《模拟电路培训课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电路培训课件（82页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 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,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析,6.6 负反馈放大电路的稳定性,6.3 负反馈对放大电路的方框图,6.5 负反馈对放大电路性能的影响,6.1 反馈的基本概念及判断方法,6.1.1 反馈的基本概念,一、什么是反馈,在电子设备中经常采用反馈的方法来改善电路的性能，以达到预定的指标。,放大电路中的反馈，是指将放大电路输出电量(输出电压或输出电流)的一部分或全部，通过一定的方式，反送回输入回路中。,图6.1.1反馈放大电路的方框图,二、正反馈和负反馈,反馈信号增强了外加净输入信号，使放大电路的放大
2、倍数提高 ,正反馈,反馈信号削弱了外加净输入信号，使放大电路的放大倍数降低 ,负反馈,负反馈 稳定静态工作点,三、直流反馈和交流反馈,(a)直流负反馈,(b)交流负反馈,交流负反馈：反馈量只含有交流量。 用以改善放大电路的性能。,可稳定静态工作点。,6.1.2 反馈的判断,一、有无反馈的判断,是否有联系输入、输出回路的反馈通路； 是否影响放大电路的净输入。,(a)没引入反馈的放大电路,(b)引入反馈的放大电路,(c) R的接入没引入反馈,反馈极性的判断方法：瞬时极性法。,先假定某一瞬间输入信号的极性，然后按信号的放大过程，逐级推出输出信号的瞬时极性，最后根据反馈回输入端的信号对原输入信号的作用
3、，判断出反馈的极性。,二、反馈极性的判断,对分立元件而言，C与B极性相反，E与B极性相同。 对集成运放而言， uO与uN极性相反， uO与uP极性相同。,例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。,因为差模输入电压等于输入电压与反馈电压之差，反馈增强了输入电压，所以为正反馈。,反馈信号削弱了输入信号，因此为负反馈。,图 6.1.3,(a)正反馈,(b)负反馈,例,(+),(+),(-),(-),净输入量减小,(+),(+),(-),(-),净输入量增加,a负反馈,b正反馈,反馈通路,反馈通路,级间反馈通路,(+),(+),(+),(+),(-),净输入量减小,c级间负反馈,分立元件电路反馈极性的判
4、断,图6.1.4分立元件放大电路反馈极性的判断,反馈通路,净输入量减小,负反馈,原则：对分立元件而言，C与B极性相反，E与B极性相同。,三、直流反馈与交流反馈的判断,直流负反馈：反馈量只含有直流量。,交流负反馈：反馈量只含有交流量。,图6.1.5直流反馈与交流反馈的判断（一）,(a)电路,(b)直流通路,(c)交流通路,直流反馈,无交流反馈,6.2 负反馈放大电路的四种基本组态,6.2.1 负反馈放大电路分析要点,（3）负反馈的基本作用是将引回的反馈量与输入量相减，从而调整电路的净输入量和输出量。,（1）交流负反馈使放大电路的输出量与输入量之间具有 稳定的比例关系，任何因素引起的输出量的变化均
5、得 到抑制。由于输入量的变化也同样会受到抑制，因此 交流负反馈使电路的放大能力下降。,（2）反馈量实质上是对输出量的取样，其数值与输出 量成正比。,（2）从输入端看，反馈量与输入量是以电压方 式相叠加，还是以电流方式相叠加。,对于具体的负反馈放大电路，首先应研究下列问题，进而进行定量分析。,（1）从输出端看，反馈量是取自于输出电压，还是取自于输出电流。,反馈信号取自输出电压，则为电压反馈,反馈信号取自输出电流，则为电流反馈,反馈量与输入量以电压形式求和，为串联反馈,反馈量与输入量以电流形式求和，为并联反馈,6.2.2 四种负反馈组态,一、电压串联负反馈,图 6.2.2 电压串联负反馈电路,反馈
