电子技术项目教程10负反馈放大电路的测试.ppt
电子技术项目教程,主 编：徐超明 李 珍副主编：姚华青 王平康章青松,2023/11/6,1,2.4 负反馈放大电路的测试2.4.1 多级放大电路2.4.2 负反馈放大电路实训2-9：负反馈放大电路的测试,实训任务2.4 负反馈放大电路的测试,2023/11/6,2,1.反馈的基本概念,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,3,反馈：在电子系统中，把放大电路输出回路中某一电量（电压或电流）的部分或全部送回到放大电路的输入端，用来影响输入量。,A：无反馈时的放大倍数F：反馈网络的反馈系数 Xi：放大电路的输入信号Xid：净输入信号Xf：反馈信号Xo：输出信号,反馈放大电路的一般方框图,反馈元件：反馈电路中，既与输入回路相连，又与输出回路相连；与反馈支路相连且对反馈信号的大小产生影响的元件。,（1）闭环放大倍数Af基本放大电路（无反馈）放大倍数（开环）反馈网络的反馈系数反馈放大电路放大倍数（闭环）基本放大电路净输入信号闭环放大电路放大倍数（增益）一般表达式,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,4,反馈放大电路的一般表达式,（2）反馈深度（1AF）1AF 为闭环放大电路反馈深度，衡量放大电路反馈强弱。（1AF）1，则AfA，电路引入正反馈；（1AF）1，则Af，反馈放大电路出现自激振荡；（1AF）1，则 放大电路引入深度负反馈。,2.4.2 负反馈放大电路,1.反馈的基本概念,2023/11/6,5,1）正反馈和负反馈（反馈信号极性不同分）,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,6,负反馈：若引入的反馈信号Xf削弱了外加输入信号。,正反馈：若引入的反馈信号Xf增强了外加输入信号。,负反馈主要用于改善放大电路的性能指标；正反馈主要用于振荡电路、信号产生电路中。,2.反馈的类型及其判定方法,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,7,判定方法：,先假定外加输入信号电压ui处于某一瞬时极性。如用“”号。,按照信号单向传输的方向，同时根据放大电路基射同相，基集反相的原则，判断出反馈信号Uf的瞬时极性。,当输入信号ui和反馈信号uf在相同端点时，两者为同极性，为正反馈；二者极性相反，为负反馈。,当输入信号ui和反馈信号uf不在相同端点，两者同极性，为负反馈；二者极性相反，为正反馈。,电压瞬时极性法,反馈极性的判断,2.反馈的类型及其判定方法,反馈放大电路由单级运算放大器构成时，反馈信号送回到反相输入端的，为负反馈；反馈信号送回到同相输入端的，为正反馈。,反馈极性的判断,2.4.2 负反馈放大电路,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,8,例1 判别正负反馈（反馈极性）,2.4.2 负反馈放大电路,+,-,+,-,-,负反馈,+,+,+,负反馈,+,负反馈,-,-,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,9,2）交流反馈和直流反馈直流反馈反馈量只有直流量稳定放大电路的静态工作点，动态参数无影响。交流反馈反馈量只有交流量改善动态参数，不影响Q点。交、直流反馈反馈量既有交流量，又有直流量既可稳定Q点又可改善动态参数,2023/11/6,10,2.4.2 负反馈放大电路,2.反馈的类型及其判定方法,判定方法,直流通路中，如果反馈回路存在，即为直流反馈。在交流通路中，如果反馈回路存在，即为交流反馈。如果在直、交流通路中，反馈回路都存在，即为交直流反馈。,直流、交流反馈的判断,2.4.2 负反馈放大电路,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,11,例2 判别直流反馈还是交流反馈,Rf、Re2直流负反馈,Rf、Re2交流负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,12,3）电压反馈和电流反馈电压反馈 反馈信号从输出电压uo采样。电流反馈 反馈信号从输出电流io采样。,电压反馈和电流反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,13,判定方法 反馈信号采样点与输出电压在相同端点的是电压反馈。反馈信号采样点与输出电压在不同端点的是电流反馈。