chap03放大电路中的负反馈

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,(3-,*,),电子技术,第三章,放大电路中的负反响,模拟电路局部,1,第三章 放大电路中的负反响,3.1 负反响的概念,3.2 负反响的类型及分析方法,3.3 负反响对放大电路的影响,2,3.1 负反响的概念,但凡将放大电路输出端的信号电压或电流的一局部或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反响。,假设引回的信号削弱了输入信号，就称为负反响。假设引回的信号增强了输入信号，就称为正反响。,这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反响，就要判断反响信号与输入信号的相位关系，同相是正反响，反相是负反响。,3,放大器,输出,输入,取+加强输入信号 正反响 用于振荡器,取-削弱输入信号 负反响 用于放大器,开环,闭环,负反响的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。,反馈网络,叠加,反馈信号,实际被放大信号,反响框图：,4,反响电路的三个环节：,放大：,反馈：,叠加：,负反响框图：,基本放大,电路,A,o,反馈回路,F,+,输出信号,输入信号,反响信号,差值信号,5,基本放大,电路,A,o,反馈回路,F,+,开环放大倍数,闭环放大倍数,反响系数,6,负反响放大器的一般关系：,基本放大,电路,A,o,反馈回路,F,+,反馈深度,定义：,7,负反响放大器的闭环放大倍数,当,A,o,很大时，,A,o,F,1：,结论：当 Ao 很大时，负反响放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反响网络有关。即负反响可以稳定放大倍数。,8,u,f,u,d,例：,Rf、RE1组成反响网络，反响系数：,+,C,1,R,B,1,R,C,1,R,B,21,R,B,22,R,C,2,R,E,2,R,E,1,C,E,C,3,C,2,+E,C,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,9,3.2 负反响的类型及分析方法,3.2.1 负反响的类型,一、电压反响和电流反响,电压反响：反响信号取自输出电压信号。,电流反响：反响信号取自输出电流信号。,电压负反响：可以稳定输出电压、减小输出电阻。,电流负反响：可以稳定输出电流、增大输出电阻。,根据反响所采样的信号不同，可以分为电压反响和电流反响。,10,R,L,u,o,R,L,u,o,电压反响采样的两种形式：,采样电阻很大,11,电流反响采样的两种形式：,R,L,i,o,i,E,R,L,i,o,i,E,R,f,采样电阻很小,12,根据反响信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反响和并联反响。,串联反响：反响信号与输入信号串联，即反响电压信号与输入信号电压比较。,并联反响：反响信号与输入信号并联，即反响信号电流与输入信号电流比较。,串联反响使电路的输入电阻增大；,并联反响使电路的输入电阻减小。,二、串联反响和并联反响,13,i,i,f,i,b,i,b,=i-i,f,并联反响,u,f,u,i,u,be,u,be,=u,i,-u,f,串联反响,14,三、交流反响与直流反响,交流反响：反响只对交流信号起作用。,直流反响：反响只对直流起作用。,假设在反响网络中串接隔直电容，那么可以隔断直流，此时反响只对交流起作用。,在起反响作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。,有的反响只对交流信号起作用；有的反响只对直流信号起作用；有的反响对交、直流信号均起作用。,15,增加隔直电容C后，Rf只对交流起反响作用。,注：本电路中,C,1,、,C,2,也起到隔直作用。,+,C,1,R,B,1,R,C,1,R,B,21,R,B,22,R,C,2,R,E,2,C,E,C,3,C,2,+E,C,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,R,E,1,C,16,增加旁路电容C后，Rf只对直流起反响作用。