负反馈应用基础

1、第四章第四章 负反馈应用基础负反馈应用基础 P2254.1 反馈基本概念反馈基本概念1. 何为何为“反馈反馈” ?XsFARLFeedback“前馈前馈” ?“回授回授” 2. 框图框图XsFARL输入信号源输入信号源(电压源电压源,电流源电流源)基本放大器基本放大器输出信号输出信号(电压电压,电流电流)负载负载反馈网络反馈网络综合综合反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号反馈放大器反馈放大器XfXdXoAfXsFARL2. 框图框图XsFARL输入信号源输入信号源(电压源电压源,电流源电流源)基本放大器基本放大器输出信号输出信号(电压电压,电流电流)负载负载反馈网络反馈网络综合综合反馈信号反馈

2、信号净输入信号净输入信号反馈放大器反馈放大器XfXdXoAfXsFARL比较比较偏差信号偏差信号误差信号误差信号2. 框图框图XsFARL输入信号源输入信号源(电压源电压源,电流源电流源)基本放大器基本放大器输出信号输出信号(电压电压,电流电流)负载负载反馈网络反馈网络综合综合反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号反馈放大器反馈放大器XfXdXoAfXsFARL闭环放大器闭环放大器2. 框图框图XsFARL输入信号源输入信号源(电压源电压源,电流源电流源)基本放大器基本放大器输出信号输出信号(电压电压,电流电流)负载负载反馈网络反馈网络综合综合反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号反馈放大器反馈放

3、大器XfXdXoAf单向化传输条件单向化传输条件信号的两种流向信号的两种流向: : 正向传输：输入正向传输：输入 输出输出 反向传输：输反向传输：输出出 输入输入 开环开环 闭环闭环闭环放大器闭环放大器在输出端取样，在输出端取样，在输入端求和，在输入端求和，并承担信号的变换作用。并承担信号的变换作用。3. 定义定义XsFARLXfXdXoAf输入信号源输入信号源(电压源电压源,电流源电流源)基本放大器基本放大器输出信号输出信号(电压电压,电流电流)负载负载反馈网络反馈网络综合综合反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号反馈放大器反馈放大器Xd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar

4、、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比闭环放大器闭环放大器闭环放大器闭环放大器3. 定义定义XsFARLXfXdXoAf输入信号源输入信号源(电压源电压源,电流源电流源)基本放大器基本放大器输出信号输出信号(电压电压,电流电流)负载负载反馈网络反馈网络综合综合反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号反馈放大器反馈放大器Xd = XsXf A = Xo / Xd Au

5、、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度FAAXAFXXAXXXXXAdddfdosof1)(反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比4. 讨论讨论XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1

6、增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度FAXAFXXXXXXXdddfddsd11)(FAAXAFXXAXXXXXAdddfdosof1)(FAXXsd11反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比4. 讨论讨论XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度FAXAFXXXXXXXdddfd

7、dsd11)(FAXXsd11FAXXsd11反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比4. 讨论讨论XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度FAXXsd11 负反馈负反馈: | 1AF | 1时时, 则则 | Af | | A | , 且且 | Xd | 1时时, 则则 Af 1/ F , 且且 Xd 0 , Xs

8、Xf 正反馈正反馈: | 1AF | | A | , 且且 | Xd | | Xs|自激自激: | 1AF | 0 时时, 即即 AF = 1时时 则则 | Af | , 且且 Xs = 0 时时 有输出有输出 Xo “振荡振荡”与与 A 无关！无关！反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比负反馈负反馈 反馈使净输入量减小，从而反馈使净输入量减小，从而 使输出量减小。使输出量减小。正反馈正反馈 反馈使净输入量增加，从而反馈使净输入量增加，从而 使输出量增大。使输出量增大。4. 讨论讨论XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = X

9、f / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度 负反馈负反馈: | 1AF | 1时时, 则则 | Af | | A | , 且且 | Xd | 1时时, 则则 Af 1/ F , 且且 Xd 0 , Xs Xf 正反馈正反馈: | 1AF | | A | , 且且 | Xd | | Xs|自激自激: | 1AF | 0 时时, 即即 AF = 1时时 则则 | Af | , 且且 Xs = 0 时时 有输出有输出 Xo “振荡振

