第三章放大器中的负反馈教案.ppt

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1、电子电路基础,3.1反馈的基本概念,3.2.直流反馈与交流反馈,3-3.负反馈放大电路的方框图,3-4 负反馈放大器的四种类型,3-5 负反馈对放大电路性能的影响,2.7差分放大器和集成运算放大器,第三章 放大器中的负反馈,了解反馈电路的基本概念及结构组成；掌握反馈的基本概念和分析方法，理解反馈对放大电路性能的影响。,学习目的与要求,3-1反馈的基本概念,1.反馈的基本概念,从放大电路输出回路中取出部分或全部的输出信号，通过适当的途径回送到输入端，对输入信号进行调控的过程称为反馈。,基本放大电路A,取样,Xid,比较,X0,Xi,反馈电路F,XF,基本放大电路的输入信号(净输入信号),放大电路

2、输出信号,反馈信号,含反馈的放大电路输入信号,负反馈放大电路的方框图,反馈分有正反馈和负反馈两种形式：能使净输入信号增强的反馈称为正反馈；使净输入信号削弱的反馈称为负反馈。放大电路中普遍采用的形式是负反馈。,根据反馈网络与基本放大电路在输出、输入端连接方式的不同，负反馈放大电路的反馈形式可分为四种类型：,1、电压串联负反馈；,2、电压并联负反馈；,3、电流串联负反馈；,4、电流并联负反馈。,2.负反馈的基本类型及其判别,判断反馈类型的方法：凡反馈信号取自输出电压信号的称电压反馈；凡反馈信号取自输出电流信号的称电流反馈。凡反馈信号在输入端与输入信号相串联的称为串联反馈，凡反馈信号在输入端与输入信

3、号相并联的称为并联反馈。,反馈形式判断举例,电压反馈,电压串联负反馈,串联反馈,电压反馈,电压并联负反馈,并联反馈,电流反馈,电流串联负反馈,串联反馈,电流反馈,电流并联负反馈,并联反馈,1）.从一个例子说起稳定工作点电路,输入量：Vi、VBE、iB,输出量：VO、VCE、iC,正向传输信号从输入端到输出端的传输,2）.正向传输与反向传输,电路中只有正向传输，没有反向传输，称为开环状态。,正向传输信号从输入端到输出端的传输,信号的正向传输,反向传输信号从输出端到输入端的传输,反馈传输(通路)（反馈网络）,信号的正向传输,既有正向传输，又有反馈 称为闭环状态。,直流反馈若电路将直流量反馈到输入回

4、路，则称直流反馈。,3-2.直流反馈与交流反馈,直流反馈,电路中引入直流反馈的目的，一般是为了稳定静态工作点Q。,交流反馈若电路将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。（如去掉电容Ce）,交流反馈,交流反馈，影响电路的交流工作性能。,解：根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。,例：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。,交、直流反馈,例：基本放大器，无反馈，净输入量Vbe=Vi，电压放大倍数为：,1.负反馈与正反馈,负反馈输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，放大倍数减小。,引入反馈后，净输入量Vbe=Vi-Vf，电压放大倍数为：,可见，净输入量减小，放大

5、倍数减小，所以是负反馈。,正反馈输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加。,本级反馈反馈只存在于某一级放大器中,级间反馈反馈存在于两级以上的放大器中,例,级间反馈通路,2.本级反馈与级间反馈,放大：,迭加：,1.方框图：,A称为开环放大倍数,AF称为闭环放大倍数,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,3-3.负反馈放大电路的方框图,2.负反馈放大器的一般关系,闭环放大倍数：,放大：,迭加：,3.关于反馈深度的讨论,一般负反馈,称为反馈深度,深度负反馈,正反馈,自激振荡,3-4 负反馈放大器的四种类型,负反馈类型有四种组态:电压串联负反馈 电压并联负反

6、馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈,一.电压串联负反馈,因为反馈电压：,从输入端看，有：,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈,vd=vi-vF,故为串联负反馈。,用“瞬时极性法”判断反馈极性：假设某一瞬时，在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号，按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。,反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。,分立电路电压串联负反馈,RL,电压负反馈的特性稳定输出电压,稳定过程：,负载变化时，输出电压稳定输出电阻,二.电压并联负反馈,因为反馈电流：,根据瞬时极性判

