数越小。负载电阻越小,放大倍数越小。-+.cuLoibbeRricibi.iiRubRiiiuRibeb/rRber电路的输入电阻越大,从信号源取电路的输入电阻越大,从信号源取得的电流越小,因此一般总是希望得到得的电流越小,因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。较大的的输入电阻。33输
5、入电阻的计算:输入电阻的计算:根据输入电阻的定义:根据输入电阻的定义:-+-+RbrbeibbiiicioLcRu.Ru.iiRRo定义:定义:放大+iuR+uS-S电路iRRL+Ou-当信号源有内阻时:当信号源有内阻时:iouuuA sousuuA 由图知:由图知:ssiiiuRRRu 所以:所以:siiosousuuuuuuA usiiARRR cibbeRricbibRiioRcoooRiuR 所以:所以:4输出电阻的计算:输出电阻的计算:根据定义:根据定义:oi00,ooosL= uRiuRou+-例例 共射放大电路如图所示。设:共射放大电路如图所示。设:VCC12V12V,Rb=30
6、0k=300k, ,Rc=3k=3k, , RL=3k=3k,BJTBJT的的 =60=60。+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR(1(1)试求电路的静态工作点试求电路的静态工作点Q Q。A40300kV12bBBBQ RVI2mAA4050QBCQ II6V3k2mAV12CCQCCCEQ RIVU解:解:+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR(2(2)估算电路的电压放大倍数、输入电阻估算电路的电压放大倍数、输入电阻Ri和输出电阻和输出电阻Ro。画微变等效电路画微变等效电路-+.cuLoibbeRricibi.iiRubR)mA(mV26)(1200EbeIr 99
7、3)mA(2mV2661200750.993kk3k50beLu rRARi=rbe/Rbrbe=993Ro=Rc=3k+CTb1CCRbVL+uoR-u+-ib2CcR 例:例: 若输出电压的波形出现如若输出电压的波形出现如 下失真下失真 ,是截止还是饱和,是截止还是饱和 失真?应调节哪个元失真?应调节哪个元件?如何调节?件?如何调节?解:解:为截止失真。为截止失真。 应减小应减小Rb。2. 共集电极放大电路的动态分析共集电极放大电路的动态分析结构:结构:+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu*直流通道及静态工作点分析:直流通道及静态工作点分析:ebCCRRUVI)1(BE
8、B IBIEUBEUCEBCII eCCCeECCCERIVRIVU eEBEbBCCRIURIV eBBEbB)1(RIURI +RVebCCR动态分析动态分析(1)交流通道及微变等)交流通道及微变等效电路效电路+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu+ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR(2)电压放大倍数:)电压放大倍数:)/)(1)/)(1LebeLeiouRRrRRuuA )/)(1(LebebiRRriu )/()1(LeboRRiu +ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR1 (3)输入电
9、阻)输入电阻+ebbciRiRberuo-LRi-+ubRiicbiii+Ru-+SSeR)/)(1LebebiiRRriuR biiR/RR bLebe)(1R/)R/Rr (4)输出电阻)输出电阻+SbuRRberiRbecbe+-iiboRrRRRurRurRuuiuR 1beseebesbesobRe)1(iii be)1(iRu besbrRui bSs/ RRR射极输出器的特点:电压放大倍数射极输出器的特点:电压放大倍数=1, 输入阻抗高,输出阻抗小。输入阻抗高,输出阻抗小。射极输出器的应用射极输出器的应用1放在多级放大器的输入端,提高整个放大放在多级放大器的输入端,提高整个放大器
