第6章_反馈及反馈放大电路

《模拟电子技术》太原科技大学6.2反馈的分类及判断6.7负反馈放大电路的自激振荡6.3负反馈放大电路的基本关系式6.1反馈的基本概念6.4负反馈对放大电路性能的影响6.5负反馈的正确引入6.6负反馈放大电路的分析计算第6章反馈及负反馈放大电路《模拟电子技术》太原科技大学1.反馈类型的判断本章重点：2.负反馈对放大电路性能的影响3.深度负反馈放大电路的分析计算《模拟电子技术》太原科技大学6.1反馈的基本概念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《模拟电子技术》太原科技大学Aidxoxix+–比较环节3、反馈的组成和基本关系式基本放大电路fxF反馈网络xi—输入信号(ii或ui)xid—净输入信号(iid或uid)xo—输出信号(io或uo)xf—反馈信号(if或uf)×《模拟电子技术》太原科技大学4、反馈举例+VCC++C2C1RB2RLRCRB1Ui.+CEREUBIEIBICUE《模拟电子技术》太原科技大学6.2反馈的分类及判断6.2.3负反馈的四种类型6.2.1反馈的分类6.2.2反馈的判断《模拟电子技术》太原科技大学如果反馈量只含有交流量，则为交流反馈。如果反馈量只含有直流量，则为直流反馈。6.2.1反馈的分类1.直流反馈与交流反馈Aidxoxix+–比较环节基本放大电路fxF反馈网络×《模拟电子技术》太原科技大学6.2.1反馈的分类2.正反馈和负反馈根据反馈极性的不同，可以分为正反馈和负反馈。在输入量不变时，引入反馈后，使净输入量增加，输出量增加，此种反馈称为正反馈。在输入量不变时，引入反馈后，使净输入量减小，输出量减小，称为负反馈。Aidxoxix+–比较环节fxF×《模拟电子技术》太原科技大学3.电压反馈和电流反馈如果引入的反馈信号与输出电压有直接关系或成正比，则是电压反馈(也称电压采样)。如果引入的反馈信号与输出电流有直接关系或成正比，则是电流反馈(也称电流采样)。Aidxoxix+–比较环节基本放大电路fxF反馈网络×《模拟电子技术》太原科技大学4.串联反馈和并联反馈在输入回路中，反馈量和输入量都以电压的形式出现，并以串联方式在输入回路相加减。此种反馈方式称为串联反馈。在输入回路中，反馈量和输入量都以电流形式出现，并以并联方式在输入回路相加减，此种反馈方式称为并联反馈。Aidxoxix+–比较环节fxF×《模拟电子技术》太原科技大学6.2.2反馈的判断1.判断有无反馈找出反馈网络，如果在电路中存在信号反向流通的渠道，也就是反馈通路，则一定有反馈。例6.2.1试判断下列各电路是否存在反馈？uiuo∞+-+uiuo∞+-+Ruoui∞+-+R2R1(a)无(b)有(c)无《模拟电子技术》太原科技大学2.正反馈和负反馈判断法：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。《模拟电子技术》太原科技大学瞬时极性法:判断反馈极性的基本方法是瞬时变化极性法，简称瞬时极性法。“瞬时极性法”指同一瞬间各交流量的相对极性，在电路图上用⊕、表示。用瞬时极性法判断反馈极性的步骤是：(1)先假定输入量的瞬时极性。(2)根据放大电路输出量与输入量的相位关系，决定输出量和反馈量的瞬时极性。(3)将反馈量与输入量比较，即可推断反馈的正、负极性。《模拟电子技术》太原科技大学2.正反馈和负反馈判断法：瞬时极性法从输入端到输出端用瞬时极性法标，若反馈端和输入端在同一端异极性，或不在同一端同极性为负反馈；若反馈端和输入端在同一端同极性，或不在同一端异极性为正反馈。《模拟电子技术》太原科技大学常见放大器件的瞬时极性关系：BJT由基极输入信号，则各极相位关系(a)图，BJT由发射极输入信号，则各极相位关系(b)图，运放各极相位关系（c）图。《模拟电子技术》太原科技大学例6.2.2试判断下图所示各电路中交流反馈的极性。如图(a),由RE1引入的交流反馈是负反馈。+VCC++C2C1RB1RLRCRB2+CERE1RE2+-+-uiuoVT++_+uf+-(a)《模拟电子技术》太原科技大学uo∞+-+R2R1∞+-+RFRLA1A2-ui+iiiidif++_uuo1(b)如图(b),由RF引入的交流反馈是负反馈。《模拟电子技术》太原科技大学直流反馈：为了稳定静态工作点3.直流反馈与交流反馈交流反馈：影响电路的动态工作性能。+++CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeIC判断方法：电容观察法《模拟电子技术》太原科技大学例6.2.3判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直流反馈还是交流反馈？输入回路输出回路RE介于输入输出回路，有反馈。反馈使uid减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。《模拟电子技术》太原科技大学4、串联反馈和并联反馈(输入端)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ifAFiiifisiidRSRSAFuiuidufus判断方法：瞬时极性法，如反馈端和输入端不在同一端为串联反馈，在同一端为并联反馈。《模拟电子技术》太原科技大学本级反馈——反馈只存在于某一级放大器中级间反馈——反馈存在于两级以上的放大器中例5.本级反馈与级间反馈VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1级间反馈本级反馈本级反馈《模拟电子技术》太原科技大学5、电压反馈和电流反馈电压反馈—反馈信号取自输出电压的部分或全部。