负反馈电路.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,放大电路中的负反馈,1,负反馈的概念,2,负反馈的类型及分析方法,3,负反馈对放大电路的影响,1,1,负反馈的概念,凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为,反馈,。,若引回的信号削弱了输入信号，就称为,负反馈,。若引回的信号增强了输入信号，就称为,正反馈,。,这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是,正反馈,，反相是,负反馈,。,2,放大器,输出,输入,取,+,加强输入信号 正反馈 用于振荡器,取,-,削弱输入信号 负反馈 用于放大器,开环,闭环,负反馈的作用：,稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。,反馈网络,叠加,反馈信号,实际被放大信号,反馈框图：,3,反馈电路的三个环节：,放大：,反馈：,叠加：,负反馈框图：,基本放大,电路,A,o,反馈回路,F,+,输出信号,输入信号,反馈信号,差值信号,4,基本放大,电路,A,o,反馈回路,F,+,开环放大倍数,闭环放大倍数,反馈系数,5,负反馈放大器的一般关系：,基本放大,电路,A,o,反馈回路,F,+,反馈深度,定义：,6,负反馈放大器的闭环放大倍数,当,A,o,F,1,时，,结论：,当,A,o,F,1,很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。,7,u,f,u,d,例：,R,f,、,R,E,1,组成反馈网络，反馈系数：,+,C,1,R,B,1,R,C,1,R,B,21,R,B,22,R,C,2,R,E,2,R,E,1,C,E,C,3,C,2,+,E,C,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,8,2,负反馈的类型及分析方法,2.1,负反馈的类型,一、电压反馈和电流反馈,电压反馈：,反馈信号取自输出电压信号。,电流反馈：,反馈信号取自输出电流信号。,电压负反馈：,可以稳定输出电压、减小输出电阻。,电流负反馈：,可以稳定输出电流、增大输出电阻。,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。,9,R,L,u,o,R,L,u,o,电压反馈采样的两种形式：,采样电阻很大,10,电流反馈采样的两种形式：,R,L,i,o,i,E,R,L,i,o,i,E,R,f,采样电阻很小,11,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。,串联反馈：,反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较。,并联反馈：,反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较。,串联反馈使电路的输入电阻增大；,并联反馈使电路的输入电阻减小。,二、串联反馈和并联反馈,12,i,i,f,i,b,i,b,=i-i,f,并联反馈,u,f,u,i,u,be,u,be,=,u,i,-,u,f,串联反馈,13,三、交流反馈与直流反馈,交流反馈：,反馈只对交流信号起作用。,直流反馈：,反馈只对直流起作用。,若在反馈网络中,串接隔直电容,，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。,在起反馈作用的电阻两端,并联旁路电容,，可以使其只对直流起作用。,有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。,14,增加隔直电容,C,后，,R,f,只对交流起反馈作用。,注：本电路中,C,1,、,C,2,也起到隔直作用。,+,C,1,R,B,1,R,C,1,R,B,21,R,B,22,R,C,2,R,E,2,C,E,C,3,C,2,+,E,C,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,R,E,1,C,15,增加旁路电容,C,后，,R,f,只对直流起反馈作用。,C,+,C,1,R,B,1,R,C,1,R,B,21,R,B,22,R,C,2,R,E,2,C,E,C,3,C,2,+,E,C,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,R,E,1,16,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,负反馈的分类小结,17,2.2,负反馈的分析方法,分析步骤：,3.,是否负反馈？,4.,是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）,1.,找出反馈网络（电阻）。