第四章-负反馈放大电路-模拟电子技术教学课件.ppt

1、 反馈的基本概念，负反馈放大电路四种组态基本类反馈的基本概念，负反馈放大电路四种组态基本类型及判别方法。型及判别方法。负反馈对放大电路性能的分析及近似计算。负反馈对放大电路性能的分析及近似计算。重点：重点：难点：难点：本章重点、难点及教学要求本章重点、难点及教学要求 正、负反馈类型判别。正、负反馈类型判别。负反馈放大电路四种组态的判别。负反馈放大电路四种组态的判别。教学基本要求教学基本要求 掌握反馈的基本概念，熟练判断反馈电路的类型。掌握反馈的基本概念，熟练判断反馈电路的类型。掌握不同类型负反馈对放大电路性能的影响。根据掌握不同类型负反馈对放大电路性能的影响。根据要求正确引入负反馈的方法。要求

2、正确引入负反馈的方法。掌握深度负反馈时电压放大倍数的估算。掌握深度负反馈时电压放大倍数的估算。了解负反馈放大电路中的自激振荡条件及消除自激了解负反馈放大电路中的自激振荡条件及消除自激振荡的方法。振荡的方法。1.表述表述:在电子系统中把输出回路的电量在电子系统中把输出回路的电量(电压或电流电压或电流)馈送到输入回路的过程，则称为馈送到输入回路的过程，则称为反馈反馈。A xoxi(a)无反馈无反馈 2.方框图：方框图：(b)有反馈有反馈A xoxid放大环节放大环节反馈环反馈环节节xi F xf+比较环节比较环节取样环节取样环节 1.正反馈正反馈与负反馈与负反馈正反馈正反馈输入量不变时，反馈信号使

3、净输入信号增强。输入量不变时，反馈信号使净输入信号增强。负反馈负反馈输入量不变时，反馈信号使净输入信号削弱。输入量不变时，反馈信号使净输入信号削弱。反馈放大器框图反馈放大器框图A xoxidxi F xf +按反馈极性分有：按反馈极性分有：正反馈正反馈和负反馈和负反馈正反馈把放大器转变为正反馈把放大器转变为振荡器振荡器负反馈改善放大电路的性能负反馈改善放大电路的性能*瞬时极性法判断正瞬时极性法判断正负负反馈反馈a.在输入端加入对地瞬时极性为在输入端加入对地瞬时极性为“+”电压；电压；b.根据放大电路工作原理，根据放大电路工作原理，沿着信号流向，从沿着信号流向，从前向通路到前向通路到反馈通路，反

4、馈通路，标出电路中各点电压的瞬时极性；标出电路中各点电压的瞬时极性；c.判断判断反馈信号对净反馈信号对净输入量输入量的影响的影响。例：例：(+)(-)(-)(-)(-)净输入量净输入量负反馈负反馈反馈通路反馈通路(+)(+)(+)净输入量净输入量负反馈负反馈反馈通路反馈通路(+)+UCCisRC1RC2RT1T2Rf2.交流反馈、交流反馈、直流反馈与交直流反馈直流反馈与交直流反馈按反馈信号的频率分有：按反馈信号的频率分有：交流反馈、直流反馈和交直流反馈。交流反馈、直流反馈和交直流反馈。判别方法：判别方法：电容观察法。若反馈通路有隔直电容则为交流反馈；电容观察法。若反馈通路有隔直电容则为交流反馈

5、；若反馈通路有旁路电容则为直流反馈；若反馈通路无电容，则若反馈通路有旁路电容则为直流反馈；若反馈通路无电容，则为交、直流反馈。为交、直流反馈。例：例：交、直流负反馈交、直流负反馈+UCCisRC1RC2RT1T2Rf(+)(-)(-)(-)(+)直流负反馈直流负反馈3.本级反馈与级间反馈本级反馈与级间反馈(+)(+)(+)(+)(-)(-)级间负反馈级间负反馈反馈通路反馈通路本级反馈通路本级反馈通路净输入量净输入量级间反馈通路级间反馈通路(+)电压反馈：对交流信号，放大环节、反馈网络、负载三者电压反馈：对交流信号，放大环节、反馈网络、负载三者 在取样端为并联，有在取样端为并联，有xfuo。电流

