华中科技版模电CH71.pptx

第第7章章 反馈放大电路反馈放大电路内容：内容：1、掌握反馈放大电路的四种组态及判别方法；、掌握反馈放大电路的四种组态及判别方法；2、掌握负反馈对放大电路性能的改善；、掌握负反馈对放大电路性能的改善；3、掌握深度负反馈条件下增益的估算、掌握深度负反馈条件下增益的估算;4、了解负反馈电路的自激振荡及稳定条件。、了解负反馈电路的自激振荡及稳定条件。在在电电子子电电路路中中，把把输输出出电电量量（电电压压或或电电流流）通通过过一一定定的的电电路路形形式（式（反馈通路反馈通路），反送回输入回路，进而影响输入量的过程。，反送回输入回路，进而影响输入量的过程。7.1.1 什么是反馈什么是反馈负反馈电路会使输出量（反馈电路的采样量）趋于稳定负反馈电路会使输出量（反馈电路的采样量）趋于稳定反馈环节反馈环节信号的信号的正向传输正向传输无反馈环节无反馈环节 集成运放开环集成运放开环有反馈环节有反馈环节 集成运放闭环集成运放闭环判断电路是否存在反馈判断电路是否存在反馈本级反馈本级反馈级间反馈级间反馈无反馈无反馈本级反馈本级反馈 ibicvceibvbe vcerberce内部反馈内部反馈*反馈的分类反馈的分类 内部反馈或外部反馈内部反馈或外部反馈看反馈作用发生在器件内部或外部；看反馈作用发生在器件内部或外部；外部反馈外部反馈从不同角度从不同角度本章主要讨论本章主要讨论外部反馈外部反馈7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈仅在直流通路存在反馈仅在直流通路存在反馈直流反馈直流反馈仅在交流通路存在反馈仅在交流通路存在反馈交流反馈交流反馈很多反馈电路，交、直流反馈都有。很多反馈电路，交、直流反馈都有。若无若无Ce，则同时引入直流、交流反馈；，则同时引入直流、交流反馈；本章主要讨论本章主要讨论交流反馈交流反馈若若Re并接并接Ce，则只引入直流反馈；，则只引入直流反馈；直流通路直流通路交流通路交流通路只引入直流反馈，没引入交流反馈。只引入直流反馈，没引入交流反馈。只引入交流反馈，没引入只引入交流反馈，没引入直流反馈。直流反馈。7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈(a)直流通路直流通路 直流反馈直流反馈直流反馈直流反馈7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈(b)交流通路交流通路交流反馈交流反馈正反馈：正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。引入反馈后，使净输入量变小了。即反馈使输入信号对放大电路的作用加强了。即反馈使输入信号对放大电路的作用加强了。7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈即反馈使输入信号对放大电路的作用减弱了。即反馈使输入信号对放大电路的作用减弱了。本章主要讨论本章主要讨论负反馈负反馈设在输入端加一瞬时极性为正的信号，用设在输入端加一瞬时极性为正的信号，用“+”表示；表示；用用瞬时极性法瞬时极性法判别反馈极性判别反馈极性在在电电路路中中，沿沿着着信信号号流流向向，根根据据各各级级放放大大电电路路输输入入、输输出出间间的的相相位位关关系系，标标出出同同一一时时刻刻有有关关节节点点电电压压瞬瞬时时极极性性，或或支支路路电电流的瞬时流向；流的瞬时流向；看反馈信号是增强还是削弱了输入信号对放大器的作看反馈信号是增强还是削弱了输入信号对放大器的作用（使净输入信号用（使净输入信号或或），判断是正或负反馈。），判断是正或负反馈。说明：电压瞬时极性与电流瞬时流向只表示变化的趋势说明：电压瞬时极性与电流瞬时流向只表示变化的趋势 用用“+”、“-”号表示变化量（信号量）的正负。号表示变化量（信号量）的正负。例例(+)(+)(-)(-)(-)净输入量净输入量(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量负反馈负反馈正反馈正反馈反馈环节反馈环节反馈环节反馈环节级间反馈环节级间反馈环节(+)(+)(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量级间负反馈级间负反馈反馈通路反馈通路本级反馈环节本级反馈环节级间负反馈级间负反馈净输入量减小净输入量减小7.1.4 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈串联：串联：输入量和反馈量在输入端以电压形式比较输入量和反馈量在输入端以电压形式比较 vidid=vi i-vf f并联：并联：输入量和反馈量在输入端以电流形式比较输入量和反馈量在输入端以电流形式比较 iidid=ii i-if f串联串联并联并联并联反馈一般的电路形式：并联反馈一般的电路形式：串联反馈一般的电路形式：串联反馈一般的电路形式：输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。反馈量反馈量输入量输入量接于不同的输入端。接于不同的输入端。反馈量反馈量判断电路中的各级、级间反馈是串联反馈还是并联反馈判断电路中的各级、级间反馈是串联反馈还是并联反馈并联反馈并联反馈级间反馈通路级间反馈通路xf(if)+-串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈串联反馈串联反馈xf(vf)+-+级间反馈环节级间反馈环节7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定电压反馈：反馈信号电压反馈：反馈信号xf直接与输出电压成比例，即直接与输出电压成比例，即xf=Fvo电流反馈：反馈信号电流反馈：反馈信号xf直接与输出电流成比例，即直接与输出电流成比例，即xf=Fio 并联结构并联结构串联结构串联结构直接判断法：直接判断法：7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈另一种判断方法：负载短路法另一种判断方法：负载短路法 将将负载负载短路，反馈量仍然存在短路，反馈量仍然存在电流反馈。电流反馈。将将负负载载短短路路（未未接接负负载载时时输输出出对对地地短短路路），反反馈馈量量为为零零电压反馈。电压反馈。