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1、模拟电子技术基础,电子教案 V1.0,陈大钦 主编,华中科技大学电信系 邹韬平,2,章目录,第1章 绪论,第2章 半导体二极管及其应用电路,第3章 半导体三极管及其放大电路基础,第4章 多级放大电路及模拟集成电路基础,第5章 信号运算电路,第6章 负反馈放大电路,第7章 信号处理与产生电路,第8章 场效应管及其放大电路,第9章 功率放大电路,第10章 集成运算放大器,第11章 直流电源,模拟电子技术基础,3,集成运放,性能很理想的差分放大电路,但是 3个问题？,1. 差模电压增益AVO 2105 (106dB),2. 输入失调电压温漂VIO / T 20V/C,3. 3dB带宽 fH 7Hz,
2、VO / T AVOVIO/T = 4V/C,最大输出电压VOPP 14V（Vom）,易引起频率失真,最大输入电压:,如何使用？线性范围小,引言：,第6章 负反馈放大电路,第6章 负反馈放大电路,6.2 负反馈放大电路的近似计算,6.4 负反馈放大电路的自激问题,6 负反馈放大电路,6.1 反馈的基本概念及分类,6.3 负反馈对放大电路性能的影响,6.4.1 产生自激的原因和条件,5,6.1 反馈的基本概念及分类,6.1.1 反馈的基本概念,6.1.2 反馈放大电路的基本表达式,6.1.3 反馈的分类及判别,1. 反馈方框图,2. 信号的单向化传输,3. 基本表达式推导,4. 反馈深度的讨论,
3、6,所谓反馈，是指将放大电路输出量（电压或电流）的一部分或全部，通过某种电路（称为反馈网络）送回到输入回路的过程。,6.1.1 反馈的基本概念, 对输出量取样：电压 or 电流, 存在一个反向传输信号的电路, 影响效果：增大 or 减小, 要影响输入量：电压 or 电流,4层含义：,要能影响其输入量（电压或电流）才算有反馈！,定义,有反馈：闭环放大电路；无反馈：开环放大电路,7,1. 反馈方框图,6.1.2 反馈放大电路的基本表达式,信号源,输出信号,反馈放大电路的输入信号,反馈信号,基本放大电路的输入信号（净输入信号）,比较环节,引反馈前,引反馈后,闭环 才有反馈,8,2. 信号的单向化传输
4、,6.1.2 反馈放大电路的基本表达式,信号的正向传输,信号的反向传输,信号在反馈网络中的正向传输,信号在基本放大电路中的反向传输,9,信号的正向传输,信号的反向传输,2. 信号的单向化传输,6.1.2 反馈放大电路的基本表达式,10,3. 基本表达式推导,6.1.2 反馈放大电路的基本表达式,开环增益,反馈系数,已知：,推导：,闭环增益的一般表达式,下面简单讨论不同反馈深度情况下对放大电路的影响,闭环增益,求：,11,4. 反馈深度的讨论,6.1.2 反馈放大电路的基本表达式,称为反馈深度,引入反馈后，增益 负反馈,称为深度负反馈,引入反馈后，增益 正反馈,自激振荡,此时意味着放大电路在没有
5、输入信号的情况下也会有信号输出，这种情况称为放大电路的自激。,12,6.1.3 反馈的分类及判别,1正反馈与负反馈,2交流反馈与直流反馈,3四种负反馈组态,电压串联,0有无反馈的判断,电流串联,电流并联,电压并联, 对输出量取样：电压 or 电流, 存在一个反向传输信号的电路, 影响效果：增大 or 减小, 影响输入量：电压 or 电流,有无反馈的判断,电压反馈、电流反馈,正反馈、负反馈,串联反馈、并联反馈,反馈定义的4层含义：,相关判断：,13,0有无反馈的判断,6.1.3 反馈的分类及判别, 存在一个反向传输信号的电路,有无反馈的判断,反馈通路 （反馈网络）,信号的正向传输,开环 无反馈,
