工学第6章反馈放大电路.pptx

第六章第六章 反馈放大电路反馈放大电路第一节四种类型的放大电路电压放大电路电流放大电路互阻放大电路互导放大电路第二节反馈的定义与分类第二节反馈的定义与分类基本概念基本概念针对四种类型的放大电路，交流负反馈的四针对四种类型的放大电路，交流负反馈的四种类型种类型1 1.反馈的概念反馈的概念2 2.反馈的分类反馈的分类1.1.电压串联负反馈电压串联负反馈2.2.电流并联负反馈电流并联负反馈3.3.电压并联负反馈电压并联负反馈4.4.电流串联负反馈电流串联负反馈放大电路放大电路A输入信号输入信号（vi或或ii）输出信号输出信号（vo或或io）反馈网络反馈网络F反馈信号反馈信号（vf或或if）将输出交流信号将输出交流信号(电压或电流电压或电流)取出一部分或全部送回到放大电路的取出一部分或全部送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端，并对放大电路造成影响。端，并对放大电路造成影响。+反馈反馈:正向传输正向传输反向传输反向传输放大电路有反馈也称放大电路有反馈也称闭环闭环放大电路无反馈也称放大电路无反馈也称开环，开环，基本概念基本概念1.反馈反馈反馈通路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反馈通路反馈通路（反馈网络）（反馈网络）信号的正向传输信号的正向传输判断有无反馈的方法：看有无联系输出和输入的电路元素。反馈的分类1、以三极管为分界：内部反馈外部反馈2、从直流、交流分界：直流反馈交流反馈3、从反馈的极性：正反馈负反馈4、从反馈跨越的电路级数分：本级反馈级间反馈5、从是否是人为引入来看：寄生反馈人工反馈hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反馈内部反馈外部反馈外部反馈1、内部、内部 反馈和外部反馈反馈和外部反馈2、交流反馈与直流反馈、交流反馈与直流反馈(+)(+)(+)(+)交、直流负反馈交、直流负反馈(+)交流正反馈交流正反馈判别方法判别方法：在直流通路中，观察直流反馈。：在直流通路中，观察直流反馈。在交流通路中，观察交流反馈。在交流通路中，观察交流反馈。引入直流负引入直流负反馈的目的反馈的目的主要是主要是稳定稳定静态工作点静态工作点引入交流负反馈的引入交流负反馈的目的主要是目的主要是改善放改善放大电路的性能大电路的性能四种类型的放大电路四种类型的放大电路电压放大电路、电流放大电路、互阻放大电路、互导放大电路针对四种类型的放大电路分别引进针对四种类型的放大电路分别引进四种类型的负反馈以改善交流指标四种类型的负反馈以改善交流指标（一）针对电压放大电路，引入电压串联负反馈（一）针对电压放大电路，引入电压串联负反馈改善放大电路的交流指标改善放大电路的交流指标（二）针对电流放大电路，引入电流并联负反馈（二）针对电流放大电路，引入电流并联负反馈改善放大电路的交流指标改善放大电路的交流指标（三）针对互阻放大电路，引入电压并联负反馈（三）针对互阻放大电路，引入电压并联负反馈改善放大电路的交流指标改善放大电路的交流指标（四）针对互导放大电路，引入电流串联负反馈（四）针对互导放大电路，引入电流串联负反馈改善放大电路的交流指标改善放大电路的交流指标瞬时极性法瞬时极性法（一）假设输入信号的频率处在放大电路的中频区。画出交流通路。（二）假设放大电路输入端的交流输入信号在某一瞬间对地电位的极性为正，用（+）表示，然后根据各级放大电路输出端与输入端信号的相位关系（同相或反相），沿基本放大电路从输入端走向输出端，标出电路中各点在此瞬间的极性，再沿反馈网络从输出端走向输入端，得到反馈信号（电压或电流）的极性。（三）与没有引入反馈时的放大电路相比，判断有反馈时反馈信号与输入信号相互作用导致基本放大电路的输入信号时被加强还是被削弱了。若被加强了，就是正反馈；若被削弱了，就是负反馈。注意：在瞬时极性法中标出的是规定的那个瞬间的电压、电流的真实方向，而不是参考方向。因为在此只是判断反馈的极性，不需要进行计算，所以不标电压、电流的参考方向。如果假设放大电路输入端的交流输入信号在某一瞬间对地电位的极性为负也可以，用（-）表示，那么后续的判断都以此为基础进行，得出的结论与前面的方法是一样的。3、正反馈与负反馈、正反馈与负反馈正反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后：输入量不变时，引入反馈后输出量变大输出量变大了。了。负反馈负反馈：输入量不变时，引入反馈后：输入量不变时，引入反馈后输出量变小输出量变小了。了。另一角度另一角度正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。