6、反馈：对交流信号，放大环节、反馈网络、负载三者电流反馈：对交流信号，放大环节、反馈网络、负载三者 在取样端为串联，有在取样端为串联，有 xfio。4.电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 按取样方式分有：按取样方式分有：电压反馈和电流反馈。电压反馈和电流反馈。判别方法：判别方法：电压：将电压：将负载负载短路，反馈量短路，反馈量 xf 0。电流：将电流：将负载负载短路，反馈量短路，反馈量 xf 0。方法二：电路结构判定法方法二：电路结构判定法方法一：输出短路法方法一：输出短路法电压：电压：A的输出端与的输出端与F 的取样端处在同端的取样端处在同端。电流：电流：A的输出端与的输出端与F 的取样端处

7、在异端的取样端处在异端。4.电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈RL反馈网络反馈网络放大电路放大电路xidxfio电流反馈方框图电流反馈方框图RL反馈网络反馈网络放大电路放大电路xidxfuo+电压反馈方框图电压反馈方框图 5.串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈 按比较方式分有：按比较方式分有：串联反馈和并联反馈。串联反馈和并联反馈。串联反馈：对交流信号，信号源、放大环节、反馈网串联反馈：对交流信号，信号源、放大环节、反馈网 络三者在比较端为串联连接。络三者在比较端为串联连接。并联反馈：对交流信号，信号源、放大环节、反馈网并联反馈：对交流信号，信号源、放大环节、反馈网 络三者在比较端为并联连

8、接。络三者在比较端为并联连接。判别方法：判别方法：电路连接判定法电路连接判定法并联：反馈量并联：反馈量xf 和输入量和输入量 xi 接于同一输入端接于同一输入端串联：反馈量串联：反馈量xf 和输入量和输入量 xi 接于不同的输入端接于不同的输入端xfxixfxi 5.串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈反馈网络反馈网络放大电路放大电路xoiidifiiui+R1并联反馈方框图并联反馈方框图反馈网络反馈网络放大电路放大电路uidufuixo串联反馈方框图串联反馈方框图+输入端：反馈信号在输入端联接分输入端：反馈信号在输入端联接分串联串联和和并联并联 两种方式。两种方式。输出端：反馈信号在输出端分

9、为取输出端：反馈信号在输出端分为取电压电压和和电流电流 两种方式。两种方式。电流并联电流并联电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联四种反馈组态：四种反馈组态：1.四种组态的四种组态的类型类型四种反馈组态形式的框图四种反馈组态形式的框图(a)电流串联负反馈电流串联负反馈(b)电流并联负反馈电流并联负反馈(c)电压串联负反馈电压串联负反馈(d)电压并联负反馈电压并联负反馈负负载载AFuiuidufioAFuiuidufuo负负载载负负载载AFuiiidifioii负负载载AFuiiidifuoii例例1：电路如下图所示，试分析其反馈类型。电路如下图所示，试分析其反馈类型。2.反馈组态类型

10、的判别反馈组态类型的判别类型：交流电压并联负反馈类型：交流电压并联负反馈fibiii(+)(+)(-)(-)ofui Auiiid=ibifuoiiRfF+-+-RL+ui-+UCC+uo-RfRERLRCC2C1ibifii例例2.电路如下图所示，试分析其反馈类型。电路如下图所示，试分析其反馈类型。类型：类型：电流并联负反馈电流并联负反馈1.交流反馈交流反馈 IC2 IE2 If(IB1)IC1 UC1 IB2 IC2 分析：分析：2.直流反馈直流反馈类型：类型：电流并联负反馈电流并联负反馈稳定原理：稳定原理：当当T （反馈控制）（反馈控制）fibe1iiie2fii+UCCisRC1RC2

11、RT1T2Rf(+)(-)(-)(-)(+)例例3.电路如下图所示，试分析其反馈类型。电路如下图所示，试分析其反馈类型。fibeuuuEcfRiu分析：分析：(+)(+)(+)(-)T 稳定原理：稳定原理：IC IE IC VE、VB不变不变 UBE IB 2.直流反馈直流反馈1.交流反馈交流反馈类型：交、直流串联电流负反馈类型：交、直流串联电流负反馈例例4.电路如下图所示，试分析其反馈类型。电路如下图所示，试分析其反馈类型。RF、CF：反馈类型为交流并联电压负反馈：反馈类型为交流并联电压负反馈RE2、CE2：反馈类型为直流串联电流负反馈：反馈类型为直流串联电流负反馈UBE2=UCE1URE2

