放大电路中的反馈(精)

第6章放大电路中的反馈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重点掌握基本概念1.反馈6.1反馈的基本概念及判断方法在电子电路中，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。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。6.1.1反馈的基本概念2.反馈电路框图放大器输出输入取+加强输入信号正反馈用于振荡器取-削弱输入信号负反馈用于放大器开环闭环反馈网络±叠加反馈信号净输入【例】输出量：IC净输入量：UBE静态工作点稳定原理反馈量：URE负反馈UBE＝UB－URE分压偏置式静态工作点稳定电路uIRB1+VCCRCC1C2RB2RERLuO+-+-++交流反馈：仅在交流通路中存在的反馈。--稳定Q点直流反馈：仅在直流通路中存在的反馈。3.直流反馈与交流反馈直交流反馈直流反馈+CE--改善电路的性能uIRB1+VCCRCC1C2RB2RERLuO+-+-++uIVCC+-uO+-+(+)1Rc1Re1R2Rc2ReRf(+)(-)(-)1uB1uC2uEuIVCCT+-uO+-+(-)1Rc1Re12Rc2ReRf(+)(-)(-)1uE1uC2uET2T1T2+-uN1RRfRL(+)(+)++-(-)-uIuO+-uP1RRf(+)(+)++-(-)uIuO+-uN2RR3(+)(+)+(-)-uO1121A2A本级反馈——反馈只存在于某一级放大器中级间反馈——反馈存在于两级以上的放大器之间反馈通路本级反馈通路级间反馈通路4.本级反馈与级间反馈1.有无反馈的判断方法：找反馈通路无反馈有反馈6.1.2反馈的判断2.正负反馈的判断方法：瞬时极性法+①先假定输入信号的瞬对地极性②判断输出信号的瞬间电位③推出反馈信号的瞬时极性④看反馈信号对输入信号的影响增强--正反馈削弱--负反馈+-R1R2uOuIA-iFiP-+R1R2uOuIA++iNiF负反馈正反馈ii2.正负反馈的判断集成运放反馈电路-+R1R2uOuIA++uD=uP-uNuF㊉㊀uD+-uNuP分立元件反馈电路输入级放大管的净输入电压uBE净输入电流iB净输入电压uD或净输入电流iP(或iN)uIVCC+-uO+-+(+)1Rc1Re1R2Rc2ReRf(+)(-)(-)T交流反馈3.直流反馈与交流反馈的判断方法：看反馈存在于直流通路还是交流通路中。直流通路C1+-1Ruiuo2RA交流通路C1+-1Ruiuo2RA交、直流反馈画出直流通路和交流通路C1C2+-1Ruiuo2RA6.2负反馈放大器电路的四种基本组态输出端uoio输入端与ui相比较与ii相比较电压反馈电流反馈串联反馈并联反馈电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈四种组态负反馈放大电路：引入交流负反馈的放大电路。①判断反馈极性+++-uF负反馈②取样：判断反馈取自输出电压还是输出电流。uDiNi2i1iP6.2.1四种负反馈组态短路法令uo=0，观察是否仍存在反馈信号:反馈信号不存在---电压反馈；反馈信号仍存在---电流反馈。电压反馈R21、电压串联负反馈+-uFiNi2i1iPFu③比较：输入端是电压相减还是电流相减FIDuuu串联反馈IOuRRu)1(12虚短6.2.1四种负反馈组态OuRRR211虚断虚断稳定输出电压③求和+-uF++负反馈uDiOiO①判断正负反馈1RiuOF电流反馈②取样FIDuuu串联反馈IOuRi112、电流串联负反馈稳定输出电流③求和负反馈iD①判断反馈极性iO+-iF电压反馈②取样FIDiiiiIiDRuiOF并联反馈RiuIO3、电压并联负反馈①判断反馈极性②取样FIDiiiOFiRRRi212-电流反馈iF+iIiDi2并联反馈③求和负反馈iDIOiRRi)1(214、电流并联负反馈iO1、判断电压反馈或电流反馈6.2.2反馈组态的判断电流反馈电压反馈从输出端引出的反馈是电压反馈，不是从输出端的反馈是电流反馈。2、判断串联反馈和并联反馈反馈信号与输入信号加在同一输入端，则为并联反馈反馈信号与输入信号加在不同输入端则为串联反馈ud=ui–ufid=ii-if串联反馈并联反馈三极管的基极和发射极可以看成放大器的两个输入端iifibib=i-if并联反馈ufuiubeube=ui-uf串联反馈3、分立元件的反馈+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCuoui+–T1T2Rf+-+-uf-+ube电压串联负反馈例1：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。交流负反馈iibif电压反馈并联反馈电压并联负反馈，交直流反馈例2：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。-+VCCRCC2C1Rfuiuo+电流反馈并联反馈iiBiF例3：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。