针对电压放大电路，引入电压串联负反馈改善放大电路的交流指标1 1、电压串联负反馈、电压串联负反馈例1交流通路假定输入电压假定输入电压vs s在某个瞬间的极性为正，根据共射放大电路的在某个瞬间的极性为正，根据共射放大电路的特点，可推出在中频信号范围内，特点，可推出在中频信号范围内，反馈电压反馈电压vf f在此瞬间的极性在此瞬间的极性也为正，与没有反馈时的电路相比（没有反馈时，电路的净输也为正，与没有反馈时的电路相比（没有反馈时，电路的净输入电压入电压vIDID=vi i ），有反馈时的电路的净输入电压），有反馈时的电路的净输入电压vIDID=vi i-vf f vi i,因此是因此是负反馈。负反馈。找出反馈网络找出反馈网络Rf 和和Re1 Rf和和Re1组成两级放大电路的交流电压串联负反馈。组成两级放大电路的交流电压串联负反馈。Re1又是又是T1本级的电流串联负反馈本级的电流串联负反馈 Re2是是T2本级的电流串联负反馈本级的电流串联负反馈称为级间反馈称为级间反馈电路中存在三个反馈环，分析时以级间反馈作为主要反馈环。电路中存在三个反馈环，分析时以级间反馈作为主要反馈环。例2交流通路vovfvbe=vi-vfvc1vb2vc2vo电压负反馈的重要特电压负反馈的重要特点是电路的点是电路的输出电压输出电压趋于维持恒定。趋于维持恒定。(+)运放输出的极性与同相输入端的极性相同，与反相输入端的极性相反。电压串联负反馈负反馈(+)(+)(+)不用画交流通路，这就是交流通路例3(+)(+)(+)(+)(-)例4对差模交流信号的交流通路2 2、电流并联负反馈、电流并联负反馈针对电流放大电路，引入电流并联负反馈改善放大电路的交流指标例1交流通路(+)iI(-)(+)ificiciIDAIRLRfRe2iIif 方框图方框图iIDio例2（+）（-）isiIiIDiFioiID=iI-iF电流并联负反馈负反馈例3（-）-例43 3、电压并联负反馈、电压并联负反馈例1针对互阻放大电路，引入电压并联负反馈改善放大电路的交流指标+-ARIdiRc2BGRfIiIf+-Uo 方框图方框图(+)isiIiIDiFiID=iI-iF电压并电压并联负反联负反馈馈负反馈例2(-)4 4、电流串联负反馈、电流串联负反馈例1vS(+)vIvFvIDvID=vI-vF电流串联负反馈负反馈例2(+)(+)(+)例3电压串联负反馈电压串联负反馈RL vO vF vID vO 电压负反馈：稳定输出电压电压负反馈：稳定输出电压5.电压和电流负反馈的特点电压和电流负反馈的特点RL iO iF iID iO 电流负反馈：稳定输出电流电流负反馈：稳定输出电流电流并联负反馈电流并联负反馈6.信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响vID=vI-vF 要要想想反反馈馈效效果果明明显显，就就要要求求vF F变变化化能能有有效效引引起起vIDID的的变变化化。则则vI I最最好好为为恒恒压压源源，即即信信号号源源内阻内阻R RS S越小越好。越小越好。iID=iI-iF 要要想想反反馈馈效效果果明明显显，就就要要求求i iF F变变化化能能有有效效引引起起i iIDID的的变变化化。则则i iI I最最好好为为恒恒流流源源，即即信号源内阻信号源内阻R RS S越大越好。越大越好。串联负反馈串联负反馈并联负反馈并联负反馈7、四种反馈组态中各信号量的比较输出量、输入量、净输入量、反馈量的量纲各不相同。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压并联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈 为什么在并联负反馈电路中不加恒压源信号？为什么在串联负反馈电路中不加恒流源信号？6.3反馈放大电路放大倍数的一般表达式反馈放大电路的方框图反馈放大电路的方框图1.构成构成信号源信号源输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号（净输入信号）信号（净输入信号）反馈放大电路的三个环节：反馈放大电路的三个环节：放大：放大：反馈：反馈：叠加：叠加：基本放大基本放大电路电路A反馈网络反馈网络F+输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号+2.信号的单向化传输信号的单向化传输信号的正向传输信号的正向传输信号的反向传输信号的反向传输信号在反馈网络信号在反馈网络中的正向传输中的正向传输信号在基本放大电信号在基本放大电路中的反向传输路中的反向传输信号的正向传输信号的正向传输信号的反向传输信号的反向传输单向化单向化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 信号信号 在四种反馈阻态中的具体形式在四种反馈阻态中的具体形式与标注的参考方向有关四种反馈组态中各信号量的比较输出量、输入量、净输入量、反馈量的量纲各不相同。