第17章电子电路中的反馈1

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1、第17章 电子电路中的反馈,主讲：马盛林,第17章 电子电路中的反馈,17.1 反馈的基本概念,17.2 放大电路中的负反馈,17.3 振荡电路中的正反馈,第17章 电子电路中的反馈,本章要求：,理解什么是反馈，掌握电子电路中的直流反馈和交流反馈、正反馈和负反馈以及负反馈的四种类型的判别方法。 理解负反馈对放大电路工作性能的影响。 了解正弦波振荡电路中自激振荡的条件、自激振荡的建立和自激振荡的稳定。 了解RC振荡电路和LC振荡电路的工作原理。,重点与难点：,正反馈与负反馈的判断。 电压反馈与电流反馈的判断。 串联反馈与并联反馈的判断。 负反馈对放大电路工作性能的影响。 反馈的基本概念，反馈关系

2、式 ，反馈深度 。 负反馈与放大电路输出电压波形的失真。 RC与LC振荡电路的自激振荡原理。,17.1 反馈的基本概念,17.1.1 负反馈与正反馈,反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或全部通过某种电路引回到输入端。,通过RE将输 出电流反馈 到输入端。,反馈在电子电路中得到广泛应用。,通过RE将输 出电压反馈 到输入端。,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,若三者同相，则Xd = Xi Xf , 即Xd Xi , 此时, 反馈信号削弱了净输入信号, 电路为负反馈。,若

3、Xd Xi ，即反馈信号起了增强净输入信号的作用，则为正反馈。,(b)有反馈放大电路,(a)无反馈放大电路,电子电路方框图,F,反馈电路,比较环节,基本放大电路,无反馈作用的放大电路，信号单向传递，即只从输入端向输出端传递信息。,有反馈作用的放大电路，信号双向传递，既从输入端向输出端传递信息，又从输出端向输入端传递信息。因此，反馈放大电路是一个闭环电路。,17.1.2 负反馈与正反馈的判别方法,反馈极性的判别 瞬时极性法,(4) 若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同一电极)上，,两者极性相反时，净输入电压减小, 为负反馈；反之，极性相同为正反馈。,(3) 若反馈信号与输入信号加在不同输入端

4、(或两个电极)上，,两者极性相同时,净输入电压减小, 为负反馈;反之，极性相反为正反馈。,(1) 设定输入信号的极性(或称瞬时极性)。,以上分析法是从设定输入信号的瞬时极性开始的,因此，称瞬时极性法。,设输入电压 uI 为正，,差值电压 uD =uI uF，,各电压的实际方向如图，,uF 减小了净输入电压(差值电压) 负反馈。,设输入电压 uI为正，,差值电压 uD =uI + uF，,各电压的实际方向如图，,uF 增大了净输入电压 正反馈。,在振荡器中引入正反馈，用以产生波形。,在放大电路中，出现正反馈将使放大器产生自激振荡，使放大器不能正常工作。,17.2 放大电路中的负反馈,17.2.1

5、 负反馈的类型,(1)根据反馈所采样的信号不同,可以分为电压反馈和电流反馈。,如果反馈信号取自输出电压，叫电压反馈。如果反馈信号取自输出电流，叫电流反馈。,(2)根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,反馈信号与输入信号串联，即反馈信号与输入信号以电压形式作比较，称为串联反馈。,反馈信号与输入信号并联，即反馈信号与输入信号以电流形式作比较，称为并联反馈。,1.串联电压负反馈,设输入电压 uI 为正，各电压的实际方向如图所示,差值电压 uD =uI uF,uF 削弱了净输入电压 ( 差值电压) 负反馈。,反馈电压,取自输出电压电压反馈。,反馈信号与输入信号在输

6、入端以电压的形式作比较 串联反馈,(b)方框图,(a)电路,电压or电流反馈？,2. 并联电压负反馈,设输入电压 uI为正, 各电流实际方向如图所示。,差值电流 iD = i1 iF,iF 削弱了净输入电流(差值电流) 负反馈。,反馈电流,取自输出电压电压反馈,(b)方框图,(a) 电路,反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式作比较 并联反馈。,3. 串联电流负反馈,设输入电压 uI 为正，,差值电压 uD =uI uF,各电压的实际方向如图,uF 削弱了净输入电压 (差值电压) 负反馈。,反馈电压,取自输出电流 电流反馈。,反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式作比较 串联反馈,uF = R

7、iO,(a) 电路,(b) 方框图,特点: 输出电流 iO与负载电阻RL无关 同相输入恒流源电路或电压电流变换电路。,4. 并联电流负反馈,。,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； 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。,电压or电流反馈？,直

