第七章反馈放大电路课件

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1、7.1 反馈的基本概念与分类,7.2 负反馈放大电路的方框图及增 益的一般表达式,7.3 负反馈对放大电路性能的改善,7.4 负反馈放大电路的分析方法,7 反馈放大电路,7.5 负反馈放大电路的稳定问题,学习指导,小结,作业,反馈在电子电路中应用极为广泛。按照极性的不同，反馈可分为负反馈和正反馈两种类型，它们在电子电路中的作用不同。 在所有实用的放大电路中都要适当地引入负反馈，用以改善放大电路的一些性能指标。 正反馈会造成放大电路的工作不稳定，但在波形产生（即振荡）电路中则要引入正反馈，以满足自激振荡的件。 主要内容: (1)反馈的基本概念、分类及特点 (2)负反馈对放大电路性能的影响 (3)

2、负反馈放大电路的稳定问题,学习指导,基本要求: (1)正确理解反馈的基本概念，负反馈放大电路增益的一般表达式，4种反馈组态及其特点。 (2)能用瞬时极性法判别正、负反馈及反馈类型，正确解释负反馈对放大电路性能的影响。 (3)近似计算深度负反馈放大电路的增益。 (4)了解负反馈放大电路产生自激的原因和条件，能用稳定裕度的概念分析反馈放大电路的稳定性。 学习目标: 会看，会判断反馈的类型和极性,会定性分析其作用。 会引，会根据需要正确引入反馈。 会算，会估算深度负反馈放大电路的闭环增益。 会消振，会通过实验调试消除反馈放大电路中的自激振荡。,学习方法: 反馈放大电路是本课程的重点，也是难点。 为达

3、到本章的学习目标，首先必须针对几个电路实例，深入掌握一些重要的基本概念，如反馈、反馈网络、反馈信号、净输入信号、开环与闭环、直流和交流反馈、负反馈和正反馈(即反馈的极性)、电压和电流反馈、串联和并联反馈。在此基础上，用瞬时极性法、输出短路法等方法判断反馈的极性和反馈的类型，掌握负反馈对放大电路性能的影响，并以此为依据引入符合要求的反馈。 不仅要会定性分析反馈，还要会定量计算，这样才能更加深入地理解在放大电路中引入负反馈的重要性。,基本公式 表明了开环和闭环增益之间的关系。它是在中频区推导出来的，其中的（1+ ）决定了反馈对放大电路性能的影响程度，在 的条件下，可由 估算放大电路的闭环增益 。

4、负反馈放大电路中的自激振荡是必须要加以消除的，因此，要清楚自激振荡产生的原因及条件，从而懂得如何消除自激振荡。,7.1 反馈的基本概念与分类,7.1.1 基本概念,7.1.2 四种类型的反馈组态,1.反馈,2.内部反馈和外部反馈,3.正反馈与负反馈,4.级间反馈与本级反馈,5.交流反馈与直流反馈,6.串联反馈与并联反馈,7.电压反馈与电流反馈,1.电压串联负反馈,2.电流并联负反馈,3.电压并联负反馈,4.电流串联负反馈,5.电压和电流负反馈的特点,6.信号源对反馈效果的影响,7.四种反馈组态中各信号量的比较,放大电路 A,输入信号 （Ui或Ii）,输出信号 （Uo或Io）,反馈网络 F,反馈

5、信号 （Uf或If）,将输出信号取出一部分或全部送回到放大电路的 输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。,+,正向传输,反向传输,放大电路有反馈也称闭环,放大电路无反馈也称开环，,7.1.1 基本概念,1. 反馈,7.1.1 基本概念,1. 反馈,将电子系统输出回路的电量(电压或电流)，送回到输入回路的过程称之为反馈。,反馈通路信号反向传输的渠道,开环 无反馈通路,闭环 有反馈通路,反馈通路 （反馈网络）,信号的正向传输,判断有无反馈的方法：看有无联系输出和输入的电路元素。,7.1.1 基本概念,内部反馈,外部反馈,2. 内部 反馈和外部反馈,7.1.1 基本概念,3.正

6、反馈与负反馈,正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。,负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。,另一角度,正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。,负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。,判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率（正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。,动画一,例,(+),(+),(-),(-),(-),净输入量,(+),(+),(-),(-),净输入量,负反馈,正反馈,反馈通路,反馈通路,级间反馈通路,(+),(+),(+),(+),(-),(-),净输入量,级间负反馈,4.级间反馈与本级反馈,7.1.1

7、 基本概念,5. 交流反馈与直流反馈,(+),(+),(+),(+),交、直流负反馈,(+),判别方法：根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。它取决于反馈通路。,引入直流负反馈的目的主要是稳定静态工作点,引入交流负反馈的目的主要是改善放大电路的性能,增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。,注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。,7.1.1 基本概念,5. 交流反馈与直流反馈,增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。,7.1.1 基本概念,5. 交流反馈与直流反馈,输入端：反馈信号在输入端的联接分为串联和并联两种方式。,7.1.1 基本概念,6. 串联反馈与并联反

8、馈,并联反馈,串联反馈,7.1.1 基本概念,6. 串联反馈与并联反馈,输出端：反馈信号在输出端分为取电压和取电流两种方式。,7.1.1 基本概念,7. 电压反馈与电流反馈,判别方法 电压：将负载短路，反馈信号为零。 电流：将负载短路，反馈信号仍然存在。,电压反馈,电流反馈,7.1.1 基本概念,7. 电压反馈与电流反馈,反馈类别的小结,反馈信号的极性,正反馈：,负反馈：,反馈信号使放大器的净输入信号增强,反馈信号使放大器的净输入信号减小,反馈信号的属性,直流反馈,交流反馈,混合反馈,反馈的取样信号,电压反馈,电流反馈,反馈在输入端的引入方式,并联反馈,串联反馈,7.1.1 基本概念,负反馈,