10、荡”反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比4. 讨论讨论XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度FAXXsd11 负反馈负反馈: | 1AF | 1时时, 则则 | Af | | A | , 且且 | Xd | 1时时, 则则 Af 1/ F , 且且 Xd 0 , Xs Xf 正反馈正反馈: | 1AF | |

11、A | , 且且 | Xd | | Xs|自激自激: | 1AF | 0 时时, 即即 AF = 1时时 则则 | Af | , 且且 Xs = 0 时时 有输出有输出 Xo “振荡振荡”与与 A 无关！无关！反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比VUo104. 讨论讨论XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度例例

12、: Au = 105 , R1 = 1k , R2 = 9k AUs RLUo Ud 510douUUAmVUd1 . 0令令: 则则:10VFAXXsd11反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比VUo104. 讨论讨论XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度例例: Au = 105 , R1 = 1k , R2

13、= 9k AUs RLUo Ud 510douUUAmVUd1 . 0令令: 则则:10VR1R2 F Uo Uf FAXXsd11反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比回归比回归比FAXXsd114. 讨论讨论XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度例例: Au = 105 , R1 = 1k , R2 = 9k

14、 AUs RLUo Ud 10VR1R2 F Uo Uf 121110RRRUUFofumVUd1 . 0令令: 则则:10110101101155uuuusoufFFAAUUAVUo10510douUUA反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益VUo104. 讨论讨论XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度FAXXsd11例例

15、: Au = 105 , R1 = 1k , R2 = 9k AUs RLUo Ud 510douUUAmVUd1 . 0令令: 则则:10VR1R2 F Uo Uf 121110RRRUUFofu10110101101155uuuusoufFFAAUUA)(10001.11ffdsfUVVUUUVU4. 讨论讨论XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增

16、益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度FAXXsd11 负反馈负反馈: | 1AF | 1时时, 则则 | Af | | A | , 且且 | Xd | 1时时, 则则 Af 1/ F , 且且 Xd 0 , Xs Xf 正反馈正反馈: | 1AF | | A | , 且且 | Xd | | Xs|自激自激: | 1AF | 0 时时, 即即 AF = 1时时 则则 | Af | , 且且 Xs = 0 时时 有输出有输出 Xo “振荡振荡”与与 A 无关！无关！反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比5. 分类分类 ( 4种类型种类型, 组态组态 ) P230XsFARLXfXdXoAfXd

17、 = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益传输系数传输系数环路增益环路增益闭环增益闭环增益反馈深度反馈深度 电压并联负反馈电压并联负反馈 电压串联负反馈电压串联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈反馈系数反馈系数反馈增益反馈增益回归比回归比 Is RLUo Io 5. 分类分类 ( 4种类型种类型, 组态组态 ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd A

18、u、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 电压并联负反馈电压并联负反馈dorIUA Uo ofgUIF Ui Id If 出出入入入入出出 a.负反馈负反馈. 反馈极性判断反馈极性判断: “瞬时极性法瞬时极性法” b.电压型电压型. c.并联型并联型. d.电压负反馈电压负反馈: 稳定输出电压稳定输出电压 ！fsdIIIgrrsorfFAAIUA1 Is RLUo Io 5. 分类分类 ( 4种类型种类型, 组态组态 ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsX

19、f A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 电压并联负反馈电压并联负反馈dorIUA Uo ofgUIF Ui Id If 出出入入入入出出 a.负反馈负反馈. 反馈极性判断反馈极性判断: “瞬时极性法瞬时极性法” b.电压型电压型. c.并联型并联型. d.电压负反馈电压负反馈: 稳定输出电压稳定输出电压 ！fsdIIIgrrsorfFAAIUA1如：如：RL |Uo| ( 因因Ro) |If| ( 因因|Fg|不变不变 ) |Id|

20、( 因因|Is|恒定恒定 ) |Uo| ( 因因|Ar| 不变不变 ) |Io| ( Io不稳定的不稳定的. ) Is RLUo Io 5. 分类分类 ( 4种类型种类型, 组态组态 ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 电压并联负反馈电压并联负反馈dorIUA Uo ofgUIF Ui Id If 出出入入入入出出 a.负反馈负反馈. 反馈极性判断反馈极性判断: “瞬时极性法瞬时极性