8、流反馈：只对直流分量起作用。,负反馈：反馈削弱净输入信号，使放大倍数降低。,交流反馈：只对交流分量起作用。,正反馈：反馈增强净输入信号， 使放大倍数提高。,引入交流负馈的目的：改善放大电路的性能,引入直流负反馈的目的：稳定静态工作点。,17.2 负反馈的类型,1. 反馈的基本概念,交流通路,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。,设输入电压 ui 为正，,差值电压 ube =ui uf,各电压的实际方向如图,uf 减小了净输入电压 负反馈,2. 交流负反馈类型的判断步骤,2) 判断是

9、交流反馈还是直流反馈？,3) 判断是否负反馈？,4) 是交流负反馈！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）。,+,-,Ui,Uo,R2,R1,+,-,+,Ui,Uo,+,-,+,Ui,Uo,R2,R1,+,xd,反馈有无的判断,直流， 交流， 交/直流,交流反馈还是直流反馈？,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。,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号的极性相同, 所以是负反馈。,串联电压负反馈,

10、解：先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号。,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,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、直流反馈。,例3：判断图示电路中的负反馈类型。,RE1、RF引入越级

11、串联电压负反馈。,+,+,解：T2集电极的 反馈到 T1 的发射极, 提高了E1 的交流电位，使Ube1减小，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。,例4：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，提高了B1的交流电位，使Ube1增大，故为正反馈。 这时RE1、RF引入越级正反馈。,+,+,+,+,电流并联负反馈,正反馈,两个 2k电阻构成交、直流反馈,例5：,判断反馈的类型：,判断反馈的类型：,电流并联正反馈 电压并联正反馈,电压并联负反馈 电流并联负反馈,

12、例题：,判断电路中引入的是哪种组态的交流负反馈。,负反馈,交流反馈,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,总结负反馈的类型,稳定静态工作点,17.2.2 负反馈对放大电路工作性能的影响,反馈放大电路的基本方程,反馈系数,净输入信号,开环 放大倍数,闭环 放大倍数,1. 降低放大倍数,负反馈使放大倍数下降。,| 1+AF| 称为反馈深度，其值愈大，负反馈作用愈强，Af也就愈小。,射极输出器、不带旁路电容的共射放大电路的电压放大倍数较低就是因为电路中引入了负反馈。,则有 ，,若|AF| 1，称为深度负反馈，此时：,在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数仅与反馈电路的

13、参数（如电阻和电容）有关。,2. 提高放大倍数的稳定性,引入负反馈使放大倍数的稳定性提高。,放大倍数下降至1/(1+|AF|)倍, 其稳定性提高1+|AF|倍。,如 |A|=300，|F|=0.01。,3. 改善波形失真,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。,无负反馈,接近正弦波,加入 负反馈,4. 展宽通频带,引入负反馈使电路的通频带宽度增加,无负反馈,有负反馈,负反馈展宽通频带,uI,ube,ib,+,+,5. 对放大电路输入电阻的影响,在同样的 ib下，uI= ube + uF ube，所以 rif 提高。,(1) 串联负反馈,无负反馈时,有负反

14、馈时,使电路的输入电阻提高,引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到基本放大电路输入电阻的（1+AF）倍。,（a）,（b）,5. 对放大电路输入电阻的影响,无负反馈时：,有负反馈时：,在同样的ube下，iI = ib + iF ib，所以 rif 降低。,(2) 并联负反馈,使电路的输入电阻降低,并联负反馈对输入电阻的影响,引入并联负反馈后，输入电阻仅为基本放大电路输入电阻的（1+AF）分之一。,1) 串联负反馈,使电路的输入电阻提高,2) 并联负反馈,使电路的输入电阻降低,可以减小从信号源索取的电流,可以从信号源获得更大的电流,电压负反馈对输出电阻的影响,引入电压负反馈后输出电阻仅为

15、其基本放大电路输出电阻的（1+AF）分之一。,6. 对放大电路输出电阻的影响,电流负反馈对输出电阻的影响,引入电流负反馈后，放大电路的输出电阻是其基本放大电路输出电阻的（1+AF）倍。,电流负反馈对输出电阻的影响,电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即有恒压输出特性，故输出电阻降低。,电流负反馈具有稳定输出电流的作用，即有恒流输出特性，故输出电阻提高。,(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,6. 对放大电路输出电阻的影响,四种负反馈对 ri 和 ro 的影响,放大电路中引入负反馈的一般原则,（4）在需要进行信号变换时，选择合适的组态。若将电流信号转换成电压信号时，应引入并联电压负反馈；若将电压信号转换成电流信号时，应引入串联电流负反馈。,（1）为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善电路的动态性能，应引入交流负反馈；,（2）根据信号源的性质决定引入串联负反馈还是并联负反馈。当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大电路的输入电阻，以减小信号源的输出电流和内阻上的压降，应引入串联负反馈； 当信号源为恒流源或内阻较大的电流源时，为减小放大电路的输入 电阻，使电路获得更大的输入电流，应引入并联负反馈；,（3）根据负载对放大电路输出量的要求，决定引入电压负反馈 还是电流负反馈。当负载需要稳定电压信号时，应引入电