7、断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈,id=ii-iF,从输入端看有：,反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。,故为并联负反馈。,分立电路电压并联负反馈,反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈,id=ii-iF,在输入端有,故为并联负反馈。,因为反馈电流：,三.电流并联负反馈,因为反馈电流：,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈,又因为在输入端有:,反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。,故为并联负反馈。,分立电路组成的电流并联负反馈,引入电流负反馈的目的稳定输出电流,稳定过程：,负载变化时，输出电流稳定输出电阻,R

8、L,四.电流串联负反馈,因为反馈电压：Uf=ioRf,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈,vd=vi-vF,又因为在输入端有,反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。,故为串联负反馈。,分立电路组成的电流串联负反馈,引入电流负反馈的目的稳定输出电流,稳定过程：,负载变化时，输出电流稳定输出电阻,RL,五.反馈类型及判别方法总结,1.直流反馈与交流反馈注意电容的“隔直通交”作用,例题1:试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？,2.反馈极性：正反馈与负反馈,判定方法“瞬时极性法”,例题2:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。,对于串联反馈：输入量与反馈量作用在

9、不同的两点上，若瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。,对于并联反馈：输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。,动画演示,3.取样方式电压反馈与电流反馈,假设输出端交流短路（RL=0），即UO=0，若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。,电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比 例。,判断方法输出短路法：,电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比 例。,例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈。,4.比较方式串联反馈和并联反馈,串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：,此时反馈

10、信号与输入信号是电流相加减的关系。,此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。,对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。,对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。,并联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极。有：,vd=vi-vF,例题4:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还是并联反馈。,例题5:试判断下列电路中的反馈组态。,解:电压串联负反馈。,（a）：,解:电压并联负反馈。,（b）：,动画演示,（1）

11、串联反馈,5.信号源对反馈效果的影响,vd=vI-vF,所以vI应为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。,要想反馈效果明显，就要求vF变化能有效引起vd的变化。,（2）并联反馈,id=iI-iF,所以iI应为恒流源，即信号源内阻RS越大越好。,要想反馈效果明显，就要求iF变化能有效引起id的变化。,end,例题:回答下列问题。,1.若要实现串联电压反馈,Rf 应接向何处?2.要实现串联电压负反馈,运放的输入端极性如何确定？,3-5 负反馈对放大电路性能的影响,提高增益的稳定性,减少非线性失真,扩展频带,改变输入电阻和输出电阻,在放大器中引入负反馈,降低了放大倍数,使放大器的性能得以改善：,1.提

12、高放大倍数的稳定性,闭环时,则,只考虑幅值有,即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍,另一方面:,在深度负反馈条件下,即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。,2.改善放大器的非线性失真,加反馈前,加反馈后,失真,改善,动画演示,放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。,无反馈时放大器的通频带：fbw=f HfL f H 有反馈时放大器的通频带：fbwf=f HffLf f Hf,可以证明：fbwf=(1+AF)fbw放大器的一个重要特性：增益与通频带之积为常数。即：Amf fbwf=Am fbw,3.扩展放大器的通频带,4.负反馈

13、对输入电阻的影响,(1)串联负反馈使输入电阻增加,无反馈时：,有反馈时：,(2)并联负反馈使输入电阻减小,无反馈时：,有反馈时：,5.负反馈对输出电阻的影响,电压负反馈稳定输出电压（当负载变化时）恒压源输出电阻小。,(1)电压负反馈使输出电阻减小,电流负反馈稳定输出电流（当负载变化时）恒流源输出电阻大。,(2)电流负反馈使输出电阻提高,为改善性能引入负反馈的一般原则,要稳定直流量,引直流负反馈,要稳定交流量,引交流负反馈,要稳定输出电压,引电压负反馈,要稳定输出电流,引电流负反馈,要增大输入电阻,引串联负反馈,要减小输入电阻,引并联负反馈,放大电路输入信号本身就是一个已产生了失真的信号，引入负反馈后能否使失真消除？,上述问题希望课后认真归纳总结,放大电路一般采用的反馈形式是什么？如何判断放大电路中的各种反馈类型？,检验学习结果,放大电路引入负反馈后，对电路的工作性能带来什么改善？,本章学习结束 Goodbye!,