chapter17电子电路中的反馈 电工学课件

下一页总目录章目录返回上一页第17章电子电路中的负反馈17.1反馈的基本概念17.2放大电路中的负反馈17.3振荡电路中的正反馈下一页总目录章目录返回上一页第17章电子电路中的负反馈本章要求：1.能判别反馈类型2.了解负反馈对放大电路工作性能的影响3.了解正弦波振荡电路自激振荡的条件4.了解RC振荡电路和LC振荡电路的工作原理下一页总目录章目录返回上一页17.1.1负反馈与正反馈17.1反馈的基本概念RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––esRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–+++–RS通过RE将输出电压反馈到输入通过RE将输出电流反馈到输入下一页总目录章目录返回上一页反馈放大电路的三个环节：基本放大电路doXXAofXXF比较环节fidXXX反馈放大电路的方框图反馈电路输出信号输入信号反馈信号反馈系数净输入信号放大倍数反馈电路FfX–dXoX基本放大电路AiX+下一页总目录章目录返回上一页fidXXX反馈放大电路的方框图净输入信号若三者同相，则Xd=Xi–Xf可见XdXi，即反馈信号起了削弱净输入信号的作用（负反馈）。反馈电路FfX–dXoX基本放大电路AiX+下一页总目录章目录返回上一页直流反馈：反馈只对直流分量起作用，反馈元件只能传递直流信号。负反馈：反馈削弱净输入信号，使放大倍数降低。交流反馈：反馈只对交流分量起作用，反馈元件只能传递交流信号。正反馈：反馈增强净输入信号，使放大倍数提高。引入交流负反馈的目的：改善放大电路的性能引入直流负反馈的目的：稳定静态工作点•17.1.2负反馈与正反馈的判别方法1.反馈的分类2.判断正负反馈的瞬时极性法(1)设接“地”参考点的电位为零，在某点对“地”电压（即电位）的正半周，该点交流电位的瞬时极性为正；在负半周则为负。下一页总目录章目录返回上一页++－+(2)设基极瞬时极性为正，根据集电极瞬时极性与基极相反、发射极(接有发射极电阻而无旁路电容时)瞬时极性与基极相同的原则，标出相关各点的瞬时极性。下一页总目录章目录返回上一页反馈到基极为并联反馈反馈到发射极为串联反馈判断串、并联反馈ib=ii–ifibiiifube=ui–uf++–ui–ube+–uf下一页总目录章目录返回上一页共发射极电路从集电极引出为电压反馈从发射极引出为电流反馈uoRL+–RLioiE下一页总目录章目录返回上一页(3)若反馈信号与输入信号加在同一电极上，两者极性相反为负反馈；极性相同为正反馈。(4)若反馈信号与输入信号加在两个电极上，两者极性相同为负反馈；极性相反为正反馈。判断反馈类型的口诀：共发射极电路集出为压，射出为流，基入为并，射入为串。共集电极电路为典型的电压串联负反馈。下一页总目录章目录返回上一页负反馈交流反馈直流反馈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稳定静态工作点17.2放大电路中的负反馈负反馈的类型下一页总目录章目录返回上一页负反馈类型的判别步骤3)判别是否负反馈？2)判别是交流反馈还是直流反馈？4)是负反馈！判断是何种类型的负反馈？1)找出反馈网络（一般是电阻、电容）。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo例1：判断图示电路中的负反馈类型。（1）下一页总目录章目录返回上一页RE1对本级引入串联电流负反馈。RE1、RF对交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反馈。20F++++sE470k6003.9k+20F470k3.9k50F2k47050F100F47030k3DG63DG6(2)+6V+––––++(3)+50k2k2k8k3k3k50F50F50F+20V+––––电流并联负反馈正反馈下一页总目录章目录返回上一页17.2.1运算放大器电路中的负反馈17.2.1.1并联电压负反馈i1ifiduoRFuiR2R1++––++–RL－设输入电压ui为正，差值电流id=i1–if各电流的实际方向如图if削弱了净输入电流(差值电流)——负反馈反馈电流fofRui取自输出电压——电压反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较——并联反馈特点：输入电阻低、输出电阻低下一页总目录章目录返回上一页17.2.1.2串联电压负反馈+–uf+–uduoRFuiR2R1+–++–+–RL设输入电压ui为正，差值电压ud=ui–uf各电压的实际方向如图uf削弱了净输入电压(差值电压)——负反馈反馈电压oF11fuRRRu取自输出电压——电压反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较——串联反馈特点：输入电阻高、输出电阻低下一页总目录章目录返回上一页17.2.1.3串联电流负反馈uouiR2RL+–++–ioR+–uf–+ud设输入电压ui为正，差值电压ud=ui–uf各电压的实际方向如图uf削弱了净输入电压(差值电压)——负反馈反馈电压取自输出电流——电流反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较——串联反馈uf=RioRuRuiifo特点：输出电流io与负载电阻RL无关——同相输入恒流源电路或电压-电流变换电路下一页总目录章目录返回上一页17.2.1.4并联电流负反馈RFR1uiR2RL+–++–ioRi1ifid设输入电压ui为正，差值电流id=i1–if各电流的实际方向如图if削弱了净输入电流(差值电流)——负反馈反馈电流oFfiRRRi取自输出电流——电流反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较——并联反馈－下一页总目录章目录返回上一页17.2.1.5并联电流负反馈RFR1uiR2RL+–++–ioRi1ifid设输入电压ui为正，差值电流id=i1–if各电流的实际方向如图if削弱了净输入电流(差值电流)——负反馈反馈电流oFfiRRRi取自输出电流——电流反馈－f11i1iiRui，且因iF1o)1(1uRRRi所以特点：输出电流io与负载电阻RL无关——反相输入恒流源电路下一页总目录章目录返回上一页运算放大器电路反馈类型的判别方法：1.