12、(+)(+)(-)(-)例例5.电路如下图所示，试分析其反馈类型。电路如下图所示，试分析其反馈类型。RF、C3：反馈类型为交流串联电压负反馈：反馈类型为交流串联电压负反馈RE2、CE2：反馈类型为直流串联电流负反馈：反馈类型为直流串联电流负反馈(+)(+)(+)(+)(-)(-)(+)开开环环放放大大倍倍数数 ido1.XXA：定定义义 反馈系数反馈系数 ofXXF闭环放大倍数闭环放大倍数 iof XXA)(1idididfidiAFXXAFXXXXiof XXA siXKX又又sofs XXAK/XXiofAK对信号源的增益对信号源的增益+FoXAidXfXiXKsXf A2.反馈深度反馈深

13、度称为反馈深度称为反馈深度FA1FAAA1f ，时时 11 (1)FA称为负反馈称为负反馈，AAf 则则，时时 11 (2)FA深度负反馈，有深度负反馈，有称为正反馈称为正反馈，时时 11 (3)FA，AA f 则则自激振荡自激振荡，时时 01 (4)FA，f A 有有 FFAAA11f负反馈放大电路参数的意义负反馈放大电路参数的意义电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联A(电压放大倍数电压放大倍数)(互阻增益互阻增益)(互导增益互导增益)(电流放大倍数电流放大倍数)FAf idouUUA ()idorIUA (S)idogUIA idoi IIA ofuUUF (S

14、)ofgUIF ()ofrIUF ofi IIF iouf UUA ()iorf IUA (S)iogf UIA ioif IIA uuu1FAA grr1FAA rgg1FAA iii1FAA 型型类类数数参参分析：分析：2f)(1ddAFAA AAAFAAd11dff可知可知由式由式FAAA1f 对对A求微分，得求微分，得闭环增益相对变化量比开环减小了闭环增益相对变化量比开环减小了(1+AF)倍，倍，放大倍数的稳定性提高到放大倍数的稳定性提高到开环时的开环时的(1+AF)倍倍。2.减小非线性失真和抑制干扰、噪声减小非线性失真和抑制干扰、噪声 非线性失真系数下降非线性失真系数下降1/(1+A

15、F)倍。倍。*减小减小反馈内反馈内的非线性失真和噪声的非线性失真和噪声)(1mHHfFAff FAff mLLf1 1.扩展通频带扩展通频带式中：式中：Am为中频区开环放大倍数；为中频区开环放大倍数；fH、fL为开环上限和下限截止频率为开环上限和下限截止频率；噪声系数下降噪声系数下降1/(1+AF)倍倍。idoUAX UFAXFU idof iidiIUr )(1iidifidiiifFAIUIUUIUr rAFr iif)(1+-+-+-iU idU ofXFU ir iI ifr oX A 串联负反馈电路的输入电阻串联负反馈电路的输入电阻(1)串联负反馈对输入电阻的影响串联负反馈对输入电阻

16、的影响1.对输入电阻的影响对输入电阻的影响idiiIUr fidiiiifIIUIUr IAFXFI idof AFrr 1iif AFrrr 1isif(2)并联负反馈对输入电阻的影响并联负反馈对输入电阻的影响 sU iI ifr ifr +-+-iU ofXFI ir idI oX fI sr A并联负反馈电路的输入电阻并联负反馈电路的输入电阻 totfoftidott)(UFArIXArIIXArIU )(1ottofAFrIUr ：得得 )(1totFAUrI 2.对输出电阻的影响对输出电阻的影响(1)电压负反馈对输出电阻的影响电压负反馈对输出电阻的影响 tU+_ F tI A ror

17、of+-idXA 0iX+idX fX 电压负反馈电压负反馈 tI fI rf idottXArUI AFrr )(1oof得：得：fotXArU )(1totFAIrU (2)电流负反馈对输出电阻的影响电流负反馈对输出电阻的影响totIFArU tI ofr fX ro idXA F+_tU+idX 0iX 电流负反馈电流负反馈A 思考：思考：如果需要实现下列要求，在交流放大电路中应引入如果需要实现下列要求，在交流放大电路中应引入哪种类型的负反馈哪种类型的负反馈?(1)要求输出电压要求输出电压uo基本稳定基本稳定,并能提高输入电阻。并能提高输入电阻。(2)要求输出电流要求输出电流 io 基本

