负反馈放大电路分析方法及其稳定性.ppt
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1、7.2.1 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图信号源信号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基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号(净输入信号)信号(净输入信号)信号的正向传输信号的正向传输单向化单向化信号的反向传输信号的反向传输7.2.2 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开环增益开环增益反馈系数反馈系数闭环增益闭环增益闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式注意:在计算时,必须考虑反馈网络和外界负载的影响。注意:在计算时,必须考虑反馈网络和外界负载的影响。1.表达式推导表达式推导2.反馈深度的讨论反馈深度的讨论
2、一般负反馈一般负反馈7.2.2 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称为反馈深度称为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7.3 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减少非线性失真减少非线性失真 扩展频带扩展频带 对输入电阻的影响对输入电阻的影响 为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 对输出电阻的影响对输出电阻的影响为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量要稳定直流量 引入直流负反馈引入直流负反馈要稳定交流量要稳定交流量 引入交流负反馈引入交流
3、负反馈要稳定输出电压要稳定输出电压 引入电压负反馈引入电压负反馈要稳定输出电流要稳定输出电流 引入电流负反馈引入电流负反馈要增大输入电阻要增大输入电阻 引入串联负反馈引入串联负反馈要减小输入电阻要减小输入电阻 引入并联负反馈引入并联负反馈要增大输出电阻要增大输出电阻 要减小输出电阻要减小输出电阻 引入电流负反馈引入电流负反馈引入电压负反馈引入电压负反馈7.4 深度负反馈条件下放大深度负反馈条件下放大电路的分析方法电路的分析方法(1)找出信号放大通路和反馈通路找出信号放大通路和反馈通路(2)用瞬时极性法判断正、负反馈用瞬时极性法判断正、负反馈(3)判断交、直流反馈判断交、直流反馈(4)判断反馈组
4、态判断反馈组态(5)标出输入量、输出量及反馈量标出输入量、输出量及反馈量(6)估算深度负反馈条件下电路的估算深度负反馈条件下电路的分析负反馈放大电路的一般步骤分析负反馈放大电路的一般步骤1.1.深度负反馈的特点深度负反馈的特点即,深度负反馈条件下,闭环增益只与反馈网络有关即,深度负反馈条件下,闭环增益只与反馈网络有关由于由于则则又因为又因为代入上式,有代入上式,有得得输入量近似等于反馈量输入量近似等于反馈量净输入量近似等于零净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下,基本放大电路由此可得深度负反馈条件下,基本放大电路“两虚两虚”的概念的概念深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算1
5、.1.深度负反馈的特点深度负反馈的特点串联负反馈串联负反馈,输入端电压求和。,输入端电压求和。深度负反馈条件下深度负反馈条件下虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并联负反馈并联负反馈,输入端电流求和。,输入端电流求和。深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算2.2.各种反馈阻态的近似计算各种反馈阻态的近似计算(1 1)电压串联负反馈)电压串联负反馈 利利用用虚虚短短和和虚虚断断的概念得知的概念得知则反馈系数为则反馈系数为闭环电压增益闭环电压增益深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算2.2.各种反馈阻态的近似计算各种反馈阻态的近似计算(2 2)电流并联负反馈)电流并联负反馈
6、利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知反馈系数为反馈系数为闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益则则深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算2.2.各种反馈阻态的近似计算各种反馈阻态的近似计算(3 3)电压并联负反馈)电压并联负反馈则反馈系数为则反馈系数为闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算2.2.各种反馈阻态的近似计算各种反馈阻态的近似计算(4 4)电流串联负反馈)电流串联负反馈则反馈系数为则反馈系数为闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知深度负反馈条
7、件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算例例电电路路如如图图所所示示,近近似似计计算算它它的的电电压增益。压增益。闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益解:解:交流通路如下图所示。交流通路如下图所示。电路为电路为电流串联负反馈电流串联负反馈则反馈系数为则反馈系数为注:电路必须满足深度负反馈条件才有此结论注:电路必须满足深度负反馈条件才有此结论注:电路必须满足深度负反馈条件才有此结论注:电路必须满足深度负反馈条件才有此结论 在在深深度度负负反反馈馈条条件件下下,利利用用虚虚短短和和虚断虚断可知可知例例求:求:(1)大环组态;大环组态;(2)二、三级局部组态;二、三级局部组态;闭环增益闭环增益闭
8、环电压增益闭环电压增益在深度负反馈条件下,利用在深度负反馈条件下,利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知解:解:(1)电压并联负反馈电压并联负反馈则反馈系数为则反馈系数为(3)深深度度负负反反馈馈下下大大环环的的闭闭环电压增益环电压增益。(2)T2 电流串联负反馈电流串联负反馈T3 电流串联负反馈电流串联负反馈T2和和T3级间电流串联正反馈级间电流串联正反馈(3)+-isib1iF+-ii例例求:求:(1)判断反馈阻态;判断反馈阻态;解:解:(1)电压串联负反馈电压串联负反馈 (2)深深度度负负反反馈馈下下大大环环的闭环电压增益的闭环电压增益。+-+闭环电压增益闭环电压增益则反馈系数为则反馈系数为在
9、在深深度度负负反反馈馈条条件件下下,利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知(2)7.5.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件1.1.自激振荡现象自激振荡现象 在在不不加加任任何何输输入入信信号号的的情情况况下下,放放大大电电路路仍仍会会产产生生一一定定频频率率的的信信号号输输出。出。2.2.产生原因产生原因 在在高高频频区区或或低低频频区区产产生生的的附附加加相相移移达达到到180180,使使中中频频区区的的负负反反馈馈在在高高频频区区或或低低频频区区变变成成了了正正反反馈馈,当当满满足足了了一定的幅值条件时,便产生自激振荡。一定的幅值条件时,便产生自激振荡。负反馈放大电路的稳定问题负反馈放
10、大电路的稳定问题自激振荡自激振荡7.5.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件3.3.自激振荡条件自激振荡条件自激振荡自激振荡反馈深度反馈深度即即又又得自激振荡条件得自激振荡条件幅值条件幅值条件相位条件(附加相移)相位条件(附加相移)注:输入端求和的相位(注:输入端求和的相位(注:输入端求和的相位(注:输入端求和的相位(-1-1)不包含在内)不包含在内)不包含在内)不包含在内闭环增益闭环增益7.5.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件4.4.稳定工作条件稳定工作条件破坏自激振荡条件破坏自激振荡条件或或或写为或写为其中其中 Gm幅值裕度幅值裕度,一般要求,一般要求Gm -10dB m相位裕
11、度相位裕度,一般要求,一般要求 m 45 保保证证可可靠靠稳稳定定,留有余地。留有余地。Gm幅值裕度幅值裕度 m相位裕度相位裕度-7.5.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件5.5.负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析环路增益的幅频响应写为环路增益的幅频响应写为一般一般与频率无关,与频率无关,则则的幅频响应是一条水平线的幅频响应是一条水平线利用波特图分析利用波特图分析关键作出关键作出的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图水平线水平线的交点为的交点为即该点满足即该点满足7.5.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件5.5.负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定
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