,C,+,C,1,R,B,1,R,C,1,R,B,21,R,B,22,R,C,2,R,E,2,C,E,C,3,C,2,+E,C,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,R,E,1,17,负反响,交流反响,直流反响,电压串联负反响,电压并联负反响,电流串联负反响,电流并联负反响,稳定静态工作点,负反响的分类小结,18,3.2.2 负反响的分析方法,分析步骤：,3.是否负反响？,4.是负反响！那么是何种类型的负反响？判断反响的组态,1.找出反响网络电阻。,2.是交流反响还是直流反响？,一、反响类型的判断,19,电压反响与电流反响判别方法：,电压反响一般从后级放大器的集电极采样。,电流反响一般从后级放大器的发射极采样。,并联反响与串联反响判别方法：,并联反响的反响信号接于晶体管基极。,串联反响的反响信号接于晶体管发射极。,注意：直流反响中，输出电压指UCE，输出电流指IE或IE。,20,判断负反响的方法瞬时极性法,假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反响、比较、放大后，再回到输出端，假设输出信号与原输出信号的变化极性相反，那么为负反响。反之为正反响。,如果是电压反响，那么要从输出电压的微小变化开始。如果是电流反响，那么要从输出电流的微小变化开始。,判断时在输入端也要反映出反响信号与输入信号的比较关系。,21,例1：判断Rf是否负反响，假设是，判断反响的组态。,u,o,u,f,u,be,=u,i,-u,f,u,c,1,u,b,2,u,c,2,u,o,u,f,u,be,u,c,1,u,b,2,u,c,2,+,C,1,R,B,1,R,C,1,R,B,21,R,B,22,R,C2,R,E,2,R,E,1,C,E,C,3,C,2,+E,C,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,此电路是电压串联负反响，对直流不起作用。,22,分析中用到了三极管的集电极与基极相位相反这一性质。,+,C,1,R,B,1,R,C,1,R,B,21,R,B,22,R,C,2,R,E,2,R,E,1,C,E,C,3,C,2,+E,C,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,u,be,u,be,23,这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。,分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并且注意符号的使用规那么。,如果反响对交直流均起作用，可以用全量。,当为交流反响时，瞬时极性法所判断的也是相位的关系。电路中两个信号的相位不是同相就是反相，因此假设两个信号都上升，它们一定同相；假设另一个信号下降而另一个上升，它们一定反相。,24,例2：判断Rf是否负反响，假设是，判断反响的组态。,+U,CC,R,C,C,2,C,1,R,f,u,i,u,o,i,i,b,i,f,电压反馈,并联反馈,u,o,i,f,i,b,=i+i,f,u,o,此电路是电压并联负反响，对直流也起作用。,25,+U,CC,R,C,C,2,C,1,R,f,u,i,u,o,i,i,b,i,f,问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在反响回路加隔直电容？,不能！,R,f,为三极管提供静态电流！,Rf 的作用：,1.提供静态工作点。,2.直流负反响，稳定静态工作点。,3.交流负反响，稳定放大倍数。,26,例3：判断Rf是否负反响，假设是，判断反响的组态。,电流反馈,并联反馈,i,E,2,u,F,i,F,i,B,u,C,1,u,B,2,u,C,1,u,B,2,i,B,2,i,E,2,u,o,u,i,i,i,B,i,F,u,F,R,E,2,R,f,R,E,1,R,C,1,R,C,2,+U,CC,i,E,2,27,例4：判断Rf是否负反响，假设是，判断反响的组态。,电流并联负反响。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。