21、法” b.电压型电压型. c.并联型并联型. d.电压负反馈电压负反馈: 稳定输出电压稳定输出电压 ！fsdIIIgrrsorfFAAIUA1“输出短路法输出短路法”: 假设输假设输出端交流短路（出端交流短路（RL=0），），即即 Uo= 0，若反馈信号消，若反馈信号消失了，则为失了，则为电压反馈电压反馈；若；若反馈信号仍然存在，则为反馈信号仍然存在，则为电流反馈电流反馈。 或或 “输出开路法输出开路法” Us RLUo Io 5. 分类分类 ( 4种类型种类型, 组态组态 ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / X

22、o Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 电压串联负反馈电压串联负反馈douUUA Uo ofuUUF Ii 出出入入入入出出 a.负反馈负反馈. 反馈极性判断反馈极性判断: “瞬时极性法瞬时极性法” b.电压型电压型. c.串联型串联型. d.电压负反馈电压负反馈: 稳定输出电压稳定输出电压 ！fsdUUUuuusoufFAAUUA1 Ud Uf VUo10XsFARLXfXdXoAfFAXXsd11例例: Au = 105 , R1 = 1k , R2 = 9k AUs RLUo Ud 510douUU

23、AmVUd1 . 0令令: 则则:10VR1R2 F Uo Uf 121110RRRUUFofu10110101101155uuuusoufFFAAUUA)(10001.11ffdsfUVVUUUVU Us RLUo Io 5. 分类分类 ( 4种类型种类型, 组态组态 ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 电压串联负反馈电压串联负反馈douUUA Uo ofuUUF Ii 出出入入入

24、入出出 a.负反馈负反馈. 反馈极性判断反馈极性判断: “瞬时极性法瞬时极性法” b.电压型电压型. c.串联型串联型. d.电压负反馈电压负反馈: 稳定输出电压稳定输出电压 ！fsdUUUuuusoufFAAUUA1 Ud Uf Is RLUo Io 5. 分类分类 ( 4种类型种类型, 组态组态 ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 电流并联负反馈电流并联负反馈doiIIAofiI

25、IF Ui Id If 出出入入入入出出 a.负反馈负反馈. 反馈极性判断反馈极性判断: “瞬时极性法瞬时极性法” b.电流型电流型. c.并联型并联型. d.电流负反馈电流负反馈: 稳定输出电流稳定输出电流 ！fsdIIIiiisoifFAAIIA1 Io Is RLUo Io 5. 分类分类 ( 4种类型种类型, 组态组态 ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 电流并联负反馈电流并

26、联负反馈doiIIAofiIIF Ui Id If 出出入入入入出出 a.负反馈负反馈. 反馈极性判断反馈极性判断: “瞬时极性法瞬时极性法” b.电流型电流型. c.并联型并联型. d.电流负反馈电流负反馈: 稳定输出电流稳定输出电流 ！fsdIIIiiisoifFAAIIA1 Io 如：如：RL | Io| |If| ( 因因|Fi|不变不变 ) |Id| ( 因因|Is|恒定恒定 ) | Io| ( 因因|Ai| 不变不变 ) |Uo| ( Uo不稳定的不稳定的. ) Us RLUo Io 5. 分类分类 ( 4种类型种类型, 组态组态 ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf

27、 A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 电流串联负反馈电流串联负反馈dogUIAofrIUF出出入入出出 a.负反馈负反馈. 反馈极性判断反馈极性判断: “瞬时极性法瞬时极性法” b.电流型电流型. c.串联型串联型. d.电流负反馈电流负反馈: 稳定输出电流稳定输出电流 ！rggsogfFAAUIA1 Io fsdUUU Ii 入入出出 Ud Uf 6. 总结表总结表 P237XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = X

28、o / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 电压并联负反馈电压并联负反馈 电压串联负反馈电压串联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈6. 总结表总结表 P237XsFARLXfXdXoAf 电压并联负反馈电压并联负反馈 电压串联负反馈电压串联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈反馈组态反馈组态开环增益开环增益闭环增益闭环增益反馈系数反馈系数电压串联电压串联负反馈负反馈 电压并联电压并联负反馈负

29、反馈电流串联电流串联负反馈负反馈电流并联电流并联负反馈负反馈AfAFiovVVAsovfVVAiorIVAiogVIAioiIIASorfIVAsogfVIAsoifIIA电压电压增益增益电阻电阻增益增益电导电导增益增益电流电流增益增益ofvVVF电压传电压传输比输比ofgVIFofrIVFofiIIF电导传电导传输比输比电阻传电阻传输比输比电流传电流传输比输比负反馈放大器的增益函数负反馈放大器的增益函数XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、