,2.,是交流反馈还是直流反馈？,一、反馈类型的判断,18,电压反馈与电流反馈判别方法：,电压反馈,一般从后级放大器的集电极采样。,电流反馈,一般从后级放大器的发射极采样。,并联反馈与串联反馈判别方法：,并联反馈,的反馈信号接于晶体管基极。,串联反馈,的反馈信号接于晶体管发射极。,注意：,直流反馈中，输出电压指,U,CE,，,输出电流指,I,E,或,I,C,。,19,判断负反馈的方法,瞬时极性法,假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。,如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是电流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。,判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系。,20,例,1,：判断,R,f,是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,u,o,u,f,u,be,=,u,i,-,u,f,u,c,1,u,b,2,u,c,2,u,o,u,f,u,be,u,c,1,u,b,2,u,c,2,+,C,1,R,B,1,R,C,1,R,B,21,R,B,22,R,C2,R,E,2,R,E,1,C,E,C,3,C,2,+,E,C,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。,21,分析中用到了三极管的集电极与基极相位相反这一性质。,+,C,1,R,B,1,R,C,1,R,B,21,R,B,22,R,C,2,R,E,2,R,E,1,C,E,C,3,C,2,+,E,C,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,u,be,u,be,22,这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。,分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并且注意符号的使用规则。,如果反馈对交直流均起作用，可以用全量。,当为,交流反馈时，瞬时极性法所判断的也是,相位的关系,。电路中两个信号的相位,不是同相就是反相,，因此若两个信号都上升，它们一定同相；若另一个信号下降而另一个上升，它们一定反相。,23,例,2,：判断,R,f,是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,+U,CC,R,C,C,2,C,1,R,f,u,i,u,o,i,i,b,i,f,电压反馈,并联反馈,u,o,i,f,i,b,=i+i,f,u,o,此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。,24,+U,CC,R,C,C,2,C,1,R,f,u,i,u,o,i,i,b,i,f,问题：,三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？,不能！,R,f,为三极管提供静态电流！,R,f,的,作用：,1.,提供静态工作点。,2.,直流负反馈，稳定静态工作点。,3.,交流负反馈，稳定放大倍数。,25,例,3,：判断,R,f,是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,电流反馈,并联反馈,i,E,2,u,F,i,F,i,B,u,C,1,u,B,2,u,C,1,u,B,2,i,B,2,i,E,2,u,o,u,i,i,i,B,i,F,u,F,R,E,2,R,f,R,E,1,R,C,1,R,C,2,+U,CC,i,E,2,26,例,4,：判断,R,f,是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。,u,o,u,i,i,i,B,i,F,u,F,R,E,2,R,f,R,E,1,R,C,1,R,C,2,+U,CC,i,E,2,u,C,1,u,B,2,27,例,5,：判断如图电路中,R,E,1,、,R,E,2,的负反馈作用。,R,C,R,B,1,R,B,2,R,E,1,R,E,2,C,E,C,2,C,1,+,U,CC,u,o,u,i,u,be,i,e,电流串联反馈,R,E,2,对交流反馈不起作用,1.,对交流信号：,i,e,u,e,u,be,=,u,i,-,u,e,i,b,i,e,R,E,1,：,电流串联负反馈。,28,2.,对直流信号：,R,E,1,、,R,E,2,对直流均起作用，通过反馈稳定静态工作点。,反馈过程：,I,E,R,C,R,B,1,R,B,2,R,E,1,R,E,2,C,E,C,2,C,1,+,U,CC,u,o,u,i,U,BE,I,E,U,B,U,E,U,E,=,I,E,(,R,E,1,+,R,E,2,),U,BE,=,U,B,U,E,I,B,I,E,29,例,6,：判断如图电路中,R,E,3,的负反馈作用。