第6章放大电路中的反馈资料.ppt

1、1,第6章放大电路中的反馈,6.1反馈的基本概念,6.3负反馈对放大电路性能的影响,6.5负反馈放大电路的自激振荡,6.2负反馈的四种组态,2,6.1 反馈的基本概念,所谓反馈,指的是将放大电路的输出量(输出电压或输出电流)的全部或一部分,通过一定的方式反送到放大电路的输入回路,6.1.1 什么是反馈,3,反馈放大电路的三个环节：,基本放大电路,比较环节,反馈放大电路的方框图:,反馈电路,输出信号,输入信号,反馈信号,反馈系数,净输入信号,放大倍数,4,反馈放大电路的方框图,净输入信号,若三者同相，则 Xd = Xi Xf,可见 Xd Xi ，即反馈信号起了削弱净输入信号的作用（负反馈）。,5

2、,6.1.2反馈的分类,一、正反馈和负反馈,反馈信号增强了外加输入信号，使放大电路的放大倍数提高 ,正反馈,反馈信号削弱了外加输入信号，使放大电路的放大倍数降低 ,负反馈,6,反馈极性的判断方法：瞬时极性法。,先假定某一瞬间输入信号的极性，然后按信号的放大过程，逐级推出输出信号的瞬时极性，最后根据反馈回输入端的信号对原输入信号的作用，判断出反馈的极性。,对分立元件而言，C与B极性相反，E与B极性相同。 对集成运放而言， uO与u-极性相反， uO与u+极性相同。,7,利用瞬时极性法判断负反馈,+,+,+,(1)设接“地”参考点的电位为零，在某点对“地”电压（即电位）的正半周，该点交流电位的瞬时

3、极性为正；在负半周则为负。,(2)设基极瞬时极性为正，根据集电极瞬时极性与基极相反、发射极(接有发射极电阻而无旁路电容时)瞬时极性与基极相同的原则，标出相关各点的瞬时极性。,8,利用瞬时极性法判断负反馈,+,+,(3)若反馈信号与输入信号加在同一电极上，,(4)若反馈信号与输入信号加在两个电极上，,两者极性相反为负反馈；,极性相同为正反馈。,两者极性相同为负反馈；,极性相反为正反馈。,9,直流反馈：反馈只对直流分量起作用，反馈元件只能传递直流信号。,在振荡器中引入正反馈，用以产生波形。,交流反馈：反馈只对交流分量起作用，反馈元件只能传递交流信号。,在放大电路中，出现正反馈将使放大器产生自激振荡

4、，使放大器不能正常工作。,二、直流反馈和交流反馈,10,三、电压反馈和电流反馈,如果反馈信号取自输出电压，则为电压反馈；电压负反馈的反馈信号与输出电压成比例； 反馈信号取自输出电流，则为电流反馈，电流负反馈的反馈信号与输出电流成比例。,电流负反馈具有稳定输出电流、增大输出电阻的作用。,电压负反馈具有稳定输出电压、减小输出电阻的作用。,11,共发射极电路,判断方法：从输出端判断,从集电极引出为电压反馈,从发射极引出为电流反馈,12,反馈到基极为并联反馈,反馈到发射极为串联反馈,判断方法:从输入端位置,ib= ii if,ube= ui uf,四、串联反馈和并联反馈,共发射极电路,13,负反馈,交

5、流反馈,直流反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,6.2 负反馈四种组态和反馈的一般表达式,稳定静态工作点,14,四种反馈类型的比较,15,6.2.1 反馈阻态的判断,电流：将负载短路，反馈量仍然存在。,电压：将负载短路，反馈量为零。,16,一、 负反馈类型的判别步骤,3) 判别是否负反馈？,2) 判别是交流反馈还是直流反馈？,4) 是负反馈！判断是何种类型的负反馈？,1) 找出反馈网络（一般是电阻、电容）。,17,有无反馈的判断,是否有联系输入、输出回路的反馈通路； 是否影响放大电路的净输入。,(a)没引入反馈的放大电路,(b)引入反馈的放大电路,(c) R的

