模拟电子技术之放大电路中的反馈课件

第第6 6章章 放大电路中的反馈放大电路中的反馈本章教学内容本章教学内容6.1 反馈的基本概念反馈的基本概念6.2 负反馈的四种组态和反馈的一般表达式负反馈的四种组态和反馈的一般表达式6.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响6.4 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算6.5 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡6.1 反馈的基本概念反馈的基本概念基本基本固定固定iBiEuBuEiC增大增大+-uBERLC2Rb1Rb2RcVT+-usC1+VCC+-uoReu什么是反馈什么是反馈uE=iEReuBE=uB-uE基本放大电路基本放大电路反馈电路反馈电路外外输输入入输出输出净输入净输入反馈信号反馈信号+-XiXf=FXoXiXo=AXi 放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入，称为反馈。引回到输入回路，影响输入，称为反馈。怎样引回怎样引回输出电压输出电压,输出电流输出电流?多少多少怎样引出怎样引出输入电压输入电压,输入电流输入电流?uBE uB-iCRE正反馈：正反馈：XiXi放大电路将出现不稳定放大电路将出现不稳定负反馈：负反馈：XiXi正反馈正反馈XiXi负反馈负反馈A净输入量是被增大还是被减小。净输入量是被增大还是被减小。uD=uNuP 正反馈正反馈+-AuIuOR1R2uPuN+-uD+uF+iN=iIiF负反馈负反馈+-AuIuOR1R2uNiIiNiFuD=uPuN 负反馈负反馈+-AuIuOuP-+uDuNR1+uBE=uIuF负反馈负反馈C1R1R2R3R4R5R6C2C3T1T2+VCC+-uIuO+-+uF-交流负反馈交流负反馈R RL LC C2 2R Rb1b1R Rb2b2R Rc c+-u ui iC C1 1+V VCCCC+-u uo oR Re eC Ce eR RF F直流负反馈直流负反馈交流与直流反馈的判别交流与直流反馈的判别“看通路看通路”看反馈是存在于直流通路还是交流通路。看反馈是存在于直流通路还是交流通路。反馈组态的判别反馈组态的判别开路短路法开路短路法连接位置连接位置判别法判别法电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈负载负载短路短路后反馈消失后反馈消失负载负载开路开路后反馈消失后反馈消失输入端输入端短路短路反馈消失反馈消失输入端输入端开路开路反馈消失反馈消失反馈支路与负载端在反馈支路与负载端在同一位置同一位置反馈支路与负载端反馈支路与负载端不在同一位置不在同一位置反馈支路与电压输入反馈支路与电压输入不在同一位置不在同一位置反馈支路与电压输入反馈支路与电压输入在同一位置在同一位置电流反馈电流反馈负反馈负反馈iFiBiIiE-+-iF =RFuB1 uE2iB=iIiF减小减小VT1VT2Rc2Rc1Re2Re1RsRF+VCCuO+-+-Ceus并联反馈并联反馈-iF 0+-uF+-uBE+-+uBE=uIuF负反馈负反馈VT1VT2Rc2Rc1Re2Re1uO+-+VCCRFCFuI+-Rb电压反馈电压反馈串联反馈串联反馈uF=0减小减小l串联反馈：串联反馈：注入极性与反馈注入极性与反馈极性相同极性相同负反馈负反馈注入极性与反馈极性相反注入极性与反馈极性相反正反馈正反馈l并联反馈并联反馈：注入极性与反馈极性相同注入极性与反馈极性相同正反馈正反馈注入极性与反馈注入极性与反馈极性相反极性相反负反馈负反馈(+)(-)(+)(+)电压串联负反馈电压串联负反馈+减小减小VTRbRe+VCC+-+-C2C1+-+-+-减小减小电流并联负反馈电流并联负反馈VT1VT2Rc2Rc1Re2+-+VCCRFC2Rs+-C1-+减小减小电压并联负反馈电压并联负反馈VTRcReRsRF