反馈放大电路2010.pptx
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1、2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美1第七章第七章 反馈放大电路反馈放大电路7.1 反馈的基本概念及分类反馈的基本概念及分类7.2 负反馈一般框图及一般表达式负反馈一般框图及一般表达式7.3 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响7.4 深负反馈放大电路的估算深负反馈放大电路的估算7.5 负反馈放大器的稳定问题负反馈放大器的稳定问题2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美27.1 反馈的基本概念及分类反馈的基本概念及分类1、反馈:、反馈:把系统的输出量把系统的输出量X0(电压或电流)的部分或全部,经一定的电(电压或电流)的部分或全部,经一定的电路或元件送回到系统的输入端,
2、从而牵制输出量。这种措施称为反馈。路或元件送回到系统的输入端,从而牵制输出量。这种措施称为反馈。一、反馈的概念:一、反馈的概念:如前面所讲工作点稳定电路:如前面所讲工作点稳定电路:TVBEICICVEIBVB一定一定反向传输反向传输正向传输正向传输反馈通路反馈通路信号反向传输的渠道信号反向传输的渠道开环开环 无反馈通路无反馈通路闭环闭环 有反馈通路有反馈通路2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美3反馈的基本概念及分类反馈的基本概念及分类2、反馈元件的判定:、反馈元件的判定:在电路中即与输入回路相连又与输出回路相连的元件以及与反馈支路相连在电路中即与输入回路相连又与输出回路相连的元件以及与
3、反馈支路相连且对反馈信号的大小产生影响的元件,均称为反馈元件。且对反馈信号的大小产生影响的元件,均称为反馈元件。局部反馈通路局部反馈通路(本级)(本级)局部反馈通路局部反馈通路(本级)(本级)反馈通路反馈通路(级间)(级间)3、局部反馈和级间反馈:、局部反馈和级间反馈:2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美4反馈的分类反馈的分类正反馈和负反馈正反馈和负反馈二、反馈的分类二、反馈的分类(1)定义:)定义:正反馈:正反馈:输入量不变时,输入量不变时,引入的反馈信号引入的反馈信号Xf增强增强了外加输入信号的作用了外加输入信号的作用 (使净输入量使净输入量增加增加),使放大电路的增益,使放大电路
4、的增益提高提高的反馈。的反馈。一般很少使用正反馈,多用于振荡电路及信号产生电路。一般很少使用正反馈,多用于振荡电路及信号产生电路。负反馈:负反馈:削弱,减小,降低。削弱,减小,降低。放大电路中经常引入负反馈,以改善放大电路的性能。放大电路中经常引入负反馈,以改善放大电路的性能。1、由反馈的极性分:正反馈和负反馈、由反馈的极性分:正反馈和负反馈2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美5反馈的分类反馈的分类正反馈和负反馈正反馈和负反馈u假定输入信号电压处于某一瞬时极性或。假定输入信号电压处于某一瞬时极性或。u判定电路中相关各点的瞬时极性(中频)。判定电路中相关各点的瞬时极性(中频)。u判定反馈
5、信号增强还是削弱了原来的输入信号。判定反馈信号增强还是削弱了原来的输入信号。(2)判定方法:(用电压瞬时极性法)判定方法:(用电压瞬时极性法)使使Vid减小,负反馈。减小,负反馈。反馈元件:反馈元件:Rf、R负反馈,元件:负反馈,元件:Rf、Re正反馈,元件:正反馈,元件:Re1、Rf、Re2VidVfIidIfVbeVf2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美6反馈的分类反馈的分类直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈2、由反馈信号的性质分:直流反馈和交流反馈、由反馈信号的性质分:直流反馈和交流反馈直流反馈:直流反馈:反馈信号中只包含直流成份。反馈信号中只包含直流成份。直流负反馈的作用可稳
6、定直流负反馈的作用可稳定Q点,对放大电路的各种动态参数无影响。点,对放大电路的各种动态参数无影响。交流反馈:交流反馈:反馈信号中只包含交流成份。反馈信号中只包含交流成份。交流负反馈的作用可改善各种动态参数,不影响交流负反馈的作用可改善各种动态参数,不影响Q点。点。一般电路中交、直并存。一般电路中交、直并存。直流直流直流直流交流交流交直流交直流2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美7反馈的分类反馈的分类电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈3、由反馈的采样方式分:电压反馈和电流反馈、由反馈的采样方式分:电压反馈和电流反馈(1)定义:)定义:电压反馈:电压反馈:反馈信号取自输出电压反馈信号取自
