《模电第六章负反馈放大电路讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模电第六章负反馈放大电路讲解（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 负反馈放大电路 6.1 反馈的基本概念 6.2 负反馈放大电路和四种组态 6.3 负反馈对放大电路性能的影响 6.4 深度负反馈放大电路的电压放大倍数的估算 6.5 负反馈放大电路的自激振荡 6.1.1 反馈的概念 1. 反馈 将电路的输出量(电压或电流)的部分或全 部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回 路并影响输入量(电压或电流)和输出量的过程。 2. 信号的两种流向 正向传输：输入 输出 反向传输：输出 输入 开环 闭环 输入 输出 放大电路 反馈网络 6.1 反馈的基本概念 输入 回路 输出 回路 RE 介于输入输出回路，有反馈。 例如： 反馈 将电路的输出量(电压或电流
2、)的部分或全 部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回 路并影响输入量(电压或电流)和输出量的过程。 图6-1 静态工作点稳定电路 图6-2 反馈电路的一般框图 级间反馈 本级（局部）反馈 图6-3 两级运放间的级间反馈 6.1.2 反馈的极性与类型 1. 正反馈和负反馈 正反馈 反馈使净输入量增加，使输出量增大。 负反馈 反馈使净输入量减小，使输出量减小。 判断法：瞬时极性法 输入信号和反馈信号在 不同端子引入，两者极 性相同为负反馈，极性 相反为正反馈。看电压 当输入信号和反馈 信号在同一节点引入时 ，两者极性相同为正反 馈，极性相反为负反馈 。看电流 正反馈 负反馈 图6-4 首先规
3、定电路输入信号在某一时刻对地的极性 （用+（ ）表示或者用 -（ ）表示）； 判断方法：瞬时极性法 再以此为依据，逐级判断电路中各相关点电 流的流向和电位的极性，从而得到输出信号的 极性； 然后根据输出信号的极性判断反馈信号的极性： 6.1.3直流反馈和交流反馈 直流反馈 直流信号的反馈。 交流反馈 交流信号的反馈。 直流反馈 无反馈 交直流反馈 交流反馈 直流负反馈的作用是稳定静态工作点； 交流负反馈能改善放大电路动态性能。 图6-5 图6-6 利用发射极电阻利用发射极电阻 来获得反映电流来获得反映电流 变化的信号，反馈到输入变化的信号，反馈到输入 端，实现工作点稳定。端，实现工作点稳定。
4、其过程为其过程为: : t() IBQ 稳定静态工作点的原理稳定静态工作点的原理 直流负反馈的作用： 稳定静态工作点 交流负反馈的作用： 改善放大电路交流性能 模拟模拟电子技术基础习题电子技术基础习题 A 基本放大电路 F + 比较 环节 反馈网络 Xi 输入信号 (Ii 或 Ui ) . Xid 净输入信号(Iid 或 Uid) . Xo 输出信号(Io 或 Uo ) . Xf 反馈信号(If 或 Uf ) . 开环放大倍数 反馈系数 闭环放大倍数 6.2 负反馈放大电路和四种组态 A F + AF 环路放大倍数 1 + AF 反馈深度 6.2.1负反馈放大电路的框图及一般关系式 图6-2
5、6.2.2、反馈类型及判断 按照反馈网络在输出端的取样不同，可分为 电压反馈和电流反馈。 按照反馈信号与输入信号在放大电路输入端 的连接方式的不同，可分为串联反馈和并 联反馈。 串联反馈和并联反馈的判断 电压反馈和电流反馈的判断 1. 串并联反馈和电压、电流反馈的判断 图6-7 几种反馈组态 a）电压串联负反馈 b）电流并联负反馈 c）串联反馈框图 d）并联反馈框图 并联反馈：反 馈信号与输入 信号在输入端 同一节点 串联反馈： 输入信号和 反馈信号在 输入回路中 相串联而得 净输入信号 电压反馈 ： 反馈取样的对 象是输出电压 电流反馈 ：反馈取样 的对象是输 出电流 3、四种类型的负反馈放