10、的输入电阻。器的输入电阻。2放在多级放大器的输出端,减小整个放大放在多级放大器的输出端,减小整个放大器的输出电阻。器的输出电阻。3放在两级之间,起缓冲作用。放在两级之间,起缓冲作用。1,)1 (LbeRr所以所以,1uA但是,输出电流但是,输出电流Ie增加了。增加了。2 输入输出同相,输出电压跟随输入电压,输入输出同相,输出电压跟随输入电压,故称故称电压跟随器电压跟随器。结论:结论:LbeLuR)(rRA11)(3. 共基极放大电路动态分析共基极放大电路动态分析+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR* 静态工作点静态工作点直流通路:直流通路:CCb2b1b2BVR
11、RRU eBEBECRUUII )(ecCCCeEcCCCCERRIVRIRIVU CBII +S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR+b2Rb1RRVRceCC动态分析动态分析画出电路的交流小信号画出电路的交流小信号等效电路等效电路+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-eR(1 1)电压放大倍数)电压放大倍数beLciou)/(rRRuuA bebiriu )/(LCboRRiu +ebbciRiberi-+ueRiiceiiiRu-+SSR+ouLR-Rcib(2 2)输入电阻)输入电阻eiiiuR bii/ RRR (3)输出电阻)输
12、出电阻coRR )(1)(1beebebriri )(1/bebrR +ebbciRiberi-+ueRiiceiiiRu-+SSR+ouLR-Rcib三、三、 三种组态放大电路的性能指标比较三种组态放大电路的性能指标比较电压增益:电压增益:beLc)/(rRR 输入电阻:输入电阻:beb/rR输出电阻:输出电阻:cR)/)(1()/()1(LebeLeRRrRR )/)(1(/LebebRRrR 1)/(/bebserRRRbeLc)/(rRR 1/beerRcR+-RuRVeuib-C1+CCoTRL2C+-RSSu共集共集+S+Vb11b2ui-u+2SCCR-RCCRcRR+uLo-e
13、R共基共基共射共射+b2b-iucC+RR-CCb1RuToL+CV三、三、 三种组态放大电路的性能指标比较三种组态放大电路的性能指标比较输入级中间级输出级偏置电路通常由通常由差动放大电差动放大电路路构成,目的:减构成,目的:减小零漂、提高输入小零漂、提高输入阻抗。阻抗。通常由通常由共发射极放大电路共发射极放大电路构成,目的是为了获得较高构成,目的是为了获得较高的电压放大倍数。的电压放大倍数。通常由通常由互补对称电互补对称电路路构成,目的:减构成,目的:减小输出电阻,提高小输出电阻,提高电路的带负载能力电路的带负载能力。一般由各种一般由各种恒流源电路恒流源电路构成,作用:各级构成,作用:各级电
14、路提供稳定、合适的偏置电流,决定各电路提供稳定、合适的偏置电流,决定各级的静态工作点。级的静态工作点。对输入级的要求:对输入级的要求:尽量减小零点漂移尽量减小零点漂移, ,尽量提高尽量提高 KCMRR , , 输入阻抗输入阻抗 ri 尽可能大。尽可能大。对中间级的要求:对中间级的要求:足够大的电压放大倍数。足够大的电压放大倍数。对输出级的要求:对输出级的要求:主要提高带负载能力,给出足主要提高带负载能力,给出足够的输出电流够的输出电流io 。即输出阻抗。即输出阻抗 ro小。小。集成运放的结构集成运放的结构(1)采用四级以上的多级放大器,输入级和第二)采用四级以上的多级放大器,输入级和第二级一般
15、采用差动放大器。级一般采用差动放大器。(2)输入级常采用复合三极管或场效应管,以减)输入级常采用复合三极管或场效应管,以减小输入电流,增加输入电阻。小输入电流,增加输入电阻。(3)输出级采用互补对称式射极跟随器,以进行)输出级采用互补对称式射极跟随器,以进行功率放大,提高带负载的能力。功率放大,提高带负载的能力。 ri 大大: 几十几十k 几百几百 k 二、集成运放的特点:二、集成运放的特点:KCMRR 很大很大 ro 小:几十小:几十 几百几百 A o 很很大大: 104 107理想运放:理想运放: ri KCMMRR ro 0 0Ao 运放符号:运放符号:uu+ uo u u+ uoAo国