7、输出电压V0,若,若V0=0,则反馈信号不存在,则反馈信号不存在 Xf=0,Xf V0。电压负反馈:电压负反馈:使输出电压稳定,输出电阻减小。使输出电压稳定,输出电阻减小。电流反馈:电流反馈:反馈信号取自输出电流反馈信号取自输出电流I0,若,若V0=0,则反馈信号仍存,则反馈信号仍存 在,只有令在,只有令I0=0,才有,才有Xf=0,Xf I0。电流负反馈:电流负反馈:使输出电流稳定,输出电阻增大。使输出电流稳定,输出电阻增大。2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美8反馈的分类反馈的分类电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈(2)判定方法:)判定方法:u由定义:用由定义:用负载短路法,负载
8、短路法,令令VO=0,检查,检查Xf是否为是否为0。u经验判定:一般电压反馈采样点与输出同点(并接);电流反馈经验判定:一般电压反馈采样点与输出同点(并接);电流反馈 采样点与输出点不同点(串接)。采样点与输出点不同点(串接)。并联结构并联结构串联结构串联结构2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美9反馈的分类反馈的分类串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈4、由反馈信号与输入信号在输入端的连接方式分:串联反馈和并联反馈、由反馈信号与输入信号在输入端的连接方式分:串联反馈和并联反馈(1)定义:)定义:串联反馈:串联反馈:Xf与与Xi在输入回路以电压的形式相加减,即在输入回路在输入回路以电压的
9、形式相加减,即在输入回路 彼此串联。彼此串联。串联负反馈串联负反馈使输入电阻增大。使输入电阻增大。并联反馈:并联反馈:Xf与与Xi在输入回路以电流的形式相加减,即在输入回路在输入回路以电流的形式相加减,即在输入回路 彼此并联。彼此并联。并联负反馈并联负反馈使输入电阻减小。使输入电阻减小。2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美10反馈的分类反馈的分类串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈(2)判定方法:)判定方法:u由定义:由定义:u经验判定:串联反馈输入与反馈点不同点;并联反馈输入与反馈经验判定:串联反馈输入与反馈点不同点;并联反馈输入与反馈 点同点。点同点。u串联反馈信号源电阻串联反馈信
10、号源电阻RS为为0时,反馈效果最佳;并联反馈当时,反馈效果最佳;并联反馈当RS=0 时,则失去反馈作用。即:串联反馈时,则失去反馈作用。即:串联反馈RS可为可为0;并联反馈;并联反馈RS0。串联串联并联并联2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美11电压、电流;串联、并联反馈例题电压、电流;串联、并联反馈例题取样点取样点反馈点反馈点取样点取样点取样点取样点取样点取样点反馈点反馈点反馈点反馈点反馈点反馈点电压串联负反馈,交直电压串联负反馈,交直电流并联负反馈,交直电流并联负反馈,交直(电压并)(电压并)电流串联负反馈,交直电流串联负反馈,交直电压串电压串电压并联负反馈,交直电压并联负反馈,交
11、直2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美121、电压串联负反馈:、电压串联负反馈:u类型判定:类型判定:u反馈量与输出量的关系:反馈量与输出量的关系:如图反馈网络,如图反馈网络,R1、R2反反馈元件,馈元件,Vf是输出信号提供是输出信号提供的反馈点对地的交流电压。的反馈点对地的交流电压。u电压串联负反馈的特点:电压串联负反馈的特点:输出电压恒定,输入电阻增输出电压恒定,输入电阻增大,输出电阻减小。大,输出电阻减小。若若VS一定,某原因使一定,某原因使V0VfVIDV0反馈的四种组态反馈的四种组态电压串联负反馈电压串联负反馈三、反馈的四种组态三、反馈的四种组态组态类型对级间交组态类型对级间
12、交流反馈,直流反馈流反馈,直流反馈一般不讲组态。一般不讲组态。AF2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美13反馈的四种组态反馈的四种组态电压并联负反馈电压并联负反馈u类型判定:类型判定:u反馈量与输出量的关系:反馈量与输出量的关系:如图反馈网络,如图反馈网络,Rf反馈元件,反馈元件,If是输出是输出 信号提供的反馈支路的电流。信号提供的反馈支路的电流。u电压并联负反馈的特点:电压并联负反馈的特点:输出电压恒定,输入电阻减小,输出电阻减小。输出电压恒定,输入电阻减小,输出电阻减小。若若IS一定,某原因使一定,某原因使V0IfIIDV02、电压并联负反馈:、电压并联负反馈:AF2024/8/
13、10 周六电气工程学院 苏士美14反馈的四种组态反馈的四种组态电流并联负反馈电流并联负反馈u类型判定:类型判定:u反馈量与输出量的关系:反馈量与输出量的关系:如图反馈网络,如图反馈网络,R、Rf反馈元件,反馈元件,If是输出信号提供的反馈是输出信号提供的反馈支路的电流。支路的电流。u电流并联负反馈的特点:电流并联负反馈的特点:输出电流恒定,输入电阻减小,输出电阻增大。输出电流恒定,输入电阻减小,输出电阻增大。若若IS一定,某原因使一定,某原因使I0IfIIDI03、电流并联负反馈:、电流并联负反馈:AF2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美15反馈的四种组态反馈的四种组态电压串联负反馈电
