如差分放大器课件.ppt
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1、第四章第四章 负反馈放大器与集成运算放大器负反馈放大器与集成运算放大器Q4.1 反馈的基本原理反馈的基本原理Q4.2 4.2 差分放大器差分放大器Q4.3 4.3 集成运算放大器集成运算放大器Q4.44.4集成运算放大器的应用集成运算放大器的应用Q习题习题 4.1 4.1 反馈的基本原理反馈的基本原理主要要求:主要要求:掌握反馈的基本概念、反馈的分类及判别掌握反馈的基本概念、反馈的分类及判别掌握四类基本反馈组态的特点掌握四类基本反馈组态的特点了解负反馈的对放大器性能的影响和应用了解负反馈的对放大器性能的影响和应用一、反馈的基本概念 将放大电路(或某一系统)输出端的电压或电流信号的一将放大电路(
2、或某一系统)输出端的电压或电流信号的一部分或全部,通过某种电路(或称作反馈网络)引回到放大电部分或全部,通过某种电路(或称作反馈网络)引回到放大电路的输入端,这种信号的反送过程称为路的输入端,这种信号的反送过程称为反馈(反馈(Feedback)。输。输出回路中反送到输入回路的那部分信号称为出回路中反送到输入回路的那部分信号称为反馈信号反馈信号。净输入净输入举例 反馈反馈网络网络回路回路信号信号叠加叠加符号符号反馈方框图反馈方框图iXdo/XXA反馈放大电路的方框图 净输入净输入 为实现反馈,必须有一个既连接输出回路又连接输入回路为实现反馈,必须有一个既连接输出回路又连接输入回路的中间环节,称为
3、的中间环节,称为反馈网络反馈网络,一般由电阻电容元件组成。,一般由电阻电容元件组成。引入反馈的放大电路叫引入反馈的放大电路叫反馈放大器反馈放大器,也叫,也叫闭环放大器闭环放大器;未引入反馈的放大电路称为未引入反馈的放大电路称为开环放大器开环放大器,也叫,也叫基本放大器基本放大器。二、反馈的分类负反馈衰减负反馈衰减正反馈自激正反馈自激 输出并输出并联连接联连接输出串输出串联连接联连接 输入串联输入串联连接,引连接,引入电压量入电压量输入并输入并联连接,联连接,引入电引入电流量流量 综上所述:负反馈的基本类型有四种:综上所述:负反馈的基本类型有四种:电压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电压并
4、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 三、反馈类型的判别(步骤)三、反馈类型的判别(步骤)uf=0电压反馈电压反馈uf0电流反馈电流反馈 引入电引入电压量压量uf引入电引入电流量流量if并联反馈并联反馈串联反馈串联反馈 解释瞬时极性 共射组共射组态倒相态倒相共射组共射组态倒相态倒相+四四.负反馈放大电路的举例负反馈放大电路的举例1.电流串联负反馈电流串联负反馈反馈元件为反馈元件为Re,跨接在输出与输入回路之间,将放大器的输,跨接在输出与输入回路之间,将放大器的输出电流的部分转化为电压以影响净输入出电流的部分转化为电压以影响净输入ube。仍有仍有uf0,电流反馈,电流
5、反馈引入电压量引入电压量uf,串联反馈串联反馈输出短路法判断为电流反馈;反馈节点接地法判断为串联反输出短路法判断为电流反馈;反馈节点接地法判断为串联反馈;瞬时极性法判断正负,馈;瞬时极性法判断正负,uf与与ui同相变化,而净输入同相变化,而净输入ubeuiuf,故反馈削弱输入信号,为负反馈。,故反馈削弱输入信号,为负反馈。2.电压并联负反馈电压并联负反馈反馈元件为反馈元件为Rf,跨接在输出与输入回路之间,将放大器的输,跨接在输出与输入回路之间,将放大器的输出电压引入到输入回路中(晶体管出电压引入到输入回路中(晶体管VTVT的基极)。的基极)。无反馈信号无反馈信号,电压反馈,电压反馈引入电流量引
