5-负反馈放大电路.

第5章负反馈放大电路5.1反馈的基本概念与反馈的判别方法5.2负反馈放大电路的方框图小结5.3深度负反馈放大电路放大倍数的估算5.4负反馈对放大电路性能的影响5.5辅修内容你想知道吗？什么是负反馈？负反馈能改善性能？改善哪些性能？怎样引入负反馈？？？？温度升高了，半导体元件参数变了！信号频率太宽了，放大倍数不一致了！怎样保持放大电路还能正常稳定工作？保持不失真？怎样提高放大电路的负载驱动能力？怎样使放大电路容易被驱动？怎样使输出电压稳定？或输出电流稳定？引入负反馈！你知道吗？5.1反馈的基本概念与反馈的判别方法5.1.1反馈的基本概念5.1.2反馈的类型及其判别1.反馈—将电路的输出量(电压或电流)的部分或全部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回路并影响输入量(电压或电流)和输出量的过程。2.信号的两种流向正向传输：输入输出反向传输：输出输入—开环—闭环输入输出放大电路反馈网络5.1.1反馈的基本概念Aixoxix+–比较环节3.反馈放大电路的组成基本放大电路fxF反馈网络xi—输入信号(ii或ui)x’i—净输入信号(iid或uid)xo—输出信号(io或uo)xf—反馈信号(if或uf)1.有无反馈的判断有反馈—放大电路中存在反馈通路例5-1判断下列电路有无反馈5.1.2反馈的类型及其判别运放的两个净输入端是？2.直流反馈和交流反馈的判断直流反馈—直流信号的反馈(在直流通道中存在的反馈）。交流反馈—交流信号的反馈（在交流通道中存在的反馈)。例5-2判断下列电路是否引入了反馈；引入的是直流反馈还是交流反馈？3.本级反馈与级间反馈的判断本级反馈—反馈信号取自本级输出，回送到本级的输入回路。级间反馈—反馈信号取自后一级输出，回送到前一级的输入回路。整体反馈—反馈信号取自最后一级输出，回送到最前一级的输入回路。4.反馈极性的判断正反馈和负反馈判别法：瞬时极性法正反馈—反馈使净输入电量增加，从而使输出量增大。负反馈—反馈使净输入电量减小，从而使输出量减小。xixixixixixfxixi+xfxixi-xfxi4.反馈极性的判断正反馈和负反馈正反馈—反馈使净输入电量增加，从而使输出量增大。负反馈—反馈使净输入电量减小，从而使输出量减小。判别法：瞬时极性法输入信号和反馈信号从同一输入端进入放大器，瞬时极性相同为正反馈，瞬时极性相反为负反馈。输入信号和反馈信号从不同输入端进入放大器，瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。一定要会判断反馈极性！例5-3判断下图电路的反馈极性。负反馈负反馈正反馈输入信号和反馈信号接在同一输入端，瞬时极性相反。输入信号和反馈信号接在不同输入端，瞬时极性相同。输入信号和反馈信号接在不同输入端，瞬时极性相反。例5-4判断下图电路的反馈极性。负反馈【问题引导】为什么集电极电位与基极电位相位相反？为什么发射极电位与基极电位相位相同？例A输入回路输出回路判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？RE介于输入输出回路，有反馈。反馈信号从发射极接入输入端反馈使uid减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。电压反馈—反馈信号取自输出电压的部分或全部。判别法：使uo=0(RL短路)，若反馈消失,则为电压反馈。电流反馈—反馈信号取自输出电流。判别法：使io=0(RL开路)，若反馈消失则为电流反馈。或令uo=0,反馈仍然存在。AFRLuo电压反馈电流反馈iouoFARLio5.电压反馈和电流反馈的判断输出短路法（负载短路法）：令uo=0,若①反馈量＝0，则为电压反馈②反馈量≠0，则为电流反馈输出开路法（负载开路法）：令io=0,若①反馈量＝0，则为电流反馈②反馈量≠0，则为电压反馈电压反馈：负载开路时，反馈信号存在短路时,反馈信号＝0，电流反馈：负载短路时，反馈信号存在开路时,反馈信号＝0，例5-5判断下列电路引入的是电压反馈还是电流反馈？