模拟电路《负反馈放大电路》PPT课件.ppt

1、6.1 反馈的概念及判断方法6.2 负反馈电路中的四种组态6.3 负反馈的表示方法6.4 负反馈放大电路的计算6.5 负反馈对放大电路的影响第六章第六章 放大电路中的反馈放大电路中的反馈6.1 6.1 反馈的概念及判断方法反馈的概念及判断方法1、 反馈反馈 FeedbackFeedback 把电路的把电路的输出量输出量经一定电路经一定电路(反馈网络反馈网络)，送回到输入，送回到输入回路，并对回路，并对净输入量净输入量造成影响，造成影响，从而实现自动调节功能从而实现自动调节功能6.1 6.1 反馈的概念及判断方法反馈的概念及判断方法反馈反馈存在的判断存在的判断是否存在是否存在反馈通路反馈通路(输

2、入端与输出端是否有相连的通路输入端与输出端是否有相连的通路)？无反馈无反馈有反馈有反馈无反馈无反馈 在直流通路中存在的反馈，称为在直流通路中存在的反馈，称为直流反馈直流反馈 在交流通路中存在的反馈，称为在交流通路中存在的反馈，称为交流反馈交流反馈6.1 6.1 反馈的概念及判断方法反馈的概念及判断方法直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈6.1 6.1 反馈的概念及判断方法反馈的概念及判断方法交直流反馈交直流反馈交流，直流都存在反馈，则称交流，直流都存在反馈，则称交直流反馈交直流反馈6.1 6.1 反馈的概念及判断方法反馈的概念及判断方法 若反馈的结果使若反馈的结果使净输入净输入信号信号减弱减弱，则

3、称为，则称为负反馈负反馈 若反馈的结果使若反馈的结果使净输入净输入信号信号增强增强，则称为，则称为正反馈正反馈反馈反馈极性的判断极性的判断upuNouuuoAod运放：运放：| |uP-uN| | iP 或或 iNUO =Aod (UP UN )三极管三极管 uBE=uB-uE iBiBuBEQBQIBEQUe eb bc c净输入量净输入量6.1 6.1 反馈的概念及判断方法反馈的概念及判断方法+-uD- +uf+ +-净输入电压增加，净输入电压增加，正反馈正反馈1 1、确定、确定净输入量净输入量2 2、假设某一瞬时，在放大电路输入端加入、假设某一瞬时，在放大电路输入端加入正极性正极性的的输

4、入信号输入信号3 3、按、按信号传输方向信号传输方向依次依次判断判断相关点相关点的的瞬时极性瞬时极性4 4、确定、确定反馈信号反馈信号的的瞬时极性瞬时极性5 5、判断、判断净输入净输入增加增加还是还是减小减小，减小为，减小为负反馈负反馈；反之为；反之为正反馈正反馈“瞬时极性法瞬时极性法”判断判断反馈极性反馈极性(正正/负负)-+ +净输入电流减小，净输入电流减小，负反馈负反馈iDif+-uD6.1 6.1 反馈的概念及判断方法反馈的概念及判断方法-+ + -uf+ +净输入电压减小，净输入电压减小，负反馈负反馈6.1 6.1 反馈的概念及判断方法反馈的概念及判断方法+-+ +- -+ + +净

5、输入电压减小，净输入电压减小，负反馈负反馈6.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态1.1.取样：取样：反馈信号可以从反馈信号可以从输出输出电压电压/ /电流电流进行取样进行取样2.2.叠加：叠加：输入信号输入信号和和反馈信号反馈信号可以是可以是电压电压/ /电流电流叠加叠加串联串联负反馈负反馈与与并联并联负反馈负反馈 在在输入端输入端按按输入量输入量与与反馈量反馈量的的叠加方式叠加方式分分 串联串联负反馈负反馈：输入量输入量与与反馈量以反馈量以电压方式电压方式相叠加相叠加 并联并联负反馈负反馈：输入量输入量与与反馈量以反馈量以电流方式电流方式相叠加相叠加6.2 负反馈放大电路的

