第5章放大电路中的反馈.ppt

Home内容简介本章小结5.1 反馈的基本概念及反馈类型的判别方法反馈的基本概念及反馈类型的判别方法 5.2 负反馈放大电路的四种基本类型负反馈放大电路的四种基本类型及及 放大倍数一般表达式放大倍数一般表达式5.4 深度负反馈放大电路深度负反馈放大电路5.3 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5.5*放大电路中的正反馈放大电路中的正反馈判断举例判断举例分类及判断方法分类及判断方法Home1.反馈的基本概念反馈的基本概念 Next 将放大电路的输出量（电压或电流），通过一定的电路将放大电路的输出量（电压或电流），通过一定的电路(反馈电路反馈电路)，部分或全部回送到输入端，部分或全部回送到输入端(或输入回路或输入回路)，用以改善，用以改善或改变电路某些特性的控制过程，或改变电路某些特性的控制过程，称之为称之为反馈反馈。通过反馈电路通过反馈电路回送到输入回路电压或电流信号称为回送到输入回路电压或电流信号称为反馈信号反馈信号。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反馈内部反馈外部反馈外部反馈（1 1）什么是反馈？）什么是反馈？信号源信号源输出信输出信号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）XfXs变换网络变换网络K比较环节比较环节 Xo 基本放大基本放大 A 电路电路 Xid Xi 反馈网络反馈网络F.iidXX 引反馈前引反馈前.fiidXXX 引反馈后引反馈后 +闭环闭环有反馈有反馈Xid Xi 正反馈正反馈Xid Xi 负反馈负反馈Exit（2 2）反馈放大电路的一般框图）反馈放大电路的一般框图2.2.正负反馈的概念正负反馈的概念并并串串fffIVXXf Xo 基基本本放放大大 A 电电路路 Xid Xi 反反馈馈网网络络F.fiidXXX 引反馈后引反馈后 +Xid Xi 正反馈正反馈Xid Xi 负反馈负反馈Exit直流反馈与交流反馈以及有无反馈的判别直流反馈与交流反馈以及有无反馈的判别瞬时极性法举例瞬时极性法举例3.3.直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈 电流电压000IVX4.4.正、负反馈的判断方法正、负反馈的判断方法例例输入输入回路回路输出输出回路回路判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？馈？直反馈还是交流反馈？RE 介于输入输出回路，有反馈。介于输入输出回路，有反馈。反馈使反馈使 uid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。Xf F A Xi Xid +RL Vo+Io Xf F A Xi Xid +RL Vo+Io 电流：将电流：将负载短路负载短路，反馈量仍然存在。，反馈量仍然存在。电压：将电压：将负载短路负载短路，反馈量为零。，反馈量为零。oXoV电压反馈电压反馈oXoI电流反馈电流反馈判断判断方法方法Exit5.2.1.负反馈放大电路四种基本类型负反馈放大电路四种基本类型5.2.负反馈放大电路四种基本类型及放大倍数一般表达式负反馈放大电路四种基本类型及放大倍数一般表达式fiidVVV 净输入净输入电压电压fiidIII 净输入净输入电流电流iX并联：反馈量并联：反馈量和和fX输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。iX串联：反馈量串联：反馈量和和fX输入量输入量判断判断方法方法 F Xo A +Vi+Vid Vf +F Xo A Ii Iid If fiidXXX 串联串联并联并联Exit串联反馈：串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：的两个电极。有：此时反馈信号与输入信号此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。是电压相加减的关系。对于运算放大器来说对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入入端一个加在反相输入端则为串联反馈。端则为串联反馈。对于三极管来说，反馈对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射在三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。射极则为串联反馈。并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极。有：的同一个电极。有：vd=vi-vFid=iI-iF对运算放大器对运算放大器对三极管对三极管 此时反馈信号与输入信此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。号是电流相加减的关系。Exitiifibib=i-if并联反馈并联反馈ufuiubeube=ui-uf串联反馈串联反馈ExitRLuoRLuo电压反馈采样的两种形式：电压反馈采样的两种形式：采样电阻很大采样电阻很大Exit电流反馈采样的两种形式：电流反馈采样的两种形式：RLioiERLioiERf采样电阻很小采样电阻很小Exit F Io A +Vi+Vid Vf +Vo RL +F Io A +Vi+Vid Vf +Vo RL +F A Ii Iid If Io Vo RL +F A Ii Iid If Io Vo RL +电压串联电压串联 电压并联电压并联 电流串联电流串联 电流并联电流并联负反馈的四种组态负反馈的四种组态ExitiX并联：并联：反馈量反馈量和和fX输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。iX串联：串联：反馈量反馈量和和fX输入量输入量电流：电流：将将负载短路负载短路，反馈量仍然存在。，反馈量仍然存在。电压：电压：将将负载短路负载短路，反馈量为零。，反馈量为零。