30、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 4.2 负负反馈的影响反馈的影响 P239P239 1. 提高闭环增益提高闭环增益 Af 的稳定性的稳定性. 2. 改善放大器的非线性改善放大器的非线性. 3. 抑制放大器内部的温漂、噪声和干扰抑制放大器内部的温漂、噪声和干扰. 4. 扩展通频带扩展通频带. 增益带宽积增益带宽积为常数为常数！ 5. 对对 Rof 的影响的影响: a. 电压负反馈使电压负反馈使 Rof . ( 恒压源特性恒压源特性) b. 电流负反馈使电流负反馈使 Rof . ( 恒流源特性恒流源特性) 6. 对对 Rif 的影响的影响: a. 并联负反馈使并联负反馈使 R

31、if . b. 串联负反馈使串联负反馈使 Rif .二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 4.2 负负反馈的影响反馈的影响 P239P239为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量要稳定直流量 引直流负反馈引直流负反馈 要稳定交流量要稳定交流量 引交流负反馈引交流负反馈 要

32、稳定输出电压要稳定输出电压 引电压负反馈引电压负反馈 要稳定输出电流要稳定输出电流 引电流负反馈引电流负反馈 要增大输入电阻要增大输入电阻 引串联负反馈引串联负反馈 要减小输入电阻要减小输入电阻 引并联负反馈引并联负反馈一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈要求高内阻输出要求高内阻输出 引引电流电流负负反馈反馈要求低内阻输出要求低内阻输出 引引电压电压负负反馈反馈信号源为恒压源信号源为恒压源 引引串联串联负负反馈反馈信号源为恒流源信号源为恒流源 引引并联并联负负反馈反馈要求负载能力强要求负载能力强 引引电压电压负负反馈反馈要求恒流源输出要求恒流源输出 引引电流电流

33、负负反馈反馈三、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型三、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 4.2 负负反馈的影响反馈的影响 P239P239为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量要稳定直流量 要稳定交流量要稳定交流量

34、 要稳定输出电压要稳定输出电压 要稳定输出电流要稳定输出电流 要增大输入电阻要增大输入电阻 要减小输入电阻要减小输入电阻 一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈要求高内阻输出要求高内阻输出 要求低内阻输出要求低内阻输出 信号源为恒压源信号源为恒压源 信号源为恒流源信号源为恒流源 要求负载能力强要求负载能力强 要求恒流源输出要求恒流源输出 会会引引 设计时设计时会会看看 分析时分析时会会算算 近似计算法近似计算法其它：其它：正反馈正反馈 与与 负反馈负反馈本级反馈本级反馈 与与 级间反馈级间反馈单环单环 与与 多环多环 线性反馈线性反馈 与与 非线性反馈非线性反馈三

35、、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型三、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型引直流负反馈引直流负反馈引交流负反馈引交流负反馈引电压负反馈引电压负反馈引电流负反馈引电流负反馈引串联负反馈引串联负反馈引并联负反馈引并联负反馈引引电流电流负负反馈反馈引引电压电压负负反馈反馈引引串联串联负负反馈反馈引引并联并联负负反馈反馈引引电压电压负负反馈反馈引引电流电流负负反馈反馈（局部反馈）（局部反馈）4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 P243P243 1.“虚短虚短”与与“虚断虚断”.理想运放理想运放: Aod , Rid , Ric , KCMR , f H , Ro 0 ；

36、IIB(+) = IIB(-) 0 , UIO 0 , IIO 0 , 且温漂、噪声和干扰均忽略且温漂、噪声和干扰均忽略.A uI() uI() uO 反相输入端反相输入端同相输入端同相输入端输出端输出端 “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0 Aod = |uO| / | uId| = |uO| / | uI(-) uI(+) | | uId| 0 即即 uI(+) uI(-) Rid , Ric iI(+) = uI(+) / Rid or Ric 0 iI(+) iI(-) 4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 P243P243 1

37、.“虚短虚短”与与“虚断虚断”.理想运放理想运放: Aod , Rid , Ric , KCMR , f H , Ro 0 ； IIB(+) = IIB(-) 0 , UIO 0 , IIO 0 , 且温漂、噪声和干扰均忽略且温漂、噪声和干扰均忽略.A uI() uI() uO 反相输入端反相输入端同相输入端同相输入端输出端输出端 “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) FAAXXXXXAfdosof1FAXXsd11 深度负反馈深度负反馈: | 1AF | 1时时, 则则 Af 1/ F , 且且 Xd 0 , Xs Xf