,电压与电流反馈的判断,2.4.2 负反馈放大电路,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,14,判别电压反馈还是电流反馈,2.4.2 负反馈放大电路,电流反馈,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,15,判别电压反馈还是电流反馈,2.4.2 负反馈放大电路,电压反馈,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,16,4）串联反馈和并联反馈 串联反馈 反馈信号Xf与输入信号Xi在输入回路中以电压的形式相加减。并联反馈 反馈信号Xf与输入信号Xi在输入回路中以电流的形式相加减。,串联反馈和并联反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,17,判定方法输入信号Xi与反馈信号Xf在输入回路的不同端点，则为串联反馈。输入信号Xi与反馈信号Xf在输入回路的相同端点，则为并联反馈。,串联与并联反馈的判断,2.4.2 负反馈放大电路,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,18,判别串联反馈还是并联反馈,2.4.2 负反馈放大电路,串联反馈,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,19,判别串联反馈还是并联反馈,2.4.2 负反馈放大电路,级间：Rf并联反馈,2.反馈的类型及其判定方法,2023/11/6,20,电压串联负反馈,电压串联负反馈特点：输出电压稳定，输出电阻减小，输入电阻增大，具有很强带负载能力。,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,21,3.交流负反馈放大电路的四种组态,1）电压串联负反馈 采样点和输出电压同端点，为电压反馈；反馈信号与输入信号在不同端点，为串联反馈。,电压串联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,22,3.交流负反馈放大电路的四种组态,电压串联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,23,3.交流负反馈放大电路的四种组态,2）电压并联负反馈 采样点和输出电压在同端点，为电压反馈。反馈点与输入信号在同端点，为并联反馈。,电压并联负反馈,电压并联负反馈特点：输出电压稳定，输出电阻减小，输入电阻减小。,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,24,3.交流负反馈放大电路的四种组态,电压并联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,25,3.交流负反馈放大电路的四种组态,3）电流串联负反馈采样点与输出电压在不同端点为电流反馈。反馈点与输入信号在不同端点为串联反馈。,电流串联负反馈,电流串联负反馈特点：输出电流稳定，输出电阻增大，输入电阻增大。,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,26,3.交流负反馈放大电路的四种组态,电流串联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,27,3.交流负反馈放大电路的四种组态,4）电流并联负反馈 采样点与输出电压不同一端点的为电流反馈。反馈点与输入信号在同一端点的为并联反馈。,电流并联负反馈的特点：输出电流稳定，输出电阻增大，输入电阻减小。,电流并联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,28,3.交流负反馈放大电路的四种组态,电流并联负反馈,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,29,3.交流负反馈放大电路的四种组态,电路中引入负反馈后其电压放大倍数下降，但放大电路的其他性能得到改善。1）提高放大倍数的稳定性 闭环放大电路增益的相对变化量是开环放大电路增益相对变化量的（1+AF）分之一。即,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,30,4.负反馈对放大电路性能的影响,2）减小环路内的非线性失真,三极管是一个非线性器件，放大器在对信号进行放大时不可避免地会产生非线性失真。设放大器的输入信号为正弦信号。,引入负反馈，反馈回的信号同输出信号的波形一样，使净输入信号Xid=（Xi-Xf）的波形正半周幅度变小，而负半周幅度变大。经基本放大电路放大后，输出信号趋于正、负半周对称的正弦波，从而减小了非线性失真。