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1、电子技术（非电类）,第 5 章 放大电路中的反馈,第5章 放大电路中的反馈,本章提要 ：,反馈是电子技术和自动调节原理中一个基本概念。在放大电路中引入负反馈可以改善放大电路的性能，在自动控制系统中引入负反馈可以稳定系统，如果在电子电路中引入适当的正反馈可以构成各种振荡电路。因此，反馈无论是在电子电路中还是在控制系统中都得到了广泛的应用。本章主要讨论以下内容：,其中，重点是反馈类型的判别和负反馈对放大电路性能的影响。难点也是在反馈类型的判别。,1.反馈的基本概念，反馈的分类；,2.交流负反馈的四种组态及判断交流反馈类型的一般方法。,3.负反馈对放大电路性能的影响；,4.正弦波振荡电路的组成、振荡
2、条件、选频原理及相位判别法。,在科学技术领域中应用很多，在电子放大电路中应用广泛。 1、采用负反馈的目的主要是为了改善电路的性能，以达到某些预定的指标。 前述的分压式偏置电路就是利用直流负反馈来稳定放大电路的静态工作点。 在集成运放组成的运算电路中，引入深度负反馈可以使集成运放工作在线形状态。 2、若将放大器的反馈网络接成正反馈电路就构成了各种振荡电路， 自激振荡电路。 产生一定幅度和频率的输出波形。振荡电路在测量、控制、通信等领域应用广泛。,5.1 反馈的基本概念及判断方法,5.1 反馈的基本概念及判断方法,5.1.1 放大电路中的反馈 1. 反馈的基本概念,2）信号的两种流向,1）反馈 将
3、电路的输出量(电压或电流)的一部分或全部，以一定的方式通过某种电路（反馈）回送到输入端或输入回路，去影响输入量（电流或电压），以改善放大电路的某些性能。,正向传输：输入 输出,反向传输：输出 输入, 开环, 闭环,反馈网络,5.1 反馈的基本概念及判断方法,判断有无反馈的方法： 看放大电路的输入回路与输出回路之间是否有反馈电路相联系。 若有联系，则有反馈；闭环 若无联系，则无反馈。开环,（a）开环电路 （b）闭环电路,5.1 反馈的基本概念及判断方法,反馈放大电路一般框图：,基本放大电路主要功能：放大电路。,反馈网络主要功能：传输反馈信号。,5.1 反馈的基本概念及判断方法,2.反馈的分类 （
4、1）正反馈和负反馈 根据反馈信号对净输入信号的影响不同划分。 若反馈信号增强净输入信号输出信号得到提高正反馈； 若反馈信号削弱净输入信号输出信号得到降低负反馈； (2) 直流反馈和交流反馈 根据反馈信号本身的交、直流性质来划分。 如反馈信号中仅有直流成分，则为直流反馈，稳定放大电路的静态工作点； 如反馈信号中仅有交流成分，则为交流反馈，改善放大电路的各项动态性能；,多数情况下，交、直流两种成分兼而有之。,5.1 反馈的基本概念及判断方法,(3) 电压反馈和电流反馈 根据反馈信号在放大电路输出端采样方式不同划分。 若反馈信号取自输出电压或其中一部分，电压反馈； 若反馈信号取自输出电流或其中一部分
5、，电流反馈； (4) 串联反馈和并联反馈 根据反馈信号与输入信号在输入回路中求和的形式不同划分。 若反馈信号与输入信号在输入端串联串联反馈电压叠加形式出现； 若反馈信号与输入信号在输入端并联并联反馈电流叠加形式出现；,5.1 反馈的基本概念及判断方法,设某一瞬时ui 为正 (也可假设为负)，根据电路情况推出此时反馈信号的正负。,5.1.2 反馈极性的判别,瞬时极性法：判别反馈极性的基本方法。,反馈信号使净输入信号减小的，是负反馈。,反馈信号使净输入信号增大的，是正反馈。,ud=ui-（-uf）,正反馈电路,ud=ui-uf,负反馈电路,ud,5.1 反馈的基本概念及判断方法,分立元件电路，可以
