《电工电子学 教学课件 ppt 作者 林小玲 第4章 集成运算放大器（电路反馈）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子学 教学课件 ppt 作者 林小玲 第4章 集成运算放大器（电路反馈）（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 集成运算放大器 （反馈）,上海大学 自动化系 林小玲,4.2 放大电路中的反馈,4.2.1 反馈的基本概念,一、什么是反馈？,在电子电路中，将输出量的一部分（或全部）通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量的措施称为反馈。如图所示.反馈体现了输出信号对输入信号的反作用,若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。,反馈,取+ 加强输入信号 正反馈 用于振荡器,取 - 削弱输入信号 负反馈 用于放大器,开环,闭环,负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带,放大：,迭加：,二、负反馈框图：,AO称为
2、开环放大倍数,输出信号,输入信号,反馈信号,差值信号,负反馈放大器,F称为反馈系数,三、负反馈放大器的一般关系,闭环放大倍数：,放大：,迭加：,四、负反馈放大器的闭环放大倍数,当Ao很大时,AoF1,结论:当Ao很大时,负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关,只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。,正反馈和负反馈判别方法：瞬时极性法,4.2.2 反馈放大器的分类及判别方法,1. 正反馈和负反馈,先假设输入信号在某一瞬时的极性为正（即相对于共同端而言有增加的趋势），用（+）号标出，根据各种基本放大电路（如共射、共集、差分放大电路及运算放大器等）的输出信号与输入信号间的相位关系，从输入到输出
3、一级一级地标出放大电路中各有关点的电位的瞬时极性，或有关支路的电流的瞬时流向，以确定从输出回路到输入回路的反馈信号的瞬时极性，最后判断反馈信号是削弱还是增强了净输入信号，如果是削弱，则为负反馈，反之,则为正反馈,净输入信号小于输入信号，所以为负反馈。,uI,例1 判断图示电路反馈的极性。,解 假设uI的瞬时极性为正。即,uI0,那么,uO0,uF0,例2,a. 判断反馈网络,输入回路,输出回路,反馈网络F,b. 负反馈的判断,利用瞬时极性法,当uI0时,uO0,uF0,uId=uI uF uI,负反馈,例3,输入回路,输出回路,反馈网络F,a. 判断反馈网络,利用瞬时极性法,b. 判断反馈极性
4、,当uI0时,uO0,削弱了输入信号,负反馈,反馈信号极性为负,RL,利用瞬时极性法,例4： 判断反馈极性,当uI0时,uO0,uF0,uId=uI uF uI,负反馈,例5：,设输入电压 ui 为正，,差值电压 ud =ui uf,uf 削弱了净输入电压(差值电压) 负反馈,差值电压 ud =ui + uf,uf 增强了净输入电压(差值电压) 正反馈,净输入信号：,ube = ui - uf,uf 削弱了净输入电压(差值电压) 负反馈,设输入电压 ui 为正，,利用瞬时极性法,例7. 判断反馈极性,当uI0时,uO0,反馈信号的极性也为负,削弱了输入信号,负反馈,2. 直流反馈和交流反馈,放
5、大电路的直流通路中存在的反馈称为直流反馈。反馈量是直 流量，对放大电路的Q点产生影响。,交流通路中存在的反馈称为交流反馈。反馈量是交流量，对放大 电路的交流性能产生影响。,若反馈量中既有直流量又有交流量，则直流、交流反馈同时存在。 为交、直流反馈,例,判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？,RE 介于输入输出回路，有反馈。,反馈使 uid 减小，为负反馈。,既有直流反馈，又有交流反馈。,判断电路中有无反馈： 看输出回路与输入回路之间有无起联系作用的元件，即看有无反馈通路。 (1) 连接在输入与输出之间的元件。 (2) 为输入回路与输出回路所共有的元件,本级反馈反馈只存在
