低频电子电路_07章(XXXX0522)

《低频电子电路》何丰----------人民邮电出版社21世纪高等院校信息与通信工程规划教材普通高等教育“十一五”国家级规划教材第七章反馈放大结构与应用《低频电子电路》电子设备对所应用的放大器的质量要求越来越高，要求放大器的非线性失真小，频率特性好，增益稳定度高，并且具有所需要的输入、输出电阻。提高放大器的质量的一个重要措施就是在基本放大器基础上加一负反馈网络。引入负反馈可以改善放大器的性能，如提高放大器的增益稳定度，展宽频带，减小非线性失真等。因而负反馈在电子电路中应用非常广泛，可以这么说几乎所有的实用放大电路都是带负反馈的电路。7.1负反馈放大结构关注反馈放大结构→具体元器件7.2负反馈放大结构的指标分析——方框图分析法关注负反馈电路原理→具体分析步骤7.3反馈放大结构的频率特性与自激现象关注频率特性与正反馈自激7.4集成反馈放大结构的小信号运用分析——工程近似计算法关注小信号工程近似手段与方法《低频电子电路》7.1负反馈放大结构7.1.1反馈放大结构的实现及标准电量认定分析7.1.2负反馈的增益稳定性质与负反馈电路7.2负反馈放大结构的指标分析——方框图分析法7.2.1反馈结构的基本放大器7.2.3负反馈结构的方框图计算7.2.2反馈结构的输入输出电阻变化《低频电子电路》反馈电量通过一个循环后，对原电量的变化形成产生影响的现象称为反馈。CEEEECCECBBE()VTIIVRIVVII↑→↑→↑→↑→↓↓↓↓↓第7章反馈放大结构与应用针对信号来说，将放大器输出信号的一部分或全部，通过反馈网络回送到电路输入回路，并对输入信号进行调整的现象，称为反馈，即可以抽象出“反馈结构”如下图所示第7章反馈放大结构与应用7.1反馈放大结构净输入信号fifixxx输出信号输入信号反馈信号xif、xi、xf为分别代表满足反馈输入结构要求的电量，是反馈放大器的标准物理量。它们具体是电压量或是电流量则要由具体电路来决定。第7章反馈放大结构与应用净输入信号fifixxx输出信号输入信号反馈信号xof代表满足反馈输出结构要求的电量，也是反馈放大器的标准物理量，我们注意到基本放大器的输出电量、反馈网络输入电量和反馈结构输出电量均为同一个电量，因此统一用一个xof表示。第7章反馈放大结构与应用7.1.1反馈放大结构的实现及标准电量认定第7章反馈放大结构与应用第7章反馈放大结构与应用电流串联负反馈的标准物理量为：vif、vi、vf、iofiofxxAgiofAviofffxxkfroffkivifoff/xxAgfifof/Avi第7章反馈放大结构与应用电流并联负反馈的标准物理量为：iif、ii、if、iofiofxxAiiofAiiofffxxkfioffkiiifoff/xxAififof/Aii定性确定正向放大通道定性确定反向反馈通道第7章反馈放大结构与应用+_ov输出口增益器件输入口+_sv输出口输入口反馈结构→具体电路各元器件定性归属反馈框图中何部分电压串联反馈基本放大器反馈网络源LfR第7章反馈放大结构与应用反馈结构→具体电路各元器件定性归属反馈框图中何部分电压串联反馈+_sv输出口增益器件输入口输出口输入口+_ov第7章反馈放大结构与应用输出口输入口+_sv输入、出口反馈结构→具体电路各元器件定性归属反馈框图中何部分电流串联反馈ofi+_ov+_svifv基放源LfR设外接电容C交流短路第7章反馈放大结构与应用输出口输入口+_sv输出口输入口反馈结构→具体电路各元器件定性归属反馈框图中何部分电流并联反馈ofi7.1.2负反馈的增益稳定性质与负反馈电路第7章反馈放大结构与应用负反馈定义电量通过一个循环后，对原电量的变化形成产生影响的现象称为反馈。'