项目2音频功率放大器的制作(负反馈new1).ppt

项目2音频功率放大器的制作 许多电子产品都要用到音频功率放大器 诸如音响 电视机 收音机等 均要求放大电路的末级有足够的功率去推动扬声器 喇叭 音圈振动发出声音 这种用于向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路 简称功放 音频功率放大器的作用是将微弱的声音电信号放大为功率或幅度足够大 且与原来信号变化规律一致的信号 即进行不失真的放大 2 2020 1 29 音频放大电路认识 扬声器负载 输入信号源 音频放大电路的组成 为放大器提供能量的直流电源 话筒送来的微弱音频信号 实物演示 3 2020 1 29 扩音机放大部分电路原理图 4 2020 1 29 内容提要 5 2020 1 29 模块2负反馈在放大电路的应用 任务1反馈电路的认识 任务2反馈电路的判别 任务3负反馈电路的应用 任务4负反馈对放大电路性能的影响 6 2020 1 29 1 掌握反馈的概念 类型及其特点 2 能理解负反馈的概念及特点 并掌握判断负反馈放大电路类型的方法 3 了解负反馈对放大电路性能的影响 模块2负反馈在放大电路中的应用 任务目标 7 2020 1 29 任务1反馈放大电路的认识知识1反馈的基本概念 反馈 在电子系统中 把放大电路输出回路中某一电量 电压或电流 的部分或全部送回到放大电路的输入端 用来影响输入量 A 无反馈时的放大倍数F 反馈网络的反馈系数Xi 放大电路的输入信号Xid 净输入信号Xf 反馈信号Xo 输出信号 图1反馈放大电路的一般方框图 反馈元件 反馈电路中 既与输入回路相连 又与输出回路相连 与反馈支路相连且对反馈信号的大小产生影响的元件 8 2020 1 29 2 反馈放大电路的一般表达式基本放大电路 无反馈 放大倍数 开环 反馈网络的反馈系数反馈放大电路放大倍数 闭环 基本放大电路净输入信号闭环放大电路放大倍数 增益 一般表达式 9 2020 1 29 3 关于反馈深度的讨论 一般负反馈 称为反馈深度 深度负反馈 正反馈 自激振荡 10 2020 1 29 直流反馈 若电路将直流量反馈到输入回路 则称直流反馈 1 直流反馈与交流反馈 直流反馈 电路中引入直流反馈的目的 一般是为了稳定静态工作点Q 交流反馈 若电路将交流量反馈到输入回路 则称交流反馈 如去掉电容Ce 交流反馈 交流反馈 影响电路的交流工作性能 任务2反馈电路的判别 11 2020 1 29 判定方法 在直流通路中 如果反馈回路存在 即为直流反馈 在交流通路中 如果反馈回路存在 即为交流反馈 如果在直 交流通路中 反馈回路都存在 即为交 直流反馈 图直流 交流反馈的判断 12 2020 1 29 解 根据反馈到输入端的信号是交流 还是直流 或同时存在 来进行判别 例 判断下图中有哪些反馈回路 是交流反馈还是直流反馈 交 直流反馈 13 2020 1 29 例 基本放大器 无反馈 净输入量Vbe Vi 电压放大倍数为 2 负反馈与正反馈 负反馈 输入量不变时 引入反馈后使净输入量减小 放大倍数减小 引入反馈后 净输入量Vbe Vi Vf 电压放大倍数为 可见 净输入量减小 放大倍数减小 所以是负反馈 正反馈 输入量不变时 引入反馈后使净输入量增加 放大倍数增加 14 2020 1 29 判定方法 先假定外加输入信号电压ui处于某一瞬时极性 如用 号 按照信号单向传输的方向 同时根据放大电路基射同相 基集反相的原则 判断出反馈信号Uf的瞬时极性 当输入信号ui和反馈信号uf在相同端点时 两者为同极性 为正反馈 二者极性相反 为负反馈 当输入信号ui和反馈信号uf不在相同端点 两者同极性 为负反馈 二者极性相反 为正反馈 电压瞬时极性法 图2反馈极性的判断 15 2020 1 29 反馈放大电路由单级运算放大器构成时 反馈信号送回到反相输入端的 为负反馈 反馈信号送回到同相输入端的 为正反馈 图3反馈极性的判断 16 2020 1 29 例4 1判别正负反馈 反馈极性 例1判别正负反馈 反馈极性 17 2020 1 29 3 电压反馈和电流反馈电压反馈反馈信号从输出电压uo采样 电流反馈反馈信号从输出电流io采样 图电压反馈和电流反馈 18 2020 1 29 判定方法反馈信号采样点与输出电压在相同端点的是电压反馈 反馈信号采样点与输出电压在不同端点的是电流反馈 图电压与电流反馈的判断 19 2020 1 29 判别电压反馈还是电流反馈 20 2020 1 29 4 串联反馈和并联反馈串联反馈反馈信号Xf与输入信号Xi在输入回路中以电压的形式相加减 并联反馈反馈信号Xf与输入信号Xi在输入回路中以电流的形式相加减 图4 5串联反馈和并联反馈 21 2020 1 