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压并联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈2.反馈深度的讨论反馈深度的讨论一般负反馈一般负反馈称为反馈深度称为反馈深度深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈自激振荡自激振荡第四节第四节 负反馈对放大电路性能的影负反馈对放大电路性能的影响响 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减少非线性失真减少非线性失真 扩展频带扩展频带 对输入电阻的影响对输入电阻的影响 为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 对输出电阻的影响对输出电阻的影响1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性1、闭环时、闭环时则则只考虑幅值有只考虑幅值有即闭环时增益相对变化量减小到开环时的即闭环时增益相对变化量减小到开环时的1/(1+AF)倍倍2、在深度负反馈条件下、在深度负反馈条件下 即即闭闭环环增增益益只只取取决决于于反反馈馈网网络络。当当反反馈馈网网络络由由稳稳定定的的线线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。XdiXi放大电路放大电路A反馈网络反馈网络F+Xo-Xf1.1.负反馈改善波形失真的实质是负反馈改善波形失真的实质是利用失真减小失真利用失真减小失真，但不，但不能完全消除失真。能完全消除失真。2.2.负反馈只能减小反馈环内的失真负反馈只能减小反馈环内的失真，如，如输入信号本身就是失真的，负反馈则不能改善失真。输入信号本身就是失真的，负反馈则不能改善失真。2 减少非线性失真减少非线性失真方法方法1 1 闭环时增益减小，线性度变好。闭环时增益减小，线性度变好。vIvo方法方法2 2在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下f|AV(j)|幅频特性曲线幅频特性曲线：放大器的增益放大器的增益AV与频率与频率f的关系曲线的关系曲线flfh低频截止频率低频截止频率高频截止频率高频截止频率BW=fh-fl通频带通频带引入反馈后引入反馈后增益下降增益下降AVfflffhf通频带加宽通频带加宽BWf=(1+AF)BWAV由此可知：负反馈的引入使放大电路的通频带得到展宽由此可知：负反馈的引入使放大电路的通频带得到展宽3 扩展频带扩展频带 负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响与反馈加入的方式有关，与反馈加入的方式有关，即即与串联或并联反馈有关；而与串联或并联反馈有关；而与输出取样无直接关系，即与输出取样无直接关系，即与电压或电流反馈无关。与电压或电流反馈无关。1.1.串联负反馈使输入阻抗增加串联负反馈使输入阻抗增加无反馈时无反馈时Ri=vdi/ii有反馈时有反馈时Rif=vi/ii+-viRb+-vdi RL+-vo-F+vfriAiirifrifio4 对输入电阻的影响对输入电阻的影响2.2.并联负反馈使输入阻抗减小并联负反馈使输入阻抗减小+-UiRbIdi RL+-UoFIfriAIirifrifIo无反馈时无反馈时Ri=Ui/Idi有反馈时有反馈时Rif=Ui/IiIi=If+IdiIf=AFIdiIi=(1+AF)Idi 负反馈对输出电阻的影响与输出取样的内容有负反馈对输出电阻的影响与输出取样的内容有关，关，即与电压或电流反馈有关；而与输入端的连接即与电压或电流反馈有关；而与输入端的连接方式无直接关系，即与串联或并联反馈无关。方式无直接关系，即与串联或并联反馈无关。5 对输出电阻的影响对输出电阻的影响1 1、电压负反馈、电压负反馈电压负反馈能稳定输出电压电压负反馈能稳定输出电压电压负反馈使电压负反馈使输出电阻减小输出电阻减小2 2、电流负反馈、电流负反馈电流负反馈能稳定输出电流电流负反馈能稳定输出电流电流负反馈使电流负反馈使输出电阻增大输出电阻增大为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量要稳定直流量 引入直流负反馈引入直流负反馈要稳定交流量要稳定交流量 引入交流负反馈引入交流负反馈要稳定输出电压要稳定输出电压引入电压负反馈引入电压负反馈要稳定输出电流要稳定输出电流引入电流负反馈引入电流负反馈要增大输入电阻要增大输入电阻引入串联负反馈引入串联负反馈要减小输入电阻要减小输入电阻引入并联负反馈引入并联负反馈要增大输出电阻要增大输出电阻要减小输出电阻要减小输出电阻引入电流负反馈引入电流负反馈引入电压负反馈引入电压负反馈