6、四种组态负反馈放大电路的四种组态电压电压负反馈负反馈与与电流电流负反馈负反馈 在在输出端输出端按按反馈信号的反馈信号的取样方式取样方式分分 电压电压负反馈负反馈：反馈信号的反馈信号的取输出电压取输出电压 电流电流负反馈负反馈：反馈信号的反馈信号的取输出电流取输出电流6.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态+ +X X- -iX XdX XfLRAFIo+ +X X- -iX XdX XfAFLouoR+ +- -6.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态a、串联、串联/并联反馈并联反馈输入输入与与反馈通路反馈通路的连接点的连接点同一点，是同一点，是并联反馈并联反馈

7、不同点，是不同点，是串联反馈串联反馈b、电压、电压/电流反馈电流反馈RL短接短接( uO0 )反馈消失反馈消失是是电压反馈电压反馈反馈存在反馈存在是是电流反馈电流反馈反馈组态的判别方法反馈组态的判别方法6.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态电压串联负反馈电压串联负反馈+-uD+ + +-瞬时极性法：负反馈瞬时极性法：负反馈RL0时，无反馈时，无反馈 电压反馈电压反馈反馈、输入点不同反馈、输入点不同 串联反馈串联反馈6.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态+-uD+ + +-电流串联负反馈电流串联负反馈+ +瞬时极性法：负反馈瞬时极性法：负反馈RL0时，有反馈时

8、，有反馈 电流反馈电流反馈反馈、输入连接点不同反馈、输入连接点不同 串联反馈串联反馈电流并联负反馈电流并联负反馈6.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态LiIouoR1R2R+ +- -瞬时极性法：负反馈瞬时极性法：负反馈RL0时，有反馈时，有反馈 电流反馈电流反馈反馈、输入连接点相同反馈、输入连接点相同 并联反馈并联反馈+ +- -电流串联负反馈电流串联负反馈6.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态瞬时极性法：负反馈瞬时极性法：负反馈RL0时，有反馈时，有反馈 电流反馈电流反馈反馈、输入连接点不同反馈、输入连接点不同 串联反馈串联反馈+ + +-+- uD6.

9、2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态电压串联负反馈电压串联负反馈+-+ +- -+ + +2RLUioUuoR1R+ +- -+ +- -+ +- -dLUioUuoR+ +- -+ +- -+ +- -d+ +- -UfAuuFuu电压负反馈电压负反馈 Ud =Ui - UfUoUoUfUd 电压电压负反馈负反馈: 稳定稳定输出电压输出电压的作用的作用+-6.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态电流负反馈电流负反馈LUioUUoR+ +- -+ +- -+ +- -d+ +- -UfAiuFuiIo Ud =Ui - UfIoIoUfUd 电流电流负反馈负反馈

10、: 稳定稳定输出电流输出电流的作用的作用+-6.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态LUioUuoR+ +- -+ +- -+ +- -d+ +- -UfAuuFuuLIioIuoR+ +- -dfAuiFiuILUioUUoR+ +- -+ +- -+ +- -d+ +- -UfAiuFuiIoIiIdfAiiFiiILoUoR+ +- -Io6.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态电压串联负反馈电压串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈6.3 负反馈的表示方法负反馈的表示方法基本放大电路基本放大电路反馈

11、网络反馈网络+ +X X反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号- -叠加叠加取样取样输入信号输入信号iA AF FX XdX Xf输出信号输出信号X Xo负反馈放大器框图负反馈放大器框图基本放大器的净输入量基本放大器的净输入量fdiXXX反馈系数反馈系数foXFX环路增益环路增益dfAXFX负反馈放大器的增益负反馈放大器的增益ofiXAX闭环增益闭环增益基本放大环节的增益基本放大环节的增益odAXX开环增益开环增益6.3 负反馈的表示方法负反馈的表示方法基本放大电路基本放大电路反馈网络反馈网络+ +X X反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号- -叠加叠加取样取样输入信号输入信号iA AF FX

12、XdX Xf输出信号输出信号X Xo负反馈放大器框图负反馈放大器框图11ooofifdfddXXXXAX/XXXAFX /A 不同阻态，不同阻态， 的表达式不同的表达式不同 fAFA， ，四种组态四种组态(取样取样叠加叠加)1、电压串联负反馈、电压串联负反馈6.3 负反馈的表示方法负反馈的表示方法LUioUuoR+ +- -+ +- -+ +- -d+ +- -UfAuuFuu闭环电压增益闭环电压增益开环电压增益开环电压增益电压反馈系数电压反馈系数ouufiUA=UouudUA =UfuuOUF =U2、电压并联负反馈、电压并联负反馈ouifiUA =I闭环互阻增益闭环互阻增益ouidUA =