+VCC+-+-C1C2VT1VT3Rc3Rc1Re3Re1+-+VCCRFC2+-RbVT2Rc2Re2C1-+减减小小电流串联负反馈电流串联负反馈+-+-电压串联负反馈电压串联负反馈反馈支路反馈支路电压反馈电压反馈串联反馈串联反馈负反馈负反馈反馈支路反馈支路电压反馈电压反馈并联反馈并联反馈电压并联负反馈电压并联负反馈负反馈负反馈反馈支路反馈支路电流反馈电流反馈串联反馈串联反馈电流串联负反馈电流串联负反馈负反馈负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈反馈支路反馈支路电流反馈电流反馈并联反馈并联反馈负反馈负反馈6.2 负反馈的四种组态和反馈的一般表达式负反馈的四种组态和反馈的一般表达式u负反馈的四种组态负反馈的四种组态电压串联负反馈电压串联负反馈+-Uf+Ui+-UiAuuFuu+-Uo+-Uf+-+-+-+-UiUiUoR1RFR2A电压放大倍数电压放大倍数反馈系数反馈系数电压并联负反馈电压并联负反馈转移电阻转移电阻反馈系数反馈系数IiIfIi+-Ii+-UiAuiFiuUo+-IfIiR1+-+-UoR1RFR2UiA电流串联负反馈电流串联负反馈+-Uf+-Ui转移电导转移电导反馈系数反馈系数IoUi+-UiAiuFui+-Uo+-Uf+-IoRL+-+-UiUoRLRF+-A电流并联负反馈电流并联负反馈电流放大倍数电流放大倍数反馈系数反馈系数IiIfIiIo+-+-UoR1RFR2UiRLR3+-AIi+-UiAiiFiiUo+-IfIiR1RLIou反馈的方块图和一般表达式反馈的方块图和一般表达式AFXiXiXfXo+-AF闭环放大倍数：闭环放大倍数：开环放大倍数开环放大倍数反馈系数反馈系数反馈深度反馈深度回路增益回路增益放大电路失去了放大作用。放大电路失去了放大作用。负反馈负反馈正反馈正反馈若若深度负反馈深度负反馈 深深度度负负反反馈馈放放大大电电路路的的放放大大倍倍数数主主要要由由反反馈馈网网络的反馈系数决定，能保持稳定。络的反馈系数决定，能保持稳定。若若则则自激振荡自激振荡u提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性说明放大倍数减小到基本放大电路的说明放大倍数减小到基本放大电路的 ；放大倍数的稳定性是基本放大电路的放大倍数的稳定性是基本放大电路的 倍。倍。6.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响在在中频范围内中频范围内u减小非线性失真和抑制干扰减小非线性失真和抑制干扰 加入加入负反馈负反馈无负反馈无负反馈大大小小略大略大略小略小略小略小略大略大接近正弦波接近正弦波预预失真失真+XiX Xo oAF FXfXfA AXiX Xo oXiu展宽频带展宽频带设设无无反馈时放大电路在高频段的放大倍数为反馈时放大电路在高频段的放大倍数为 引入反馈后，引入反馈后，3dB3dBfLfHBWfLffHfBWff中频放大倍数与通频带的乘积基本不变，即：中频放大倍数与通频带的乘积基本不变，即：引入负反馈后通频带引入负反馈后通频带同理，引入负反馈后下限频率同理，引入负反馈后下限频率u改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响串联负反馈使输入电阻增大串联负反馈使输入电阻增大RiRL+-+-+-+-+-无反馈时无反馈时引入串联反馈后引入串联反馈后并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小RiRL+-+-无反馈时无反馈时引入并联反馈后引入并联反馈后负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈使输出电阻减小输出电阻定义为：输出电阻定义为：电流负反馈使输出电阻增大电流负反馈使输出电阻增大u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p稳定直流量稳定直流量 