,+U,CC,T,1,T,2,T,3,R,B,1,R,C,1,R,B,2,R,C,2,R,B,3,R,C,3,R,E,3,u,i,u,be,1,u,f,i,e,3,i,e,3,u,f,u,be,1,=,u,i,u,f,u,c,1,u,c,2,i,b,3,i,e,3,电流串联负反馈。,30,二、负反馈放大电路的放大倍数,方法一：,当电路比较简单时，可直接用微变等效电路分析。,R,C,R,B,1,R,B,2,R,E,1,R,E,2,C,E,C,2,C,1,+,U,CC,u,o,u,i,U,BE,I,E,U,B,U,E,例：,31,放大倍数稳定性的比较：,=60,时,A,o,=-93,=50,时,A,o,=-77,=60,时,A,F,=-19.4,=50,时,A,F,=-18.6,无,负反馈时：,有,负反馈时：,R,B,1,=100k,R,B,2,=33k,R,E,=2.4k,R,E,1,=100,R,C,=5k,R,L,=5k,=60,E,C,=15V,r,be,=1.62,k,32,性能比较：,结论,:,(1),输入电阻提高了。,(2),放大倍数减小了，但稳定了，即受晶体管的影响减小。,无,R,F,有,R,F,放大倍数,-93 -19.4,输入电阻,1.52,k,5.9k,输出电阻,5,k,5 k,R,B,1,=100k,R,B,2,=33k,R,E,=2.4k,R,E,1,=100,R,C,=5k,R,L,=5k,=60,E,C,=15V,r,be,=1.62,k,33,方法二：,从负反馈电路的闭环放大倍数的公式出发。,先计算,A,o,和,F,。,计算,A,F,。,R,C,R,B,1,R,B,2,R,E,1,R,E,2,C,E,C,2,C,1,+,U,CC,u,o,u,i,U,BE,I,E,U,B,U,E,例：,34,F,-0.1/(5/5)=-0.04,R,B,1,=100k,R,B,2,=33k,R,E,=2.4k,R,E,1,=100,R,C,=5k,R,L,=5k,=60,E,C,=15V,r,be,=1.62,k,与方法一的计算结果基本相同。,35,方法三：,放大倍数的近似计算。,R,C,R,B,1,R,B,2,R,E,1,R,E,2,C,E,C,2,C,1,+,U,CC,u,o,u,i,U,BE,I,E,U,B,U,E,例,1,：,若（,1+,）,R,F,r,be,则,与方法一比较：,在,深度负反馈下，两种方法结果一致。,36,R,B,+E,C,C,1,C,2,R,E,R,L,u,i,u,o,例,2,：,射极跟随器,性能：,（,1,）放大倍数,1,（,2,）输入电阻大,（,3,）输出电阻小,反馈形式：,电压串联负反馈,37,放大倍数的近似计算：,若 （,1+,）,R,L,r,be,则,A,F,1,因为,u,f,=,u,o,，,所以,F,=,u,f,/,u,o,=1,（,1,）用公式：,（,2,）用反馈放大器,进行计算：,A,F,=,1/,F,1,38,3,负反馈对放大电路的影响,基本放大,电路,A,o,反馈回电路,F,+,反馈电路的基本方程,39,一、对放大倍数的影响,A,o,开环放大倍数,A,F,闭环放大倍数,反馈深度,定义：,40,同相，所以,则有：,负反馈使放大倍数下降。,引入负反馈使电路的稳定性提高。,(,2),中，,(,1),(3),若,称为深度负反馈，此时,在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。,41,二、改善波形的失真,A,o,u,i,u,o,加反馈前,加反馈后,u,f,u,i,u,d,A,o,F,+,改善,u,o,u,o,42,三、对输入、输出电阻的影响,1.,串联负反馈使电路的输入电阻增加：,2.,并联负反馈使电路的输入电阻减小：,例如,:,射极输出器,理解：,串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。,理解：,并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，故输入电阻减小。,43,3.,电压负反馈使电路的输出电阻减小：,例如,:,射极输出器,理解：,电压负反馈目的是阻止,u,o,的变化，稳定输出电压,。,放大电路空载时可等效右图框中为电压源：,输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。,r,o,e,so,u,o,R,L,44,理解：,电流负反馈目的是阻止,i,o,的变化，稳定输出电流,。,放大电路空载时可等效为右图框中电流源：,输出电阻越大,，,输出电流越稳定，反之亦然。,4.,电流负反馈使电路的输出电阻增加：,r,o,i,so,i,o,R,L,45,四、对通频带的影响,引入负反馈使电路的通频带宽度增加：,f,A,B,o,A,o,A,F,B,F,46,谢谢,47,