16、际符号国际符号国内符号国内符号二、运放输入级二、运放输入级- 差动放大电路差动放大电路一一. .结构结构: :对称性结构对称性结构即:即: 1= 2= UBE1=UBE2= UBE rbe1= rbe2= rbe RC1=RC2= RC Rb1=Rb2= Rb+_+_+VCCuuci1i2TT12RcRbRbRouREEeV2022-3-3 1. 1. 差动放大电路一般有两个输入端:差动放大电路一般有两个输入端: 双端输入双端输入从两输入端同时加信号。从两输入端同时加信号。 单端输入单端输入仅从一个输入端仅从一个输入端对地对地加信号。加信号。 2. 2. 差动放大电路可以有两差动放大电路可以有
17、两个输出端。个输出端。 双端输出双端输出从从C1 和和C2输出。输出。 单端输出单端输出从从C1或或C2 对地输出对地输出。二二. 几个基本概念几个基本概念-+-_-o2Ru+RT+RbTCC1R+EEueb2oVRccV+i2uui1uo13. 差模信号与共模信号差模信号与共模信号i2i1id=uuu 差模信号:差模信号:)(21=i2i1icuuu 共模信号:共模信号:idodud=uuA差模电压增益:差模电压增益:icocuc=uuA共模电压增益:共模电压增益:总输出电压:总输出电压:icucidudocodo=uAuAuuu ucudCMR=AAK4. 共模抑制比共模抑制比+_+_+V
18、CCuuci1i2TT12RcRbRbRouREEeVeEERe)(7 . 0=RVVI 1。 静态工作点的计算:静态工作点的计算:0=i2i1 uu 忽略Ib,有:Ub1=Ub2=0VReCC2C121=IIII CE2CE1= UU)7 . 0(CCCC RIV CB1B1III 0=C2C1O UUU+_+_+VCCuuci1i2TT12RcRbRbRouREEeV2.抑制零漂的原理抑制零漂的原理:Uo= UC1 - UC2 = 0当当ui1 = ui2 = 0 时,时,当温度变化时:当温度变化时:UC1 = UC2设设T ic1 ,ic2 uc1 , uc2 uo= uc1 - uc2
19、 = 0+_+_+VCCuuci1i2TT12RcRbRbRouREEeV(1)(1)加入差模信号加入差模信号 ui1i1=-=-ui2i2 = =uidid/2/2,3.3.电路的动态分析电路的动态分析 所以,所以,Re对差模对差模信号相当于短路。信号相当于短路。若若ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 IRe不变不变 UE不变不变 uicic=0=0。+_-RRT+RbTCC1REEueb2VRccV+i2uui1oidu2idu2-IReEo2u+uo1LR-+-2+REidb2TuTi1idb1RRucc+i22uRu-uEu+o1ouo2beLcd)2/(rRRRAb
20、u 求差模电压放大倍数求差模电压放大倍数: 因为因为ui1 =- ui2设设ui1 ,ui2 uo1 ,uo2 。电路对称电路对称uo1=uo2 uo= uo1 uo2=2 uo1 差模电压放大倍数差模电压放大倍数 2i1iOduuuuA 1iO122uu 1iO1uu -+-2+REidb2TuTi1idb1RRucc+i22uRu-uEu+o1ouo2+ibberR-+Co1uRL-+ui1icib2bR差模输入电阻差模输入电阻 beid2rRRb 输出电阻输出电阻co2RR -+-2+REidb2TuTi1idb1RRucc+i22uRu-uEu+o1ouo2(2)(2)加入共模信号加入
21、共模信号 ui1i1= =ui2i2 = =uicic, uidid=0=0。设设ui1 ,ui2 uo1 , uo2 。因因ui1 = ui2, uo1 = uo2 uo= 0 (理想化理想化)。共模电压放大倍数共模电压放大倍数 0ucA-+-_+uueuR1CCRETo1RL+i2uic+cuRobT+RebI2RVVo2cR+i1uEEicu四四.差动放大器的输入输出方式差动放大器的输入输出方式 差动放大器共有四种输入输出方式差动放大器共有四种输入输出方式: 1. 双端输入、双端输出(双端输入、双端输出(双入双出双入双出) 2. 双端输入、单端输出(双端输入、单端输出(双入单出双入单出)