反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；从负载电阻RL的靠近“地”端引出的，是电流反馈；2.输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相和反相）上的，是串联反馈；加在同一个输入端（同相或反相）上的，是并联反馈；3.对串联反馈，输入信号和反馈信号的极性相同时，是负反馈；极性相反时，是正反馈；4.对并联反馈，净输入电流等于输入电流和反馈电流之差时，是负反馈；否则是正反馈。。下一页总目录章目录返回上一页例1：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。uf+–uo1uiR+–++–uo++–RLA1A2解：因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引出，所以是电压反馈；因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同相输入端上，所以是串联反馈；因输入信号和反馈信号的极性相同，所以是负反馈。－－串联电压负反馈先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；下一页总目录章目录返回上一页例2：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。解：因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL的靠近“地”端引出的，所以是电流反馈；因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，所以是并联反馈;因净输入电流id等于输入电流和反馈电流之差，所以是负反馈。－并联电流负反馈uo1uiR++–uo++–RLA1A2i1ifid下一页总目录章目录返回上一页下一页总目录章目录返回上一页17.2.2负反馈对放大电路性能的影响doXXAofXXFfidXXX反馈放大电路的基本方程反馈系数净输入信号开环放大倍数AFAXXA1iof闭环放大倍数反馈电路FfX–dXoX基本放大电路AiX+下一页总目录章目录返回上一页1.降低放大倍数负反馈使放大倍数下降。则有：AAfdfXX、同相，所以AF是正实数负反馈时，中，在1fAFAAdfofdoXXXXXXAF|1+AF|称为反馈深度，其值愈大，负反馈作用愈强，Af也就愈小。射极输出器、不带旁路电容的共射放大电路的电压放大倍数较低就是因为电路中引入了负反馈。下一页总目录章目录返回上一页AFAA1fAAAFAAd11dff引入负反馈使放大倍数的稳定性提高。放大倍数下降至1/(1+|AF|)倍，其稳定性提高1+|AF|倍。若|AF|1，称为深度负反馈，此时：在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数仅与反馈电路的参数有关。FA1f2.提高放大倍数的稳定性下一页总目录章目录返回上一页3.改善波形失真Auiufud加反馈前加反馈后大略小略大略小略大负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。uoAF小接近正弦波正弦波uiuo下一页总目录章目录返回上一页4.展宽通频带引入负反馈使电路的通频带宽度增加BWAFBW)1(f无负反馈有负反馈BWfBWf|Au|O下一页总目录章目录返回上一页uiubeib++––5.对输入电阻的影响在同样的ib下，ui=ube+ufube，所以rif提高。iif)1(rAFr1)串联负反馈biiiur无负反馈时：有负反馈时：biifiuruf+–使电路的输入电阻提高bbeiu下一页总目录章目录返回上一页AFrr1ifiifbbeiiur无负反馈时：有负反馈时：ibeifiur在同样的ube下，ii=ib+ifib，所以rif降低。2)并联负反馈使电路的输入电阻降低iiibube+–下一页总目录章目录返回上一页oof)1(rAFrAFrr1oof电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即有恒压输出特性，故输出电阻降低。电流负反馈具有稳定输出电流的作用，即有恒流输出特性，故输出电阻提高。1)电压负反馈使电路的输出电阻降低2)电流负反馈使电路的输出电阻提高6.对输出电阻的影响下一页总目录章目录返回上一页17.3振荡电路中的正反馈17.3.1自激振荡1AiUoUSu放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。•开关合在“1”为无反馈放大电路。iuoUAU2FfU2FfU1AiUoUSu•开关合在“2”为有反馈放大电路，fuoUAU自激振荡状态ifUU如果：下一页总目录章目录返回上一页自激振荡的条件(1)幅度条件：1uFA1FAuFA即：(2)相位条件：n2FAn是整数相位条件意味着振荡电路必须是正反馈；幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A或反馈系数F达到)。fuoUAU由：ouoUFAU1uFAofUFU自激振荡的条件下一页总目录章目录返回上一页17.3.2正弦波振荡电路1正弦波振荡电路的组成(1)放大电路:放大信号(2)反馈网络:必须是正反馈，反馈信号即是放大电路的输入信号(3)选频网络:保证输出为单一频率的正弦波即使电路只在某一特定频率下满足自激振荡条件(4)稳幅环节:使电路能从AuF1，过渡到AuF=1，从而达到稳幅振荡。下一页总目录章目录返回上一页RC选频网络正反馈网络用正反馈信号uf作为输入信号选出单一频率的信号2.电路结构uf–+R++∞RF2R1CRC–uO–+D1D2RF1下一页总目录章目录返回上一页正反馈LCfπ210uf+–LC+UCCRLC1RB1RB2RECE－－放大电路反馈网络LC选频网络正反馈网络下一页总目录章目录返回上一页在调节变压器反馈式振荡电路中，试解释下列现象：（1）对调反馈线圈的两个接头后就能起振；（2）调RB1、RB2或RE的阻值后即可起振；（3）改用β较大的晶体管后就能起振；（4）适当增加反馈线圈的圈数后就能起振；（5）适当增加L值或减小C