第章反馈放大电路.ppt

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1、模拟电子技术,第7章 反馈放大电路,上海电力学院 电子教研室,7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式,7.4 负反馈对放大电路性能的影响,7.5 深度负反馈条件下的近似计算,7.2 负反馈放大电路的四种组态,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,7.1 反馈的基本概念与分类,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,2,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,要求掌握各种反馈的定义和判断方法,将电子系统输出回路的电量（电压或电流）送回到输入回路的过程称为反馈。,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,3,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,内部反馈,外部反馈,一般只考虑外部反馈,2019/4

2、/9,上海电力学院 电子技术教研室,4,反馈放大电路的框图,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,反馈放大电路 的输入信号,反馈信号,基本放大电路的输入信号（净输入信号）,输出信号,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,5,判断电路是否存在反馈通路,级间反馈的影响大于本级反馈，因此二者并存时一般只考虑级间反馈。,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,不是反馈通路,反馈通路 （级间）,反馈通路 （本级）,反馈通路 （本级）,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,6,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,直流反馈,交、直流反馈,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,7,(a)直流

3、通路 (b)交流通路,本章只讨论交流反馈,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,Rf1、 Rf2引入直流反馈,Re1引入直流反馈,Re1引入交流反馈,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,8,净输入量xid可以是电压，也可以是电流。,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,9,负反馈,正反馈,iid,ii,if,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,反馈通路,iid=ii-if 净输入量减小,反馈通路,vid= v+ - v- (-) - (+) 净输入量增大,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,10,级间负反馈,模拟电子技术第7章 反馈

4、放大电路,vid=vb1 - vb2 (+) - (+) 净输入量减小,级间反馈通路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,11,本级负反馈,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,vid= vb - ve (+) - (+) 净输入量减小,反馈通路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,12,由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定,串联,并联,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,13,并联反馈,xf (if),模拟电子技术第7章 反馈放大电路,级间反馈通路,与输入信号同在A1的同相输入端,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教

5、研室,14,串联反馈,xf (vf),模拟电子技术第7章 反馈放大电路,级间反馈通路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,15,并联结构,串联结构,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,16,电压负反馈,RL,xf=Fvo ， xid= xixf,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,电压负反馈稳定输出电压,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,17,电流负反馈,RL ,xf=Fio ， xid= xixf,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,电流负反馈稳定输出电流,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,18,电压反馈,电流

6、反馈,判断方法一：负载短路法（假设未接负载时输出对地短路）,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,反馈通路,反馈通路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,19,电压反馈,注意：输出级为运放的电路不适用于这个方法,习题：7.1.2,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,反馈通路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,20,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,按照输入端和输出端的反馈类型，负反馈放大电路可分为四种组态： 1. 电压串联负反馈； 2. 电压并联负反馈； 3. 电流串联负反馈； 4. 电流并联负反馈。 要求掌握每种组态的特点。,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室

7、,21,输入以电压形式求和（KVL）： vid=vi- vf,稳定输出电压,特点：,相当于电压控制的电压源,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,框图,实例,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,22,输入以电流形式求和（KCL）： iid=ii-if,稳定输出电压,相当于电流控制的电压源,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,特点：,框图,实例,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,23,输入以电压形式求和（KVL）： vid=vi- vf,稳定输出电流,电压控制的电流源,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,框图,实例,特点：,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,24,

8、输入以电流形式求和（KCL）： iid=ii-if,稳定输出电流,电流控制的电流源,特点：,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,框图,实例,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,25,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,四种组态特点小结： 串联反馈： 输入端电压求和（KVL） 并联反馈： 输入端电流求和（KCL） 电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性 电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,26,(+),(-),(+),(+),级间电压串联负反馈,(+),模拟电子技术第7章 反馈放大电路,反馈组态判断举例（交流）,2019/4/9,上海电

9、力学院 电子技术教研室,27,级间电压并联负反馈,if,(+),(+),(-),(-),模拟电子技术第7章 反馈放大电路,反馈组态判断举例（交流）,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,28,反馈组态判断举例（交流）,(+),(+),(-),(+),(+),(+),电流串联负反馈,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,交、直流反馈,直流反馈,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,29,串联负反馈,信号源对反馈效果的影响,vid = vi -vf,则vi最好为恒压源，即信号源内阻Rs越小越好。,要想反馈效果明显，就要求vf变化能有效引起vid的变化。,模拟电子技术第7章 反馈放大

