放大电路中的反馈反馈概念与判断.ppt

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1、模拟电子技术基础,北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,主讲：赵建辉,第六章 放大电路中的反馈(1.),6.1 反馈的基本概念及判断方法6.2 负反馈放大电路的四种组态6.3 负反馈放大电路方块图与表达式6.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.6 负反馈放大电路的稳定性6.7 放大电路中其它形式的反馈,第6章 放大电路中的反馈,本节课内容,6.放大电路中的反馈,重点：反馈组态判断难点：1.四种反馈组态正确判断（BJT/IC）2.反馈概念的建立 3.负反馈的作用,本节重点难点,？,问题提出,1.什么是反馈?为什么要反馈?2.反馈有那几种形式（正/负,交流/直

2、流）？3.为何要引入深度负反馈？4.负反馈如何改善放大电路的性能？5.什么是放大电路的自激,如何消除？,6.1 反馈的基本概念与判断方法,放大电路中引入反馈的意义(为何要反馈)?-实际放大电路中,几乎都引入反馈,以期改善放大电路的某些性能。,什么是反馈?,通过输出,影响输入。以改善系统某些性能。也称回馈/回授。如：情绪调节;行政管理/商业/经济政策调节。控制系统的调节（航天器姿态)等。注意：反馈的实时性，与预测调节（前馈）区别,6.1.1 反馈的基本概念,一.什么是反馈(FeedBack)?,那么，什么是电路中的反馈?,电路中,将输出量(电压/电流)的部分或者全部通过电路形式作用到输入回路，通

3、过影响(增大/减小)输入量(电压或电流)来影响输出量的措施。,(1)电路中的反馈(FeedBack),反馈放大电路基本方框图,输出量,输入量,净输入量,反馈量,求和电路,取自输出量不影响输出,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；改善输入电阻和输出电阻；扩展通频带，改善输出信号波形。,(2)反馈电路框图表示,分压式偏置共射放大电路(Re稳定工作点Q),如：电流反馈稳定工作点Q电路（Re的作用）(航天温度环境),问题:如何使交流信号不反馈?,正反馈使放大电路净输入量/输出变化量 增大。负反馈使放大电路净

4、输入量/输出变化量 减小。,二.反馈的极性正反馈与负反馈,如：Re电流反馈稳定工作点电路：温度升高，Ic有增大趋势，通过Re反馈，使得：输入量：Ube 减小。输出变化量 Ic/|Ic|减小（直流/交流）。说明引入：负反馈。,直流反馈反馈量中只含有直流量（直流通路）。只有直流量参与反馈。交流反馈反馈量中只含有交流量（交流通路）。只有交流量参与反馈。注意：也可能同时含有交、直流反馈。直流/交流反馈并不是根据输入信号类别区分！,三.直流反馈与交流反馈,如：Re+Ce 电流反馈电路（）,直流负反馈：稳定工作点Q。交流负反馈：改善放大电流性能（研究重点）。,判断内容：1 反馈的有无 2 反馈的极性（正/

5、负）3 反馈的类型（交流/直流）4 交流负反馈的组态（电压/电流/串联/并联）正确判断是分析反馈放大电路的基础！,6.1.2 反馈的判断,判据：是否存在真正的反馈回路/反馈是否作用。,一.反馈的有/无判断,（a）无反馈输出不影响输入,（b）有反馈输出影响输入,（c）无反馈输出不影响输入,判据：瞬时极性法。,二.反馈极性（正/负）的判断,（a）净输入减小uD=uP-uN负反馈,（c）净输入减小iN=iI-iF负反馈,（b）净输入增大uD=uP-uN正反馈,判断Rf是否有反馈，若是，判断反馈的极性（图）。,净输入电压减小，电压串联交流负反馈,判据：根据反馈通路判断。,三.直流反馈与交流反馈的判断,

6、（a）反馈电路（只对直流反馈）,（c）交流通路无反馈,（b）直流通路负反馈,直流反馈与交流反馈的判断,（a）直流反馈（旁路电容交流短路）,（v）交流反馈(串联隔直电容),例：6.1.1 是否引入反馈/极性/类型？,R4在两级中引入直流/交流负反馈R3在后级引入交流/直流负反馈（局部反馈）,分立放大电路反馈类型判断,Re1：交流/直流负反馈Re2：直流负反馈,未参与交流反馈Re1+Re2:直流负反馈,6.2 负反馈放大电路的组态,负反馈放大电路的作用：稳定输出,uo,uN,uD=uI-uf,uo,RL变化,负反馈放大电路概述：,1.交流负反馈提高放大电路输入/输出稳定比例关系。(抑制外界因素干扰

7、)2.反馈是对输出的取样。3.负反馈本质是输入与反馈量相减，通过调整净输入来调整输出。负反馈的分类方法：输出看：反馈量取自输出电压还是电流输入看：电压叠加（串联）还是电流叠加（并联）,6.2.1 负反馈放大电路分析要点,负反馈,交流负反馈,直流负反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,稳定静态工作点Q,负反馈的分类：组态,用于改善放大电路性能,6.2.2 四种负反馈组态,一.电压串联负反馈,电压串联负反馈特点:输出 uo决定于反馈网络（R1/R2），与负载(RL)无关。（电路近似为：电压控制电压源，Ro=0）,二.电流串联负反馈,电流串联负反馈特点:输出io决定于

