第四章:负反馈放大电路优质PPT.ppt
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在精度、稳定度、其它性能方面有较高要求的在精度、稳定度、其它性能方面有较高要求的放大电路,都会引入反馈放大电路,都会引入反馈由于输出参与控制由于输出参与控制,能使信号的失真从输出中,能使信号的失真从输出中使放大器工作在最佳状态。
使放大器工作在最佳状态。
取样回来进行比较(叠加),把失真和不稳定性取样回来进行比较(叠加),把失真和不稳定性克服掉,克服掉,实质实质反馈电路的三个环节:
反馈电路的三个环节:
叠加:
基本放大基本放大电路电路A开环放大倍数开环放大倍数反馈系数反馈系数闭环放大倍数闭环放大倍数iXoXoidXAX=foXBX=foXAiX=反馈放大器方框图反馈放大器方框图A向右传输;
向右传输;
B向左传输;
向左传输;
idXoX反馈回路反馈回路BfX输入信号输入信号净输入信号净输入信号输出输出信号信号反馈信号反馈信号比较环节比较环节开环放大电路开环放大电路闭合环路闭合环路闭环放大电路闭环放大电路反馈判断:
反馈判断:
+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2RfufuidRf、RE1组成反馈网络组成反馈网络C1C22、交流反馈与直流反馈、交流反馈与直流反馈
(1)直流反馈直流反馈输出端的直流信号反馈到输入端输出端的直流信号反馈到输入端
(2)交流反馈交流反馈输出端的交流信号反馈到输入端输出端的交流信号反馈到输入端TT+VVCCCCRRB1B1II+__UUBQBQ__RRB2B2RRCCRREEIICQCQIIEQEQIIBQBQ+UUEQEQCCEERRB1B1RRB2B2RRCC+VVCCCCRREETTCC11CC22uuiiuuoo+__+__直流通路直流通路反馈网络反馈网络RRCCRREETTuuiiuuoo+__+__RRBB交流通路交流通路输输入入回回路路输输出出回回路路反馈网络反馈网络3.3.正反馈与负反馈正反馈与负反馈正反馈正反馈使净输入信号大于原输入信号使净输入信号大于原输入信号反馈信号加强了输入信号的作用反馈信号加强了输入信号的作用,反馈网络反馈网络基本放大电路基本放大电路BXO+XidXiXfA振振荡器荡器负反馈负反馈使净输入信号小于原输入信号。
使净输入信号小于原输入信号。
反馈信号削弱输入信号的作用,反馈信号削弱输入信号的作用,负反馈改负反馈改善放大电路善放大电路的性能的性能负反馈广泛应用于电子技术、自控等领域之中。
负反馈广泛应用于电子技术、自控等领域之中。
从输出端看:
反馈使输出量反馈使输出量增大增大时为时为正反馈正反馈反馈使输出量反馈使输出量减小减小时为时为负反馈负反馈反馈元件:
反馈元件:
11、连接输入端和输出、连接输入端和输出端之间的元件;
端之间的元件;
22、输入回路和输出回、输入回路和输出回路共有的元件路共有的元件XidXiXidXia.在输入端加入对地极性为正的电压在输入端加入对地极性为正的电压ui。
判断方法判断方法(定义定义):
44、判断正负反馈判断正负反馈b.根据放大电路的工作原理,标出根据放大电路的工作原理,标出uo、uf的极性的极性。
c.判断反馈信号是增强还是削弱了净输入信号。
判断反馈信号是增强还是削弱了净输入信号。
反馈网络反馈网络基本放大电路基本放大电路Buo+uiduiufAd.反馈信号削弱了输入信号反馈信号削弱了输入信号(uidui)为正反馈为正反馈。
1、注意信号的走向:
注意信号的走向:
瞬时极性法判断反馈的类型:
11、找到反馈环路;
、找到反馈环路;
22、在任意一点将环路打开;
、在任意一点将环路打开;
33、在打开点输入任意极性的瞬时信号、在打开点输入任意极性的瞬时信号(或或);
基本放大器的信号走向基本放大器的信号走向反馈网络的信号走向反馈网络的信号走向2、各种放大电路组态的相位关系(共射、共基、共集)各种放大电路组态的相位关系(共射、共基、共集)集成运放的相位关系集成运放的相位关系44、绕环路一周,回到起始点;
、绕环路一周,回到起始点;
55、看回来的信号极性和输入的信号极性的关系;
、看回来的信号极性和输入的信号极性的关系;
66、相同就是正反馈,相反就是负反馈;
、相同就是正反馈,相反就是负反馈;
反馈网络反馈网络基本放大电路基本放大电路BuO+uiduiufA差放的相位关系差放的相位关系AuiRR1R2Auiduo设ui0则uO0uf0净输入信号小于输入信号,净输入信号小于输入信号,所以为负反馈。
所以为负反馈。
ufAuiR1R2uiduouf设ui0则uO0uf0时时uo0uf0uid=ui-uf1负反馈负反馈1AB1时,负反馈放大器的闭环时,负反馈放大器的闭环当当1+AB1时,为时,为深度负反馈(强负反馈)深度负反馈(强负反馈)结论:
结论:
放大倍数与晶体管无关,只与反馈网络有关。
即负反馈可以稳定放大倍数;
即即闭闭环环增增益益相相对对变变化化量量是是开开环环的的1/(1+1/(1+ABAB),f1BAAA+=若若A波动波动101AB100则则Af波动波动0.111、提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性22、对放大倍数的影响、对放大倍数的影响负反馈使放负反馈使放大倍数下降大倍数下降当当1+AB1在深度负反馈的情况下,放大倍数只与反馈网络有关。
