电路与模拟电子技术第11章电子电路中的反馈

《电路与模拟电子技术第11章电子电路中的反馈》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路与模拟电子技术第11章电子电路中的反馈（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1,第11章 电子电路中的反馈,反馈的概念反馈性质、反馈组态及其判断方法(“会判”）负反馈对放大电路性能的影响深度负反馈条件下放大倍数的估算（“会算”）引入负反馈的方法（“会选”）正弦波振荡电路,教学目标与要求,2,11.1 反馈概念,11.1 反馈的基本概念 什么是反馈将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路作用到输入回路称反馈。,3,二、反馈的类型,2、直流反馈与交流反馈,直流反馈：仅在直流通路中存在的反馈。,交流反馈：仅在交流通路中存在的反馈。,注意,直流负反馈的作用：,交流负反馈的作用：,本章重点讨论交流负反馈,主要是稳定静态工作点。,改善放大电路的性能。,直流反馈,

2、交、直流 反馈电阻,4,3、电压反馈和电流反馈（由输出端看）,电压反馈：将输出电压的一部分或全部引回到输入回路的为电压反馈。反馈量正比于输出电压，即,电流反馈：将输出电流的一部分或全部引回到输入回路的为电流反馈，反馈量正比于输出电流，即,4、串联反馈和并联反馈（由输入端看）,5,11.2 反馈类型的判断方法 1、判断有无反馈找联系,例：,RS既在输入回路，又在输出回路，故引入反馈。,方法,5、交流负反馈的四种组态,（a）无反馈 （b）有反馈， （c）无反馈,6,2、交、直流反馈的判断 看通路,解：图（a）为直流反馈,图（b）为交流反馈,图（c）即是直流反馈也是交流反馈,若反馈仅存在于直流通路之

3、中是直流反馈 若反馈仅存在于交流通路之中是交流反馈,7,例：判断反馈极性及组态,解：无R3时（短路），净输入电压：ubeui有R3时，净输入电压ubeui，故R3是反馈。用“瞬”判出净输入电压 ，负反馈,反馈组态：电压串联负反馈,8,3、判正、负反馈“看结果”，即净输入量的变化。,用瞬时极性法：先标出各电压电流的参考方向，设定输入信号ui的瞬时极性，并由此标出各电压电流的瞬时极性。如果反馈信号使净输入信号增大为正反馈，否 则为负反馈。,集成运放净输入电压是指两个输入端的电位差，净输入电流是指同相输入端或反相输入端的电流。,分立元件电路净输入电压是 指ube或ugs ，净输入电流是指 基极电流i

4、b或射极电流ie。,9,练习1：判断Re支路的反馈形式,解：,由瞬时极性法知净输入信号：,反馈形式为：电流串联负反馈,*练习2 ：判别射极输出器的反馈形式 解,10,例：判断图示电路的反馈极性,（a）净输入信号： 减小为负反馈,（c）净输入电流： 减小为负反馈,（b）净输入电压： 增大为正反馈,11,4、电压、电流反馈的判断看输出,如果反馈信号与输出电压从同一点取出（或正比于输出电压）为电压反馈，否则为电流反馈。,注意：反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。,若反馈量依然存在，则为电流反馈。,，则为电压反馈；,，若反馈量随之为,或：令输出电压为0,0,12,5、串联、并联反馈的判断看输入,或：如果

5、反馈信号与输入信号接在同一输入端（或接在三极管的基极或射极）为并联反馈，否则为串联反馈。,并联反馈,串联反馈,13,反馈组态的判别方法1. 判断有无反馈“找联系”2. 判正、负反馈“看结果”（用瞬时极性法）先标出各电压电流的参考方向，设定输入信号ui的瞬时极性，并由此标出各电压电流的瞬时极性。如果反馈信号使净输入信号增大为正反馈，否则为负反馈。3. 判串联、并联反馈“看输入”如果反馈信号与输入信号接在同一输入端（或接在三 极管的基极或射极）为并联反馈，否则为串联反馈。4. 判电压电流反馈“看输出”如果反馈信号与输出电压从同一点取出为电压反馈，否则为电流反馈。,14,例11.2.1 试分析图示电