,u,o,u,i,i,i,B,i,F,u,F,R,E,2,R,f,R,E,1,R,C,1,R,C,2,+U,CC,i,E,2,u,C,1,u,B,2,28,例5：判断如图电路中RE1、RE2的负反响作用。,R,C,R,B,1,R,B,2,R,E,1,R,E,2,C,E,C,2,C,1,+U,CC,u,o,u,i,u,be,i,e,电流串联反馈,R,E,2,对交流反馈不起作用,1.对交流信号：,i,e,u,e,u,be,=,u,i,-,u,e,i,b,i,e,RE1：电流串联负反响。,29,2.对直流信号：,RE1、RE2对直流均起作用，通过反响稳定静态工作点。,反响过程：,I,E,R,C,R,B,1,R,B,2,R,E,1,R,E,2,C,E,C,2,C,1,+U,CC,u,o,u,i,U,BE,I,E,U,B,U,E,U,E,=,I,E,(,R,E,1,+,R,E,2,),U,BE,=,U,B,U,E,I,B,I,E,30,例6：判断如图电路中RE3的负反响作用。,+U,CC,T,1,T,2,T,3,R,B,1,R,C,1,R,B,2,R,C,2,R,B,3,R,C,3,R,E,3,u,i,u,be,1,u,f,i,e,3,i,e,3,u,f,u,be,1,=u,i,u,f,u,c,1,u,c,2,i,b,3,i,e,3,电流串联负反响，对直流不起作用。,31,二、负反响放大电路的放大倍数,方法一：当电路比较简单时，可直接用微变等效电路分析。,R,C,R,B,1,R,B,2,R,E,1,R,E,2,C,E,C,2,C,1,+U,CC,u,o,u,i,U,BE,I,E,U,B,U,E,例：,32,放大倍数稳定性的比较：,=60时,A,o,=-93,=50时,A,o,=-77,=60时,A,F,=-19.4,=50时,A,F,=-18.6,无负反馈时：,有负反馈时：,R,B,1,=100k,R,B,2,=33k,R,E,=2.4k,R,E,1,=100,R,C,=5k,R,L,=5k,=60,E,C,=15V,r,be,=1.62,k,33,性能比较：,结论:,(1)输入电阻提高了。,(2)放大倍数减小了，但稳定了，即受晶体管的影响减小。,无,R,F,有,R,F,放大倍数 -93 -19.4,输入电阻 1.52k,5.9k,输出电阻 5 k,5 k,R,B,1,=100k,R,B,2,=33k,R,E,=2.4k,R,E,1,=100,R,C,=5k,R,L,=5k,=60,E,C,=15V,r,be,=1.62,k,34,方法二：从负反响电路的闭环放大倍数的公式出发。,先计算,A,o,和,F,。,计算,A,F,。,R,C,R,B,1,R,B,2,R,E,1,R,E,2,C,E,C,2,C,1,+U,CC,u,o,u,i,U,BE,I,E,U,B,U,E,例：,35,F,-0.1/(5/5)=-0.04,R,B,1,=100k,R,B,2,=33k,R,E,=2.4k,R,E,1,=100,R,C,=5k,R,L,=5k,=60,E,C,=15V,r,be,=1.62,k,与方法一的计算结果基本相同。,36,方法三：,放大倍数的近似计算。,R,C,R,B,1,R,B,2,R,E,1,R,E,2,C,E,C,2,C,1,+U,CC,u,o,u,i,U,BE,I,E,U,B,U,E,例1：,假设1+RF rbe,那么,与方法一比较：,在深度负反响下，两种方法结果一致。,37,R,B,+E,C,C,1,C,2,R,E,R,L,u,i,u,o,例2：,射极跟随器,性能：,1放大倍数 1,2输入电阻大,3输出电阻小,反响形式：电压串联负反响,38,放大倍数的近似计算：,假设 1+RL rbe,那么AF 1,因为,u,f,=,u,o,，所以,F,=,u,f,/,u,o,=1,（1）用公式：,（2）用反馈放大器,进行计算：,A,F,=,1/,F,1,39,3.3 负反响对放大电路的影响,基本放大,电路,A,o,反馈回电路,F,+,反响电路的根本方程,40,一、对放大倍数的影响,A,o,开环放大倍数,A,F,闭环放大倍数,反馈深度,定义：,41,同相，所以,则有：,负反响使放大倍数下降。,引入负反响使电路的稳定性提高。,(2),中，,(1),(3)若,称为深度负反馈，此时,在深度负反响的情况下，放大倍数只与反响网络有关。,42,二、改善波形的失真,A,o,u,i,u,o,加反响前,