,引入负反馈减小失真,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,31,4.负反馈对放大电路性能的影响,3）抑制环路内的噪声和干扰 在反馈环内，放大电路本身产生的噪声和干扰信号，可以通过负反馈进行抑制，其原理与减小非线性失真的原理相同。但对反馈环外的噪声和干扰信号，引入负反馈也无能为力。,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,32,4.负反馈对放大电路性能的影响,4）扩展频带 BWf(1+AF)BW,放大器引入负反馈以后，其下限频率降低，上限频率升高，通频带变宽。,多级放大电路中，级数越多，增益越大，频带越窄。,负反馈扩展频带,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,33,4.负反馈对放大电路性能的影响,5）改变输入和输出电阻（1）负反馈对放大电路输入电阻的影响 串联负反馈使放大电路的输入电阻增大；并联负反馈使输入电阻减小。（2）负反馈对放大电路输出电阻的影响 电压负反馈使放大电路的输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,34,4.负反馈对放大电路性能的影响,6）放大电路引入负反馈的一般原则（1）为了放大电路稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善电路的动态性能（如增加增益的稳定性、稳定输出量、减小失真、扩展频带等），应引入交流负反馈。（2）根据信号源的性质决定引入串联负反馈或并联负反馈。当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大电路的输入电阻，以减小信号源的输出电流和内阻上的压降，应引入串联负反馈；当信号源为恒流源或内阻较大的电流源时，为减小放大电路的输入电阻，使电路获得更大的输入电流，应引入并联负反馈。,负反馈放大电路,2023/11/6,35,4.负反馈对放大电路性能的影响,6）放大电路引入负反馈的一般原则（3）根据负载对放大电路输出量的要求，即负载对其信号源的要求，决定引入电压负反馈或电流负反馈。当负载需要稳定电压信号或者减小输出电阻，以提高电路的带负载能力时，应引入电压负反馈；当负载需要稳定电流信号或者增大输出电阻时，应引入电流负反馈。（4）在多级放大电路中，为了改善放大电路性能，应优先引入级间负反馈。,负反馈放大电路,2023/11/6,36,4.负反馈对放大电路性能的影响,例:试根据要求正确引入负反馈,（1）如果要稳定各级静态工作点，如何引反馈？（2）如果要提高电路的输入电阻，如何引反馈？引入的反馈为何种类型？,（3）如果要稳定输出电压，减小输出电阻，应该如何引入反馈？引入的反馈为何种组态？（4）如果要稳定输出电流，如何引入反馈？,2.4.2 负反馈放大电路,2023/11/6,37,带有负反馈的两级阻容耦合放大电路。在电路中通过RF把输出电压uo引回到输入端，加在晶体管V1的发射极上，在发射极电阻R4上形成反馈电压uf。根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。,实训2-9：负反馈放大电路的测试,（1）照图在实验板上接好线路，判断反馈电阻Rf所引入的反馈属于。,2023/11/6,38,（2）测量负反馈对电压放大倍数的影响 输入端接入幅值为1mV，频率为f=1kHz的正弦波交流信号。开环电路：RF不接入电路中。闭环电路：RF接入电路中。按表2-10中要求测量并填写。,实训2-9：负反馈放大电路的测试,表2-10 负反馈对电压放大倍数的影响,2023/11/6,39,3负反馈对输入、输出电阻的影响（1）输入电阻在输入端串接5.1k的电阻。按表2-11中要求测量并填写。,实训2-9：负反馈放大电路的测试,表2-11 负反馈对输入电阻的影响,（2）输出电阻按表2-12中要求测量并填写。,表2-12 负反馈对输出电阻的影响,2023/11/6,40,（4）负反馈对失真的改善作用用示波器观察负反馈对波形失真的影响：将电路开环，保持电源+12V和负载RL值不变，逐渐加大信号源的幅度，观察波形的变化情况。当输出信号出现失真（但不要过分失真）时，记录失真波形的幅值。ui=，uo=。将电路闭环，保持电源+12V和负载RL值不变，逐渐加大信号源的幅度，观察波形的变化情况。当输出幅度接近开环失真时的波形幅度，此时波形（失真/不失真）。,实训2-9：负反馈放大电路的测试,结论：放大电路引入负反馈后，其电压放大倍数将（增大/基本不变/减小），其电压放大倍数的稳定性（提高/基本不变/下降）；引入负反馈后，电路的非线性失真（可以/不可以）减小。,2023/11/6,41,