22、 3. 单端输入、双端输出(单端输入、双端输出(单入双出单入双出) 4. 单端输入、单端输出(单端输入、单端输出(单入单出单入单出) 主要讨论的问题有:主要讨论的问题有: 差模电压放大倍数、共模电压放大倍数差模电压放大倍数、共模电压放大倍数 差模输入电阻差模输入电阻 输出电阻输出电阻1.双端输入双端输出双端输入双端输出(1)差模电压放大倍数差模电压放大倍数 (2)共模电压放大倍数)共模电压放大倍数0uc A(3)差模输入电阻)差模输入电阻 beid2rRRb (4)输出电阻)输出电阻co2 RR -+-_-+oo2cu+bV2uuRLRi2+o1TeRRui1cVbCCuEE+R1TRbeLc
23、du)2/(rRRRAb bebLcud2/rRRRA 2. 双端输入单端输出双端输入单端输出 这种方式适用这种方式适用于将差分信号转换于将差分信号转换为单端输出的信号。为单端输出的信号。(1)差模电压放大倍数差模电压放大倍数 (2)差模输入电阻)差模输入电阻beid2rRRb(3)输出电阻)输出电阻coRR+_cu+bV2uRLRi2o1TeRRi1cVbCCuEE+R1TR+(4)共模电压放大倍数)共模电压放大倍数+_cu+bV2uRLRi2o1TeRRi1cVbCCuEE+R1TR+icuuiciRe ui1i1= =ui2i2 = =uicic, 设设ui1 ,ui2 ie1 , ie
24、1 。 iRe (=2 ie1 ) 画出共模等效画出共模等效电路电路uucic+b1uRicci1T2RRo1RuuT+i2bR+LieRe1Re22ie2ico1icocuc=uuuuAebebL2)1 (=RrRReL2RR求共模电压放大倍数求共模电压放大倍数:uucic+b1uRicci1T2RRo1RuuT+i2bR+LieRe1Re22ie2+i-RbeuLuRR+r-bo1CbbiicciRe2 3. 单端输入双端输出单端输入双端输出 单端输入等效双端输入单端输入等效双端输入: 因为因为Re从从T2发射极看进发射极看进去的等效电阻,故去的等效电阻,故 Re 可视为可视为开路,于是有
25、开路,于是有beLcd)2/(rRRRAbu ui1 = ui2 = ui /2 计算同双端输入双端输出:计算同双端输入双端输出:0uc A beid2rRRb co2 RR _RRT+RbT1EEeb2ViuiRei1u+-i2u+- beLcd2/rRRRAbu 4. 单端输入单端输出单端输入单端输出 注意放大倍数的正负号:注意放大倍数的正负号: 设从设从T1的基极输入信号,如果从的基极输入信号,如果从uo1 输出为负号;从输出为负号;从uo2 输出为正号。输出为正号。 计算同双入单出:计算同双入单出: eLc2RRAu beid2rRRb coRR _+VRi1RbecV2TRR+Lbc
26、uEEo1uRRReTCC1i+ (1)(1)差模电压放大倍数差模电压放大倍数 与单端输入还是双端输入无关,只与输出方式有关:与单端输入还是双端输入无关,只与输出方式有关: 差动放大器动态参数计算总结差动放大器动态参数计算总结 双端输出时:双端输出时:beLcdu)2/(rRRRAb 单端输出时:单端输出时: beLcud2/rRRRAb (2)(2)共模电压放大倍数共模电压放大倍数 与单端输入还是双端输入无关,只与输出方式有关:与单端输入还是双端输入无关,只与输出方式有关: 双端输出时:双端输出时: 单端输出时:单端输出时:0uc AeLuc2RRA (3)(3)差模输入电阻差模输入电阻 不
27、论是单端输入还是双端输入,差模输入电阻不论是单端输入还是双端输入,差模输入电阻Rid是基本放大是基本放大电路的两倍。电路的两倍。 单端输出时,单端输出时, 双端输出时,双端输出时, coRR co2RR beid2rRRb (4)(4)输出电阻输出电阻(5)(5)共模抑制比共模抑制比 共模抑制比共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。是差分放大器的一个重要指标。bebeeLbebLCMR2/)(2/rRRRRrRRK ucudCMRAAK dBlg20ucudCMRAAK ,或 双端输出时双端输出时KCMR可认为等于无穷大,可认为等于无穷大, 单端输出时共模抑制比:单端输出时共模抑制比:
