模拟电子技术基础简明教程(第三版)第六章.ppt

1、第一节 反馈的基本概念,什么是反馈,反馈的分类,下页,总目录,基本固定,一、什么是反馈,UE= IERE,uB,uE,反馈：将放大电路的输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部，通过一定的方式，反送到输入回路中。,UBE= UB UE,下页,上页,首页,二、反馈的分类 1. 正反馈和负反馈,正反馈：引入的反馈信号增强了外加输入信号的作用， 从而使放大电路的放大倍数提高。 负反馈：引入的反馈信号削弱了外加输入信号的作用， 从而使放大电路的放大倍数降低。 判断方法：瞬时极性法。,表示瞬时极性的正，该点瞬时信号的变化为增大。,表示瞬时极性的负，该点瞬时信号的变化为减小。,动画,下页,上页,首页,负

2、反馈,正反馈,增大,反馈电压增强了输入信号的作用，,反馈电压削弱了输入信号的作用，,减小,下页,上页,首页,直流反馈：反馈信号中只包含直流成分。 交流反馈：反馈信号中只包含交流成分。,直流负反馈：可稳定静态工作点。,2. 直流反馈和交流反馈,减小,反馈极性为负反馈,下页,上页,首页,交流负反馈：对放大电路的各项动态性能产生不同的影响，是用以改善电路技术指标的主要手段。,减小,负反馈,下页,上页,首页,3. 电压反馈和电流反馈,电压反馈：反馈信号取自输出电压，与输出电压成正比。 电压负反馈可稳定输出电压，降低输出电阻。 电流反馈：反馈信号取自输出电流，与输出电流成正比。 电流负反馈可稳定输出电流

3、，提高输出电阻。,下页,上页,判断方法：可假设将输出端交流短路（即令输出电压等于零），若反馈信号不复存在，则为电压反馈，否则就是电流反馈。,首页,iF 0,电流反馈,负反馈,iB = iI iF,减小,下页,上页,首页,uF = 0,uBE = uI uF,负反馈,减小,下页,上页,电压反馈,首页,4. 串联反馈和并联反馈,串联反馈： 反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和。 串联负反馈可提高输入电阻。 并联反馈： 反馈信号与输入信号在输入回路中以电流形式求和。 并联负反馈降低输入电阻。,下页,上页,首页,iB = iI iF,为并联负反馈，,Rs不能为零。,下页,上页,首页,uBE =

4、 uI uF,为串联负反馈,上页,首页,第二节 负反馈的四种组态和反馈的一般表达式,负反馈的四种组态,反馈的方块图和一般表达式,下页,总目录,一、负反馈的四种组态,1. 电压串联负反馈,下页,上页,首页,仿真,2. 电压并联负反馈,转移电阻,反馈系数,增大,下页,上页,首页,仿真,3. 电流串联负反馈,转移电导,反馈系数,下页,上页,首页,仿真,4. 电流并联负反馈,电流放大倍数,反馈系数,下页,上页,首页,仿真,四种反馈类型的比较,下页,上页,首页,电压串联负反馈,例6.2.1 判断各电路中反馈的极性和组态。,减小,下页,上页,首页,减小,下页,上页,电流并联负反馈,首页,减小,下页,上页,

5、电压并联负反馈,首页,减小,电流串联负反馈,下页,上页,首页,二、反馈的方块图和一般表达式,闭环放大倍数,开环放大倍数,反馈系数,反馈深度,回路增益,下页,上页,首页, 1,说明引入的反馈为负反馈。, 1,说明引入的反馈为正反馈。, 1,= 0,放大电路产生自激振荡，,放大电路失去了放大作用。,说明引入的反馈为深度负反馈。,下页,上页,首页,第三节 负反馈对放大电路性能的影响,提高放大倍数的稳定性,减小非线性失真和抑制干扰,展宽频带,改变输入电阻和输出电阻,下页,总目录,一、提高放大倍数的稳定性,中频区,对变量A求导数，可得：,稳定性提高1+AF倍。,下页,上页,首页,二、减小非线性失真和抑制