RLiouf+-ioif用输出开路法：io=0时uf存在故为电压反馈用输出短路法：uo=0时uf=0故为电压反馈用输出开路法：io=0时if=0故为电流反馈用输出短路法：uo=0时if存在故为电流反馈例5-5判断下列电路引入的是电压反馈还是电流反馈？RLiouf+-ioif负载电阻RL不出现在反馈回路中：为电压反馈负载电阻RL出现在反馈回路中：为电流反馈串联反馈：反馈信号与输入信号以电压相加减的形式在输入端出现。uid=uiuf（反馈信号为电压信号）特点：信号源内阻越小，反馈效果越明显。并联反馈：反馈信号与输入信号以电流相加减的形式在输入端出现。iid=iiif（反馈信号为电流信号）特点：信号源内阻越大，反馈效果越明显。AFiiifisiidRSRSAFuiuidufus6.串联反馈和并联反馈的判断uf+-if例B为串联反馈为并联反馈串联反馈：反馈信号与原输入信号接在放大器的两个不同输入端并联反馈：反馈信号与原输入信号接在放大器的同一输入端例CAF电压串联负反馈负反馈的4种组态：电压串联负反馈；电压并联负反馈电流串联负反馈；电流并联负反馈uo经Rf与R1分压反馈到输入回路，故有反馈。反馈使净输入电压uid减小，为负反馈。RL=0，无反馈，故为电压反馈。uf=uoR1/(R1+Rf)也说明是电压反馈。uid=uiuf故为串联反馈。一定要会判断反馈组态！必考！例DRf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。反馈使净输入电压uid减小，为负反馈。RL=0，反馈存在，故为电流反馈。uf=ioRf，也说明是电流反馈。uid=ui–uf故为串联反馈。AF电流串联负反馈例ERf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。反馈使净输入电流iid减小，为负反馈。RL=0，无反馈，故为电压反馈。iid=iiif，故为并联反馈。AF电压并联负反馈例FRf介于输入回路和输出回路，故有反馈。反馈使净输入电流iid减小，为负反馈。RL=0，反馈存在，故为电流反馈。iid=ii–if，故为并联反馈。AF电流并联负反馈反馈（电流反馈）输出反馈（电压反馈）输出反馈（电流反馈）输出反馈（电压反馈）输出反馈取自输出端：为电压反馈反馈取自非输出端：为电流反馈电流串联负反馈电压串联负反馈例G反馈类型的判断【问题引导】三极管放大电路的两个净输入端是指？RE—引入本级电流串联负反馈；Rf—引入级间电流并联负反馈。例H反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈，在同一个节点为并联反馈。反馈取自输出端或输出分压端为电压反馈，反馈取自非输出端为电流反馈。规律：5.2负反馈放大电路的方框图5.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式5.2.2负反馈放大电路四种组态的方框图在一个带反馈的放大电路中，放大电路本身和反馈网络是紧密相连、混为一体的。但是，为了突出反馈的作用，分析反馈对放大电路的影响，我们又希望把反馈放大电路分解为两部分：一是不带反馈的“基本放大电路”，二是“反馈网络”。所以能这样做，依据的是所谓“信号单方向作用的假定”。图中各量既可为电压，又可为电流。Aidxoxix+–比较环节基本放大电路fxF反馈网络1.负反馈放大电路的方框图ofXXF=idfofidoXXXXXXFA==idoXXA=基本放大电路放大倍数反馈系数环路放大倍数FAAXXXAXXAfididiof===1闭环放大倍数5.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式图中各量既可为电压，又可为电流。