判断方法汇总判断方法汇总 Exit判断方法汇总判断方法汇总 有反馈通路（闭环）有反馈通路（闭环）则引入了反馈则引入了反馈瞬时极性法，沿环路走一圈。瞬时极性法，沿环路走一圈。串联判断串联判断:Xf与与Xi的相位关系：的相位关系：同相为负；同相为负；反相为正反相为正.并联判断并联判断:Xf 流进节点为正流进节点为正;Xf 流出流出节点为负节点为负.Exit1.电压串联电压串联负负反馈反馈 电压串联负反馈电路及其方框图如下：电压串联负反馈电路及其方框图如下：电压负反馈电路的主要特点之一是稳定输出电压电压负反馈电路的主要特点之一是稳定输出电压011uRRRuff+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE12.电流串联负反馈电流串联负反馈 电流串联负反馈电路及其方框图如下：电流串联负反馈电路及其方框图如下：电流负反馈主要特点之一是稳定输出电流电流负反馈主要特点之一是稳定输出电流3.电压并联电压并联负负反馈反馈 电压并联负反馈电路及其方框图如下：电压并联负反馈电路及其方框图如下：ifii fiRiu0fiuifRiuA04.电流并联电流并联负负反馈反馈 电流并联负反馈电路及其方框图如下：电流并联负反馈电路及其方框图如下：ifiRRi)1(10)1(10RRiiAfiiif 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。注：本电路中注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。也起到隔直作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1C例例Exit增加旁路电容增加旁路电容C后，后，Rf只对直流起反馈作用。只对直流起反馈作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1C例例ExitExit(+)(-)(-)(+)(+)(+)(+)(+)局部反馈局部反馈 电压串联负反馈电压串联负反馈级间反馈电压串级间反馈电压串联负反馈联负反馈 例例:判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。并判断反馈的极性和类型（组还是直流反馈。并判断反馈的极性和类型（组态）。态）。局部反馈局部反馈 电压并联正反馈电压并联正反馈 解：根据反馈到解：根据反馈到输入端的信号是交输入端的信号是交流，还是直流，或流，还是直流，或同时存在，来进行同时存在，来进行判别。判别。1.负反馈放大电路放大倍数的一般表达式负反馈放大电路放大倍数的一般表达式Next)(净输入量fidXXX)(开环放大倍数doXXA)(反馈系数ofXXFFAAXFAXXAXXXAXXAdddfddiof1)(闭环放大倍数)(环路增益dfXXFAHome Xf F Xo A Xi Xd +FAAA 1F称为反馈深度FA 1增益增益 负反馈负反馈时时，11 )1(FA，FAA 时，时，当当 11 FA称为称为深度负反馈深度负反馈时时，11 )2(FA，FAA 时，时，当当 01 FA，F ioXXA增益增益 正反馈正反馈自激振荡自激振荡FFAAA11F Exit Xf F Xo A Xi Xid +某种原因某种原因（温漂）（温漂）oX fXfiidXXX fiidXXX 负反馈负反馈fiidXXX 正反馈正反馈 idX oX idX oX稳定稳定不稳不稳定定Exit：的负反馈放大电路组态放大倍数分别对应不同同量纲的为不同电量时，构成不、，当据ioiofXXXXA馈）无量纲，电压串联负反（电压放大倍数，）（iouufUUA1+-+-+电电压压串串联联负负反反馈馈 uuAuuFiU+-dUfUoU-馈）无量纲，电流并联负反（电流放大倍数，）（ioiifIIA2 电电流流并并联联负负反反馈馈 iiAiiFiIoUdIfIoINextBack，电压并联负反馈）量纲（互阻放大倍数，）（iouifIUA4，电流串联负反馈）量纲（互导放大倍数，）（SUIAioiuf3 电电压压并并联联负负反反馈馈 uiAiuFiIoUdIfI+-+-+电电流流串串联联负负反反馈馈 iuAuiFiU+-dUfUoUoI-。系数）计算反馈网络的反馈（；放大倍数）计算基本放大电路的（放大倍数：的不同形式，计算闭环和根据FAAFAAAff211Home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idXiXfXoXidViVfVoVidIiIfIoIoVidViVfVoIidIiIfIofXXF idoXXA ioXXAF ofVVFV idoVVAV ioVVAVF ofVIFG idoIVAR ioIVARF ofIVFR idoVIAG ioVIAGF ofIIFI idoIIAI ioIIAIF X信号信号 及及 、在四种反馈阻态中的具体形式在四种反馈阻态中的具体形式FAFExit则则22F)1(1)1(111AFFAFAAFdAdA 闭环时闭环时FAAA 1F只考虑幅值有只考虑幅值有AFAA 1FAdAAFAdA 11FF 即闭环增益相对变化即闭环增益相对变化量是开环的量是开环的1/(1+AF)例：例：某种原因某种原因 A变化了变化了5，引入反馈深度为引入反馈深度为1+AF=10的负反馈，的负反馈，则闭环增益则闭环增益AF的变化只有的变化只有0.5ExitAuiufuiuoud加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后AF+失真失真改善改善uouoExitA 开环幅频响应开环幅频响应)1(HHFAF 上限频率扩展上限频率扩展1+AF倍倍AF 1LLF 下限频率降低下限频率降低1+AF倍倍闭环幅频响应闭环幅频响应H HF FAExitHMMHMHMjFAAjAFjAjFAjAjA /1/11/1)(1)()(F HjAjA /1)(M 已知已知引入负反馈（引入负反馈（F与与f 无关）无关）HFMFMHMMjAFAjFAAjA/1)1(/1)1/()(FHMHFMFAA 增益带宽积常数增益带宽积常数证明：证明：ExitHMHFHMHFfFAFAf)