6、闭环 有反馈,有反馈,无反馈,14,固定偏流共射电路,反馈举例,无反馈,有反馈,受温度影响 Q不稳定,可自动调整 Q稳定,无反馈,有反馈,净输入,15,2. 交流反馈和直流反馈,Re2 只有直流反馈,Re1 既有直流反馈，又有交流反馈（交直流反馈）, 直流通路中存在的反馈 直流反馈（稳定静态工作点）, 交流通路中存在的反馈 交流反馈（改善交流性能）,6.1.3 反馈的分类及判别,16,1. 正反馈与负反馈,6.1.3 反馈的分类及判别,称为反馈深度,引入反馈后，增益 负反馈,引入反馈后，增益 正反馈, 影响效果：增大 or 减小,正反馈、负反馈,由反馈深度的讨论，得到正负反馈的定义：,换一个角
7、度进一步讨论：反馈对净输入信号的影响,17,1. 正反馈与负反馈, 影响效果：增大 or 减小,正反馈、负反馈,引反馈前,引反馈后,换一个角度进一步讨论：反馈对净输入信号的影响,引入反馈后，净输入信号 Xo 增益 负反馈,引入反馈后，净输入信号 Xo 增益 正反馈,引入反馈后，增益 负反馈,引入反馈后，增益 正反馈,判断方法,18,正负反馈的判断方法,1. 正反馈与负反馈, 寻找 的相位关系, 瞬时极性法,假设输入信号在某一时刻的瞬时极性为正。从输入端开始，沿着信号流向，走一圈，并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）。,vid = vP vN 净输入减小,
8、vid = vN vP 净输入增大,正反馈,负反馈,19,正反馈与负反馈的作用效果,1. 正反馈与负反馈,某种原因（温漂）,稳定,不稳定,选择,20,3. 四种负反馈组态,6.1.3 反馈的分类及判别, 对输出量取样：电压 or 电流, 影响输入量：电压 or 电流,电压反馈、电流反馈,串联反馈、并联反馈,电压串联、电压并联 电流串联、电流并联,输出回路中信号的取出方式,输入回路中的信号的接入方式,串联比较,并联比较,电压取样,电流取样,21,3. 四种负反馈组态,6.1.3 反馈的分类及判别,电压串联、电压并联 电流串联、电流并联, 取样的输出量：电压 or 电流 电压反馈、电流反馈,电流：
9、将负载短路，反馈量仍然存在。,电压：将负载短路，反馈量为零。,判断方法,22,3. 四种负反馈组态,6.1.3 反馈的分类及判别,电压串联、电压并联 电流串联、电流并联, 影响的输入量：电压 or 电流 串联反馈、并联反馈,判断方法,23, 电压串联, 电压并联, 电流串联, 电流并联,3. 四种负反馈组态,6.1.3 反馈的分类及判别,24,试判断图6.1.5所示各电路中反馈的组态和极性。,图6.1.5 例6.1.3的电路,例6.1.3,25,电压串联负反馈,6.1.3 反馈的分类及判别,(+),(+),(+),(+),串联比较,电压反馈,26,电压并联负反馈,6.1.3 反馈的分类及判别,
10、并联比较,电压反馈,27,电压串联负反馈,电压并联负反馈,28,电流串联负反馈,6.1.3 反馈的分类及判别,串联比较,电流反馈,29,电压串联负反馈,电流串联负反馈,30,电流并联负反馈,6.1.3 反馈的分类及判别,并联比较,电流反馈,31,电流串联负反馈,电流并联负反馈,32,试判断图6.1.5所示各电路中反馈的组态和极性。,图6.1.5 例6.1.3的电路,四种组态的比较,电压并联负反馈,电压串联负反馈,电流并联负反馈,电流串联负反馈,33,反馈判断方法汇总, 有无反馈,有反馈通路（闭环） 则引入了反馈, 反馈极性（正、负反馈）, 电压反馈、电流反馈 看输出端, 串联反馈、并联反馈 看