29 判定方法输入信号Xi与反馈信号Xf在输入回路的不同端点 则为串联反馈输入信号Xi与反馈信号Xf在输入回路的相同端点 则为并联反馈 图4 6串联与并联反馈的判断 22 2020 1 29 判别串联反馈还是并联反馈 23 2020 1 29 任务3负反馈放大电路的应用 负反馈类型有四种组态 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 24 2020 1 29 一 电压串联负反馈采样点和输出电压同端点 为电压反馈 反馈点与输入信号在不同端点 为串联反馈 图电压串联负反馈 电压串联负反馈特点 输出电压稳定 输出电阻减小 输入电阻增大 具有很强带负载能力 25 2020 1 29 电压串联负反馈 26 2020 1 29 二 电压并联负反馈采样点和输出电压在同端点 为电压反馈 反馈点与输入信号在同端点 为并联反馈 图电压并联负反馈 电压并联负反馈特点 输出电压稳定 输出电阻减小 输入电阻减小 27 2020 1 29 电压并联负反馈 28 2020 1 29 三 电流串联负反馈采样点与输出电压在不同端点为电流反馈 反馈点与输入信号在不同端点为串联反馈 图电流串联负反馈 电流串联负反馈特点 输出电流稳定 输出电阻增大 输入电阻增大 29 2020 1 29 电流串联负反馈 30 2020 1 29 四 电流并联负反馈采样点与输出电压不同一端点的为电流反馈 反馈点与输入信号在同一端点的为并联反馈 电流并联负反馈的特点 输出电流稳定 输出电阻增大 输入电阻减小 图电流并联负反馈 31 2020 1 29 电流并联负反馈 32 2020 1 29 例题5 试判断下列电路中的反馈组态 解 电压串联负反馈 a 33 2020 1 29 例试根据要求正确引入负反馈 1 如果要稳定各级静态工作点 如何引反馈 2 如果要提高电路的输入电阻 如何引反馈 引入的反馈为何种类型 3 如果要稳定输出电压 减小输出电阻 应该如何引入反馈 引入的反馈为何种组态 4 如果要稳定输出电流 如何引入反馈 34 2020 1 29 例题 回答下列问题 1 若要实现串联电压反馈 Rf应接向何处 2 要实现串联电压负反馈 运放的输入端极性如何确定 35 2020 1 29 任务4负反馈对放大电路性能的影响 任务目标 会判别反馈类型 能通过测试负反馈电路 明白负反馈对放大电路性能的影响 能根据不同用途 选用不同的负反馈电路 36 2020 1 29 做一做 负反馈放大器的测试 实验步骤 1 静态工作点的测试 使us 0 调节RP 使UCEQ 3V 测试出UBEQ 计算出ICQ 填入下表 37 2020 1 29 2 测试动态指标 使us 50mV f 1KHZ 加入电路 测试us uo 断开RL后 再测试uo 38 2020 1 29 1 这个电路中有无反馈 为何种反馈 2 此反馈的作用是什么 对哪些性能有影响 想一想 39 2020 1 29 电路中引入负反馈后其电压放大倍数下降 但放大电路的其他性能得到改善 1 提高放大倍数的稳定性闭环放大电路增益的相对变化量是开环放大电路增益相对变化量的 1 AF 分之一 即 40 2020 1 29 2 减小环路内的非线性失真 引入负反馈 反馈回的信号同输出信号的波形一样 使净输入信号Xid Xi Xf 的波形正半周幅度变小 而负半周幅度变大 经基本放大电路放大后 输出信号趋于正 负半周对称的正弦波 从而减小了非线性失真 引入负反馈减小失真 41 2020 1 29 3 抑制环路内的噪声和干扰在反馈环内 放大电路本身产生的噪声和干扰信号 可以通过负反馈进行抑制 其原理与减小非线性失真的原理相同 但对反馈环外的噪声和干扰信号 引入负反馈也无能为力 42 2020 1 29 4 扩展频带BWf 1 AF BW 放大器引入负反馈以后 其下限频率降低 上限频率升高 通频带变宽 多级放大电路中 级数越多 增益越大 频带越窄 图4 12负反馈扩展频带 43 2020 1 29 5 改变输入和输出电阻 1 负反馈对放大电路输入电阻的影响串联负反馈使放大电路的输入电阻增大 并联负反馈使输入电阻减小 2 负反馈对放大电路输出电阻的影响电压负反馈使放大电路的输出电阻减小 电流负反馈使输出电阻增大 44 2020 1 29 放大电路引入负反馈的一般原则 1 稳定放大电路的静态工作点Q 引入直流负反馈 2 改善放大电路的动态性能 如增益的稳定性 稳定输出量 减小失真 扩展频带等 引入交流负反馈 3 稳定输出电压 减小输出电阻 提高电路的带负载能力 引入电压负反馈 4 稳定输出电流 增大输出电阻 引入电流负反馈 5 提高电路的输入电阻 减小电路向信号源索取的电流 引入串联负反馈 6 要减小电路的输入电阻 应该引入并联负反馈