6、路中有无引入反馈；若有反馈，则说明引入的是直流反馈还是交流反馈，是正反馈还是负反馈；若为交流负反馈，则说明反馈的组态。,解：电流串联负反馈。,15,例11.2.2 试分析图示电路引入了哪种组态的交流负反馈。,反馈信号与输出电压从同一点取出，故为电压反馈。,解：由瞬时极性法判出： 净输入电压： 减小，故为负反馈。,反馈组态为：电压串联负反馈。,反馈信号与输入信号不接在同一点，故为串联反馈。,16,引入负反馈,引入正反馈,练习：判断图示电路的反馈极性,17,*练习：2.判别射极输出器的反馈形式,反馈极性为：负反馈,用瞬时极性法知净输入信号：,18,11.3集成运算放大电路中的四种负反馈组态,11.

7、3.1 电压串联负反馈,1. 反馈组态的判断,2. 输出电压及放大倍数,根据“虚断”规则可得,根据“虚短”规则可得,即,uD=uI-uF,uI一定,uD,结 论,与RL无关,电压负反馈可以稳定输出电压，并减小输出电阻。,19,uD=uI-uF,RL,uO,uF,uD,uI一定,uO,稳压过程：,电压放大倍数：,20,11.3.2 电压并联负反馈,1. 反馈组态的判断,2. 输出电压及放大倍数,输出电压：,uO-iIR,iD=iI-iF,iD,并联负反馈适用于信号源为恒流源或接近恒流源的场合。,iI一定,结论,与RL无关,+,-,电压电流放大倍数：,电压并联负反馈是电流控制的电压源，输出电压恒定

8、。,21,11.3.3 电流串联负反馈,1. 反馈组态的判断,2. 输出电流及放大倍数,根据“虚断”规则可得,uF=iOR1,根据“虚短”规则可得,iOR1=uI,与RL无关,结论,电流负反馈可以稳定输出电流。,+,+,输出电流为输入电压控制的电流源。,22,稳流过程：,uD=uI-uF,iO,uF,uD,uI一定,iO,uO,23,11.4.4 电流并联负反馈,1. 反馈组态的判断,2. 输出电流及放大倍数,输出电流：,电流放大倍数：,与RL无关,电流并联负反馈是电流控制的电流源，输出电流恒定。,注意：并联反馈适用于信号源近似为恒流源的情况。,-,+,24,11.4 负反馈对放大电路性能的影

9、响,11.4.1 负反馈减小放大倍数,说明,中频放大倍数,若AF1（称为深度负反馈），则,结论,1AF叫反馈深度,放大电路中引入负反馈后，可使放大倍数减小。,25,11.4.2 负反馈稳定放大倍数,假设：中频段，反馈网络为电阻网络,且反馈越深，放大倍数越稳定。,1.电压反馈能稳定输出电压见11.3.1,11.4.3 负反馈稳定输出电压、输出电流,2.电流反馈能稳定输出电流见11.3.3,26,11.4.4 负反馈改变输入电阻和输出电阻,一、对输入电阻的影响,基本放大电路的输入电阻,1. 串联负反馈增大输入电阻,引入反馈后电路的输入电阻,注意,引入串联负反馈后，输入电阻将增大（1AF）倍。,27

10、,2.并联负反馈减小输入电阻,串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。,引入并联负反馈后，输入电阻将减小（1AF）倍。,28,二、对输出电阻的影响,1. 电压负反馈减小输出电阻,引入电压负反馈后，输出 电阻将减小（1AF）倍。,29,2. 电流负反馈增大输出电阻,引入电流负反馈后，输出电阻将增大（1AF）倍。,30,交流负反馈对放大电路输入电阻和输出电阻的影响,Rif（或 ）,Rof（或 ）,增大（）,减小（0）,增大（）,增大（）,增大（）,减小（0）,减小（0）,减小（0）,串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻,电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻,31,11.