在深度负反馈的情况下,放大倍数只与反馈网络有关。
稳定性提高了稳定性提高了1+1+ABAB倍。
倍。
33、减小非线性失真、减小非线性失真Bxid=xixiAxixoxidxo+xfxid=xi-xf无反馈时放大器的通频带:
无反馈时放大器的通频带:
0Af(Hz)fLfHfLffHffbw有反馈时放大器的通频带:
有反馈时放大器的通频带:
fbwfAmAmf加反馈前加反馈前加负反馈后加负反馈后0.707Am0.707Amf引入负反馈使电路的通频带宽度增加引入负反馈使电路的通频带宽度增加44、对通频带的影响、对通频带的影响ffbwbw=ffHHffLLffHHffbwfbwf=ffHfHfffLfLfffHfHf集成运放开环差模增益为集成运放开环差模增益为105,上限频率,上限频率fH为为10Hz,试估算反馈深度、通频带,试估算反馈深度、通频带BWfAViu-u+oR1反馈系数:
反馈系数:
反馈深度:
通频带:
抑制反馈环内的干扰和噪声抑制反馈环内的干扰和噪声tuo0无反馈时信号与无反馈时信号与噪声的输出波形噪声的输出波形t0uo提高输入信号幅提高输入信号幅度后的输出波形度后的输出波形t0uo有反馈有反馈时信号与时信号与噪声的输出波形噪声的输出波形55、对输入、输出电阻的影响、对输入、输出电阻的影响1.1.串联负反馈使电路的输入电阻增加:
串联负反馈使电路的输入电阻增加:
故输入电阻增加。
ABuiuidufRi理解:
理解:
串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻,串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻,2.2.并联负反馈使电路的输入电阻减小:
并联负反馈使电路的输入电阻减小:
并联负反馈相当于在输入回路中并联了并联负反馈相当于在输入回路中并联了ABiiifiidRiui一条支路,故输入电阻减小。
一条支路,故输入电阻减小。
3.电压负反馈使电路的输出电阻减小:
电压负反馈使电路的输出电阻减小:
电压负反馈目的是阻止电压负反馈目的是阻止uo的变化,稳定输出电压的变化,稳定输出电压。
输出电阻输出电阻越小越小,输出电压越,输出电压越稳定稳定,带负载能力加强带负载能力加强。
uoABRo-ABuoioXf=BuoXi=0Xid=-Xf理解:
电流负反馈目的是阻止电流负反馈目的是阻止io的变化,稳定输出电流的变化,稳定输出电流。
输出电阻输出电阻越大越大,输出电流,输出电流越稳定越稳定,反之亦然。
,反之亦然。
4.电流负反馈使电路的输出电阻增加:
电流负反馈使电路的输出电阻增加:
uoioXf=BioXo=0Xid=-XfABRo-ABio结论:
1、反馈信号与外加反馈信号与外加输入输入信号的信号的求和求和方式不同,方式不同,2、反馈信号在反馈信号在输出输出端的端的采样采样方式不同,方式不同,3、反馈对输出电阻和输入电阻的影响,反馈对输出电阻和输入电阻的影响,与反馈与反馈对放大电路的输入电阻产生不同的影响;
对放大电路的输入电阻产生不同的影响;
串联增大输入电阻,并联减小输入电阻。
对放大电路的输出电阻产生不同的影响;
电流反馈增大输出电阻,电压反馈减小输出电阻。
深度有关。
表表交流负反馈对输入电阻输出电阻的影响交流负反馈对输入电阻输出电阻的影响反馈组态反馈组态电压串联电压串联电流串联电流串联电压并联电压并联电流并联电流并联增大(增大()减小(减小(0)增大(增大()增大(增大()增大(增大()减小(减小(0)减小(减小(0)减小(减小(0)XiXfXo反反馈公式公式串、串、压uiufuoBu=uf/uoAuf=Au/(1+AuBu)并、并、压iiifuoBg=if/uoARf=AR/(1+ARBg)串、流串、流uiufioBR=uf/ioAgf=Ag/(1+AgBR)并、流并、流iiifioBi=if/ioAif=Ai/(1+AiBi)不同反馈信号量纲不同反馈信号量纲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:
11、要稳定直流工作点要稳定直流工作点引直流负反馈引直流负反馈要改善交流性能要改善交流性能引交流负反馈引交流负反馈22、根根据据信信号号源源的的性性质质:
恒恒压压源源或或电电压压源源串串联联反反馈馈;
恒流源或电流源恒流源或电流源并联反馈;
并联反馈;
33、根据负载对输出量的要求;
根据负载对输出量的要求;
44、需需要要进进行行信信号号变变换换时时,选选择择合合适适的的组组态态,电电流流信信号号转转换换成成电电压压信信号号电电压压并并联联负负反反馈馈,电电压压信信号号转转换换成电流信号成电流信号电流串联负反馈电流串联负反馈4.3负反馈放大电路的计算重点讨论深度负反馈条件下的近似计算重点讨论深度负反馈条件下的近似计算1.估算的依据估算的依据深度负反馈:
深度负反馈:
即:
深度负反馈条件下,深度负反馈条件下,一一.估算反馈放大倍数估算反馈放大倍数A+B即即:
输输入入量量近近似等于反馈量似等于反馈量闭环增益只与闭环增益只与反馈系数反馈系
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