38、 3.6 运放特性和参数运放特性和参数 PT1T2RcVCCVEE uI1 uI2 VCCVEE RcVEEVCCRi2Ri3A uI() uI() uO 1.符号符号: 2.电压传输特性电压传输特性 例例: 同相传输同相传输(斜率正斜率正): uId = uI() uI() 反相传输反相传输(斜率负斜率负): uId = uI() uI() 三项基本参数三项基本参数 ( 3个个)开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数 Aod)()(IIOIdOodUUUuuA510)1 . 0(1 . 0)10(10mVmVVVuuAIdOod运放线性放大区所对应的输入信号范围很小。运放线性放大区所对应的

39、输入信号范围很小。线性区线性区非线性区非线性区非线性区非线性区复复 习习3.6 运放特性和参数运放特性和参数 PT1T2RcVCCVEE uI1 uI2 VCCVEE RcVEEVCCRi2Ri3A uI() uI() uO 1.符号符号: 2.电压传输特性电压传输特性 例例: 同相传输同相传输(斜率正斜率正): uId = uI() uI() 反相传输反相传输(斜率负斜率负): uId = uI() uI() 三项基本参数三项基本参数 ( 3个个)开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数 Aod)()(IIOIdOodUUUuuA510)1 . 0(1 . 0)10(10mVmVVVuuAI

40、dOod运放的两个工作区运放的两个工作区：线性区与非线性区。线性区与非线性区。 线性区线性区 放大器放大器 非线性区非线性区 比较器比较器线性区线性区非线性区非线性区非线性区非线性区复复 习习3.6 运放特性和参数运放特性和参数 PT1T2RcVCCVEE uI1 uI2 VCCVEE RcVEEVCCRi2Ri3A uI() uI() uO 1.符号符号: 2.电压传输特性电压传输特性 例例: 同相传输同相传输(斜率正斜率正): uId = uI() uI() 反相传输反相传输(斜率负斜率负): uId = uI() uI() 三项基本参数三项基本参数 ( 3个个)开环差模电压放大倍数开环差

41、模电压放大倍数 Aod)()(IIOIdOodUUUuuA510)1 . 0(1 . 0)10(10mVmVVVuuAIdOod运放的两个工作区运放的两个工作区：线性区与非线性区。线性区与非线性区。 线性区线性区 放大器放大器 非线性区非线性区 比较器比较器线性区线性区非线性区非线性区非线性区非线性区复复 习习4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 P243P243 1.“虚短虚短”与与“虚断虚断”.理想运放理想运放: Aod , Rid , Ric , KCMR , f H , Ro 0 ； IIB(+) = IIB(-) 0 , UIO 0 , IIO 0 , 且温漂、噪声和干扰均忽

42、略且温漂、噪声和干扰均忽略.A uI() uI() uO 反相输入端反相输入端同相输入端同相输入端输出端输出端 “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 理想运放工作在理想运放工作在非线性区非线性区的两个特点的两个特点: uI() uI() 时，时， uO = UO max uI() uI() 时，时， uO = UO max 理想运放工作在理想运放工作在线性区线性区的两个特点的两个特点: “虚短虚短”: 不成立不成立 . “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 04.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 P243P2

43、43 1.“虚短虚短”与与“虚断虚断”.理想运放理想运放: Aod , Rid , Ric , KCMR , f H , Ro 0 ； IIB(+) = IIB(-) 0 , UIO 0 , IIO 0 , 且温漂、噪声和干扰均忽略且温漂、噪声和干扰均忽略.A uI() uI() uO 反相输入端反相输入端同相输入端同相输入端输出端输出端 “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 理想运放工作在理想运放工作在线性区线性区的两个特点的两个特点:4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 P243P243 1.“虚短虚短”与与“

44、虚断虚断”.理想运放理想运放: Aod , Rid , Ric , KCMR , f H , Ro 0 ； IIB(+) = IIB(-) 0 , UIO 0 , IIO 0 , 且温漂、噪声和干扰均忽略且温漂、噪声和干扰均忽略. “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0 理想运放工作在理想运放工作在线性区线性区的两个特点的两个特点:A uI() uI() uO “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 P243P243A uI() u

