电工学第七章反馈放大电路精选文档.ppt
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1、电工学第七章反馈放大电路本讲稿第一页,共七十页7.1 反馈的概念与分类反馈的概念与分类凡是将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一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,就称部分或全部引回到输入端,与输入信号迭加,就称为为反馈反馈。若引回的信号削弱了输入信号,就称为若引回的信号削弱了输入信号,就称为负反馈负反馈。若引。若引回的信号增强了输入信号,就称为回的信号增强了输入信号,就称为正反馈正反馈。这里所说的信号一般是指交流信号,所以判断正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,负反馈,就要判断反馈信号与输
2、入信号的相位关系,同相是同相是正反馈正反馈(positive feedback),反相是,反相是负反馈负反馈(negative feedback)。7.1.1 什么是反馈什么是反馈本讲稿第二页,共七十页放大器放大器输出输出输入输入取取+加强输入信号加强输入信号 正反馈正反馈 用于振荡器用于振荡器取取-削弱输入信号削弱输入信号 负反馈负反馈 用于放大器用于放大器开环开环闭环闭环负反馈的作用:负反馈的作用:稳定静态工作点;稳定放大倍数;提高稳定静态工作点;稳定放大倍数;提高输入电阻;降低输出电阻;扩展通频带。输入电阻;降低输出电阻;扩展通频带。反馈网络反馈网络叠加叠加反馈反馈信号信号实际被放大信号
3、实际被放大信号反馈框图:反馈框图:本讲稿第三页,共七十页7.1.2 交流反馈与直流反馈交流反馈与直流反馈交流反馈:交流反馈:反馈只对交流信号起作用。反馈只对交流信号起作用。直流反馈:直流反馈:反馈只对直流起作用。反馈只对直流起作用。若在反馈网络中若在反馈网络中串接隔直电容串接隔直电容,则可以隔断直流,则可以隔断直流,此时反馈只对交流起作用。此时反馈只对交流起作用。在起反馈作用的电阻两端在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容并联旁路电容,可以,可以使其只对直流起作用。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
4、对直流信号起作用;有的反馈对交、直流信号均起作用。号均起作用。本讲稿第四页,共七十页增加隔直电容增加隔直电容C后,后,Rf只对交流起反馈作用。只对交流起反馈作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+VCCvovi+T1T2RfRE1C本讲稿第五页,共七十页增加旁路电容增加旁路电容C后,后,RE1只对直流起反馈作用。只对直流起反馈作用。C+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+VCCvovi+T1T2RfRE1本讲稿第六页,共七十页判断负反馈的方法判断负反馈的方法瞬时极性法瞬时极性法假设输入端信号有一定极性的瞬时变化,依次经过假设输入端信号有一定极性的
5、瞬时变化,依次经过放大、比较、反馈后,再回到输入端,若反馈信号削弱放大、比较、反馈后,再回到输入端,若反馈信号削弱了输入信号的变化,则为负反馈。反之为正反馈。了输入信号的变化,则为负反馈。反之为正反馈。也可以从输出端开始。如果是电压反馈,则要从也可以从输出端开始。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。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。的比较关系。7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈本讲稿第七页,共七十页例例
6、R2引回引回负反馈负反馈反馈通反馈通路路+净输入量减小净输入量减小+净输入量增大净输入量增大R2引回引回正反馈正反馈本讲稿第八页,共七十页级间负反馈级间负反馈+净输入量减小净输入量减小级间反馈通级间反馈通路路本级反馈本级反馈通路通路本讲稿第九页,共七十页+VCCRSR1R3R2RLRE2RC2T1RE1CET2RC1Rf引回正反馈引回正反馈反馈信号与输入信号反馈信号与输入信号极性相同极性相同本讲稿第十页,共七十页 由由集集成成运运放放(差差动动放放大大电电路路)组组成成的的反反馈馈电电路路,可可通通过过分分析析运运放放的的净净输输入入信信号号“vid”或或“iid”因因反反馈馈的的引引入入是是
7、大了还是小了来判断反馈的极性;大了还是小了来判断反馈的极性;由由分分立立元元件件组组成成的的反反馈馈电电路路,可可通通过过分分析析输输入入级级放放大大管管的的净净输输入入信信号号“vbe”或或“ib”因因反反馈馈的的引引入入是是大大了了还还是是小了来判断反馈的极性;小了来判断反馈的极性;两种放大电路判断的方法:两种放大电路判断的方法:总结总结本讲稿第十一页,共七十页特别特别注意注意应当特别指出,应当特别指出,反馈量是仅仅决定于输出量的物理量,反馈量是仅仅决定于输出量的物理量,而与输入量无关而与输入量无关。+例例反馈电压反馈电压vf不表示不表示R1上上的实际电压,而只表示输的实际电压,而只表示输
8、出电压出电压vo作用的结果。作用的结果。因因此在分析反馈极性或此在分析反馈极性或计算反馈量时,可将计算反馈量时,可将输出量视为作用于反输出量视为作用于反馈网络的独立源。馈网络的独立源。本讲稿第十二页,共七十页根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不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。同,可以分为串联反馈和并联反馈。串联反馈:串联反馈:反馈信号与输入信号串联,即反馈电压反馈信号与输入信号串联,即反馈电压信号与输入信号信号与输入信号电压电压比较。比较。并联反馈:并联反馈:反馈信号与输入信号并联,即反馈信号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与