6、信号与输出电压成正比，集成运放的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，,电压串联、电压并联、电流串联、电流并联负反馈,二、电流串联负反馈,图 6.2.3 电流串联负反馈电路,反馈信号与输出电流成正比，净输入电压等于外加输入信号与反馈信号之差,（2）串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为 恒压源或近似恒压源的情况。,（1）电压负反馈能够稳定输出电压，电流负反馈能够稳定 输出电流。,小结,三、电压并联负反馈,图 6.2.4 电压并联负反馈电路,反馈信号与输出电压成正比，净输入电流等于外加 输入电流与反馈电流之差,四、电流并联负反馈,图 6.2.5 电流并联负反馈电路,反馈信号与输出电流成正
7、比，净输入电流等于外加输入信号与反馈信号之差：,四种负反馈组态的放大倍数,电压串联负反馈电路,电流串联负反馈电路,电压并联负反馈电路,电流并联负反馈电路,电压放大倍数,转移电阻,转移电导,电流放大倍数,6.2.3反馈阻态的判断,电流：将负载短路，反馈量仍然存在。,电压：将负载短路，反馈量为零。,一、电压负反馈与电流负反馈的判断,令输出电压为零，反馈电流不存在，所以是电压负反馈,令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是电流负反馈,二、串联反馈与并联反馈的判断（略）,例6.2.1 判断反馈的组态。,反馈通路：T、 R2与R1,交、直流反馈,瞬时极性法判断：负反馈,输出端看：电流负反馈,输入端看：串联
8、负反馈,电路引入交、直流电流串联负反馈,例6.2.2 判断反馈的组态。,图6.2.9 例6.2.2电路图,反馈通路： T3 、 R4与R2,交、直流反馈,瞬时极性法判断：负反馈,输出端看：电压负反馈,输入端看：串联负反馈,电路引入交、直流电压串联负反馈,6.3.1 负反馈放大电路的方框图表示法,图6.3.1 反馈放大电路方框图,分别为输入信号、输出信号和反馈信号；,开环放大倍数,无反馈时放大网络的放大倍数；,因为：,6.3 负反馈放大电路的方框图及一般表达式,所以：,闭环放大倍数：,电路的环路放大倍数：,反馈系数：,6.3.2 四种组态电路的方块图,电压串联负反馈,电流串联负反馈,电压并联负反
9、馈,电流并联负反馈,表6.3.1 四种组态负反馈放大电路的比较,电压放大倍数,转移电阻,转移电导,电流放大倍数,若,深度负反馈,结论：深度负反馈放大电路的放大倍数主要由反馈网络的反馈系数决定，能保持稳定。,若,则,自激振荡,6.3.3 负反馈放大电路的一般表达式,闭环放大倍数：,反馈网络等效到输入端,反馈网络等效到输出端,考虑到输入端的负载效应时，应令输出量为0。 （电压短路：电流开路）。,考虑到输出端的负载效应时，应令输入量为0。 （串联断开：并联短路）。,6.3.4 负反馈放大电路的基本放大电路,为了使信号的传递单向化，将反馈网络作为放大电路输入端和输出端的等效电阻。,等效原则,绘制负反馈
10、放大电路的基本放大电路的目的 -求解基本放大电路的放大倍数,1.电压串联负反馈,2.电流串联负反馈,3.电压并联负反馈,4.电流并联负反馈,利用基本放大电路求电压放大倍数方法比较麻烦。,6.4.1 深度负反馈的实质,放大电路的闭环电压放大倍数：,深度负反馈放大电路的 闭环电压放大倍数：,对于串联负反馈：,并联负反馈：,结论：根据负反馈组态，选择适当的公式；再根据放大电路的实际情况，列出关系式后，直接估算闭环电压放大倍数。,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的分析,6.4.2 反馈网络的分析,图6.4.1 反馈网络的分析,(a)电压串联,(b)电流串联,(c)电压并联,(d)电流并联,6.4.3
11、 放大倍数的分析,一、电压串联负反馈,放大倍数则为电压放大倍数,二、电流串联负反馈,放大倍数为转移电导,电压放大倍数,三、电压并联负反馈,放大倍数为转移电阻,源电压放大倍数,图6.4.2并联负反馈电路的信号源,对于并联负反馈电路，信号源内阻是必不可少的。,四、电流并联负反馈,放大倍数为 电流放大倍数,电压放大倍数,小结：,（1）正确判断反馈组态；,（2）求解反馈系数；,复习：,1.正、负反馈的判断(瞬时极性法),对分立元件而言，C与B极性相反，E与B极性相同。 对集成运放而言， uO与uN极性相反， uO与uP极性相同。 以电压求和或以电流求和判断净输入信号是增加或减小。,2.交、直流负反馈的