6、接入没引入反馈,18,1) 判别反馈元件（一般是电阻、电容） (1) 连接在输入与输出之间的元件。 (2) 为输入回路与输出回路所共有的元件。,例1：,1、放大电路中的反馈,19,2) 判断是交流反馈还是直流反馈,交、直流分量的信 号均可通过 RE，所以RE引入的是交、直流反馈。,如果有发射极旁路电容， RE中仅有直流分量的信号通过 ，这时RE引入的则是直流反馈。,E,例1：,20,例1：,3) 判断反馈类型,利用瞬时极性法判断： 反馈信号与输入信号加在两个电极上，两者极性相同为负反馈,从输出端看：反馈信号非直接输出端,+ uf ,+ ,ie,ube,负反馈,从输入端看：反馈信号和输入信号不在

7、同一端,电流反馈,串联反馈,21,电阻 RF连接在输入与输出之间，所以RF是反馈元件。,2) 判断是交流反馈还是直流反馈,交、直流分量的信号均可通过 RF， 所以 RF引入的是交、直流反馈。,例2：,1) 判反馈元件,22,3) 判断反馈类型,例2：,利用瞬时极性法判断： 反馈信号与输入信号同一电极上，两者极性相反为负反馈,从输出端看：反馈信号直接接输出端,负反馈,从输入端看：反馈信号和输入信号在同一端,电压反馈,并联反馈,23,例3：判断图示电路中的负反馈类型。,解: RE2对交流不起作用，引入的是直流反馈；,RE1对本级引入串联电流负反馈。,RE1、RF对交、直流均起作用，所以引入的是交、

8、直流反馈。,24,例3：判断图示电路中的负反馈类型。,解:,RE1、RF引入越级串联电压负反馈。,+,+,T2集电极的 反馈到T1的发射极，反馈信号和输入信号不在同一电极上，两者极性相同为负反馈，故为负反馈； 反馈从T2的集电极引出，是电压反馈；反馈电压引入到T1的发射极，是串联反馈。,25,例4：如果RF不接在T2 的集电极，而是接C2与RL 之间，两者有何不同 ？,解: 因电容C2的隔直流作用，这时RE1、RF仅 引入交流反馈。,26,例5：如果RF的另一端不接在T1 的发射极，而是接在它的基极，两者有何不同，是否会变成正反馈 ？,解: T2集电极的 反馈到T1的基极，反馈信号与输入信号同

9、一电极上，两者极性相同为正反馈，故为正反馈； 这时RE1、RF引入越级正反馈。,+,+,利用瞬时极性法判断：,27,RF2(R1、R2): 直流反馈,（稳定静态工作点）,RF 、CF : 交流电压并联负反馈,+UCC,(a),RE1,+,R1,RF1,RF2,C2,RC2,RC1,CE2,RE2,R2,+,C,+,RF1、RE1: 交直流电压串联负反馈,+,+,+,例6：,RF,RE2: 直流反馈,28,+,+,电流并联负反馈,正反馈,两个2k电阻 构成交直流反馈,两个470k,29,2、运算放大器电路中的负反馈,运算放大器电路反馈类型的判别方法： 1. 反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈

10、； 从负载电阻RL的靠近“地”端引出的，是电流反馈； 2. 输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相和反相）上的，是串联反馈；加在同一个输入端（同相或反相）上的，是并联反馈； 3. 对串联反馈，输入信号和反馈信号的极性相同时，是负反馈；极性相反时，是正反馈； 4. 对并联反馈，净输入电流等于输入电流和反馈电流之差时，是负反馈；否则是正反馈。,30,例1：,试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。,解：,因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引出，所以是电压反馈；,因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同相输入端上，所以是串联反馈； 因输入信号和反馈信