6、大电路 图6-8 电压串联负反馈 a)集成运放组成的电压串联负反馈 b)分立元件构成的电压串联负反馈 c) 框图 特点是： 稳定输出电压， 降 低放大电路的输出电阻 ；串联负反馈，输入电阻 增大。 3、四种类型的负反馈放大电路 图6-9 电压并联负反馈 a)集成运放组成的电压串联负反馈 b) 框图 特点是：稳定输出电压，输出电阻减小； 并联负反馈，输入电阻减小 。 3、四种类型的负反馈放大电路 图6-10 电流串联负反馈 a)集成运放组成的电流串联负反馈 b) 框图 特点是：稳定输出电流， 提高输出电阻；串联负反 馈，提高输入电阻。 3、四种类型的负反馈放大电路 图6-11 电流并联负反馈 a
7、)集成运放组成的电流串联负反馈 b)框图 特点是：能稳定输出电流 ，提高输出电阻；并联负 反馈，降低输入电阻。 模拟模拟电子技术基础习题电子技术基础习题 6.3 负反馈对放大电路工作性能的影响 6.3.1提高增益的稳定性 Af 的相对变化量 A 的相对变化量 例如，1+ AF = 101，dA/A = 10% 则， dAf/Af = （ 10 %）101 0.1 % 放大倍数稳定性提高了100倍。 6.3.2 负反馈能改变输入、输出电阻 1、 对输入电阻的影响 Rif 深度负反馈： 并联负反馈使输入电阻减小 Rif 深度负反馈： iI A F uI uId uf Ri AFuId if iId
8、iI A F uI Ri AFiId 串联负反馈使输入电阻增大 2. 对输出电阻的影响 电压负反馈 F 与 A 并联，使输出电阻减小。 A F RoRof A为负载开路时的源电压放大倍数。 深度负反馈： 电压负 反馈对输 出电阻的影响等效电路 图6-13 电流负反馈 F 与 A 串联，使输出电阻增大 A F RoRof A为负载短路时的源电压放大倍数。 深度负反馈： 电流负反馈对输出电阻的影响等效电路 图6-14 6.3.3 扩展通频带 BW 无反馈时： BW = fH fL fH 引入反馈后， 可证明： fHf = (1 + AF) fH fLf = fL / (1 + AF) = (1 +
9、 AF) fH fHf = (1 + AF) BW BWf = fHf fLf 图6-15 6.3.4 减少非线性失真 接近正弦波 图6-16 负反馈改善非线性失真 a）无反馈时信号波形 b）有反馈时信号波形 6.3.5、抑制内部的干扰和噪声 工程上常用放大电路输出端的信号功率与噪 声功率之比值来反映其影响，这个比值称为信 噪比： 负反馈对来自外部的干扰和与输入同时混入 的噪声是无能为力的。 类型定 义判别方法对性能影响 电压 负反馈 反馈信号从输出 电压取样，即与 uo成正比。 反馈信号通过元件连 线从输出端取出。或 负载短路，反馈消失 。 稳定输出电压， 减小输出电阻。 电流 负反馈 反馈
10、信号从输出 电流取样，即与io 成正比。 反馈信号与输出端无 联系。或负载短路， 反馈依然存在。 稳定输出电流u ，增大输出电阻 。 串联 负反馈 反馈信号与输入 信号在输入回路 中以电压相加减 的形式出现。 输入信号和反馈信号 在不同节点引入（例 如三极管b、e极，运 放的同相输入端。 增大输入电阻 并联 负反馈 反馈信号与输入 信号在输入回路 中以电流相加减 的形式出现。 输入信号和反馈信号 在同一节点引入（例 如三极管基极b、运放 的反相输入端。 减小输入电阻 6.3.6 正确引入负反馈的一般原则 类型定 义判别方法对性能影响 直流 负反馈 反馈信号为直 流信号 直流通路存在反馈稳定静态