13、I开环互阻增益开环互阻增益fiuoIF =U互导反馈系数互导反馈系数LIioIuoR+ +- -dfAuiFiuI6.3 负反馈的表示方法负反馈的表示方法3、电流串联负反馈、电流串联负反馈LUioUUoR+ +- -+ +- -+ +- -d+ +- -UfAiuFuiIo闭环互导增益闭环互导增益开环互导增益开环互导增益互阻反馈系数互阻反馈系数oiufiIA =UoiudIA =UfuioUF =I6.3 负反馈的表示方法负反馈的表示方法4、电流并联负反馈、电流并联负反馈IiIdfAiiFiiILoUoR+ +- -Io闭环电流增益闭环电流增益开环电流增益开环电流增益电流反馈系数电流反馈系数o

14、iifiIA =IoiidIA =IfiioIF =I6.3 负反馈的表示方法负反馈的表示方法6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算1、解析法解析法：烦琐，结果精确，物理概念不明确烦琐，结果精确，物理概念不明确2、电子电路电子电路CAD：直观，精确、物理概念不明确直观，精确、物理概念不明确3、深度负反馈估算法深度负反馈估算法：简单，概念明确简单，概念明确6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算Multisim6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算Orcad6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算111fFFAAAAF深度负反馈估算法深度负反馈估算法深度负反馈

15、的实质：深度负反馈的实质： 净输入量净输入量相对于相对于反馈量反馈量而言非常小，可以忽略而言非常小，可以忽略v 深度负反馈时深度负反馈时闭环增益闭环增益近似等于近似等于反馈网络增益反馈网络增益的倒数的倒数1dooofiffXXXAXFXXX1fAAAF6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算一一、深度负反馈放大电路、深度负反馈放大电路 F 的计算的计算( (反馈网络分析反馈网络分析） 根据定义根据定义, ,Xf 是是Xo 经反馈网络产生经反馈网络产生, , 因此因此计算计算F 时时不不考虑考虑 Xi 和和基本放大电路基本放大电路的影响。的影响。Ui+ +- -IioIxodfAFIiR

16、UioUxo+ +- -+ +- -d+ +- -UfAFiRIi串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈步骤：步骤：1、找反馈网络、找反馈网络（注意反馈量的参考方向）（注意反馈量的参考方向） 2、表示出反馈量、表示出反馈量Xf 与输出量与输出量Xo 之间的关系之间的关系( F )6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算1.1.电压串联负反馈电压串联负反馈2RLUioUuoR1R+ +- -+ +- -+ +- -d+-2. 电压并联负反馈电压并联负反馈212OfRURUR212OfuuRUFURR2fOIUR 21OfiuUFRI IdIiIf6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算

17、3.3.电流串联负反馈电流串联负反馈+-4. 电流并联负反馈电流并联负反馈2RLUoR1R+ +- - IdIiIf212fORIRIR 212OfiiIFRIRROfUI RfuiOUFRI二、二、深度深度负反馈电路负反馈电路电压放大倍数电压放大倍数的的估算估算6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算2RUiouo1R+ +- -+ +- -1.1.电压串联负反馈电压串联负反馈212OfRURUR212OfuuRUFURR+-ud1221ifOOufUUFURAURR6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算fL+VCC+TRe2Rc2c1O-RuRRCb1b1Rb2C2T1+

18、iu-Re111eOfefRURRU11eOfefuuRFURRU111ieOfffOeuUURRUUAFR+-电压串联负反馈电压串联负反馈6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算2. 电压并联负反馈电压并联负反馈ffOIUR 1OiuffUFRI OfisOOusfsfssRI RUUAIURUR1OOfifuifiuUURIIFA电压并联负反馈电压并联负反馈fL+VCC+RcO-RuRC1+su-C2SRffOIUR 1OiuffUFRI OfiSOOusfsfSSRI RUUAIURUR1iuiffuFAR 6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算3.3.电流串联负反馈电

19、流串联负反馈OfUI RfuiOUFRI6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算RLUioUR+ +- -IoOufLfOLiIUARURUR4. 电流并联负反馈电流并联负反馈If212fORIRIR 212OfiiIFRIRR6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算122OLOLLisOusfsfssI RI RRI RIUARRURRR电流并联负反馈电流并联负反馈22eOfefRIRRI 22eOfefiiRFIRRI222OLOLOusffLCiSfSSeesI RI RR / RI RI RURRRRAU6.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算221ifeOii