45、I() uO “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 A uI() uI() uO “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 电压并联负反馈电压并联负反馈 Is RLUo Io 电压并联负反馈电压并联负反馈dorIUA Uo ofgUIF Ui I

46、d If 出出入入入入出出 a.负反馈负反馈. 反馈极性判断反馈极性判断: “瞬时极性法瞬时极性法” b.电压型电压型. c.并联型并联型. d.电压负反馈电压负反馈: 稳定输出电压稳定输出电压 ！fsdIIIgrrsorfFAAIUA14.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 A uI() uI() uO “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 电压并联负反馈电压并联负反馈4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 A uI() uI

47、() uO “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1 iS 电压并联负反馈电压并联负反馈R2 iF uO 4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 A uI() uI() uO “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1 iS 电压并联负反馈电压并联负反馈R2 iF uO iS R1 iS = uS /R1 Is RLUo

48、Io 电压并联负反馈电压并联负反馈dorIUA Uo ofgUIF Ui Id If 出出入入入入出出 a.负反馈负反馈. 反馈极性判断反馈极性判断: “瞬时极性法瞬时极性法” b.电压型电压型. c.并联型并联型. d.电压负反馈电压负反馈: 稳定输出电压稳定输出电压 ！fsdIIIgrrsorfFAAIUA14.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 A uI() uI() uO “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 电压并联负反馈电

49、压并联负反馈 uO = R2 /R1 uS “反相反相(电压电压)跟随器跟随器”: R2 = R1 时时 uO = uS KCL: iS = uS /R1 iF = ( 0VuO ) /R2 iF = iS uO = iF R2 = R2 /R1 uS “虚地虚地”: 0V“反相器反相器”4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 A uI() uI() uO “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 电压并联负反馈电压并联负反馈 uO =

50、R2 /R1 uS “反相反相(电压电压)跟随器跟随器”: R2 = R1 时时 uO = uS “虚地虚地”: 0V 另另: 闭环输入电阻闭环输入电阻 Rif 0 Rif = R1 闭环输出电阻闭环输出电阻 Rof 0RidRifRifRoRof“反相器反相器”4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 A uI() uI() uO “虚短虚短”: uI(+) uI(-) “虚断虚断”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 电压并联负反馈电压并联负反馈 uO = R2 /R1 uS “反相

51、反相(电压电压)跟随器跟随器”: R2 = R1 时时 uO = uS “虚地虚地”: 0V 另另: 闭环输入电阻闭环输入电阻 Rif 0 Rif = R1 闭环输出电阻闭环输出电阻 Rof 0RidRifRifRoRof注：注：衰减器衰减器 R2 /R1 2.5VREF ) 值值 及稳定性基本无关及稳定性基本无关AARRRVCC 2.5VREF2.5VREF2.5VREF 5.0VREF c b eAARRVCCRL250 IREF = 10 mA 电压电压电流变换器电流变换器( V/V/I )T例：例： LM385 2.5V ; LM336 2.5V; TL431 等等. 例例: 稳定一点

52、稳定一点, 系统稳定系统稳定. 与与 A、R、 ( 对对T ）、）、 VCC ( 须须 2.5VREF ) 值值 及稳定性基本无关及稳定性基本无关AARRRVCC 2.5VREF2.5VREF2.5VREF 5.0VREF c b eAARRVCCRL250 IREF = 10 mA 打电话；打电话；上网上网 等等T例：例： LM385 2.5V ; LM336 2.5V; TL431 等等.4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 Is 48V (54V)发发收收 例例: 稳定一点稳定一点, 系统稳定系统稳定. 与与 A、R、 ( 对对T ）、）、 VCC ( 须须 2.5VREF )

53、值值 及稳定性基本无关及稳定性基本无关AARRRVCC 2.5VREF2.5VREF2.5VREF 5.0VREF c b eAARRVCC250 IREF = 10 mA 电话灯电话灯T例：例： LM385 2.5V ; LM336 2.5V; TL431 等等.4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 Is 48V (54V)发发收收发光二极管发光二极管 LED ( (Light Emitting Diode) )一般工作电流几一般工作电流几 mA， 导通电压导通电压 (1 2) V 又例又例: 仪用放大器仪用放大器 P342P342 又称又称测量放大器测量放大器 或精密放大器或精密放