9、输入信号电流电流比较。比较。7.1.4串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈是看电路的串联反馈和并联反馈是看电路的输入端输入端本讲稿第十三页,共七十页iifibib=i-if并联反馈并联反馈vfvivbevbe=vi-vf串联反馈串联反馈并联反馈:反馈端与输入端在同一电极。并联反馈:反馈端与输入端在同一电极。串联反馈:反馈端与输入端不在同一电极。串联反馈:反馈端与输入端不在同一电极。本讲稿第十四页,共七十页7.1.5 电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈电压反馈:电压反馈:反馈信号取自输出电压信号。反馈信号取自输出电压信号。电流反馈:电流反馈:反馈信号取自输出电流信号。反馈信号
10、取自输出电流信号。根据反馈所采样的信号不同,可以分为电压反馈和电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。流反馈。电压反馈和电流反馈是看电路的电压反馈和电流反馈是看电路的输出端输出端本讲稿第十五页,共七十页RLvoRLvo电压反馈采样的两种形式(分立元件)电压反馈采样的两种形式(分立元件):本讲稿第十六页,共七十页电压反馈采样的两种形式(集成运放)电压反馈采样的两种形式(集成运放):+电压反馈取自于输出电压,电压反馈取自于输出电压,并接在输出回路,因此反并接在输出回路,因此反馈端与输出端馈端与输出端接在同一电极上接在同一电极上。电压反馈:将电压反馈:将负载负载短路,反馈量为零。短路
11、,反馈量为零。本讲稿第十七页,共七十页电流反馈采样的两种形式(分立元件):电流反馈采样的两种形式(分立元件):RLioie电流反馈:将电流反馈:将负载负载短路,反馈量仍然存在。短路,反馈量仍然存在。RLioieR+本讲稿第十八页,共七十页电流反馈采样的形式(集成运放):电流反馈采样的形式(集成运放):电流反馈取自于输出电流,电流反馈取自于输出电流,串接在输出回路,因此反馈端与串接在输出回路,因此反馈端与输出端输出端不在同一电极上不在同一电极上。RLioifR+本讲稿第十九页,共七十页负负反反馈馈电压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈电
12、流并联负反馈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(feedback configuration)本讲稿第二十页,共七十页反馈反馈网络网络7.2.1 电压串联电压串联(voltage-series)负反馈负反馈是电压负反是电压负反馈,馈,它稳定它稳定了输出电压了输出电压vO串联负反馈电路中,信号源内阻串联负反馈电路中,信号源内阻RS越小越小反馈效果越好反馈效果越好本讲稿第二十一页,共七十页7.2.2 电压并联电压并联(voltage-parallel)负反馈负反馈本讲稿第二十二页,共七十页7.2.3 电流串联电流串联(current-series)负反馈负反馈是电流负反是电流
13、负反馈,馈,它稳定它稳定了输出电流了输出电流io电流并联负反馈电路中,信号源内阻电流并联负反馈电路中,信号源内阻RS越大反馈效果越好越大反馈效果越好本讲稿第二十三页,共七十页7.2.4 电流并联电流并联(current-parallel)负反馈负反馈本讲稿第二十四页,共七十页 这里分析的是交流信号,不要与直流信号混淆。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。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。如果反馈对交直流均起作用,可以用全量。当为当为交流反馈时,瞬时极性法所判断的
14、也是交流反馈时,瞬时极性法所判断的也是相位的关相位的关系系。中频放大电路中两个信号的相位。中频放大电路中两个信号的相位不是同相就是不是同相就是反相反相,因此若两个信号都上升,它们一定同相;若,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。另一个信号下降而另一个上升,它们一定反相。本讲稿第二十五页,共七十页例例1:判断:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。是否负反馈,若是,判断反馈的组态。vfvbevc1vb2vc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCvovi+T1T2Rf此电路是电压串联负反馈此电路是电压串联负反馈净输
15、入量净输入量vbe减小减小本讲稿第二十六页,共七十页例例2:判断:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。是否负反馈,若是,判断反馈的组态。电压反馈电压反馈并联反馈并联反馈净输入量净输入量ib减减小小此电路是电压并联负反馈此电路是电压并联负反馈+VCCRCC2C1RfvsvoiibifRS本讲稿第二十七页,共七十页问题:问题:三极管的静态工作点如何提供?能否在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?反馈回路加隔直电容?不能!不能!Rf为三极管提供静态电流!为三极管提供静态电流!Rf 的作用:的作用:1.提供静态工作点提供静态工作点2.直流负反馈,稳定直流负反馈,稳定静态工作点。
16、静态工作点。3.交流负反馈,稳定交流负反馈,稳定放大倍数。放大倍数。+VCCRCC2C1RfvsvoiibifRS本讲稿第二十八页,共七十页例例3:判断:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。是否负反馈,若是,判断反馈的组态。电流反馈电流反馈并联反馈并联反馈净输入量净输入量ib减减小小此电路是电流并联负反馈此电路是电流并联负反馈vovsiibifvfRE2RfRE1RC1RC2+VCCie2RS本讲稿第二十九页,共七十页例例4:判断如图电路中:判断如图电路中RE3的反馈作用。的反馈作用。净输入量净输入量vbe减小减小电流串联负反馈电流串联负反馈电流电流反馈反馈串联反馈串联反馈+VCCT1T
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