20、fieiIARRFRI6.5 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响放大器放大器引入引入负反馈负反馈 降低降低了了放大倍数放大倍数但是其他性能得到改善：但是其他性能得到改善：1、提高放大倍数的稳定性、提高放大倍数的稳定性2、改变输入输出电阻、改变输入输出电阻3、扩展频带、扩展频带4、减小非线性失真、减小非线性失真1fAAAAF6.5 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响1 1、提高放大倍数的稳定性、提高放大倍数的稳定性1fAAAF22111fAFAAFdAdAdAAFAF（)d()()1111ffAAAddAAFAFAdAF()()(AA11ffdAAFdAA() A2、改变输入

21、输出电阻、改变输入输出电阻6.5 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响a 、负反馈对负反馈对输入电阻输入电阻的影响的影响从从Xd 与与Xf 在在输入端输入端的的叠加方式叠加方式考虑考虑(1)(1)串联负反馈串联负反馈使使输入电阻输入电阻增加增加diiRUIiifiifdUURIIUdidAFUUIUioUxo+ +- -+ +- -d+ +- -UfAFiRIiRif1i(ARF )2、改变输入输出电阻、改变输入输出电阻6.5 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响a 、负反馈对负反馈对输入电阻输入电阻的影响的影响从从Xd 与与Xf 在在输入端输入端的的叠加方式叠加方式考虑考虑(

22、2)(2)并联负反馈并联负反馈使使输入电阻输入电阻减小减小Ui+ +- -IioIxodfAFIiRRifiidRUIiiifidfUURIII11iRAFddiUIIAF2、改变输入输出电阻、改变输入输出电阻6.5 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响b 、负反馈对负反馈对输出电阻输出电阻的影响的影响从从Xo在在输出端输出端的的取样方式取样方式考虑考虑(1)(1)电压负反馈电压负反馈使使输出电阻输出电阻减小减小加压求流法加压求流法TTOT()RIAFUU 1TOAF()UR1OTTOfRRAFIU2、改变输入输出电阻、改变输入输出电阻6.5 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影

23、响b 、负反馈对负反馈对输出电阻输出电阻的影响的影响从从Xo在在输出端输出端的的取样方式取样方式考虑考虑(2)(2)电流负反馈电流负反馈使使输出电阻输出电阻增大增大加压求流法加压求流法OTTTUIRIAF1TOTU(I )RAF1TOfTO(RR)UIAF6.5 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响 负反馈使得放大器带宽扩展负反馈使得放大器带宽扩展，上限截止频率上限截止频率向上扩展向上扩展1+AF1+AF倍倍，下限截止频率，下限截止频率向下扩展向下扩展1+AF1+AF倍倍3、扩展频带、扩展频带下限截止频率缩小下限截止频率缩小1+1+AFAF上限截止频率增大上限截止频率增大1+1+AFA

24、F倍倍1HfmHf(A F )f11fLLmffA FbwHLHffffffbLffwHHffff4. 改善放大器的非线性失真改善放大器的非线性失真Auiufuiuoud加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后失真失真改善改善6.5 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响净输入波形净输入波形与放大器与放大器输出失真波形输出失真波形相抵消相抵消uououo6.5 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响5. 引入负反馈原则引入负反馈原则 1 1、稳定工作点：直流负反馈、稳定工作点：直流负反馈2 2、改善动态特性：交流负反馈、改善动态特性：交流负反馈3 3、减小、减小R RO O ：电压负反馈电压负反馈稳定稳定U UO O4 4、增大增大R RO O ：电流负反馈电流负反馈稳定稳定I IO O5 5、增大、增大R Ri i ：串联负反馈：串联负反馈适合小适合小R RS S信号源电压源信号源电压源6 6、减小、减小R Ri i ：并联负反馈并联负反馈适合大适合大R RS S信号源电流源信号源电流源7 7、 ui ：电流串联负反馈电流串联负反馈8 8、 iu ：电压并联负反馈电压并联负反馈9 9、 ii ：电流并联负反馈电流并联负反馈1010、uu：电压串联负反馈电压串联负反馈