电路设计反馈总结

清华大学微纳电子系1反馈清华大学微纳电子系2内容概要„反馈的概念„为什么需要反馈„反馈的定义„反馈的分类„负反馈判断方法„反馈的系统框图„反馈的主要参数„负反馈对电路的影响-I„增益„带宽„噪声„非线性„负反馈对电路的影响-II„负反馈电路的4种类型„输入输出电阻的变化„4种类型负反馈电路的特点„负反馈电路参数的计算„开环增益„闭环增益„环路增益„开环输入电阻„开环输出电阻„闭环输入电阻„闭环输出电阻清华大学微纳电子系3反馈的概念清华大学微纳电子系4为什么需要反馈„单向传输的电路„直流：工作点不稳定„使用电流源负载的放大器„交流：性能受制造工艺和应用条件影响„PVT的影响（process，voltage，temperature）„问题„输入－输出不可控„解决„输出返回控制输入，从而保证输出的稳定性-反馈清华大学微纳电子系5反馈的定义„将电路的输出量（电压或者电流）通过一定的网络送回到输入，并影响输入量（电压或电流）的过程叫做反馈放大电路A输入信号（Ui或Ii）输出信号（Uo或Io）反馈网络B反馈信号（Uf或If）+正向传输反向传输参考：刘润生、高文焕，模拟电子技术清华大学微纳电子系6反馈的分类反馈信号的极性正反馈：负反馈：反馈信号使放大器的净输入信号增强反馈信号使放大器的净输入信号减小清华大学微纳电子系7判断反馈类型－瞬时极性法„设定输入信号的瞬时极性（即输入电压或电流是上升，还是下降）„沿信号正向传输的方向依次判断各节点信号的瞬时极性，直到输出节点为止（即判断各节点电压、电流信号是上升或下降，在低频下，基本不用考虑电路带来的相移影响）„通过反馈网络，确定反馈信号的瞬时极性„判断输入信号和反馈信号之间的关系。如果两者之和增大，那就是正反馈，反之就是负反馈。清华大学微纳电子系8反馈的系统框图基本电路H(s)反馈网络F(s)Xi(s)Y(s)Xf(s)Xe(s)„H(s)„开环（前向）电路„F(s)„反馈电路„系统„闭环电路„构成„前向电路„反馈电路„输出取样电路输入求和电路反馈分析中只考虑信号的单向传输，主要指反馈电路部分实际近似单向（放大器等）实际双向，但仅考虑单向（电阻、电容）清华大学微纳电子系9反馈的主要参数()()()()()iYsHsXsFsYs=−⎡⎤⎣⎦()()()()()1iYsHsXsFsHs=+„开环传输函数：H(s)„反馈系数：F(s)„闭环传输函数：H(s)/[1+F(s)H(s)]„环路增益：F(s)H(s)„开环输入、输出阻抗„闭环输入、输出阻抗清华大学微纳电子系10负反馈对电路的影响-I清华大学微纳电子系11负反馈对电路性能的影响„优点：„稳定直流工作点„稳定开环电路的增益（交流）„提高开环电路的带宽„降低开环电路的非线性失真„改变开环电阻的输入输出电阻（阻抗）„缺点：„增益和带宽是互换的„不改善开环电路的噪声„高频存在稳定性问题„参考：第4版，反馈，553页清华大学微纳电子系12负反馈电路的4种类型清华大学微纳电子系13负反馈系统中的信号形式电流/电流电流/电流电流电流电流电流电流/电压电压/电流电压电流电流电压电压/电流电流/电压电流电压电压电流电压/电压电压/电压电压电压电压电压反馈网络F放大器A误差信号Xe反馈信号Xf输出信号Y输入信号Xin反馈网络FXi(s)Y(s)Xf(s)Xe(s)放大器A(s)清华大学微纳电子系14前向放大器的类型－电流放大器欧姆跨阻放大器西门子跨导放大器－电压放大器量纲增益类型outinVGainV=()outinIGainsiemensV=()outinVGainOhmI=outinIGainI=清华大学微纳电子系15输出端信号取样方式„电压取样„反馈网络的输入和放大器的输出并联„电流取样„反馈网络的输入和放大器的输出串联„判断依据：„取样节点和输出节点相同：电压取样(shunt)„取样节点和输出节点不同：电流取样(series)清华大学微纳电子系16节点相同放大电路反馈网络RLvoutvout清华大学微纳电子系17节点不同放大电路反馈网络RLioutiout电流取样清华大学微纳电子系18输入端信号求和方式„串联求和„反馈网络的输出电压和放大器的输入电压串联„并联求和„反馈网络的输出电流和放大器的输入电流并联„判断依据：„反馈节点和输入节点相同：电流求和(shunt)„反馈节点和输入节点不同：电压求和(series)清华大学微纳电子系19节点相同放大电路反馈网络并联求和isRsiinieif清华大学微纳电子系20节点不同放大电路反馈网络串联求和Rsvsvinvevf清华大学微纳电子系21负反馈电路的4种类型„Shunt-shunt:（输出）电压－（输入）并联负反馈„Shunt-series:（输出）电流－（输入）并联负反馈„Series-shunt:（输出）电压－（输入）串联负反馈„Series-series:（输出）电流－（输入）串联负反馈注意：Razavi的书上是（输出）电压－（输入）电压这种表示方法