数电模电路模电课件第六章

1第六章放大电路中的反馈内容提要：6.1反馈的基本概念及判断方法6.2负反馈放大电路的四种基本组态6.3负反馈放大电路的方块图及一般表达式6.4深度负反馈放大电路放大倍数的分析6.5负反馈对放大电路性能的影响6.6负反馈放大电路的稳定性6.7放大电路中其它形式的反馈6.8Multisim应用举例26.1反馈的基本概念及判断方法一、基本概念1、什么是反馈电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）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（放大电路的输入电压或输入电流）的措施称为反馈。2、反馈的目的通过输出对输入的影响来改善系统的运行状况及控制效果。3、反馈的方框图3二、反馈的分类1、

例：共射放大电路中的射极电阻Re2、混合型：交直流反馈例：共射放大电路中的射极电阻Re为交直流反馈，若带有旁路电容Ce，则仅为直流反馈。4三、反馈的判断1、判断反馈的有无方法：寻找电路中有无反馈通路例：52、判断反馈的极性瞬时极性法：①规定输入信号某一时刻的极性；②根据输入信号是同相端还是反相端判断输出信号的极性；③再判断反馈信号的极性；④反馈极性与输入极性叠加后，若净输入量↑→正反馈，若输入量↓→负反馈。例：63、判断直流反馈与交流反馈方法：判断反馈存在于何种通路中（交流、直流）7例6.1.1R3：交直流负反馈；R4、R1：交直流负反馈4、判断电压反馈与电流反馈（后讲）5、判断串联反馈与并联反馈（后讲）P264～思考题86.2负反馈放大电路的四种基本组态引入了交流负反馈的放大电路称为负反馈放大电路（本章着重分析交流反馈）。一、电路分析要点前提：Aou很大，uid很小1、加负反馈后，任何原因uo↑→uid＝（ui－uF↑）↓→uo↓——uo的变化受到抑制∴由ui↑→uo↑也必然受到抑制——反馈使Au↓

92、反馈实为对输出的取样，与输出成正比3、uid＝ui－uF4、对于集成运放电路：Aod＝∞,则uid＝0——虚短Rid＝∞，则Iid＝0——虚断研究的问题：①输出端：反馈取自输出电压/电流②输入端：反馈与输入信号的叠加方式是电压/电流——有4种组合形式、即四种组态。10二、四种反馈组态1、电压串联负反馈从输出电压取样，经反馈网络得反馈电压与输入电压叠加，差值作为净输入电压。112、电流串联负反馈从输出电流取样，经反馈网络得反馈电压与输入电压叠加，差值作为净输入电压。12结论：①电压负反馈稳定输出电压、电流负反馈稳定输出电流②串联负反馈输入电流很小，适用于输入信号为恒压源的场合133、电压并联负反馈144、电流并联负反馈15三、组态的判断1、输出端电压/电流负反馈判断电压：反馈量取自uO电流：反馈量取自iO令uO＝0，若uF或iF＝0，则为电压负反馈。令uO＝0，若uF或iF≠0，则为电流负反馈。实际操作时：令RL＝0或短接16例：①电压负反馈17②电流负反馈182、输入端串联/并联负反馈判断方法：直接判断，电压叠加——串联，电流叠加——并联诀窍：输入信号与反馈信号在同一输入端——电流——并联输入信号与反馈信号在两个输入端——电压——串联例：①前叙几个电路②例6.2.1例6.2.2P270～思考题自测题一、二习题6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7196.3方块图及一般表达式四种基本组态的负反馈放大电路千变万化，为了研究其共同规律，可以利用方块图来描述所有电路。一、负反馈放大电路的方块图表示法任何负反馈放大电路都可以用下图表示：2021二、四种组态电路的方块图将负反馈放大电路的基本放大电路与反馈网络均看成为二端口网络，则不同反馈组态表明两个网络的不同连接方式。（a）电压串联负反馈22（b）电流串联负反馈23（c）电压并联负反馈24（d）电流并联负反馈注：四种反馈放大电路的环路放大倍数均无量纲。25三、负反馈放大电路的一般表达式26四、负反馈放大电路的基本放大电路对于集成运放所构成的负反馈放大电路，一般均满足1＋AF>>1的条件，因而在分析中均可直接求出Af≈1/F。对于其它负反馈放大电路，在分析闭环放大倍数时，为了使信号的传递单向化，需要分解出基本放大电路。在分解出基本放大电路时，应考虑反馈网络的负载效应，即将反馈网络作为放大电路输入端和输出端的等效负载。基本理论：①考虑反馈网络在输入端的负载效应时，应令输出量的作用为零；②考虑反馈网络在输出端的负载效应时，应令输入量的作用为零。27具体操作步骤：①找出反馈网络。②求解反馈网络在放大电路输入端的等效负载电阻：电压负反馈令Uo＝0，即将输出端短路；电流负反馈令Io＝0，即将Io所在回路断路。③求解反馈网络在放大电路输出端的等效负载电阻：串联反馈令Ii＝0，即断开放大电路输入级与反馈网络的连接处；并联反馈令Ui＝0，即令输入端接地。28为了作图简便，任以集成运放所构成的负反馈放大电路为例：1、电压串联负反馈电路的基本放大电路2、电流串联负反馈电路的基本放大电路293、电压并联负反馈电路的基本放大电路4、电流并联负反馈电路的基本放大电路P274～复习思考题306.4深度负反馈放大电路放大倍数的分析实用的放大电路中多引入深度负反馈，所以分析的重点是分离出反馈网络，只要求出反馈网络的放大系数就可以估算负反馈放大电路的放大倍数。一、深度负反馈的实质用此法可以求出四种不同组态负反馈放大电路的放大倍数。