uC1uB2uouiuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2+---交直流负反馈RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiubeie电流串联负反馈RE2直流负反馈例4：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。ioXXA开环放大倍数iofXXA闭环放大倍数ofXXF反馈系数6.3负反馈放大电路的方块图及一般表达式基本放大电路iXoX反馈回路fX＋iX+–AF6.3.1方块图ifXXFA环路放大倍数6.3.2负反馈放大电路放大倍数的一般表达式iofXXA基本放大电路iXoX反馈回路fX＋iX+–AFFAAAf1fioXXXFAAXFAXXAiii1中频时||||AAf则①若放大倍数减小||||AAf则②若放大倍数增加fA则③若无输入有输出11FA④若----深度负反馈FAAAf1FAf1则11FA11FA01FAFA1反馈深度----负反馈----正反馈----自激振荡AFAAf1引入负反馈，则0AF同相与ifXX即foXXF1深度负反馈的实质是在近似分析中忽略净输入量。深度串联负反馈时：fiUUfiII深度并联负反馈时：11FA----深度负反馈FAf1则此时，负反馈放大电路闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。6.4.1深度负反馈的实质fioAXX6.4深度负反馈放大电路放大倍数的分析211fRRRUUFouu1211RRFAuuuuf例:电压串联负反馈+-uFiNi2i1iP6.4.2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6.5.1对放大倍数的影响FAAAf1||||AAf则①11FA负反馈AAFAAAd11dff②负反馈使放大倍数下降为原来的。FA11负反馈使电路放大倍数的稳定性提高倍。FA1uiubeib++––在同样的ib下，ui=ube+ufube，所以Rif提高。iif)1(RFAR1)串联负反馈biiiuR无负反馈时：有负反馈时：biifiuRuf+–使电路的输入电阻提高bbeiu6.5.2对输入电阻和输出电阻的影响1.对输入电阻的影响使电路的输入电阻降低2)并联负反馈6.5.2对输入电阻和输出电阻的影响FARR1ifiifbbeiiuR无负反馈时：有负反馈时：ibeifiuR在同样的ube下，ii=ib+ifib，所以Rif降低。iiibube+–1.对输入电阻的影响oof)1(RFARFARR1oof电压负反馈稳定输出电压电流负反馈稳定输出电流。1)电压负反馈使电路的输出电阻降低2)电流负反馈使电路的输出电阻提高输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。RousouoRL输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。ioRoisoRL6.5.2对输入电阻和输出电阻的影响2.对输出电阻的影响6.5.3对通频带的影响引入负反馈使电路的通频带宽度增加无负反馈有负反馈fbwffbwbwbwffFAf1增益带宽积仍为常数：Amf×fbwf=Am×fbwf||OA6.5.4减小非线性失真Auiufud加反馈前加反馈后uo大略小略大略小略大负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。uoAF小接近正弦波正弦波ui•要稳定静态工作点——引直流负反馈•要改善非线性失真，增大放大倍数稳定性——引交流负反馈•要稳定输出电压——引电压负反馈•要稳定输出电流——引电流负反馈•要增大输入电阻——引串联负反馈•要减小输入电阻——引并联负反馈【练习】6.5.6放大电路中引入反馈的一般原则•要抑制温漂——引直流负反馈6.6.1自激振荡产生的原因和条件Xo基本放大A电路X’iXf–+Xi反馈网络F放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。2、产生原因在高频区或低频区产生的附加相移达到180，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。FA和6.6负反馈放大电路的稳定性1、自激振荡1FA1FA)12(FnA幅值平衡条件相位平衡条件1FA起振条件：3、自激振荡的平衡条件正反馈需要足够的反馈量附加相移nAFn为奇数1)1级负反馈放大电路：2)2级负反馈放大电路：0FA3)3级负反馈放大电路：放大电路:直接耦合反馈网络:纯电阻网络放大电路级数越多，引入负反馈后，越易产生高频振荡放大电路中耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越易产生低频振荡。6.6.2负反馈放大电路稳定性的定性分析只可能产生高频振荡设A0F90~0A180~0A270~0A✕✕✓12BACKBACK例：中频放大倍数|A0|=10³，反馈系数|F|=0.01990010100011000100f..FAAA则：在原上限、下限频率处68770701707000LHf.FA.A.A、70709630990687fLHf....AA、说明加入负反馈后，原上限、下限频率仍在通频带内，即通频带加宽了。