Aidxoxix+–比较环节基本放大电路fxF反馈网络ofXXF=ooUX=FAAXXAiof==1对于电压反馈,输出为电压,即ooIX=对于电流反馈,输出为电流,即idoXXA=ffididiiUXUXUX===,,对于串联反馈,输入和反馈都为电压,即ffididiiIXIXIX===,,对于并联反馈,输入和反馈都为电流,即输入信号是什么？反馈信号是什么？净输入信号是什么？输出信号是什么？只有确定这些量具体为电压还是电流，才能套用这些公式！2.闭环增益的一般表达式在上图中，输出量与输入量之比叫做反馈放大电路的“闭环增益”，即它和开环增益A有着本质的区别。所以可得：这就是反馈放大电路中闭环增益与开环增益的一般表达式。ifXXA0=FAAXFAXAXXAididiof===113.反馈深度由式可得：量是开环增益与闭环增益幅值之比，它自然反映了反馈对放大电路的影响程度。我们把叫做“反馈深度”。FAAXFAXAXXAididiof===11FAAAf=1FA1FA1=自激振荡正反馈负反馈,||,0|,|||,1|,|||,11fffAAAAAFAFAAXXAiof==1反馈深度Aidxoxix+–比较环节基本放大电路fxF反馈网络idoXXA=FAf1深度负反馈条件下闭环放大倍数的表达式时11FA1）如果，则。这就是负反馈的情况，因为它表示反馈的引入削弱了输入量的作用，使闭环增益下降。因为可见负反馈的作用是使真正加到放大电路输入端的净输入量减小到无反馈时的，从而使闭环增益下降。11FAAAfFAXXiid=1FA112）如果，则。这是正反馈的情况，表明反馈的引入加强了输入量的作用，使毕环增益加大。3）当时，闭环增益。这意味着即使没有输入量也仍然有输出量。这种工作状态叫做放大电路的“自激”。在自激时，放大电路已失去正常的放大功能，因而一般是必须加以消除的。但是，有时又要对自激状态加以利用。11FAAAf01=FA=iofXXA4）当时，就变为，说明此时反馈放大电路的闭环增益将只取决于反馈系数。因为反馈网络通常由无源元件组成，这些元件性能非常稳定，所以在这种情况下反馈放大电路的工作也将非常稳定，不受除输入量以外的干扰因素的影响。因为，，所以叫做“深度反馈”。11FAFFAAAf11=1AF11FAAFuiuidufusRSRLuoAFuiuidufusRSiouoRLio5.2.2四种反馈组态的方框图电压串联负反馈电流串联负反馈FAiiifisiidRSRLuo电压并联负反馈电流并联负反馈FAiiifisiidRSiouoRLio5.3深度负反馈放大电路放大倍数的估算5.3.1深度负反馈的实质5.3.2四种组态负反馈放大电路放大倍数分析当时，11FAFFAAAf11=1.深度负反馈的实质而0XXAif=5.3.1深度负反馈的实质AidxoxixfxF所以或0Xid0XXfF=XXfi深度负反馈时，输入信号与反馈信号的关系？净输入量=？2.深度负反馈时集成运放电路的特点AidxoxixfxFAxidAFxid(1+AF)xid时：当11FAFAFA1即：0idfixxxfiuu串联负反馈：0idu虚短并联负反馈：fiii0idi虚断深度负反馈时，输入信号≈反馈信号！净输入量≈0！输入信号是什么？反馈信号是什么？净输入信号是什么？3.深度负反馈条件下放大倍数的计算方法(1)利用FAf1=求解(先求F,后求Af,再求Auf)求反馈量或反馈系数时,将放大电路接入反馈的输入端对地短路(若为并联反馈)开路(若为串联反馈)(2)利用”虚短”与”虚断”的概念求解Af及Auf(1)电压串联负反馈0idu虚短fiuuf11ofRRRuu=1ffoiof1RRUUUUAu===,ifR,2ifRR=0of=R例5.6RifRofRif(C1视为短路)解:为电压串联负反馈5.3.2深度负反馈放大倍数分析只要是电压串联负反馈就有这种公式！例I0idufiuu1foiof=UUUUAuRif,ifRRif,BifRR=R0f0o