11、工作点 交流 负反馈 反馈信号为交 流信号 交流通路存在反馈改善放大电路 性能 正反馈 反馈信号使净 输入信号加强 串联反馈：作用在不同节 点的 ui 和 uf 瞬时极性相反 并联反馈：作用在同一节 点的 ii 和 if 瞬时极性相同 放大倍数增加， 电路工作可能不 稳定 负反馈 反馈信号使净 输入信号减弱 串联反馈：作用与不同节 点的ui和uf瞬时极性相同 并联反馈：作用与同一节 点的ii 和 if 瞬时极性相反 放大倍数减小， 改善电路性能 本级反馈反馈返送本级反馈信号仅限本级改善本级性能 级间反馈 反馈信号返送 到输入级输入 回路 反馈信号与后级输出回路 有联系 改善总电路各项 性能 6
12、.4 深度负反馈放大电路的电压放大倍数的估算 集成运放的开环增益能做得很大，所以必须引 入深度 负反馈，才能实现线性放大。 6.4.1、深度负反馈的特点 当反馈深度1+AF1时，即为深度负反馈 外加输入信号近似等于反馈信号 XiXf 引入不同组态的深度负反馈时，闭环输入电阻和输出电阻 可近似看成零或无穷大。 对于任何组态的负反馈放大电路，主要满足 深度负反馈条件，都可以利用的特点，直接估 算闭环电压放大倍数。但是，必须注意对于不同 的组态， 应取不同的电量。 串联负反馈 并联负反馈 6.4 .2 深度负反馈放大电路的分析方法 1、电压串联负反馈 uo 经 Rf 与 R1 分压反馈到输 入回路，
13、故有反馈。 反馈使净输入电压 uId 减小， 为负反馈。 RL = 0 无反馈，为电压反馈 。 uId = uI uf 为串联反馈。 虚短 Rif Rif Rof 图6-16 a) 图 6-17 电压串联负反馈 b） 分立元件电路 2、电压并联负反馈 Rf 为输入回路和输出回路的公 共电阻，故有反馈。 反馈使净输入电流 iId 减小，为 负反馈。 RL = 0 无反馈，为电压反馈。 iId = iI if ，故为并联反馈。 虚断 虚地 Rif Rif Rof 图 6-18 3、电流串联负反馈 Rf 为输入回路和输出回路的公 共电阻，故有反馈。 反馈使净输入电压 uId 减小， 为负反馈。 RL
14、 = 0 有反馈，为电流反馈。 uId = uI uf 为串联反馈。 虚短虚断 图 6-19 4、电流并联负反馈 Rf 为输入回路和输出回路的公共 电阻，故有反馈。 反馈使净输入电压 iId 减小，为 负反馈。 RL = 0 无反馈，为电压反馈。 iId = iI iF 为串联反馈。 虚地 图 6-20 负反馈放大电路应用举例 音调控制电路 源级跟随器 Ri高达1M Ro低 负反馈式音调控制 高低音提升、衰减 输入 输入 电压并联负反馈 电压并联负反馈 负反馈放大电路应用举例 音调控制电路 对高频短路 对低频开路 此时对低频放大倍数最大，高频放大倍数最小 即提升低音，衰减高音 此时对高频放大倍
15、数最大，低频放大倍数最小 即提升高音，衰减低音 提升高音、衰减低音提升低音、衰减高音 音量 调节 去耦 电路 6.5 负反馈放大电路的自激振荡 6.5.1自激振荡产生的原因 自激振荡的现象 ui = 0A uo ui A uo 1、自激振荡产生的原因 附加相移 AF 使负反馈 正反馈 一级放大电路附加相移 90 , 两级 180 , 三级 270 阻容耦合单级共射放大电路的幅频特性和相频特性 图 6-21图 6-21 2、产生自激振荡的相位条件和幅值条件 3 .消除自激振荡的常用方法 基本方法：在电路中加入 C，或 R、C 元件进行相位补偿， 改变电路高频特性，从而破坏自激条件。 相位补偿形式 滞后补偿 电容滞后 RC 滞后 超前补偿： 密勒效应补偿 图6-22 电容滞后补偿和补偿后的等效电路 a) 电容滞后补偿 b) 补偿后的等效电路 图6-23 RC 滞后补偿电路 图6-24 密勒效应补偿电路 模拟模拟电子技术基础习题电子技术基础习题