6、于某一级放大器中,级间反馈反馈存在于两级以上的放大器中,例,3.本级反馈与级间反馈,级间反馈,本级反馈,本级反馈,看反馈网络在放大电路输入端的连接方式。 反馈网络在输入端的连接分为串联和并联两种方式。,4. 串联反馈和并联反馈,串联：反馈信号 X f 和 输入信号 X i接于不同的输入端。 这时X f 与X i以电压形式进行比较。对于串联负反馈有,并联：反馈信号 X f 和 输入信号 X i接于同一输入端。 这时X f 与X i以电流形式进行比较。对于并联负反馈有,5. 电压反馈与电流反馈,由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定。 如果把输出电压的一部分或全部取出来回送到输入回路，称为电压反
7、馈。 这时反馈信号和输出电压成比例 即 X f = F Vo,如果把输出电流的一部分或全部取出来回送到输入回路，则称为电流反馈。这时反馈信号和输出电流成比例，即 X f = F I o 。,判别方法：输出短路法。,令输出电压 Vo = 0，即将负载电阻RL短路，若随之有 反馈信号 X f = 0，则说明引入的是电压反馈；若随之反 馈信号 X f 0，则说明引入的是电流反馈, 反馈类型的判别步骤,3) 判别是交流或直流反馈？,2) 采用瞬时极性法判别正负反馈,4) 是负反馈！判断是何种类型的负反馈？,1) 找出反馈网络（一般是电阻、电容）。,6. 反馈放大器判别方法,例1：,设输入电压 ui 为
8、正，,差值电压 ud =ui uf,uf 削弱了净输入电压(差值电压) 负反馈,差值电压 ud =ui + uf,uf 增强了净输入电压(差值电压) 正反馈,1) 判别反馈元件（一般是电阻、电容） (1) 连接在输入与输出之间的元件。 (2) 为输入回路与输出回路所共有的元件。,净输入信号：,ube = ui - uf,uf 削弱了净输入电压(差值电压) 负反馈,设输入电压 ui 为正，,判断是交流反馈还是直流反馈,交、直流分量的信 号均可通过 RE，所以RE引入的是交、直流反馈。,如果有发射极旁路电容， RE中仅有直流分量的信号通过 ，这时RE引入的则是直流反馈。,E,例3：,直流反馈：反馈
9、只对直流分量起作用，反馈元件只能传递直流信号。,负反馈：反馈削弱净输入信号，使放大倍数降低。,在振荡器中引入正反馈，用以产生波形。,交流反馈：反馈只对交流分量起作用，反馈元件只能传递交流信号。,在放大电路中，出现正反馈将使放大器产生自激振荡，使放大器不能正常工作。,正反馈：反馈增强净输入信号， 使放大倍数提高。, 反馈的分类, 负反馈的类型,1) 根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈 和电流反馈。,电流负反馈具有稳定输出电流、增大输出电阻的作用。,电压负反馈具有稳定输出电压、减小输出电阻的作用。,如果反馈信号取自输出电压，叫电压反馈。如果反馈信号取自输出电流，叫电流反馈。,2) 根据反馈
10、信号在输入端与输入信号比较形式的 不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,反馈信号与输入信号串联，即反馈信号与输入信号以电压形式作比较，称为串联反馈。,反馈信号与输入信号并联，即反馈信号与输入信号以电流形式作比较，称为并联反馈。,串联反馈使电路的输入电阻增大， 并联反馈使电路的输入电阻减小。,(1)电压并联负反馈,设输入电压 ui 为正，,差值电流 id = i1 if,if 削弱了净输入电流(差值电流) 负反馈,反馈电流,取自输出电压电压反馈,反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较并联反馈,特点：输入电阻低、输出电阻低,(2)电流串联负反馈,设输入电压 ui 为正，,差值电压 ud =ui
11、uf,uf 削弱了净输入电压(差值电压) 负反馈,反馈电压,取自输出电流 电流反馈,反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较 串联反馈,uf =Rio,特点：输出电流 io 与负载电阻RL无关 同相输入恒流源电路或电压-电流变换电路,(3)电流并联负反馈,设输入电压 ui 为正，,差值电流 id = i1 if,if 削弱了净输入电流(差值电流) 负反馈,反馈电流,取自输出电流电流反馈,反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较 并联反馈,uf 削弱了净输入电压(差值电压) 负反馈,(4) 串联电压负反馈,反馈电压,ui 与 uf 串联,以电压形式比较串联反馈,反馈过程：,uo,uf,ud,