电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈反馈环节反馈环节反馈环节反馈环节+-+7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压反馈电压反馈+7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压反馈电压反馈反馈环节反馈环节7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈+-电流反馈电流反馈7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态7.2.2 电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路7.2.3 电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路7.2.4 电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路7.2.1 电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路 反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流）信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响7.2.1 电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路R1、Rf 组成的分压器作反馈网络组成的分压器作反馈网络电压负反馈：电压负反馈：使输出电压稳定使输出电压稳定RL vO vf vId vO+判断交流反馈组态判断交流反馈组态电压串联负反馈电压串联负反馈7.2.2 电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路Rf 作为反馈网络作为反馈网络电压负反馈：电压负反馈：使输出电压稳定使输出电压稳定vO if iid vO 判断交流反馈组态：判断交流反馈组态：电压并联负反馈电压并联负反馈+-iSifib7.2.3 电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路Rf 作为反馈网络作为反馈网络+电流负反馈：电流负反馈：使输出电流稳定使输出电流稳定vf vid iO iO 判断交流反馈组态：判断交流反馈组态：Rf引入引入电流串联负反馈电流串联负反馈+-vi+-vf+-7.2.4 电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路R1、Rf 组成的分流器作反馈网络组成的分流器作反馈网络+-电流负反馈：电流负反馈：使输出电流稳定使输出电流稳定RL iO if iid iO 判断交流反馈组态：判断交流反馈组态：电流并联负反馈电流并联负反馈+-+-iSib1if反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流）(+)(-)(+)(+)级间电压串联负反馈级间电压串联负反馈(+)反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流）电压并联负反馈电压并联负反馈串联负反馈串联负反馈信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响vid=vi-vfvi越稳定越好，越稳定越好，即信号源内阻即信号源内阻Rs越小越好。越小越好。要要想想反反馈馈效效果果明明显显，就就要要求求vf变变化化能能有有效效引引起起vid的的变化。变化。信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响并联负反馈并联负反馈iid=ii-if 要要想想反反馈馈效效果果明明显显，就就要要求求if变变化化能能有有效效引引起起iid的的变化。变化。endii越稳定越好，越稳定越好，即信号源内阻即信号源内阻Rs越大越好。越大越好。+-+iiifiidR2引入级间电压并联负反馈引入级间电压并联负反馈+-+-io+vf*Re1引入引入1、3级间电流串联负反馈级间电流串联负反馈-+iiC图中，图中，Rf、Re2引入级间电流并联负反馈引入级间电流并联负反馈*ifio+-d图中，图中，R1、R2引入级间电压串联负反馈引入级间电压串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈*+-+vff图中，图中，R6引入级间电流串联负反馈引入级间电流串联负反馈*io信号信号源源输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号X:一般信号量（电压或电流）一般信号量（电压或电流）、广义增益广义增益负反馈电路的方框图负反馈电路的方框图 Af K XsXiXo闭环闭环闭环电路：闭环电路：由基本放大电路和反馈网络组成的闭合回路由基本放大电路和反馈网络组成的闭合回路电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联AAfF信号、增益和反馈系数信号、增益和反馈系数在四种反馈组态中的具体形式在四种反馈组态中的具体形式FvAvAvfFgArArfFrAgAgfFiAiAif电压增益电压增益互阻增益互阻增益互导增益互导增益电流增益电流增益信号的正向传输信号的正向传输信号的反向传输信号的反向传输信号在反馈网络信号在反馈网络中的正向传输中的正向传输信号在基本放大电信号在基本放大电路中的反向传输路中的反向传输 考虑反馈网络对基本放大电路的负载效应考虑反馈网络对基本放大电路的负载效应考虑反馈网络对输入端的负载影响时，要去掉输出端的影响。考虑反馈网络对输入端的负载影响时，要去掉输出端的影响。考虑反馈网络对输出端的负载影响时，要去掉输入端的影响。考虑反馈网络对输出端的负载影响时，要去掉输入端的影响。为了使信号的传输单向化处理为了使信号的传输单向化处理RS5.1KC1 33130C2 0.47C3 33CE2 47CE1 47RP3 4.7KRP2 33KCL 1000PRP 1MR1 100KR2 2KR3 0.1KQBT1T2R10 1.1KR5 5.1KR7 2KR6 5.1KR8 0.1KR9 1KRL 5.1KR4 1KVCC+12VvO1vOvivs+负反馈实验电路图负反馈实验电路图1.表达式推导表达式推导开环增益开环增益反馈系数反馈系数则闭环增益则闭环增益已知已知即闭环增益的一般表达式即闭环增益的一般表达式7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式2.反馈深度的讨论反馈深度的讨论一般负反馈一般负反馈称为称为反馈深度反馈深度深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈自激振荡自激振荡电路在输入量为电路在输入量为0时就有输出时就有输出