28、三、负反馈放大器的四种基本组态三、负反馈放大器的四种基本组态输入端输入端:反馈信号在输入端的联接分为:反馈信号在输入端的联接分为串联串联和和并联并联两种方式。两种方式。输出端输出端:反馈信号在输出端分为取:反馈信号在输出端分为取电压电压和取和取电流电流两种方式。两种方式。负负反反馈馈交流反馈交流反馈直流反馈直流反馈电压电压串联串联负反馈负反馈电压电压并联并联负反馈负反馈电流电流串联串联负反馈负反馈电流电流并联并联负反馈负反馈稳定静态工作点稳定静态工作点负反馈放大器的四种基本组态负反馈放大器的四种基本组态 为了使为了使闭环增益闭环增益A Af f与与开环增益开环增益A A满足满足A Af f=
29、=A A/(1+/(1+FAFA) )的关系的关系, , 应作如下约定:应作如下约定: 被取样的输出信号反馈信号反馈系数号比较后产生的净输入信被取样的输出信号开环增益号参与比较的原始输入信被取样的输出信号闭环增益FfAA表表 四种反馈组态下,四种反馈组态下,A,F和和Af的不同含义的不同含义ioXXA ofXXF AFAXXAiof1ifiUUU、ifiIII、ifiUUU、ifiIII、iouUUA iorIUA iogUIA iouIIA ofuUUF ofgUIF ofrIUF ofiIIF uuuufAFAA1rgrufAFAA1grggfAFAA1iiiifAFAA1反馈类型的判别步
30、骤反馈类型的判别步骤1. 有无反馈有无反馈2.交流反馈与直流反馈交流反馈与直流反馈反馈存在于直流或交流或交直流通路中。反馈存在于直流或交流或交直流通路中。3.正反馈与负反馈正反馈与负反馈瞬时极性法。瞬时极性法。4. 反馈的组态反馈的组态输出端:并联取电压;串连取电流。输出端:并联取电压;串连取电流。输入端:串联分压;输入端:串联分压; 并联分流。并联分流。Xo基本放大基本放大A电路电路Xid反馈网络反馈网络FXf+Xi前向通路前向通路反馈通路反馈通路电流:将电流:将负载负载短路,反馈量仍然存在。短路,反馈量仍然存在。电压:将电压:将负载负载短路,反馈量为零。短路,反馈量为零。电压反馈与电流反馈
31、判别方法:电压反馈与电流反馈判别方法:电压反馈电压反馈一般从后级放大器的一般从后级放大器的集电极采样集电极采样。电流反馈电流反馈一般从后级放大器的一般从后级放大器的发射极采样发射极采样。并联反馈与串联反馈判别方法(是否同一节点):并联反馈与串联反馈判别方法(是否同一节点):并联反馈并联反馈的反馈信号接于晶体管的反馈信号接于晶体管基极基极。串联反馈串联反馈的反馈信号接于晶体管的反馈信号接于晶体管发射极发射极。注意:注意:直流反馈中,输出电压指直流反馈中,输出电压指UCE,输,输出电流指出电流指IE或或IC。判断负反馈的方法判断负反馈的方法瞬时极性法瞬时极性法假设输出端信号有一定极性的瞬时变化,依
32、假设输出端信号有一定极性的瞬时变化,依次经过次经过反馈、比较、放大反馈、比较、放大后,再回到输出端,后,再回到输出端,若输出信号与原输出信号的变化若输出信号与原输出信号的变化极性相反极性相反,则,则为为负反馈负反馈。反之为正反馈。反之为正反馈。如果是如果是电压反馈电压反馈,则要从,则要从输出电压输出电压的微小变化的微小变化开始。如果是开始。如果是电流反馈电流反馈,则要从,则要从输出电流输出电流的微小变的微小变化开始。化开始。判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信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。号的比较关系。例例1:判断:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。是否负反
33、馈,若是,判断反馈的组态。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf此电路是此电路是电压串联负反馈电压串联负反馈,对直流不起作用。对直流不起作用。 【例【例1 1】某放大器的】某放大器的A Au u=1000, =1000, r ri i=10k, =10k, r ro o=10 k,=10 k,f fh h=100kHz, =100kHz, f fL L=10kHz,=10kHz,在该电路中引在该电路中引入串联电压负反馈后入串联电压负反馈后, , 当开环放大倍数变化当