电流反馈—反馈信号取自输出电流。判断方法：输出电压短路法。将输出电压短路后，如反馈消失为电压反馈，如反馈没有消失为电流反馈。《模拟电子技术》太原科技大学使uo=0(RL短路),若反馈没有消失则为电流反馈。电流反馈iouoFARLio使uo=0(RL短路)，若反馈消失则为电压反馈。AFRLuo电压反馈(a)(b)5、电压反馈和电流反馈判断方法：输出电压短路法《模拟电子技术》太原科技大学方法二：取样点跟输出电压在一个点上则为电压反馈,不在一个点上则为电流反馈.《模拟电子技术》太原科技大学试判断下图所示各电路中的交流反馈是电压反馈还是电流反馈。例6.2.4+VCC++C2C1RBRLRERS+-usui+-+-uoVTuf+-图(a)为电压反馈∞+-+RFRLui+-+-uouf+-图(b)为电流反馈《模拟电子技术》太原科技大学6.2.3负反馈的四种类型AFuiuidufusRSRLuoAFuiuidufusRSiouoRLio电压串联负反馈电流串联负反馈《模拟电子技术》太原科技大学FAiiifisiidRSRLuoFAiiifisiidRSiouoRLio电压并联负反馈电流并联负反馈《模拟电子技术》太原科技大学电压串联负反馈AF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。例6.2.5《模拟电子技术》太原科技大学例6.2.6Rf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《模拟电子技术》太原科技大学例6.2.7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《模拟电子技术》太原科技大学例6.2.8Rf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《模拟电子技术》太原科技大学RE电流串联负反馈反馈电压uf与输出电流Io成正比。RE电压串联负反馈反馈电压uf与输出电压uo成正比。例6.2.9反馈类型的判断《模拟电子技术》太原科技大学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6.2.10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：《模拟电子技术》太原科技大学例试判断下列电路中的反馈组态。电压串联负反馈_+VRCCVuT－V+R2R2i1TEEIsf1uRRA++－∞o12VVVf∞ARi+uu－-f-R+u1++Ro1《模拟电子技术》太原科技大学解:电压并联负反馈例试判断下列电路中的反馈组态。+_V1fI12R12TiR2+u－RTRRsR34RCCVVEEuoT3VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEuiuRf－++∞Ao1R《模拟电子技术》太原科技大学表6-1放大电路中反馈类型的定义、判别方法《模拟电子技术》太原科技大学–Aidxoxix+比较环节基本放大电路fxF反馈网络-×6.3负反馈放大电路的基本关系6.3.1方框图表示法通过基本放大电路的只有信号的正向传输，而通过反馈网络的只有信号的反向传输。《模拟电子技术》太原科技大学基本放大电路AidXoX反馈网络FfX放大：idoXAX迭加：fiidXXX方框图：A称为开环放大倍数iX+–反馈：ofXXFAf称为闭环放大倍数Af=Xo/Xi输出信号F称为反馈系数负反馈放大电路的方框图负反馈放大器《模拟电子技术》太原科技大学F是反馈量与输出量之比，叫“反馈系数”，即因此表示从输入端的净输入量经正向通道A和反向通道F，沿反馈形成的闭合环路绕行一周后，作为反馈量出现在输入端的信号传输系数，通常叫做“环路增益”。fXoXofXXFidfofidoXXXXXXAFAFidX0|fooXidiXXAXX–Aidxoxix+比较环节基本放大电路fxF反馈网络-×《模拟电子技术》太原科技大学6.3.2基本关系式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。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。–Aidxoxix+比较环节基本放大电路fxF反馈网络-×idididXAFXXAAFA1iofXXA《模拟电子技术》太原科技大学反馈深度：由式可得：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”。AFAA1fAFAA1fAF1AF1《模拟电子技术》太原科技大学负反馈放大电路各种信号量的含义《模拟电子技术》太原科技大学1）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，使闭环增益加大。2）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AFAAf01AFiofXXA1fAAAFAFAA1f2．关于基本关系式的讨论《模拟电子技术》太原科技大学3）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AFAAfAFXX1iidAF11AFAA1f1fAAAF–Aidxoxix+比较环节基本放大电路fxF反馈网络-×，《模拟电子技术》太原科技大学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F。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