6、通过判断输入级放大管的净输入电压（b-e间或e-b间）或净输入电流(iB或iC)因反馈的引入被增大还是减小，来判断反馈的极性。,图中，设输入电压的瞬时极性对地为“+”，故V1管的集电极电位对地为“-”，第二级仍为共射极电路，V2管的集电极电位为“+”，即输出电压的极性上“+”下“-”，在RE1上得到反馈电压，其极性为上“+”下“-”，结果使V1管的b-e间电压减小，故电路引入了负反馈。,5.1 反馈的基本概念及判断方法,5.1.3 直流反馈与交流反馈的判断,直流或 交流反馈？,直流通路中有反馈网络,直流反馈,稳定静态工作点,交流通路中有反馈网络,交流反馈,改善放大电路的性能,交、直流反馈,交、
7、直流通路中有反馈网络,这两个电路直流、交流反馈共存。,5.1 反馈的基本概念及判断方法,例5-1 判断所示电路是否引入级间反馈， 若有，判断类型。,电阻 将输出回路和输入回路连接，故电路中引入了反馈。因为无论在直流通路还是交流通路中，反馈通路均存在，所以电路中既引入了直流反馈又引入了交流反馈。,利用瞬时极性法判断反馈的极性。设输入电压的极性对地为“+”，集成运放A1的输出电位为“-”，即后级的输入电压为“-”，所以输出电压极性为“+”，在R1上获得反馈电压，其极性为右“+”左“-”，由于反馈电压使A1的净输入电压减小，故电路中引入了负反馈。,5.2 负反馈放大电路的组态,分析反馈电路的一般过程
8、： 首先要根据在输入和输出回路间是否有相互联系的元件，来判断电路中是否存在反馈。若有反馈,直流反馈还是交流反馈,正反馈还是负反馈,判断负反馈电路的具体类型，或组态。,若判断为交流负反馈,本节的重点和难点,5.2 负反馈放大电路的组态,5.2.1 交流负反馈的组态,负反馈的四种类型：,串联电压负反馈,串联电流负反馈,并联电压负反馈,并联电流负反馈,5.2 负反馈放大电路的组态,5.2.2 交流负反馈组态的判断,使 uo = 0 (RL 短路)，若反馈信号消失则为电压反馈，否则为电流反馈。,1. 判断电压反馈和电流反馈,电流反馈 反馈信号取自输出电流。,判别方法：,或写出反馈信号表达式，若正比于电
9、压则为电压反馈，否则为电流反馈。,电压反馈 反馈信号取自输出电压。,5.2 负反馈放大电路的组态,电压 反馈,电流 反馈,判别下面框图是电压或电流反馈：,反馈信号取自输出电压,反馈信号取自输出电流,短路法：,a),b),图a)输出端短路后，反馈即消失(uo=0),图b)输出端短路后，反馈仍存在(io 0),5.2 负反馈放大电路的组态,两种方法判断举例： 1.写出反馈信号表达式，若正比于电压则为电压反馈，否则为电流反馈。,反馈电压的表达式为,电流反馈,5.2 负反馈放大电路的组态,2.将放大电路的输出端交流短路，即令输出电压等于零，若反馈信号也为零，则为电压反馈。如果反馈信号不为零，则为电流反
10、馈。,电流反馈,5.2 负反馈放大电路的组态,直接判别法：利用反馈网络与基本放大电路在输出端的连接情况来判别电流反馈或电压反馈。,电压反馈判断,5.2 负反馈放大电路的组态,电流反馈判断,5.2 负反馈放大电路的组态,例5-2 试判断图示电路中R3和下图的R2、 R3引入的是电压反馈还是电流反馈。,反馈电阻没有连接到输出端子上,反馈电阻连接到输出端子上,5.2 负反馈放大电路的组态,并联反馈：反馈信号与输入信号在输入端以电流相加减的形式出现。,串联反馈：反馈信号与输入信号在输入端以电压相加减的形式出现。,2.判断串联反馈和并联反馈,判别方法：,反馈信号与输入信号在不同输入端为串联反馈，在同一个
11、输入端为并联反馈。,串联反馈,并联反馈,5.2 负反馈放大电路的组态,输入短路判别法：将输入回路短接，若反馈信号消失，为并联反馈；否则为串联反馈。,串联反馈,5.2 负反馈放大电路的组态,串联反馈,直接法判断串、并联反馈：通过反馈网络与基本放大电路在输入端的连接情况判别。,反馈电阻没有连接在输入端子上,反馈电阻连接在输入端子上,并联反馈,输入端子,输入端子,5.2 负反馈放大电路的组态,例5-3试判断图a）中的R2和R3和图b）中R2引入的是串联反馈还是并联反馈。,反馈电阻没有连接到输入端子上,将输入端对地短接,图a）,串联反馈,5.2 负反馈放大电路的组态,并联反馈,反馈电阻连接到输入端子上
