放大电路中的反馈反馈概念与判断

,*,模拟电子技术基础,北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,主讲：赵建辉,第六章 放大电路中的反馈(1.),6.1 反馈的基本概念及判断方法,6.2 负反馈放大电路的四种组态,6.3 负反馈放大电路方块图与表达式,6.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析,6.5 负反馈对放大电路性能的影响,6.6 负反馈放大电路的稳定性,6.7 放大电路中其它形式的反馈,第6章 放大电路中的反馈,本节课,内容,6.放大电路中的反馈,重点,：反馈组态判断,难点,：1.四种反馈组态正确判断（BJT/IC）,2.反馈概念的建立,3.负反馈的作用,本节重点难点,问题提出,1.什么是反馈?为什么要反馈?,2.反馈有那几种形式（正/负,交流/直流）？,3.为何要引入深度负反馈？,4.负反馈如何改善放大电路的性能？,5.什么是放大电路的自激,如何消除？,6.1 反馈的基本概念与判断方法,放大电路中引入,反馈,的意义(为何要反馈)?,-实际放大电路中,几乎都,引入反馈,以期,改善,放大电路的,某些性能,。,什么是,反馈,?,通过输出,影响输入。以改善系统某些性能。也称,回馈/回授,。,如：情绪调节;,行政管理/商业/经济政策调节。,控制系统的调节（,航天器姿态,)等。,注意：反馈的,实时性,，与,预测调节,（前馈）区别,6.1.1 反馈的基本概念,一.什么是,反馈,(FeedBack)?,那么，什么是电路中的,反馈,?,电路中,将,输出量,(电压/电流)的部分或者全部通过电路形式,作用,到,输入回路,，通过,影响,(增大/减小)输入量(电压或电流)来影响输出量的,措施,。,(1)电路中的,反馈,(FeedBack),反馈放大电路基本,方框图,输出量,输入量,净输入量,反馈量,求和电路,取自输出量,不影响输出,放大器,输出,输入,取+加强输入信号,正反馈,用于振荡器,取-削弱输入信号,负反馈,用于放大器,开环,闭环,负反馈的作用：,稳定静态工作点；稳定放大倍数；改善输入电阻和输出电阻；扩展通频带，改善输出信号波形。,反馈网络,叠加,反馈信号,实际被放大信号,(2)反馈电路,框图,表示,分压式偏置共射放大电路(Re稳定工作点Q),如：电流反馈稳定工作点Q电路（Re的作用）,(,航天温度环境,),问题:,如何使,交流信号不反馈?,正反馈使放大电路,净输入,量/,输出,变化,量,增大,。,负反馈,使放大电路,净输入,量/,输出,变化,量,减小,。,二.反馈的极性,正反馈,与,负反馈,如：Re电流反馈稳定工作点电路：,温度升高，Ic有增大趋势，通过Re反馈，使得：,输入,量：,U,be,减小。,输出,变化,量,Ic,/,|,I,c,|减小（直流/交流）。,说明引入：,负,反馈。,直流反馈反馈量中,只,含有,直流量,（直流通路）。,只有,直流量,参与反馈。,交流反馈反馈量中,只,含有,交流量,（交流通路）。,只有,交流量,参与反馈。,注意,：也可能,同时,含有,交、直流,反馈。,直流/交流反馈并,不是,根据,输入信号类别,区分！,三.,直流反馈,与,交流反馈,如：Re+Ce 电流反馈电路（）,直流,负,反馈：稳定工作点Q。,交流,负,反馈：,改善,放大电流性能（,研究重点,）。,判断内容：,1 反馈的,有无,2 反馈的,极性,（正/负）,3 反馈的,类型,（交流/直流）,4,交流负反馈的,组态,（电压/电流/串联/并联）,正确判断,是,分析,反馈放大电路的,基础,！,6.1.2 反馈的判断,判据：是否存在,真正,的,反馈回路,/反馈是否,作用。,一.反馈的,有/无,判断,（a）,无,反馈,输出不影响输入,（b）,有,反馈,输出影响输入,（c）,无,反馈,输出不影响输入,判据：,瞬时极性法,。,二.