6、干扰,无反馈,引入负反馈,负反馈对同输入信号同时混入的干扰无作用。,大,大,大,大,小,小,小,小,下页,上页,首页,三、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,下页,上页,首页,fL,fH,fLf,fHf,图 6.2.3负反馈对通频带和放大倍数的影响,f,四改变输入电阻和输出电阻,不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不同。,一、负反馈对输入电阻的影响,1. 串联负反馈使输入电阻增大,得：,结论：引入串联负反馈后，输入电阻增大为无反馈时的 倍。,图 6.2.4,2. 并联负反馈使输入电阻减小

7、,得：,结论：引入并联负反馈后，输入电阻减小为无负反馈时的 1/ 。,图 6.2.6并联负反馈对 Ri 的影响,二、负反馈对输出电阻的影响,1. 电压负反馈使输出电阻减小,Rcf,放大电路的输出电阻定义为：,得：,结论：引入电压负反馈后，放大电路的输出电阻减小到无反馈时的。,图 6.2.9,2. 电流负反馈使输出电阻增大,图 6.2.9,结论：引入电流负反馈后，放大电路的输出电阻增大到无反馈时的 倍。,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：

8、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。,第四节 负反馈放大电路的分析计算,利用关系式 估算闭环电压放大倍数,利用关系式 估算闭环电压放大倍数,下页,总目录,对于电路结构简单的负反馈放大电路， 可以利用微变等效电路法进行分析计算。 对于比较复杂的反馈放大电路， 用微变等效电路法求解可能比较麻烦。 在实际的电子设备中， 比较复杂的反馈放大电路的开环放大倍数比较大， 可以作为深度负反馈放大电路来处理。,下页,上页,首页,1. 利用关系式 估算

9、闭环电压放大倍数,只有电压串联负反馈的闭环电压放大倍数可表示为：,下页,上页,所以电路满足深度负反馈时,净输入信号,首页,iid 0,uid 0,电路中引入了串联负反馈。,电路中引入了并联负反馈。,下页,上页,ii 0,ube 0,首页,u- = u+ = 0 V,电压并联负反馈 ii if,例6.4.1 设各电路均理想运放深负反馈放大电路， 试估算各电路的闭环电压放大倍数。,iid = ii - if,下页,上页,二、举例分析负反馈放大电路,首页,电压串联负反馈 ui uf,uid = ui - uf,uid 0,下页,上页,首页,电流并联负反馈ii if,iid = ii - if,iid

10、 0,虚地,下页,上页,首页,下页,上页,首页,电流串联负反馈 ui uf,uid =ui - uf,uid 0,下页,上页,首页,电流并联负反馈 ii if,例6.4.2 试估算各电路的闭环电压放大倍数,ii = ii - if,us Rs ii,uo = - io Rc2, Rs if,下页,上页,首页,uo = - io Rc2,下页,上页,首页,电压串联负反馈 ui uf,ube = ui - uf,ube 0V,下页,上页,首页,电压并联负反馈 ii if,ii = ii - if,uo - if RF,us ii Rs,ii 0,下页,上页,首页,电流串联负反馈,ube = ui

11、- uf,ui uf,uo = - io Rc3,ube 0,下页,上页,首页,下页,上页,首页,uid = ui - uf,电压串联负反馈,ui uf, 0V,下页,上页,首页,电压并联负反馈 ii if,ii = ii - if,ui ii R, if R,下页,上页,首页,第五节 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,下页,总目录,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。,下页,上页,首页,-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。,下页,上页,首页,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,下页,上页,首页,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路， 其Gm 应为负值，,一般的负反馈放大电路要求Gm -10dB,下页,上页,首页,(2)相位裕度 m,稳定的负反馈放大电路，其 m 应为正值，,一般的负反馈放大电路要求