12、,将输入端对地短接,“虚断”,VB不变,反馈电阻RE既通过直流电流，也通过电流的交流分量，因此此电路中同时存在直流反馈和交流反馈。,5.2 负反馈放大电路的组态,交流负反馈类型判断,判断由分立元件组成的具体放大电路的负反馈的类型,1.串联电流负反馈,分压式偏置电路的交流放大电路,RE 介于输入输出回路，有反馈。,RE的直流反馈效果(通过直流通路),IC,VE,UBE(=VB-VE),IB,IC,使静态工作点趋于稳定,输入 回路,输出 回路,VB,VE,IB,IC,分压式偏置电路的交流通路,5.2 负反馈放大电路的组态,RE的交流反馈效果（通过交流通路分析）,瞬时极性法判断为何是负反馈？,负反馈
13、,从放大电路的输入端看，反馈电压与输入电压串联 ，故为串联反馈。,从放大电路的输出端看，反馈电压正比于输出电流(Uf=IcRE)，因此是电流反馈。,判断为电流串联负反馈,5.2 负反馈放大电路的组态,集电极与基极间接有电阻的放大电路,2.并联电压负反馈,分析过程,1、用瞬时极性法判断正、负反馈？,2、从输出端判断电压、电流反馈？,3、从输入端判断串联、并联反馈？,5.2 负反馈放大电路的组态,集电极与基极间接有电阻 的放大电路的交流通路,首先分析为什么是负反馈？,交流负反馈,设 为正半周，瞬时极性如图,这时 和 也在正半周,反馈电阻两端的瞬时极性应该是 基级为正，集电极为负。,这时 也在正半周
14、,而输出电压,与输入电压,是反相的，故,在负半周。,因此反馈电流的实际方向是从基级经 流向集电极，也在正半周。,5.2 负反馈放大电路的组态,可见， 、 、 三者是同相的。根据基尔霍夫电流定律可列出：,因为三者同相，于是可写成：,可见净输入电流,可见，反馈的作用削弱了净输入信号，故为负反馈。,5.2 负反馈放大电路的组态,集电极与基极间接有电阻的放大电路,其次，判断具体的反馈类型,从输入端看，反馈信号以电流形式与输入信号并联，故为并联反馈。,从输出端看，反馈电流正比于输出电压，故为电压反馈。,上述电路的判断结果是：并联电压负反馈。,5.2 负反馈放大电路的组态,反馈判断的几点说明： 瞬时极性用
15、于判断正、负反馈。是在输入端任意假定一个交流输入信号的瞬时极性，切勿与该点的直流电位相混淆。 信号经共发射极放大器传递时, 凡由集电极输出的信号与输入信号反相, 瞬时极性变号，由发射极输出的信号, 则瞬时极性不变。 信号经耦合电容、电阻等元件传递时, 一般只产生衰减而瞬时极性不变。,5.2 负反馈放大电路的组态,例5-4 图中所示电路为由集成运放构成 的反馈电路，试判断图中各电路中反馈的极性和组态。,a）,1、用瞬时极性法判断正、负反馈,2、从输出端判断电压、电流反馈。,3、从输入端判断串联、并联反馈。,电流反馈,电流反馈,并联反馈,串联反馈,b）,5.2 负反馈放大电路的组态,c）,d）,分
16、析两级间的反馈？,串联电压负反馈,并联电流负反馈,5.3 负反馈对放大电路性能的影响,5.3.1 负反馈放大电路的框图及一般表达式,1.负反馈放大电路的框图, 输入信号, 输出信号, 反馈信号, 净输入信号,5.3 负反馈对放大电路性能的影响, 输入信号, 净输入信号, 输出信号, 反馈信号,它们之间的关系，称为反馈放大电路的一般表达式。,反馈信号消弱了净输入信号，为负反馈。反之，则为 正反馈。,则,1）,2.一般表达式,5.3 负反馈对放大电路性能的影响,2）基本放大电路的放大倍数 开环放大倍数,3）反馈系数,5）引入负反馈时的放大倍数闭环放大倍数,引入反馈后的净输入信号：,反馈放大电路的一般表达式,4