反馈,极性,（正/负）的判断,（a）,净输入,减小,u,D,=u,P,-u,N,负,反馈,（c）,净输入,减小,i,N,=i,I,-i,F,负,反馈,（b）,净输入,增大,u,D,=u,P,-u,N,正,反馈,判断R,f,是否有反馈，若是，判断反馈的,极性（图）,。,+,C,1,R,B1,R,C1,R,B21,R,B22,R,C2,R,E2,R,E1,C,E,C,3,C,2,+U,CC,u,o,u,i,+,T,1,T,2,R,f,净输入电压,减小,，电压串联,交流,负反馈,判据：根据,反馈通路,判断。,三.直流反馈与交流反馈的判断,（a）,反馈电路,（只对,直流,反馈）,（c）,交流通路,无反馈,（b）,直流通路,负反馈,直流反馈,与,交流反馈,的判断,（a）,直流,反馈,（旁路电容,交流短路,）,（v）,交流,反馈,(串联,隔直,电容),例：6.1.1 是否引入反馈/极性/类型？,R4在,两级,中引入直流/交流,负,反馈,R3在,后级,引入交流/直流负反馈（局部反馈）,分立放大电路反馈类型判断,R,C,R,B1,R,B2,R,E1,R,E2,C,E,C,2,C,1,+U,CC,u,o,u,i,+,+,Re1：,交流/直流,负反馈,Re2：,直流,负反馈,未参与交流反馈,Re1+Re2:,直流,负反馈,6.2 负反馈放大电路的组态,负反馈,放大电路的作用：,稳定输出,u,o,u,N,u,D,=u,I,-u,f,u,o,R,L,变化,负反馈,放大电路概述：,1.交流负反馈,提高,放大电路输入/输出,稳定比例关系,。,(,抑制,外界因素干扰),2.反馈是对输出的,取样,。,3.,负反馈,本质是输入与反馈量,相减,，通过调整,净输入,来调整输出。,负反馈的,分类方法,：,输出看：反馈量取自输出,电压,还是,电流,输入看：电压叠加（,串联,）还是电流叠加（,并联,）,6.2.1 负反馈放大电路,分析要点,负反馈,交流负反馈,直流负反馈,电压串联,负反馈,电压并联,负反馈,电流串联,负反馈,电流并联,负反馈,稳定静态工作点Q,负反馈的分类：组态,用于,改善,放大电路,性能,6.2.2 四种负反馈,组态,一.,电压串联,负反馈,电压串联,负反馈特点:,输出,u,o,决定于反馈网络（R1/R2），与负载(R,L,)无关。（电路近似为：,电压控制,电压源,，Ro=0,）,二.,电流串联,负反馈,电流串联,负反馈特点:,输出,i,o,决定于外部电阻（R1），与负载(RL)无关。（电路近似为：,电压控制,电流源,，Ro=,）,三.,电压并联,负反馈,电压并联,负反馈特点:,输出,u,o,决定于外部电阻（R），与负载(RL)无关。（电路近似为：,电流控制,电压源,，Ro=0,）,四.,电流并联,负反馈,电流串联,负反馈特点:,输出,i,o,决定于外部电阻（R1/R2），与负载(RL)无关。（电路近似为：,电流控制的,电流源,，Ro=,）,小结,：采取,何种,反馈？,决定于,输出稳定目的,和,输入结构,电压串联,负反馈：,（稳定电压/输入恒压源）,电流串联,负反馈:,（稳定电流/输入恒流源）,电压并联,负反馈:,（稳定电压/输入恒流源）,电流并联,负反馈:,（稳定电流/输入恒流源）,6.2.3,反馈组态,的判断,（1）设计角度：根据,稳定目的,需求选取,（2）分析角度：,如何分析,设计者目的？,一.,电压,负反馈与,电流,负反馈的判断,判据：,输出短路法,令,输出电压,u,o,为零(,负载RL短路,),如果,不,存在,输出引起,的反馈量，为,电压,反馈。,如果,还,存在,输出引起,的反馈量，为,电流,反馈。,交流,电压,负反馈,交流,电流,负反馈,i,f,=0,i,f,0,输出引起,输入引起不算,！,二.,串联,负反馈与,并联,负反馈的判断,判据：,取决于输入回路与反馈回路的,连接（叠加）,方式。,串联反馈,：输入,电压,与反馈,电压,求差。,并联反馈,：输入,电流,与反馈,电流,求差。,串联,负反馈（,电压,叠加）,并联,负反馈（,电流,叠加）,小结,：,反馈组态,：取决于,输出采样,和,输入叠加,方式。