11、号的极性相同，所以是负反馈。,串联电压负反馈,先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；,31,例2：,试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。,解：,因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL的靠近“地”端引出的，所以是电流反馈；,因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，所以是并联反馈;,因净输入电流 id 等于输入电流和反馈电流之差，所以是负反馈。,并联电流负反馈,32,6.2.2反馈的一般表达式,图 6.2.1反馈放大电路方框图,分别为输入信号、输出信号和反馈信号；,开环放大倍数,无反馈时放大网络的放大倍数；,因为：,所以：,得：闭环放大倍数,33,闭

12、环放大倍数,引入反馈后，放大电路对外加输入信号的放大倍数。,回路增益,在反馈放大电路中，信号沿放大网络和反馈网络组成的环路传递一周后所得到的放大倍数。,引入反馈后，放大电路的放大倍数与无反馈时相比所变化的倍数。,负反馈；,正反馈。,34,若,深度负反馈,结论：深负反馈放大电路的放大倍数主要由反馈网络的反馈系数决定，能保持稳定。,若,则,此时Xi= 0， Xo 0 ,放大电路处于自激振荡,35,6.3负反馈对放大电路性能的影响,6.3.1提高放大倍数的稳定性,引入负反馈后，在输入信号一定的情况下，当电路参数变化、电源电压波动或负载发生变化时，放大电路输出信号的波动减小，即放大倍数的稳定性提高。

13、放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。,在中频范围内，,放大倍数的相对变化量：,结论：引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了 (1 + AF) 倍。,36,负反馈减小了波形失真,加入 负反馈,无负反馈,F,xf,xo,略大,略小,略小,略大,接近正弦波,预失真,6.3.2减小非线性失真和抑制干扰,同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。,图 6.3.2,37,6.3.3 展宽频带,中频放大倍数与通频带的乘积基本不变，即：,无反馈时的通频带为,引入负反馈后通频带,引入负反馈后上限频率,引入负反馈后下限频率,38,6.3.4 改变输入电阻和输出电阻,1. 负反馈对输入电阻的影响,串联负反馈使输入电

14、阻增大，,并联负反馈使输入电阻减小，,串联负反馈只将反馈环路内的输入电阻增大，,图示电路总输入电阻：,39,2. 负反馈对输出电阻的影响,电压负反馈使输出电阻减小，,电流负反馈使输出电阻增大，,当负载电阻开路时放大网络的放大倍数。,电流负反馈只将反馈环路内的输入电阻增大，,图示电路总输出电阻：,40,负反馈对放大电路性能的影响,负反馈以降低放大电路的放大倍数为代价，放大倍数的稳定性提高了1+AF倍,放大器其它各项性能都得到改善：,电压串联,降低1+AF倍,增大,减小,展宽,减小,电压并联,降低1+AF倍,增大,减小,展宽,减小,减小,电流串联,电流并联,降低1+AF倍,降低1+AF倍,增大,增

15、大,减小,展宽,减小,展宽,减小,41,综上所述,1. 反馈信号与外加输入信号的求和方式只对放大电路的输入电阻有影响：串联负反馈使输入电阻增大；并联负反馈使输入电阻减小。 2. 反馈信号在输出端的采样方式只对放大电路的输出电阻有影响：电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。 3. 串联负反馈只增大反馈环路内的输入电阻；电流负反馈只增大反馈环路内的输出电阻。 4. 负反馈对输入电阻和输出电阻的影响程度，与反馈深度有关。,42,6. 5 负反馈放大电路的自激振荡,产生自激振荡的原因,常用的校正措施,43,一、产生自激振荡的原因,1. 自激振荡的幅度条件和相位条件,产生自激振荡条件是：,幅度条件：,相位条件：,中频区为负反馈，,在高频段或低频段将可能变为正反馈,而产生自激振荡。,44,-900,+900,00,单级负反馈放大电路两级负反馈放大电路都是稳定的， 三级负反馈放大电路有可能自激振荡， 对三级以上放大电路深度负反馈条件下必须消除自激条件，使电路稳定工作。,45,2. 自激振荡的判断方法,f0,fc,f0 fc,f0 fc,产生自激振荡,不产生自激振荡,fp1,46,3. 负反馈放大电路的稳定裕度,(1)幅度裕度 Gm,稳定的负反馈放大电