34、开环放大倍数变化10%10%时时, , 闭环放大倍数变化不超过闭环放大倍数变化不超过1%,1%, 求求A Aufuf, , r rifif, , r rofof, , f fhfhf, , f flflf。 009. 09910110/1uuuuufufuuuuAFAFAAAAAF解解 kHzfAFrkHzrAFrkAFrkrAFrAFAAuufhuuhfuuofiuuifuuuuf11010111100010010)1 (110101111001010)1 (1001010001113.3.4 负反馈放大器的指标计算负反馈放大器的指标计算 1 等效电路法等效电路法 把反馈放大器中的非线性器件
35、用线性电路等效把反馈放大器中的非线性器件用线性电路等效, , 然后根据电路理论来求解各项指标。其求解过程可然后根据电路理论来求解各项指标。其求解过程可借借助计算机实现。助计算机实现。 3 3 强负反馈放大器的增益估算法强负反馈放大器的增益估算法 2 2 分离法分离法1 1 等效电路法等效电路法3 强负反馈放大器的增益估算法强负反馈放大器的增益估算法 1. 1. 强负反馈的概念强负反馈的概念 若若AFAF1, 1, 则称之为强负反馈则称之为强负反馈。通常。通常, , 只要是只要是多级负反馈放大器多级负反馈放大器, , 我们就可以认为是我们就可以认为是强负反馈电路。因为多级负反馈放大器强负反馈电路
36、。因为多级负反馈放大器, , 其开其开环增益很高环增益很高, , 都能满足都能满足AFAF1 1 的条件。的条件。 2. 估算依据估算依据对于强负反馈放大器来说对于强负反馈放大器来说, 因为因为AF1, 所以所以FAFAFAAAf11强负反馈条件下:强负反馈条件下: FAf1把把Af=Xo/Xi, F=Xf/Xo 代入上式代入上式得得 foioXXXX对于对于串联串联负反馈负反馈 fiUU 对于对于并联并联负反馈负反馈 fiII 【例【例2 2】估算图】估算图5-16(5-16(a)a)所示串联电压负反馈放所示串联电压负反馈放大器的大器的闭环电压增益闭环电压增益A Aufuf= =U Uo o
37、/ /U Ui i。 UiC1C2RfUoV2C3CFRfUo(a) 电路(b) 反馈网络UCCUfV11Rc1Rb2Rc2Re2Ce1Ce22Rb21Rb1Re1eR1Re图 5-16 串联电压负反馈电路 解 由于是串联电压负反馈, 故UiUf。由图5-16(b)可知, 输出电压Uo经Rf和Re1分压后反馈至输入回路, 即ofeefURRRU1111111efefefooufRRRRRUUUUA 【例【例3 3】 求图求图5-17(5-17(a a) )所示的串联电流负反馈所示的串联电流负反馈电路的电路的闭环电压增益闭环电压增益A Aufuf= =U Uo o/ /U Ui i。 UCCUi
38、RfRfUf(a) 电路(b) 反馈网络V1V2V3RLUo1Re2Re3Re3Ie31Rb21Rb11Rb12Rb1Rc22Rb2Rc3Rc32Rb3Ie1Re3ReIf图 5-17 串联电流负反馈电路 解解 因为是串联负反馈因为是串联负反馈, , 所以所以U Ui iU Uf f。1113313133333331313313)/(LeeefeioufLoefeeeffLoceLcLLcoeefeeeeffeefeefRRRRRRUUARURRRRRUURUIIRRRRIUIRRRRRRIUIRRRRI式中 【例【例4 4】 求图求图 5-18 5-18 所示的并联电压负反馈电所示的并联电压
39、负反馈电路的路的源电压闭环增益源电压闭环增益A Ausfusf= =U Uo o/ /U Us s。 图图 5 18 并联电压负反馈电路并联电压负反馈电路 V3IfrifRsUCCUsRfRfUo(a) 电路(b) 反馈网络V1V2RLUoIfIsCf12Rb1Rc22Rb2Rc3Rc32Rb1Re2Re3Re31Rb21Rb11Rb解解 sfsousffossfofssifssiRRUUARURURUIRUrRUI 【例【例 5 5】 求图求图 5 - 19(5 - 19(a a) )所示并联电流负反馈所示并联电流负反馈电路的电路的闭环源电压增益闭环源电压增益A Ausfusf。 V2V1R
40、bIfRf(b) 反馈网络IfUsIiRsRLRfUo(a) 电路rifUCC1Rc2Rc1Re2Re2Ie2Ie2Re图图 5 19 并联电流负反馈电路并联电流负反馈电路 解解 由于是并联强负反馈由于是并联强负反馈, 所以所以IiIf, 并且并且Rsrif。222222cefeeefefssifssiIRRRIRRRIRUrRUI2LocRUI222222LesefsousfLoefessLoefefRRRRRUUARURRRRURURRRIFA=1Xd=Xf所以,自激振荡条件也可以写成:所以,自激振荡条件也可以写成:自激振荡的条件:自激振荡的条件:(1)振幅条件:)振幅条件:1|AF(2)