引直流负反馈引直流负反馈p稳定交流量稳定交流量 引交流负反馈引交流负反馈p稳定输出电压稳定输出电压引电压负反馈引电压负反馈p稳定输出电流稳定输出电流引电流负反馈引电流负反馈p增大输入电阻增大输入电阻引串联负反馈引串联负反馈p减小输入电阻减小输入电阻引并联负反馈引并联负反馈p增大输出电阻增大输出电阻引电流负反馈引电流负反馈p减小输出电阻减小输出电阻引电压负反馈引电压负反馈6.4 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算u利用关系式估算闭环电压放大倍数利用关系式估算闭环电压放大倍数深度负反馈深度负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈简简单单的的负负反反馈馈放放大大电电路路，利利用用微微变变等等效效电电路路法法进进行分析计算。行分析计算。估算方法估算方法u利用关系式利用关系式 估算闭环电压放大倍数估算闭环电压放大倍数放大电路的闭环电压放大倍数：放大电路的闭环电压放大倍数：深度负反馈放大电路的闭环电压放大倍数：深度负反馈放大电路的闭环电压放大倍数：串串联负反馈联负反馈+-A+-R1R2R3+-VTRcReRsRF+VCC+-+-C1C2+-+-并联负反馈并联负反馈+-VTRbRe+VCC+-+-C2C1电压串联负反馈电压串联负反馈+-VT1VT2Rc2Rc1Re2+-RFC2Rs+-C1电流并联负反馈电流并联负反馈-+-+VCC电压并联负反馈电压并联负反馈-+VTRcReRsRF+VCC+-+-C1C2-电流串联负反馈电流串联负反馈-+-VT1VT3Rc3Rc1Re3Re1+-+VCCRFC2+-RbVT2Rc2Re2C1电压并联负反馈电压并联负反馈+-+-A+-+-R1R2RF电压串联负反馈电压串联负反馈+-+-A+-R1R2R3+-6.5 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡u产生自激振荡原因产生自激振荡原因放大电路的闭环放大倍数为：放大电路的闭环放大倍数为：中频段中频段在在高高、低低频频段段，放放大大倍倍数数和和反反馈馈系系数数 的的模模和和相相角角都随频率变化，使都随频率变化，使 。自激振荡的幅度条件和相位条件自激振荡的幅度条件和相位条件即：即：当当自激振荡自激振荡振荡条件：振荡条件：幅值条件幅值条件相位条件相位条件-90o+90o0o|Au|Aum0.707AumfffHfLBW0o-90o-180o-270oO 单管共射放大电路的频率特性单管共射放大电路的频率特性两两级级放放大大电电路路将将产产生生0 180 附附加加相相移移；三三级级 放放 大大 电电 路路 将将 产产 生生0 270 的附加相移。的附加相移。单单级级和和两两级级负负反反馈馈放放大大电电路不会产生自激振荡路不会产生自激振荡对对于于三三级级放放大大电电路路，调调节节信信号号频频率率使使附附加加相相移移为为180o，而而反反馈馈网网络络为为纯纯电阻，则：电阻，则：可能产生自激振荡可能产生自激振荡自激振荡的判断方法自激振荡的判断方法利利用用负负反反馈馈放放大大电电路路回回路路增增益益的的波波特特图图，分分析析是否同时满足：是否同时满足：f/HZf/HZfofo60402000-90-180 AF产生自激产生自激f/HZf/HZf0f060402000-90-180 AFfcfc不产生自激不产生自激u常用的校正措施常用的校正措施电容校正电容校正 中、低频时，容抗很大，所以这个电容基本不起作用。中、低频时，容抗很大，所以这个电容基本不起作用。高高频频时时，容容抗抗减减小小，使使前前一一级级的的放放大大倍倍数数降降低低，从从而而破破坏自激振荡的条件，使电路稳定工作。坏自激振荡的条件，使电路稳定工作。RC 校正校正 利利用用RC校校正正网网络络代代替替电电容容校校正正网网络络，将将使使通通频频带带变变窄窄的程度有所改善。的程度有所改善。作作 业业第一次：第一次：P268 1、2、3第二次：第二次：P269 4、5、8