6、入电流量if,串联反馈串联反馈+输出短路法判断为电压反馈;反馈节点接地法判断为并联反输出短路法判断为电压反馈;反馈节点接地法判断为并联反馈;瞬时极性法判断正负,馈;瞬时极性法判断正负,if与与ui倒相变化,而净输入倒相变化,而净输入ibiiif,故反馈削弱输入信号,为负反馈。,故反馈削弱输入信号,为负反馈。电压并联负反馈电压并联负反馈 五五.负反馈对放大电路工作性能的影响负反馈对放大电路工作性能的影响1.负反馈放大器的放大倍数(降低放大倍数)负反馈放大器的放大倍数(降低放大倍数)反馈放大器的方框图 ofdoXXFXXA,iofXXA闭环放大倍数为fidXXX负反馈的净输入为doofdofdoi
7、of1XXXXXXXXXXXA可得FAAA1f即称称为为反反馈馈深深度度其其中中FA1基本电路放大倍数(F为反馈系数)(引入反馈后的放大倍数)由此可见,闭环增益由此可见,闭环增益Af是开环增益是开环增益A的的(1AF)分之分之一,反馈深度表示了反馈影响的程度。一,反馈深度表示了反馈影响的程度。2.提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性输入信号一定时,采用电压负反馈或电流负反馈,可稳定输出电压或输出电流。3.减小非线线性失真减小非线线性失真负反馈越深,输出波形失真越小。4.改变了输入、输出电阻改变了输入、输出电阻输入、输出电阻发生变化,阻值是增加还是减小取决于采用哪种负反馈形式。3.2 3.2
8、 差分放大器差分放大器主要要求:主要要求:掌握基本差分放大器的组成。掌握基本差分放大器的组成。掌握差分放大器的输入方式。掌握差分放大器的输入方式。了解差分放大器的几种接法。了解差分放大器的几种接法。在实际的电子设备中,为了得到足够大的放大倍数或者使输入电阻和输出电阻达到指标要求,一个放大电路往往由多级组成。多级放大电路由输入级、中间级及输出级组成。图3.2 多级放大电路框图 多级放大电路是将各单级放大电路连接起来,这种级间连接方式称为耦合。要求前级的输出信号通过耦合不失真地传输到后级的输入端。常见耦合方式阻容耦合、变压器耦合、直接耦合。直接耦合是将前级放大电路和后级放大电路直接相连的耦合方式,
9、这种耦合方式称为直接耦合,(1)静态工作点相互影响(2)零点漂移现象 由于温度变化等原因,使放大电路在输入信号为零时输出信号不为零的现象称为零点漂移。产生零点漂移的主要原因是由于温度变化而引起的。因而,零点漂移的大小主要由温度所决定。差动式放大电路对于放大变化非常缓慢的直流信号时,必须采用直接耦合。一、基本差动放大电路的组成完全对称完全对称 二、电路分析 静态静态静态时UI1=UI2=0,输出电压Uo=UO1-UO2=0动态动态(1)抑制零点漂移当温度变化时,两个单管放大电路的工作点都要发生变动,因而产生漂移UO1和UO2。由于电路是对称的,所以UO1=UO2。则差动放大电路的输出漂移UO=U
10、O1-UO2,即消除了零点漂移。1、工作原理 2、输入信号类型及差模电压放大倍数、输入信号类型及差模电压放大倍数 基本差分放大器的输入信号可以分为基本差分放大器的输入信号可以分为共模信号共模信号和和差模信号差模信号两种。两种。共模输入:共模输入:uI1与与uI2大小相等、极性相同的部分为共模信号分大小相等、极性相同的部分为共模信号分量,用量,用uIC表示。而表示。而uI1=uI2时为共模输入状态。时为共模输入状态。共模输入状态共模输入状态 因电路对称,所以此时输出电压因电路对称,所以此时输出电压uOC恒为零,这与输入信号为恒为零,这与输入信号为零(静态)的输出结果相同,说明差分放大器对共模信号
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