iifxx'ixfofxx结论：负反馈是指电量通过一个循环后，对原电量的变化形成制约的反馈现象。7.1.2负反馈的增益稳定性质与负反馈电路第7章反馈放大结构与应用正反馈定义电量通过一个循环后，对原电量的变化形成产生影响的现象称为反馈。'iifxx'ixfofxx结论：正反馈是指电量通过一个循环后，加大原电量变化的反馈现象。1.负反馈结构的增益稳定性与失真分析第7章反馈放大结构与应用增益稳定性ifoff/xxA开环增益iof/xxA反馈系数offf/xxk反馈增益fiofxxxf1AkAifiof/1/xxxx环路增益fif/AkxxT环路增益T是衡量反馈强弱的一项重要指标。其值直接影响电路性能。第7章反馈放大结构与应用闭环增益稳定性TAAkAA11ff记在负反馈T1的条件下，闭环增益近似为称T1时的负反馈为深度负反馈。ffff11kAkAAkAA值得注意的是：负反馈类型不一样，稳定的增益是不同的。电压串联负反馈能稳定电压增益，电流并联负反馈能稳定电流增益，而电压并联负反馈稳定的是电阻增益、电流串联负反馈稳定的是电导增益。第7章反馈放大结构与应用值得注意的是：负反馈增益稳定，能减小放大通路的失真。ff/1kA----反馈系数越稳定，标准反馈增益越稳定基本放大器（有失真）xofxifxf反馈网络反馈系数稳定，标准闭环增益稳定,负反馈电路失真减小（含非线性和频率失真）、温度稳定性也因反馈系数的稳定而稳定。输出口增益器件输入口增益器件2.正、负反馈判断第7章反馈放大结构与应用首先，应确认反馈放大结构的输入输出位置其次，找出电量循环的制约关系最后，根据电量制约关系认定正负反馈2.正、负反馈判断第7章反馈放大结构与应用（1）由反馈类型判断法确定反馈放大结构的输入输出位置基本放大器反馈网络源LfR第7章反馈放大结构与应用（2）由瞬时极性法确定反馈电量间的制约关系源LfR瞬时极性法的要素有：①在电路中用“+”来表示相对于参考地的各电路观察点的电位增加，“-”来表示电位减小；②从基本放大器输入到输出采用不加圈的+、-符号来标注，从反馈网络的输入到输出采用加圈的+、-符号来标注，以显示电量变化的制约流向。-+--○-○-第7章反馈放大结构与应用（3）根据电量制约关系认定正负反馈源LfR-+--○-○-通过反馈环路中，假设TV1管基极瞬时极性为“+”后，异端异号---正反馈由环路制约，得TV1管发射极为“-”的结论，也就是说，反馈环路通过扩大TV1管发射结电压差加大了信号电量的变化，即电路应属于正反馈。2.正、负反馈判断第7章反馈放大结构与应用○+-+-++○+异端同号-----负反馈例7-1-3.正、负反馈判断第7章反馈放大结构与应用-+-同端异号-----负反馈-○-○-例7-1-4.正、负反馈判断第7章反馈放大结构与应用-+-异端同号-----负反馈○+++○+例7-1-5.正、负反馈判断第7章反馈放大结构与应用○++异端同号-----负反馈7.2负反馈放大结构的指标分析----方框图分析法方框图法有利于理解负反馈放大电路的工作原理。下面以小信号共发射极放大电路为案例，利用“电路分析”的等效化简分析法，说明方框图分析法的要点。第7章反馈放大结构与应用关键名词：负载效应、基本放大电路、反馈系数*方框图分析案例第7章反馈放大结构与应用（1）负反馈放大器区域划分与调整基本放大器反馈网络源LfR第7章反馈放大结构与应用基本放大器反馈网络源LfR源LfR第7章反馈放大结构与应用（2）调整后的基本放大器，增加了由反馈网带来的两部分“负载效应”阻抗(RE)；同时，调整后反馈网络理想化了。反馈输出回路的基本放大器标注vE的电压“正好”与反馈网络中的反馈电量相等，即可以利用基本放大电路来求反馈系数。