8、外部电阻（R1），与负载(RL)无关。（电路近似为：电压控制电流源，Ro=）,三.电压并联负反馈,电压并联负反馈特点:输出uo决定于外部电阻（R），与负载(RL)无关。（电路近似为：电流控制电压源，Ro=0）,四.电流并联负反馈,电流串联负反馈特点:输出io决定于外部电阻（R1/R2），与负载(RL)无关。（电路近似为：电流控制的电流源，Ro=）,小结：采取何种反馈？决定于输出稳定目的和输入结构,电压串联负反馈：（稳定电压/输入恒压源）,电流串联负反馈:（稳定电流/输入恒流源）,电压并联负反馈:（稳定电压/输入恒流源）,电流并联负反馈:（稳定电流/输入恒流源）,6.2.3 反馈组态的判断,（1

9、）设计角度：根据稳定目的需求选取（2）分析角度：如何分析设计者目的？,一.电压负反馈与电流负反馈的判断,判据：输出短路法令输出电压uo为零(负载RL短路)如果不存在输出引起的反馈量，为电压反馈。如果还存在输出引起的反馈量，为电流反馈。,交流电压负反馈,交流电流负反馈,if=0,if0,输出引起,输入引起不算！,二.串联负反馈与并联负反馈的判断,判据：取决于输入回路与反馈回路的连接（叠加）方式。串联反馈：输入电压与反馈电压求差。并联反馈：输入电流与反馈电流求差。,串联负反馈（电压叠加）,并联负反馈（电流叠加）,小结：反馈组态：取决于输出采样和输入叠加方式。,电压负反馈：负载RL与电压取样并联（R

10、L短路，uo=0，反馈消失）,电流负反馈：负载RL与电流取样串联（RL短路,uo0,反馈存在）,串联负反馈：输入电压与反馈电压串联（不同输入端口叠加）,电流负反馈：输入电流与反馈电流并联（同一输入端口叠加）,不同端口：如运放正/负输入端口，负载RL两端;三极管共射(b/e)或者(c/e)两端口,一般性：三极管共射接法：b极输入，c极输出电压。c极取样为电压反馈，e极取样为电流反馈。反馈至b为并联反馈，反馈至e为串联反馈。(Re),常见负反馈组态判断方法:(直观判断,详细验证),集成运放:同端取样:电压反馈(负载RL同端)异端取样:电流反馈(负载RL异端)同端输入:并联反馈(运放输入同端)异端输

11、入:串联反馈(运放输入异端),分立放大(三极管b极输入为例):同端取样:电压反馈(C/E同端)异端取样:电流反馈(C/E异端)同端输入:并联反馈(B/E同端或者双端输入同端)异端输入:串联反馈(B/E同端或者双端输入异端),例：6.2.1 反馈判断,R2：反馈回路瞬时极性法：R1上获得反馈电压负反馈RL短路，io存在，反馈电压存在电流反馈输入电压在两端叠加串联反馈结论：电流串联负反馈（对直流也作用）,例：6.2.2 反馈判断,R4：反馈回路，反馈到T2输入端瞬时极性：T2输入获得反馈电压升高负反馈RL短路，io存在，反馈电压存在电压反馈输入电压在两端叠加串联反馈结论：电压串联负反馈（对直流也作

12、用）,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,此电路是交流电压串联负反馈，对直流不起作用（C3隔直）。,注意：这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。,如果反馈对交/直流均起反馈作用，可以用全量。,集电极C与基极B相位相反（180度）。,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,if,ib=i+if,uo,此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。,问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？,不能！Rf为提供静态电流，否则无法提供Q点！,Rf 的作用：1.提供静态工作点Q2.直流负反馈，稳定静态

13、工作点。3.交流负反馈，稳定放大倍数。,例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。同时Re1局部直流(电流串联)负反馈稳定前级工作点,对前级交流不反馈。,例：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。,1.对交流信号：,RE1：电流串联负反馈（交流/直流均作用）。RE2：电流串联负反馈（只对直流起作用）。,例：Rf引入的是何种类型的反馈？,电流串联正反馈,例：判断如图电路中RE3的负反馈作用。,Re3:电流串联负反馈,例：判断如图电路中R7的负反馈作用。,电压串联负反馈,小结：1、反馈类型：正反馈与负反馈；电压反馈与电流反馈；串联反馈与并联反馈；直流反馈与交流反馈。2、负反馈放大电路的四种基本组态：电压串联负反馈；电压并联负反馈；电流串联负反馈；电流并联负反馈；3、用瞬时极性法判别正反馈和负反馈。4、按采样形式、电路结构、输出短路法判别电压反馈和电流反馈。5、按电路结构、比较（叠加）形式、反馈信号性质（电压/电流）判别串联反馈和并联反馈。,作业,P302:6.16.3 填在书上，互相对照。6.46.5 判断反馈类型，填在书上，互相对照。,