18、稳定基本稳定,并能减小输入电阻。并能减小输入电阻。(3)要求输出电流要求输出电流 io 基本稳定，并能提高输入电阻。基本稳定，并能提高输入电阻。例例.电路如下图所示，为了稳定放大器的输出电压，电路如下图所示，为了稳定放大器的输出电压，应引入何种级间负反馈，并在图中画出。应引入何种级间负反馈，并在图中画出。分析结果：应采用电压串联负反馈。分析结果：应采用电压串联负反馈。若反馈为深度负反馈。若反馈为深度负反馈。1.闭环增益只与反馈网络有关闭环增益只与反馈网络有关FFAAA11f 则则有有：iof XXA ofXXFfiXX 2.输入量近似等于反馈量，或净输入量近似等于零输入量近似等于反馈量，或净输

19、入量近似等于零0fiidXXX 或或深度负反馈条件下，放大电路深度负反馈条件下，放大电路“两虚两虚”的概念的概念特点：特点：串联负反馈串联负反馈0fiidUUU0iididrUI深度负反馈条件下深度负反馈条件下虚短虚短虚断虚断0fiidIII0iididrIU虚短虚短虚断虚断并联负反馈并联负反馈0fiid XXX fiUU fiII idIfU-+iUidUfIidI-+idUiI串联负反馈串联负反馈估算依据：估算依据：并联负反馈并联负反馈 fiUU fiII FFAAA11f 例例1：电路如图所示，试求闭环电压增益：电路如图所示，试求闭环电压增益Auf。Rf fU oU+_RE1Rf+_反馈

20、网络反馈网络 fE1E1ofuRRRUUF E1fuuf11RRFA ofE1E1fURRRU E1ffoiouf1RRUUUUA 分析可知电路为电流串联负反馈分析可知电路为电流串联负反馈 例例2：电路如图所示，试求闭环电压增益电路如图所示，试求闭环电压增益Auf。fU+_RE1Rf反馈网络反馈网络RE3e3IfILc3LC3c3o)(RIRRIU/Le3RI E3E1LE3fE1foiouf)(RRRRRRUUUUA e3E3fE1E3fIRRRRI 由反馈网络图可得由反馈网络图可得e3E3fE1E3E1E1ffIRRRRRRIU fU+_RE1Rf反馈网络反馈网络RE3e3IfI在深度负反

21、馈条件下在深度负反馈条件下解解：例例3 电路如图所示。求出在深度负反馈条件下的电路如图所示。求出在深度负反馈条件下的Aif 和和 Ausf。反馈系数：反馈系数：闭环增益：闭环增益：闭环电压放大倍数：闭环电压放大倍数：电路为电流并联级间交流负反馈电路为电流并联级间交流负反馈e2fe2e2fiIRRRI Ife2e2e2foffRRRIIIIF e2fiif11RRFA /sLc2e2fsLc2iosiLc2c2sousf)()(1)()(RRRRRRRRIIRIRRIUUA+-+-+-+UCCuSRSifiiuouiib1ie2ic2Rc1Re1Re2Rc2RLC1C2C3CfRfii=ifio

22、e2Re2Rf则去掉则去掉,iX仍有信号输出。仍有信号输出。产生的产生的原因原因：多级：多级RC回路，信号产生附加移相。回路，信号产生附加移相。f 01 AFA有有当当，时时 产生的产生的条件条件：负反馈变为正反馈。：负反馈变为正反馈。AFiX-idXoXfX 当输入信号为零时，放大电路仍有输出信号，这种现象当输入信号为零时，放大电路仍有输出信号，这种现象叫叫自激振荡自激振荡。AFidXoXfX-自激振荡的条件自激振荡的条件ofid0XFXXoidoXAFXAX 自激振荡条件的推导自激振荡条件的推导1FA得：得：FAFA AFFAFA AFidXoXfX-1 11 FA)0,1,2(1)(2)()(FAn n 方法：方法：减小反馈深度或引入相位校正网络。减小反馈深度或引入相位校正网络。措施：措施：在放大电路中加入在放大电路中加入RC元件组成的校正电路。元件组成的校正电路。目的：目的：破坏自激振荡的幅值条件或相位条件。破坏自激振荡的幅值条件或相位条件。(a)(b)(c)第四章第四章 作业作业4.6.(a)、(b)、(d)、(f);4.10(a)；4.12(a)；4.13(b)；