41、相位条件:)相位条件:pjjnFA2n是整数是整数1.FAAAAj|因为:因为:FFFj|.Xdof基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络FXX二二.RC桥式振荡器的工作原理:桥式振荡器的工作原理:0Aj在在 f0 处处,0Fj满足相位条件:满足相位条件:因为:因为:AF=131F11fRRA1f2RR 只需:只需:A=3输出正弦波频率输出正弦波频率:RCfp2100FAjj振幅条件:振幅条件:uRf1RRRCCufA+o引入负反馈:引入负反馈:选:选:例题例题: :R=1k=1k ,C=0.1=0.1 F F,R1 1=10k=10k 。Rf f为多大时才为多大时才能起振?振荡频率能起振?振
42、荡频率f0 0= =? AF=1,31F11fRRAA=3Rf=2R1=2 10=20k k RCfp210=1592 Hz起振条件:起振条件:uRf1RRRCCufA+o能自动稳幅的振荡电路能自动稳幅的振荡电路半导体热敏电阻半导体热敏电阻(负温度系数)负温度系数)起振时起振时Rt较大较大 使使A3,易起振。易起振。 当当uo幅度自激幅度自激增长时,增长时, Rt减减小,小,A减小。减小。 当当uo幅度达某幅度达某一值时,一值时, A3。 当当uo进一步增进一步增大时,大时, RT再减再减小小 ,使使A3。 因此因此uo幅度自幅度自动稳定于某一动稳定于某一幅值。幅值。u0.1u10k0.1u+
43、Afu10k10k39k100kotR4.1.4 4.1.4 电压比较器电压比较器 将一个模拟电压信号与一将一个模拟电压信号与一参考电压参考电压相比较,输出一定的高低相比较,输出一定的高低电平。电平。功能:功能:构成:构成:运放组成的电路处于非线性状态,输出与输入的关系运放组成的电路处于非线性状态,输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。是非线性函数。uuu-+ui+OA+uoui0+UOM-UOM1. 1. 运放工作在非线性状态的判定:电路开环或引入正反馈。运放工作在非线性状态的判定:电路开环或引入正反馈。运放工作在非线性状态基本分析方法运放工作在非线性状态基本分析方法2. 2. 运放
44、工作在非线性状态的分析方法:运放工作在非线性状态的分析方法: 若若U+U- 则则UO=+UOM; 若若U+U- 则则UO=-UOM。 虚断(运放输入端电流虚断(运放输入端电流=0) 注意:此时不能用虚短!注意:此时不能用虚短!uuu-+ui+OA+uoui0+UOM-UOM一一. 迟滞比较器迟滞比较器1.工作原理工作原理两个门限电压。两个门限电压。特点特点:电路中使用正反馈电路中使用正反馈运放工作在非线性区。运放工作在非线性区。(1)当)当uo =+UZ时,时,(2)当)当uo =-UZ时,时,REFZURRRURRRUu2ff2f2T REFZURRRURRRUuf2ff22T UT+称称上
45、门限电压上门限电压UT-称称下门限电压下门限电压UT+- UT-称为回差称为回差电压电压uuuA+R-Zu+DO+fuRZiREFR1R2迟滞比较器的电压传输特性:迟滞比较器的电压传输特性:uoui0+UZ-UZUT+UT-设设ui , 当当ui = UT+时时, uo从从+UZ -UZuuuA+R-Zu+DO+fuRZiREFR1R2例题:例题:Rf=10k ,R2=10k ,UZ=6V, UREF=10V。当输入当输入ui为如图所示的波形时,画为如图所示的波形时,画 出输出出输出uo的波形。的波形。上下限:上下限:V82ff2f2T RZURRRURRRUV22ff2f2TRZURRRURRRUuoui08V2V传输特性传输特性+6V-6VuuuA+R-Zu+DO+fuRZiREFR1R22V8Vuiuo+6V-6Vuoui08V2V传输特性传输特性+6V-6VuuuA+R-Zu+DO+fuRZiREFR1R2uoui0+UOM-UOM1. 过零比较器过零比较器: (门限电平(门限电平=0)uoui0+UOM-UOM二二. .单
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