9、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,稳定静态工作点,7.1.2 四种类型的反馈组态,重点讨论交流负反馈的四种组态,3. 是否负反馈？,4. 是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）,1. 找出反馈网络（电阻）,2. 是交流反馈还是直流反馈？,7.1.2 四种类型的反馈组态,反馈类型的分析步骤,动画二,动画三,1、电压串联负反馈, 判断反馈的类型,1. 找出反馈网络,Rf 和Re1,2. 判断反馈的类型,(3) 将输出对地短路，反馈消失，因此是电压反馈。,(4)输入信号和反馈信号分别加在三极管的b、e，为串联反馈。,(2) 假定输入电压

10、的瞬时极性为正，反馈电压的瞬时极性也为正，Udi=Ui-UfUi,因此是负反馈。,+,-,-,+,+,(1) 电路中无电容，因此是交直流反馈,电路1, 判断反馈的类型, Rf和Re1组成两级放大电路的交直流电压串联负反馈。, Re1又是T1本级的电流串联负反馈, Re2是T2本级的电流串联负反馈,称为级间反馈,电路中存在三个反馈环，分析时以级间反馈作为主要反馈环。,1、电压串联负反馈,电路1, 方框图,1、电压串联负反馈,电路1,三极管的集电极与基极相位相反,电压串联负反馈,电路2,负反馈,uo,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,电路2,电压负反馈的重要特点是电路的输出电

11、压趋于维持恒定。,电路3,+,+,+,+,运放输出的极性与同相输入端的极性相同，与反相输入端的极性相反。,电压串联负反馈,负反馈,电路4,+,+,-,+,+,电压串联负反馈,负反馈,2、电流并联负反馈, 判断反馈的类型,1. 找出反馈网络,Rf 和Re2,2. 判断反馈的类型,(3)将输出对地短路，反馈仍存在，因此是电流反馈。,(4)输入信号和反馈信号都加在三极管的基极，故为并联反馈,(2) 由瞬时极性法可判断：If的方向由输入流入Rf，Idi=Ii-IfIi，因此是负反馈。,+,-,-,-,(1)电路中无电容，因此是交直流反馈。,反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。,电路1, 方框图,电路

12、2,+,+,-,-,电流并联负反馈,电流负反馈的重要特点是电路的输出电流趋于维持恒定。,电路3,+,-,-,iID=iI-iF,电流并联负反馈,负反馈,+,-,+,-,电流并联负反馈,负反馈,iB1=is-iF,电路4,3、电压并联负反馈, 判断反馈的类型,1. 找出反馈网络,Rf,2. 判断反馈的类型,(3)将输出对地短路，反馈消失，因此是电压反馈。,(4)输入信号和反馈信号都加在三极管的基极，故为并联反馈。,(2)由瞬时极性法可判断：If的方向由输入流入Rf，Idi=Ii-If Ii，因此是负反馈。,+,-,(1) 电路中无电容，因此是交直流反馈。,反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。,

13、电路1, 方框图,+,-,iID=iI-iF,电压并联负反馈,负反馈,电路2,4、电流串联负反馈, 判断反馈的类型,1. 找出反馈网络,即与输入回路有关，又与输出回路有关的网络。,Re,2. 判断反馈的类型,判断是电压反馈还是电流反馈,电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比例； 电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比例。,由电路知Uf=IoRe，与输出电流Io成正比，因此是电流反馈,电路1, 判断反馈的类型,2. 判断反馈的类型,反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，则为并联反馈；反之，加在放大电路输入回路的两个电极，则为串联反馈。,反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。,反馈信

14、号与输入信号 是电压相加减的关系。,对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极，另一个加在发射极则为串联反馈。,电路中输入信号Ui加在基极，反馈信号Uf加在发射极，因此是串联反馈,瞬时极性法： 在放大电路的输入端，假设一个输入信号的电压极性，可用“+”、“-” 。 按信号传输方向经基本放大器反馈网络判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时电压极性。 如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。,电流串联负反馈, 判断反馈的类型,2. 判断反馈的类型,+,+,Udi=Ui-Uf,Ui,即由于反馈的引入削弱了净输入信号，因

15、此是负反馈,电流串联负反馈, 判断反馈的类型,2. 判断反馈的类型,电容观察法： 反馈通路如存在隔直电容，则为交流反馈 反馈通路如存在旁路电容，则为直流反馈 反馈通路不存在电容，则为交直流混合反馈,显然，反馈为交直流混合反馈,综合前面分析可知：,该电路反馈元件Re引入的是交直流、电流串联负反馈, 方框图,由交流通路得到,电路2,vS,+,+,+,+,vI,vF,vID,vID=vI-vF,电流串联负反馈,负反馈,电路3,vS,+,+,-,+,vF,vgs=vI-vF,电流串联负反馈,负反馈,A. 电压串联负反馈,RL,电压负反馈：稳定输出电压,5. 电压和电流负反馈的特点,RL ,电流负反馈：

16、稳定输出电流,B. 电流并联负反馈,6. 信号源对反馈效果的影响,vID = vI -vF,要想反馈效果明显，就要求vF变化能有效引起vID的变化。则vI最好为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。,iID = iI -iF,要想反馈效果明显，就要求iF变化能有效引起iID的变化。则iI最好为恒流源，即信号源内阻RS越大越好。,串联负反馈,并联负反馈,7、四种反馈组态中各信号量的比较输出量、输入量、净输入量、反馈量的量纲各不相同。,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,为什么在并联负反馈电路中不加恒压源信号？ 为什么在串联负反馈电路中不加恒流源信号？,7.2 负反馈放大电路的方框图及增益