54、大器 4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 21231212321211IIIIOOvvRRRvvRRRRvv vO1 vO212231212312111IIfIIfOOfOvvRRRRRvvRRRRRvvRRv vI1 vI2 又例又例: 仪用放大器仪用放大器 P342P342 又称又称测量放大器测量放大器 或精密放大器或精密放大器 4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 21231212321211IIIIOOvvRRRvvRRRRvv vO1 vO212231212312111IIfIIfOOfOvvRRRRRvvRRRRRvvRRv vI1 vI2121221SSOvvR

55、Rv 又例又例: 仪用放大器仪用放大器 P342P342 又称又称测量放大器测量放大器 或精密放大器或精密放大器 4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 结构结构: 由由三三运放组成性能运放组成性能优越的测量放大器，优越的测量放大器，A1和和A2组成双端输入组成双端输入/双端输出双端输出差动放大器，差动放大器，又称又称同相并同相并联型差动放大器联型差动放大器。由于信。由于信号从二个同相端输入，使号从二个同相端输入，使输入阻抗高达输入阻抗高达10M 以上。以上。 第二级又采用差动输第二级又采用差动输入，在运放参数和入，在运放参数和 R3 严格严格对称时，电路具有很高的对称时，电路具有很高的

56、共模抑制能力和低温漂。共模抑制能力和低温漂。 vO1 vO2 vI1 vI2121221SSOvvRRv可见：可以方便地调节可见：可以方便地调节 R1 进行增益的调整，进行增益的调整， 且不改变电路的对称结构且不改变电路的对称结构。 又例又例: 仪用放大器仪用放大器 P342P342 又称又称测量放大器测量放大器 或精密放大器或精密放大器 4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 特点：特点： 高输入电阻、高输入电阻、 高共模抑制比。高共模抑制比。 vO1 vO2 vI1 vI2121221SSOvvRRv可见：可以方便地调节可见：可以方便地调节 R1 进行增益的调整，进行增益的调整， 且

57、不改变电路的对称结构且不改变电路的对称结构。应用：应用： 适用于强噪声背景下适用于强噪声背景下 低频微弱信号的测量。低频微弱信号的测量。要求：要求： 高输入阻抗、高输入阻抗、 高共模抑制比、高共模抑制比、 低漂移、低噪声、低漂移、低噪声、 低输出电阻等低输出电阻等 参数要求。参数要求。 又例又例: : 线性串联型稳压电路。线性串联型稳压电路。4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 P334P334习题习题 集成运算放大器组成集成运算放大器组成的串联型稳压电路如右图所示，设的串联型稳压电路如右图所示，设A为理想运算放大器。为理想运算放大器。流过稳压管的电流流过稳压管的电流 IZ 为为 12

58、 mA； 输出电压输出电压 VO 为为 16 V。当当 R3 = 0 时，时，输出电压输出电压 VO 为为 8 V。4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 A uS RLuO uId id R1R2 i1 i2 又例又例: :反相放大器反相放大器( T形网络形网络） P256P256习题习题 R3 i3 i4 R44OM3M2MRuuRuRu Mi1 = uS /R1 = i2 = uM /R2 i2i3 = i4s12MuRRus31434232s342142OuRRRRRRRRuRR/R1RRRuT形网络形网络4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 A uS uO uId id

59、 R1R2 i1 i2 又例又例: :反相放大器反相放大器( T形网络形网络） P256P256习题习题 R34OM3M2MRuuRuRui1 = uS /R1 = i2 = uM /R2 s12MuRRus31434232s342142OuRRRRRRRRuRR/R1RRRuR4 Mi2i3 = i44.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 uS RLuO R 又例又例: :电压电压电流变换器电流变换器 ( V/V/I )ARRA iO RR1 uO1 uO 负载接地负载接地 uO uI() iO = uO1 - - uO/R1 = uS/ /R1 uI() = uS uO / /2 u

60、O1 = 1R/ /R uI() =2uI() = uS uO iO 4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 又例又例: :半波精密整流半波精密整流电路电路 uO1 uI AR1R2 R1D1D2totouO2uI uO2uO2 = 0VuO2= - - R2/R1 uI当当 uI 0V 时时, uO1 0V， D1截止、截止、D2导通，导通，当当 uI 0V， D1导通、导通、D2截止，截止， 4.3 运放构成的基本电路运放构成的基本电路 又例又例: :全波精密整流全波精密整流电路电路 uO1 uO uI uO = | uI | AR2R R1D1D2 ARRR R2totouO uI