12、uo,电压负反馈具有稳定输出电压的作用,运算放大器电路反馈类型的判别方法总结,1. 反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈； 从负载电阻RL的靠近“地”端引出的，是电流反馈； 2. 输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相和反相）上的，是串联反馈；加在同一个输入端（同相或反相）上的，是并联反馈； 3. 对串联反馈，输入信号和反馈信号的极性相同时，是负反馈；极性相反时，是正反馈； 4. 对并联反馈，净输入电流等于输入电流和反馈电流之差时，是负反馈；否则是正反馈。,例1：,试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。,解：,因反馈电路直接从运算放大器A2的输出
13、端引出，所以是电压反馈；,因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同相输入端上，所以是串联反馈； 因输入信号和反馈信号的极性相同，所以是负反馈。,串联电压负反馈,先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；,例2：,试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。,解：,因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL的靠近“地”端引出的，所以是电流反馈；,因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，所以是并联反馈;,因净输入电流 id 等于输入电流和反馈电流之差，所以是负反馈。,并联电流负反馈,分立元件瞬时极性法判断负反馈方法,+,+,+,(1)设接“地”参考点的电位为零，在
14、某点对“地”电压（即电位）的正半周，该点交流电位的瞬时极性为正；在负半周则为负。,(2)设基极瞬时极性为正，根据集电极瞬时极性与基极相反、发射极(接有发射极电阻而无旁路电容时)瞬时极性与基极相同的原则，标出相关各点的瞬时极性。,+,+,(3)若反馈信号与输入信号加在同一电极上，,(4)若反馈信号与输入信号加在两个电极上，,两者极性相反为负反馈；,极性相同为正反馈。,两者极性相同为负反馈；,极性相反为正反馈。,反馈到基极为并联反馈,反馈到发射极为串联反馈,判断串、并联反馈,ib= ii if,ube= ui uf,共发射极电路,判断电压、电流反馈,从集电极引出为电压反馈,从发射极引出为电流反馈,
15、判断反馈类型的口诀：,共发射极电路,共集电极电路为典型的电压串联负反馈。,集出为压，射出为流， 基入为并，射入为串。,例1：判断图示电路中的负反馈类型。,解: RE2对交流不起作用，引入的是直流反馈；,RE1对本级引入串联电流负反馈。,RE1、RF对交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反馈。,例1：判断图示电路中的负反馈类型。,解:,RE1、RF引入越级串联电压负反馈。,+,+,T2集电极的 反馈到T1的发射极，提高了E1的交流电位，使Ube1减小，故为负反馈； 反馈从T2的集电极引出，是电压反馈；反馈电压引入到T1的发射极，是串联反馈。,例2：如果RF不接在T2 的集电极，而是接C2与RL 之间，两者有何不同 ？,解: 因电容C2的隔直流作用，这时RE1、RF仅 引入交流反馈。,例3：如果RF的另一端不接在T1 的发射极，而是接在它的基极，两者有何不同，是否会变成正反馈 ？,解: T2集电极的 反馈到T1的基极，提高了B1的交 流电位，使Ube1增大，故为正反馈； 这时RE1、RF引入越级正反馈。,+,+,RF2(R1、R2): 直流反馈,（稳定静态工作点）,RF 、CF : 交流电压并联负反馈,+UCC,(a),RE1,+,R1,RF1,RF2,C2,RC