11、4.5 负反馈减小非线性失真 由于三极管是非线性元件，因而会产生失真如图。,引入负反馈后可减小非线性失真。,32,图（a）无反馈,图（b）有反馈,引入负反馈减小非线性失真,33,11.4.6 负反馈展宽通频带,引入负反馈使频带展宽到基本放大电路的（1AF）倍,即,fbwf=(1+AF)fbw,34,思考题：为了分别实现：(1) 稳定输出电压； (2) 稳定输出电流；(3) 提高输入电阻； (4) 降低输出电阻。 应引入哪种类型的负反馈？,35,当一个放大器的输入端没有外加输入信号，而在输出端却有一定频率和幅度的输出信号输出，称为自激振荡。,11.5 正弦波振荡电路,（1）什么是自激振荡,11.

12、5.1 基本知识,1.产生正弦波振荡的条件,能产生自激振荡的电路叫振荡电路；能产生正弦波信号的振荡电路叫正弦波振荡电路。,无输入信号，但有输出信号,36,2. 振荡的建立和稳幅振荡,对于频率为f0的正弦波所产生的正反馈过程,电干扰,Xo,Xf,Xo,结论,起振条件：,建立,37,稳幅振荡,结论,正弦波振荡器的稳幅振荡条件：,幅值平衡条件,相位平衡条件,电路具有正反馈性质,3、正弦波振荡电路的组成,(1) 组成,放大电路：分立元件或集成运放。 选频网络：使电路仅对某一频率的输入信号满足自激振荡条件。 正反馈网络：以满足自激振荡的相位条件。 稳幅环节：使输出信号幅值稳定。,38,(2) 分类,按选

13、频网络的名称分,RC正弦波振荡器： LC正弦波振荡器： 石英晶体振荡器：,振荡频率较低,振荡频率较高,振荡频率稳定,4、正弦波振荡的分析方法,1. 观察电路的组成；,2. 判断电路能否正常放大；,3. 用瞬时极性法判断电路是否为正反馈；,方法：1看、2判、3结论,注意：先判断相位条件，再判断幅值条件。,39,1.RC串并联选频网络,11.5.1 RC正弦波振荡电路,40,RC电路的选频特性：,41,2.电路组成(1) 基本放大器,(2) 反馈网络RC选频网络,同相输入比例 运算放大器,42,(3) 负反馈稳幅电路RFRF是一个具有负温度系数的热敏电阻，温度升高，其阻值减小。即IfRf,3.工作

14、原理(振荡原理)相位条件：当 ，uf与u0同相位，形成正反馈幅值条件：当RF2R1时，|AF|1即起振当RF=2R1时，|AF|=1即稳幅振荡见下页图,注意：RF2R1，即：Au3 ，电路才能起振。,43,uf与u0同相位，为正反馈,当 时，,且：,当RF2R1时，Au3 即可起振。,在正反馈的作用下，随着输出电压的增大，使if增大，RF减小，当减小到RF=2R1时，Au=3，即： 稳幅振荡。,+,+,+,+,44,说明：电阻RF也可用二极管代替，如图所示,振荡原理：,振荡频率,45,4.振荡频率可调的RC振荡电路,振荡频率：,通过调节RW和C的值调节振荡频率,双层波段开关：对f0粗调,同轴电

15、位器：对f0细调,适用场合：低频（1MHz以下）,【例】,46,11.5.3 LC正弦波振荡电路,RC桥式正弦波振荡电路：用于产生低频信号（1MHz以下）,LC正弦波振荡电路：用于产生高频信号（1MHz以上）,LC正弦波振荡电路的分类,（按反馈的方式不同分）,变压器反馈式 电感反馈式 电容反馈式,1、LC谐振回路的频率特性,47,注意：用LC选频网络作共射极放大电路的集电极负载时，如图所示：,电压放大倍数：,48,2.电路组成(1) 放大电路(2) 选频网络(3) 反馈网络,3.工作原理,相位条件：由瞬时极性法判出uf为正反馈,49,幅值条件：,其中：,【推导略】,电路优缺点：易起桭，失真不大。但损耗较大，稳定性较差。,【推导略】,50,例： 为使电路产生正弦波振 荡，标出变压器原、副 绕组的同名端 （C1、Cb可视为短路）,解：放大电路为共基电路,用瞬时极性法判断相位条件。,51,练习：试将图T8.3所示电路合理连线，组成RC桥式正弦波振荡电路。,52,解：、与相连，与相连，与相连，与相连。如图所示。,