*方框图分析案例—基本放大电路画法第7章反馈放大结构与应用（3）对串联结构可通过令输出电流为零，来获取基本放大电路输入端的负载效应阻抗；基本放大电路输出端的负载效应阻抗类似。7.2.1反馈结构的基本放大器负反馈放大器的基本放大电路是计算基本放大电路部分和反馈系数指标的关键。第7章反馈放大结构与应用（1）该电路为电压并联负反馈放大电路。例7-2-1.画基本放大电路第7章反馈放大结构与应用（2）对并联结构可通过令电压为零，来获取基本放大电路。第7章反馈放大结构与应用（1）令输出电压为零，来获取基放输入负载效应阻抗。（2）令输入电压为零，来获取基放输出负载效应阻抗。（3）最后，照原图画出基放中间部分。7.2.2反馈结构的输入、输出电阻变化第7章反馈放大结构与应用串联反馈ifififivRiffiiiAkvv)1()1(f'fifiAkRAkiviifii'/ivR基放输入电阻fif/AkvvT环路增益反馈电路输入电阻：iffiivv引入串联负反馈，使输入阻抗增大，深度串联负反馈的输入电阻→∞（相对于电压源的低内阻Rsf）。结论7.2.2反馈结构的输入、输出电阻变化第7章反馈放大结构与应用并联反馈引入并联负反馈，使输入阻抗减小，深度串联负反馈的输入电阻→0（相对于电流源的高内阻Rsf）。结论基放输入电阻i'i'ivRi环路增益fifAkiiTifififivR反馈电路输入电阻：fiiifAkiiv)1(11'fiiffiAkRAkivfiifiiv第7章反馈放大结构与应用电压反馈时的输出电阻电压负反馈输出电阻：Rsfi+-v基放RoxfxiAoxi反馈网络+-ofvRi类似于并联负反馈的输入电阻第7章反馈放大结构与应用输出电阻sfoofioo/kkAxxAT从反馈结构的输出端，回看的反馈环路增益电压反馈，Ao负载开路基放增益sfsofiso/kkAxxAT电流反馈，As负载短路基放增益01sk由上图反馈结构输入端的理想情况，可推得第7章反馈放大结构与应用电压反馈时的输出电阻电压负反馈输出电阻：（1）引入电压负反馈，使反馈结构输出阻抗减小，深度电压负反馈的输出入电阻→0（相对于负载的高阻RLf）。结论Rsfi+-v基放RoxfxiAoxi反馈网络+-fso'of1kkARivRo类似于并联负反馈的输入电阻,ks＜0、1-Aokfks＞0第7章反馈放大结构与应用电压反馈时的输出电阻电流负反馈输出电阻：（1）引入电流负反馈，使反馈结构输出阻抗增大，深度电流负反馈的输出电阻→∞（相对于负载的低阻RLf）。结论fso'of1kkARivRo类似于串联负反馈的输入电阻,ks＜0、1-Askfks＞0Rsfi+-v基放RoxfxiAsxi反馈网络7.2.3反馈结构的方框图计算第7章反馈放大结构与应用例7-2-2负反馈电路如下图所示，计算交流指标第7章反馈放大结构与应用（1）判断反馈类型---电流串联负反馈确定标准输入电量为----电压确定标准输出电量为----电流明确反馈位置第7章反馈放大结构与应用（2）画出基本放大电路---求出反馈组成部件的指标，确定基放的标准电导增益'iRLfce3'E3'E3ce33'E33be3'i3be22be2C1'E1m1'i'og1//g11RrRRrRrRrrRRviA第7章反馈放大结构与应用等效求出标准反馈系数E1E1'E3E1E1'E333'offr1kRRRRRRRRiv得基本放大器输出电阻令LfRv，源图中0s'E3be2C2'E33ce3'o1RrRRrR得短路增益令0LfRce3'E3'E3ce33ce3'E33be3'i3be22be2C1'E1m1'i'ogs//1//g11rRRrrRrRrrRRviA第7章反馈放大结构与应用（3）对反馈结构指标进行分析确定标准电导增益frfggifofg1kAAviA)k1(frg'ifififARivRi