12、判断,直流负反馈：反馈量只含有直流量。,交流负反馈：反馈量只含有交流量。,3.四种负反馈阻态的判断,电流：将负载短路，反馈量仍然存在。,电压：将负载短路，反馈量为零。,5、深度负反馈放大电路电压放大倍数的计算,4、负反馈的几个概念,若,深度负反馈,例6.4.1 如图6.2.8，已知R110K，R2100 K，R32 K， RL5 K。求解在深度负反馈条件下的AUf.,解： 反馈通路： T、 R3、 R2与R1 电路引入电流串联负反馈,例6.4.2 在图6.2.9所示电路中，已知R210K， R4100 K，求解在深度负反馈条件下的AUF,图6.2.9 例6.4.2电路图,反馈通路： T3 、
13、R4与R2,电路引入电压串联负反馈,电压放大倍数,例6.4.3a 估算深负反馈运放的闭环电压放大倍数。,解：,该电路为电压并联 负反馈，在深度负反馈条件下：,则闭环电压放大倍数为：,例 6.4.3a电路图,该电路为电压串联负反馈,在深度负反馈条件下,例 6.4.3 (b)电路图,例6.4.3b：,例 6.4.4 电路图,该电路为电流并联负反馈， 在深度负反馈条件下：,故：,闭环电压放大倍数为：,例6.4.4,6.5 负反馈对放大电路性能的影响,6.5.1 稳定放大倍数,引入负反馈后，在输入信号一定的情况下，当电路参数变化、电源电压波动或负载发生变化时，放大电路输出信号的波动减小，即放大倍数的稳
14、定性提高。放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。,在中频范围内，,放大倍数的相对变化量：,结论：引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了(1 + AF) 倍。,例：在电压串联负反馈放大电路中，, 估算反馈系数 和反馈深度, 估算放大电路的闭环电压放大倍数, 如果开环差模电压放大倍数 A 的相对变化量为10%，此时闭环电压放大倍数 Af 的相对变化量等于多少？,解：, 反馈系数,反馈深度, 闭环放大倍数, Af 的相对变化量,结论：当开环差模电压放大倍数变化 10% 时，电压放大倍数的相对变化量只有 0.000 1%，而稳定性提高了一万倍。,6.5.2 改变输入电阻和输出电阻,不同类型的负反馈，对
15、输入电阻、输出电阻的影响不同。,一、对输入电阻的影响,1. 串联负反馈增大输入电阻,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 6.5.1,注意：在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈内，如图6.4.3中的Rb1 ,反馈对它不产生影响。-只针对串联负反馈。,2. 并联负反馈减小输入电阻,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 6.5.3 并联负反馈对 Ri 的影响,二、负反馈对输出电阻的影响,1. 电压负反馈减小输出电阻,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 6.5.4,2. 电流负
16、反馈增大输出电阻,图 6.5.5,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。,注意：在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈内，如图6.4.4中的RC2 ,反馈对它不产生影响。-只针对电流负反馈。,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：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。,