,电压,负反馈：负载R,L,与,电压取样,并联（,R,L,短路，uo=0，反馈消失,）,电流,负反馈：负载R,L,与,电流取样,串联,（,R,L,短路,uo0,反馈存在,）,串联,负反馈：输入电压与反馈,电压串联,（,不同,输入端口叠加）,电流,负反馈：输入电流与反馈,电流并联,（,同一,输入端口叠加）,不同端口：如运放,正/负,输入端口，负载RL两端;,三极管共射,(b/e),或者,(c/e),两端口,一般性：,三极管,共射,接法：b极输入，c极输出电压。,c极取样为电压反馈，e极取样为电流反馈。,反馈至b为并联反馈，反馈至e为串联反馈。(Re),常见,负,反馈组态,判断方法,:(,直观判断,详细验证),集成运放,:,同端取样:电压反馈(负载RL同端),异端取样:电流反馈(负载RL异端),同端输入:并联反馈(运放输入同端),异端输入:串联反馈(运放输入异端),分立放大,(三极管b极输入为例):,同端取样:电压反馈,(C/E同端),异端取样:电流反馈,(C/E异端),同端输入:并联反馈,(B/E同端,或者,双端输入同端),异端输入:串联反馈,(B/E同端,或者,双端输入异端),例：6.2.1 反馈判断,R2：反馈回路,瞬时极性法：R1上获得反馈电压,负,反馈,R,L,短路，,i,o存在，反馈电压存在,电流,反馈,输入,电压,在两端叠加,串联,反馈,结论：,电流串联负反馈（对直流也作用）,例：6.2.2 反馈判断,R4：反馈回路，反馈到T2输入端,瞬时极性：T2输入获得反馈电压升高,负,反馈,RL短路，,i,o存在，反馈电压存在,电压,反馈,输入电压在,两端叠加,串联,反馈,结论：,电压串联负反馈,（对直流也作用）,例,：,判断,R,f,是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,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,交流电压串联负反馈,，对直流不起作用（C3隔直）。,注意：,这里分析的是,交流信号,，不要与,直流信号,混淆。,如果反馈对,交/直流,均起反馈作用，可以用全量。,集电极C与基极B相位相反（180度）。,例,：判断,R,f,是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,+U,CC,R,C,C,2,C,1,R,f,u,i,u,o,i,i,b,i,f,电压取样,电压,反馈,电流叠加,并联,反馈,u,o,i,f,i,b,=i+i,f,u,o,此电路是,电压并联负反馈,，对,直流,也起作用。,+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？能否在反馈回路加,隔直,电容？,不能！,R,f,为提供静态电流，否则无法提供Q点！,R,f,的作用：,1.提供静态工作点Q,2.,直流负反馈,，稳定静态工作点。,3.,交流负反馈,，稳定放大倍数。,例,：判断,R,f,是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,电流并联负反馈,。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。同时Re1局部直流(,电流串联,)负反馈稳定,前级,工作点,对前级交流不反馈。,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,电流取样,电流,反馈,电流叠加,并联,反馈,例,：判断如图电路中,R,E,1,、,R,E,2,的负反馈作用。,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,R,E,1,：,电流串联,负反馈（,交流/直流,均作用）。,R,E,2,：,电流串联,负反馈（只对,直流,起作用）。,例