10、电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,30,信号源对反馈效果的影响,并联负反馈,iid = ii -if,则ii最好为恒流源，即信号源内阻Rs越大越好。,要想反馈效果明显，就要求if变化能有效引起iid的变化。,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,31,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,负反馈放大电路框图,开环增益,反馈系数,闭环增益,放大电路净输入量,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,32,闭环增益的一般表达式,所以,闭环增益的一般表达式,即,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术

11、教研室,33,负反馈放大电路中各种信号量的含义,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,负反馈的组态不同，增益的量纲不同（Avf 、Arf 、Agf 、Aif）,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,34,反馈深度讨论,一般负反馈,称为反馈深度,深度负反馈,正反馈,自激振荡,一般情况下，A和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影响时，Af、A和F分别用 、 和 表示。,即,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,35,负反馈对放大电路性能的影响主要包括： 1.提高增益的稳定性 2.减小非线性失真 3.抑制反馈环内噪声 4.改变输入电阻和输入电阻,模拟

12、电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,36,闭环时,对A求导得,只考虑幅值有,另一方面,在深度负反馈条件下,即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。,即闭环增益相对变化量是开环时的,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,37,放大电路引入负反馈后，增益降低了，使得非线性失真减小，线性度变好。,负反馈只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。,1开环特性 2闭环特性,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上

13、海电力学院 电子技术教研室,38,比原有的信噪比提高了 倍,电压的信噪比,新的信噪比,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,39,串联负反馈,负反馈对输入电阻的影响,开环输入电阻 Ri=vid/ii,因为 vf=Fxo xo=Avid,闭环输入电阻 Rif=vi/ii,所以 vi=vid+vf=(1+AF )vid,闭环输入电阻 Rif=vi/ii,引入串联负反馈后，输入电阻增加了。,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,40,闭环输入电阻,引入并联负反馈后，输入电阻减小了。,模拟电子技术第7章 反馈放大电

14、路,并联负反馈,负反馈对输入电阻的影响,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,41,图中R1不在环内,但是,当R1 时，反馈对Rif几乎没有影响。,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,注意: 负反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。,举例说明：,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,42,而 Xid= - Xf= -Fvt,忽略反馈网络对it的分流,所以,引入电压负反馈后，输出电阻减小了。这与电压负反馈能稳定输出电压是一致的。,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,电压负反馈,负反馈对输出电阻的影响,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,43,闭环输出电阻,

15、引入电流负反馈后，输出电阻增大了。这与电流负反馈能稳定输出电流是一致的。,注意: 反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,电流负反馈,负反馈对输出电阻的影响,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,44,负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。,串联负反馈,并联负反馈,电压负反馈,电流负反馈,特别注意表7.4.1的内容,增大输入电阻,减小输入电阻,减小输出电阻，稳定输出电压,增大输出电阻，稳定输出电流,习题：7.4.4,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,45

16、,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,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,由于,则,又因为,代入上式,得,（也常写为 xf xi）,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“两虚”的概念,输入量近似等于反馈量,（xid 0 ）,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,46,串联负反馈，输入端电压求和,深度负反馈条件下 xid= xi - xf 0,虚短,虚断,虚短,并联负反馈，输入端电流求和,vid= vi - vf 0,iid= ii - if 0,vid= iid ri 0,对于运放来说，其开环增益很高， 这个条件很容易满足，因此运放引

17、入的负反馈一般可认为是深度负反馈，但要注意运放存在饱和现象，故虚短只在线性区成立，而虚断在线性区和非线性区都成立。,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,深度负反馈的特点,虚断,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,47,电压串联负反馈,反馈系数,与负反馈结合回忆第2章中类似电路计算，有何体会？,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。,解：,根据虚短、虚断,闭环增益 （在电压串联负反馈组态下即为闭环电压增益）,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,例题1,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,48,电压串联负反馈,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。,解：,闭环电压增益,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,例题2（例7.5.1）,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,49,电流并联负反馈,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环增益和闭环电压增益表达式。,解：,可得闭环增益,闭环电压增益,注意：若io参考方向不同，将影响闭环增益的结果,故有,（虚断）,（虚短）,模拟电子技术第7章 反馈放大电路,例题3（例7.5.4）,2019/4/9,上海电力学院 电子技术教研室,50,