31二、反馈网络的分析（a）电压串联负反馈（b）电流串联负反馈（c）电压并联负反馈（d）电流并联负反馈注意：反馈系数仅决定于反馈网络，与放大电路的输入、输出特性及负载电阻RL无关。32三、基于反馈系数的放大倍数分析1、电压串联负反馈2、电流串联负反馈333、电压并联负反馈4、电流并联负反馈34注意：对于并联负反馈，信号源内阻Rs必不可少，因为若Rs＝0，恒压源将直接加在基本放大电路输入端，使净输入电流仅仅取决于恒压源电压值及基本放大电路的输入电阻，而与反馈电流无关。Rs越大，输入电流越恒定，反馈作用越明显。若电路测试信号源内阻为0，则应外加一个相当于Rs的电阻。综上所述，求解深度负反馈放大电路的放大倍数的一般步骤是：①正确判断反馈组态②求解反馈系数F③求解Af、Auf或AusfA、F、Af符号应相同例6.4.1～6.4.335四、基于理想运放的放大倍数分析1、理想运放的性能指标①Aod＝∞②Rid＝∞③Rd＝0④KKCR＝∞⑤fH＝∞⑥UOI、IOI、dUOI/dT（℃）、dIOI/dT（℃）＝0362、线性工作区①uO＝Aod（uP－uN）∵Aod＝∞，∴uP－uN＝0，即uP＝uN——虚短∵Rid＝∞，∴iP＝iN——虚断②由于理想运放线性区要求输入电压几乎为零，只有加入负反馈才能保证工作于线性区。可以根据电路是否引入了负反馈来判断电路是否工作在线性区。373、放大倍数的分析可见基于反馈系数和基于理想运放的放大倍数的分析的一致性。例6.4.438P283～思考题自测题二习题6.8、6.9、6.10396.5负反馈对放大电路性能的影响一、稳定放大倍数交流深度负反馈时，放大倍数几乎仅仅取决于反馈网络，而反馈网络通常由电阻组成，因而稳定性很好。一般交流负反馈：说明负反馈放大电路放大倍数Af的相对变化量dAf/Af仅为基本放大电路放大倍数A的相对变化量dA/A的1/（1＋AF），即Af的稳定性是A的（1＋AF）倍。例：A发生了10％的变化量，1＋AF＝100，则Af的变化量仅为0.1％。注意：①由各种原因所引起的Af的变化都将减小；②以牺牲放大倍数为代价，Af仅为A的1/（1＋AF）。40二、改变输入电阻和输出电阻1、对输入电阻的影响①串联负反馈增大输入电阻输入电阻增大为Ri的（1＋AF）倍特例：有的电阻不在反馈环内：41②并联负反馈减小输入电阻输入电阻减小为Ri的1/（1＋AF）特例：当并联负反馈电路输入端为恒压源提供信号时（无Rs＝0），Ii＇将为常量，反馈不再起作用。若要反馈起作用，Rs越大越好。422、对输出电阻的影响①电压负反馈减小输出电阻输出电阻减小为Ro的1/（1＋AF）。当（1＋AF）→∞，Rof→0，近似为恒压源。43②电流负反馈增大输出电阻输出电阻增大为R0的（1＋AF）倍当（1＋AF）→∞，Rof→∞，近似为恒流源。当（1＋AF）→∞理想状态时，四种反馈对输入、输出电阻的影响见P288～表6.5.144三、展宽频带四、减小非线性失真五、放大电路引入负反馈的一般原则设计负反馈放大电路时，可以进行估算及计算机辅助计算，对引入反馈的定性分析比定量分析更重要。关键要掌握反馈类型对放大电路性能的影响。45引入负反馈的一般原则：1、①稳定Q点——直流反馈；②改善动态性能——交流反馈。2、①信号源为恒压源或内阻较小的电压源减小信号源的输出电流和内阻上的压降放大电路获得更大的输入电压增大放大电路的输入电阻——串联反馈；②信号源为恒流源或内阻较大的电压源放大电路获得更大的输入电流减小放大电路的输入电阻——并联反馈。3、①稳定电压信号减小输出电阻——电压反馈；②稳定电流信号增大输出电阻——电流反馈。4、综合考虑46例：电压信号→电流信号——电流串联负反馈例6.5.1P293～思考题习题6.11、6.12、6.14、6.15476.6负反馈放大电路的稳定性由6.5节所学知识可知，交流负反馈可以改善放大电路多方面的性能，而且反馈越深，性能改善的越好。但是若电路的组成不合理、反馈过深，在输入为零时，输出却产生了一定频率和幅值的信号，则称电路产生了自激振荡——电路不稳定。一、自激振荡产生的原因和条件1、原因482、自激振荡的平衡条件

49二、稳定性的定性分析一般反馈网络为纯电阻网络，则电路的相移仅产生于放大电路。若放大电路采用直接耦合方式，则电路只可能产生高频振荡：①单管放大电路引入负反馈，最大相移为－90o，不能产生自激振荡；②两级放大电路引入负反馈，最大相移为－180o，理论上能产生自激振荡，但是若f0＝∞，幅值条件不可能满足，所以也不能产生自激振荡；③三级放大电路引入负反馈，最大相移为－270o，存在f0满足幅值条件，能产生自激振荡。直接耦合放大电路级数越多，引入反馈后越容易产生高频振荡。若放大电路中的耦合电容、旁路电容越多，引入反馈后越容易产生低频振荡。（1＋AF）越大，反馈越深，满足幅值条件的可能性越大，越容易产生自激振荡。50三、负反馈放大电路稳定性的判断波德图511、判断方法令满足自激振荡相位条件的频率为f0，满足幅值条件的频率为fc。①若不存在f0，则电路稳定。②若存在f0，且f0<fc，则电路必然产生自激振荡