电工学第七版_第17章_电子电路中的反馈

下一页返回上一页退出章目录第17章电子电路中的反馈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返回上一页退出章目录第17章电子电路中的反馈本章要求：1.能判别电子电路中的直流反馈和交流反馈、正反馈和负反馈以及负反馈的四种类型;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。下一页返回上一页退出章目录RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––17.1.1负反馈与正反馈反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或全部通过某种电路引回到输入端。17.1反馈的基本概念esRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–+++–RS通过RE将输出电流反馈到输入通过RE将输出电压反馈到输入下一页返回上一页退出章目录(b)带反馈(a)不带反馈AoXiX电子电路方框图+–fXiXAoXfidXXX—净输入信号dX—反馈信号fX—输出信号oX净输入信号：FiXdX反馈电路比较环节—输入信号iX基本放大电路若三者同相，则Xd=Xi-Xf,即XdXi,此时,反馈信号削弱了净输入信号,电路为负反馈。若XdXi，即反馈信号起了增强净输入信号的作用则为正反馈。下一页返回上一页退出章目录17.1.2负反馈与正反馈的判别方法利用瞬时极性法判别负反馈与正反馈的步骤：2.若电路中某点的瞬时电位高于参考点(对交流为电压的正半周)，则该点电位的瞬时极性为正(用表示)；反之为负(用表示)。－4.若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同一电极)上，两者极性相反时，净输入电压减小,为负反馈；反之，极性相同为正反馈。3.若反馈信号与输入信号加在不同输入端(或两个电极)上，两者极性相同时，净输入电压减小,为负反馈；反之，极性相反为正反馈。1.设接“地”参考点的电位为零。下一页返回上一页退出章目录+–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减小了净输入电压(差值电压)——负反馈uoRFuiR2R1+–++–+–例1：uoRFuiR2R1+–++–+–例2：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增大了净输入电压——正反馈－–+uf–+ud－在振荡器中引入正反馈，用以产生波形。在放大电路中，出现正反馈将使放大器产生自激振荡，使放大器不能正常工作。下一页返回上一页退出章目录例3：RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––设输入电压ui为正，差值电压ube=ui–uf各电压的实际方向如图uf减小了净输入电压——负反馈RBRER'Luiuo++––交流通路+–uf+–ube－ie交、直流分量的信号均可通过RE，所以RE引入的是交、直流反馈。如果有发射极旁路电容，RE中仅有直流分量的信号通过，这时RE引入的则是直流反馈。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：稳定静态工作点下一页返回上一页退出章目录17.2放大电路中的负反馈17.7.1负反馈的分类(1)根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。如果反馈信号取自输出电压，叫电压反馈。如果反馈信号取自输出电流，叫电流反馈。(2)根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。反馈信号与输入信号串联，即反馈信号与输入信号以电压形式作比较，称为串联反馈。反馈信号与输入信号并联，即反馈信号与输入信号以电流形式作比较，称为并联反馈。下一页返回上一页退出章目录1.串联电压负反馈+–uf+–ud设输入电压ui为正，差值电压ud=ui–ufuf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AF+–ufuduiuO(b)方框图(a)电路uoRFuiR2R1+–++–+–RL各电压的实际方向如图下一页返回上一页退出章目录2.并联电压负反馈－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uoRFuiR2R1+–++–+–RLi1ifidAF+–ifidiiuO(b)方框图(a)电路下一页返回上一页退出章目录3.串联电流负反馈+–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。uouiR2RL+–++–ioR+–(a)电路AF+–ufuduiiO(b)方框图下一页返回上一页退出章目录4.并联电流负反馈设输入电压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－(a)电路AF+–ifidiiiO(b)方框图RFR1uiR2RL+–++–ioRuRi1ifid下一页返回上一页退出章目录4.并联电流负反馈i1ifidf11i1iiRui，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－(a)电路RFR1uiR2RL+–++–ioRuRoFfiRRRi取自输出电流—电流反馈反馈电流下一页返回上一页退出章目录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。下一页返回上一页退出章目录例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+–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；uo1uiR+–++–uo++–RLA1A2下一页返回上一页退出章目录例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i1ifiduo1uiR++–uo++–RLA1A2下一页返回上一页退出章目录例3：判断图示电路中的负反馈类型。解:RE2对交流不起作用，引入的是直流反馈；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。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo下一页返回上一页退出章目录例3：判断图示电路中的负反馈类型。解：RE1、RF引入越级串联电压负反馈。－+－+T2集电极的反馈到T1的发射极，提高了E1的交流电位，使Ube1减小，故为负反馈；反馈从T2的集电极引出，是电压反馈；反馈电压引入到T1的发射极，是串联反馈。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo下一页返回上一页退出章目录例4：如果RF不接在T2的集电极，而是接C2与RL之间，两者有何不同？解：因电容C2的隔直流作用，这时RE1、RF仅引入交流反馈。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo×下一页返回上一页退出章目录例5：如果RF的另一端不接在T1的发射极，而是接在它的基极，两者有何不同，是否会变成正反馈？解：T2集电极的反馈到T1的基极，提高了B1的交流电位，使Ube1增大，故为正反馈；这时RE1、RF引入越级正反馈。－+－+RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo下一页返回上一页退出章目录RF2(R1、R2):直流反馈（稳定静态工作点）RF、CF:交流电压并联负反馈+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC2RC1CE2RE2R2+C+RF1、RE1:交直流电压串联负反馈+––+++––例6：RE2:直流反馈RF++UCC+RBC2RC2RC1CE2RE2+C1CF(b)下一页返回上一页退出章目录+––––+––––电流并联负反馈正反馈两个2k电阻构成交直流反馈两个470k后级交直流反馈前级直流反馈20F++++sE470k6003.9k+20F470k3.9k50F2k47050F100F47030k3DG63DG6(c)+6V++(d)+50k2k2k8k3k3k50F50F50F+20V下一页返回上一页退出章目录17.2.2负反馈对放大电路工作性能的影响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+–fXdXAoXFiX下一页返回上一页退出章目录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。下一页返回上一页退出章目录2.提高放大倍数的稳定性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下一页返回上一页退出章目录例：|A|=300，|F|=0.01。7501.030013001fAFAA则：%6dAA若：%.%.51)6(01030011AAAFAAd11dff则：下一页返回上一页退出章目录3.改善波形失真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。加入负反馈无负反馈FufAuiuo大小略小略大接近正弦波uouiA+–uid略大略小uf下一页返回上一页退出章目录4.展宽通频带引入负反馈使电路的通频带宽度增加BWFABW)1(of无负反馈有负反馈f|AO|0.707|Auo|Of´2|Afo|f2|Af|,|Af|0.707|Afo|BWBWf负反馈展宽通频带下一页返回上一页退出章目录uiubeib++––5.对放大电路输入电阻的影响在同样的ib下，ui=ube+ufube，所以rif提高。i0if)1(rFAr(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下一页返回上一页退出章目录FArr0i