14、压串联负反馈u类型判定:类型判定:u反馈量与输出量的关系:反馈量与输出量的关系:如图反馈网络,如图反馈网络,Rf反馈元件,反馈元件,Vf是输出信号提供的反馈点对地的交流电压。是输出信号提供的反馈点对地的交流电压。u电流串联负反馈的特点:电流串联负反馈的特点:输出电流恒定,输入电阻增大,输出电阻增大。输出电流恒定,输入电阻增大,输出电阻增大。若若VS一定,某原因使一定,某原因使I0VfVIDI04、电流串联负反馈:、电流串联负反馈:AF2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美16反馈的四种组态例题反馈的四种组态例题例题:判定各例题:判定各电路反馈类型电路反馈类型电压并负反电压并负反电流串负反
15、电流串负反电压串负反电压串负反电压串负反电压串负反电流串负反电流串负反2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美177.2 负反馈放大电路的一般框图及其一般表达式负反馈放大电路的一般框图及其一般表达式任一组态的反馈放大电路均可用一般方框图描述:变换网络任一组态的反馈放大电路均可用一般方框图描述:变换网络K、基本放大电路、基本放大电路A、反馈网络、反馈网络F。如图:如图:箭头表示箭头表示信号传递的方向;信号传递的方向;X表示表示一般信号量,可以是电压或电流;一般信号量,可以是电压或电流;A、F是广义量,随组态的不同具有不同的含义。是广义量,随组态的不同具有不同的含义。由由A、F组成的闭合环路叫
16、组成的闭合环路叫反馈环,闭环电路。反馈环,闭环电路。一、负反馈放大电路的一般方框图表示:一、负反馈放大电路的一般方框图表示:2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美18反馈的一般表达式反馈的一般表达式1、一般式的推导:、一般式的推导:由框图:由框图:二、一般表达式:二、一般表达式:2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美19反馈的一般表达式反馈的一般表达式一般式中一般式中A、AF、F、AFS均是广义量,对不同的组态具有不同的含义。均是广义量,对不同的组态具有不同的含义。电压串联反馈:电压串联反馈:输入输入Xi、反馈、反馈Xf、输出信号、输出信号Xo均是电压。电压放大均是电压。电压放大A
17、VF;电压并联反馈:电压并联反馈:输入输入Xi、反馈信号、反馈信号Xf是电流,输出信号是电流,输出信号Xo是电压,互阻放大是电压,互阻放大ARF;电流串联反馈:电流串联反馈:输入输入Xi、反馈信号、反馈信号Xf是电压,输出信号是电压,输出信号Xo是电流,互导放大是电流,互导放大AGF;电流并联反馈:电流并联反馈:输入输入Xi、反馈、反馈Xf、输出信号、输出信号Xo均是电流,电流放大均是电流,电流放大AIF;书上书上341页,表页,表7.3.12024/8/10 周六电气工程学院 苏士美20反馈的一般表达式反馈的一般表达式负反馈放大电路中各种信号量的含义负反馈放大电路中各种信号量的含义2024/
18、8/10 周六电气工程学院 苏士美212、一般式的讨论:、一般式的讨论:u若若1AF1,AFA,引入的反馈为负反馈。,引入的反馈为负反馈。u若若1AFA,引入的反馈为正反馈。,引入的反馈为正反馈。u若若1AF0,AF1时,时,自激振荡。自激振荡。u定义:定义:1AF为反馈深度。为反馈深度。u定义:定义:AF为电路的环路增益(开环增益)为电路的环路增益(开环增益)u深度负反馈:深度负反馈:若若1AF1,有:,有:称引入深度负反馈。称引入深度负反馈。反馈的一般表达式反馈的一般表达式2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美227.3 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善u 提高增
19、益的稳定性提高增益的稳定性u 减少非线性失真减少非线性失真u 扩展频带扩展频带u 改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻 在放大器中在放大器中引入负反馈引入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数 使放大器的性能得以改善:使放大器的性能得以改善:u 抑制干扰、噪声抑制干扰、噪声2024/8/10 周六电气工程学院 苏士美23负反馈提高放大倍数的稳定性负反馈提高放大倍数的稳定性 电压负反馈使输出电压稳定;电流负反馈使输出电流稳定,在输入一定电压负反馈使输出电压稳定;电流负反馈使输出电流稳定,在输入一定的情况下,可以维持增益稳定。另外,深度负反馈的情况下,可以维持增益稳定。另外,深度负反馈AF仅
20、与反馈网有关,几乎仅与反馈网有关,几乎与与A无关,而无关,而F一般是稳定的线性网络,所以一般是稳定的线性网络,所以AF相对稳定。相对稳定。一、提高放大倍数的稳定性:一、提高放大倍数的稳定性:1、定性分析:、定性分析:2、定量分析:、定量分析:闭环时闭环时则则只考虑幅值有只考虑幅值有即闭环增益相对变化量是开环增益相对变化量的(即闭环增益相对变化量是开环增益相对变化量的(1+AF)分之一。分之一。例题:一个放大电路引入负反馈前,增益变化例题:一个放大电路引入负反馈前,增益变化5,若,若1AF20,引入负,引入负反馈后,增益变化为:反馈后,增益变化为:520025,稳定性提高。,稳定性提高。2024
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