11、输入端,瞬时极性法，沿环路走一圈，,判断Xf与Xi的相位关系：同相为负；反相为正,或判断净输入信号Xid：增加为正；减小为负,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。,34,例,(+),(+),(-),(-),(-),负反馈,级间反馈通路,(+),(+),(+),(+),(-),(-),(+),(-),电压并联负反馈,35,(+),(-),(-),(+),(+),(+),(+),(+),(+),例,36,电路如图6.2.1所示，设电路满足深度负反馈条件，试求电路的闭环增益和闭环电压增益。,图6.2.1 例6.2.2的电路,例6.2.2,(+),(+),(-),(-),
12、(-),电压并联负反馈,37,电压串联正反馈,电压并联负反馈,38,差分电路 反馈,(+),(+),(-),(+),(+),(-),电压串联负反馈,39,(+),(+),(-),(+),(-),(-),电压并联负反馈,40,分立元件反馈电路1,(+),(+),(-),(-),(+),(+),电压串联负反馈（交、直流反馈）,增加隔直电容C后，Rf 只对交流起反馈作用。,41,增加旁路电容C后，Rf 只对直流起反馈作用。,42,分立元件反馈电路2,(+),(+),(-),(+),(+),(+),电压并联正反馈（交、直流反馈）,43,例 图7.4.3（交流通路）,(+),(-),(+),(-),(-
13、),(+),级间反馈：电压并联负反馈,(+),(+),局部：电流串联正反馈,44,串联反馈和并联反馈的判别方法小结,图6.1.4 基本放大电路输入级为不同形式时的串、并联结构样例,如果反馈信号和输入信号接于基本放大电路的不同输入端，则为串联反馈。,如果反馈信号和输入信号接于基本放大电路的同一输入端，则为并联反馈；,通过反馈信号和输入信号在基本放大电路输入端的连接方式来判别。,45,采样电阻很大,采样电阻很小,电压反馈采样的两种形式：,电流反馈采样的两种形式：,46,固定偏流共射电路,反馈举例,无反馈,有反馈,受温度影响 Q不稳定,可自动调整 Q稳定,无反馈,有反馈,净输入,47,图6.2.3
14、例6.2.4的电路,分立元件反馈电路3,电流串联负反馈,电压并联负反馈,例6.2.4,48,分立元件反馈电路4,(+),(+),(-),(+),(+),电压串联负反馈 交、直流反馈 Rf , Re1,(+),(+),(-),(+),(+),(-),(-),电流并联负反馈 交、直流反馈 Rf , Rc3,49,连接线路，构成电压串联反馈,50,6.2 负反馈放大电路的近似计算,6.2.1 深度负反馈条件下 放大电路闭环增益的近似计算,6.2.2 闭环输入和输出电阻估算,*,分析任务：,分析方法：,求闭环增益AF 和（闭环）电压增益AVF, 小信号等效电路法, 方框图法, 深度负反馈下的近似估算,
15、51,6.2.1 深度负反馈条件下放大电路闭环增益的近似计算, 近似计算的规则：虚短和虚断,串联负反馈，输入端电压求和。,虚短,虚断,虚短,虚断,并联负反馈，输入端电流求和。,得,反馈量几乎抵消输入量即深度负反馈,净输入量近似等于零,52, 求解步骤归纳如下：,（1）首先判断放大电路的反馈组态和极性。注意正反馈时，虚短和虚断是不成立的；,（2）标出输入量、输出量和反馈量。不同的组态，这些量的表现形式是不同的，闭环增益的形式也不同。它们的关系如表6.2.1所示；,（4）如果需要求闭环电压增益，则可根据输入回路和输出回路电压电流关系，求出闭环电压增益,6.2.1 深度负反馈条件下放大电路闭环增益的近似计算,6.2 负反馈放大电路的近似计算,（3）求出反馈系数，便可通过式 得到闭环增益。组态不同时，闭环增益的量纲也不同，要特别注意闭环增益的下标；,（5）如果仅仅求闭环电压增益，则可利用 直接求出 （不必先求 ，再求 ）。,
