模拟电子技术chapt06

模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院第6章放大电路的反馈6.2负反馈放大电路的方框图6.3深度负反馈放大电路放大倍数的估算小结6.4负反馈对放大电路性能的影响6.1概述第六章放大电路的反馈模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院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。6.1概述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6.1.1反馈的基本概念6.1.1反馈的基本概念（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院Aixoxix+–比较环节3.反馈放大电路的组成基本放大电路fxF反馈网络xi—输入信号(ii或ui)x’i—净输入信号(iid或uid)xo—输出信号(io或uo)xf—反馈信号(if或uf)6.1.1反馈的基本概念（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.1.2反馈的判断1.有无反馈的判断有反馈—放大电路中存在反馈通路例：判断下列电路有无反馈6.1.2反馈的判断（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院2.直流反馈和交流反馈的判断直流反馈—直流信号的反馈(在直流通道中存在的反馈）。交流反馈—交流信号的反馈（在交流通道中存在的反馈。例：判断下列电路是否引入了反馈；引入的是直流反馈还是交流反馈？6.1.2反馈的判断（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院3.本级反馈与级间反馈的判断本级反馈—反馈信号取自本级输出，回送到本级的输入回路。级间反馈—反馈信号取自后一级输出，回送到前一级的输入回路。整体反馈—反馈信号取自最后一级输出，回送到最前一级的输入回路。6.1.2反馈的判断（3）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院4.反馈极性的判断正反馈和负反馈正反馈—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。判别法：瞬时极性法6.1.2反馈的判断（4）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院例：判断下图电路的反馈极性。6.1.2反馈的判断（5）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院例：输入回路输出回路判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？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。6.1.2反馈的判断（6）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院例：判断下图电路的反馈极性。6.1.2反馈的判断（7）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院电压反馈—反馈信号取自输出电压的部分或全部。判别法：使uo=0(RL短路)，若反馈消失则为电压反馈。电流反馈—反馈信号取自输出电流。判别法：使io=0(RL开路)，若反馈消失则为电流反馈。或令uo=0,反馈仍然存在。AFRLuo电压反馈电流反馈iouoFARLio5.电压反馈和电流反馈的判断6.1.2反馈的判断（8）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院例：判断下列电路引入的是电压反馈还是电流反馈？6.1.2反馈的判断（9）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院串联反馈：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特点：信号源内阻越小，反馈效果越明显。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if特点：信号源内阻越大，反馈效果越明显。AFiiifisiidRSRSAFuiuidufus6.串联反馈和并联反馈的判断6.1.2反馈的判断（10）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院负反馈的4种组态：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7.反馈类型的分析6.1.2反馈的判断（11）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院负反馈放大电路分析举例例：AF电压串联负反馈6.1.2反馈的判断（12）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院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。6.1.2反馈的判断（13）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院例：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6.1.2反馈的判断（14）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院例：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6.1.2反馈的判断（15）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院例：Rf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6.1.2反馈的判断（16）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院电流串联负反馈电压串联负反馈例：反馈类型的判断6.1.2反馈的判断（17）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院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：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：6.1.2反馈的判断（18）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.2负反馈放大电路的框图6.2负反馈放大电路的框图在一个带反馈的放大电路中，放大电路本身和反馈网络是紧密相连、混为一体的。但是，为了突出反馈的作用，分析反馈对放大电路的影响，我们又希望把反馈放大电路分解为两部分：一是不带反馈的“基本放大电路”，二是“反馈网络”。所以能这样做，依据的是所谓“信号单方向作用的假定”。模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式（1）在图中，各量既可为电压，又可为电流，因此用一般的加相应的下标表示。图中，A是基本放大电路的开环放大倍数idoXXA=Aidxoxix+–比较环节基本放大电路fxF反馈网络6.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式一、负反馈放大电路的方框图模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式（2）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模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式（3）二、闭环增益的一般表达式在上图中，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。所以可得：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。ifXXA0=AFAXAFXAXXAididiof===11模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式（4）三、反馈深度由式可得：量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”。AFAXAFXAXXAididiof===11AFAAf=1AF1AF1模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式（5）1）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AFAAfAFXXiid=1AF11模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式（6）2）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，使毕环增益加大。3）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AFAAf01=AF=iofXXA模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式（7）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。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作也将非常稳定，不受除输入量以外的干扰因素的影响。因为，，所以叫做“深度反馈”。11AFFAFAAf11=1AF11AF模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.2.4四种反馈组态的方框图AFuiuidufusRSRLuoAFuiuidufusRSiouoRLio电压串联负反馈电流串联负反馈6.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式（8）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院FAiiifisiidRSRLuoFAiiifisiidRSiouoRLio电压并联负反馈电流并联负反馈6.2.1负反馈放大电路的方框图及一般表达式（9）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.3深度负反馈电路性能的估算6.3.1深度负反馈的实质当时，11AFFAFAAf11=1.深度负反馈的实质6.3.1深度负反馈的实质（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院2.深度负反馈时集成运放电路的特点AidxoxixfxFAxidAFxid(1+AF)xid时：当11AFAFAF1即：0idfixxxfiuu串联负反馈：0idu虚短并联负反馈：fiii0idi虚断6.3.1深度负反馈的实质（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.3.2深度负反馈放大倍数分析(1)电压串联负反馈0idu虚短fiuuf11ofRRRuu=fLfoiof1RRuuuuAu===,ifR,2ifRR=0of=R[例1]RifRofRif6.3.2深度负反馈放大倍数分析（1）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院[例2]0idufiuu1foiof=uuuuAuRif,ifRRif,BifRR=R0f0ofR[例3]fiuu1Effoiof1RRuuuuAu==6.3.2深度负反馈放大倍数分析（2）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院(2)电压并联负反馈运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断0ii虚断fiii0=uu虚地1f1iffiofRRRiRiuuAu==[例1]6.3.2深度负反馈放大倍数分析（3）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院0idi虚断f1iib0=u虚地sfsiffsosfRRRiRiuuAu==[例2]6.3.2深度负反馈放大倍数分析（4）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院(3)电流串联负反馈0idu虚短0i虚断fiuufoRifLoRRu=fLiofRRuuAu==[例1]6.3.2深度负反馈放大倍数分析（5）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院0beid=uu虚短fiuuE1oRi=LooRiu=E1LiofRRuuAu==94.251.03//3==[例2]6.3.2深度负反馈放大倍数分析（6）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院(4)电流并联负反馈[例1]0=uu虚地1ifiRuii=L3fffLoo)(RRRiiRiu==L31f3iof)(RRRRRuuAu==6.3.2深度负反馈放大倍数分析（7）模拟电子技术中南大学信息科学与工程学院6.4负反馈对放大电路性能的影响6.4.1提高闭环放大倍数的稳定性6.4