模电负反馈放大电路课件.ppt

1半导体器件2放大器分析基础3频率响应4低频功率放大器5负反馈放大电路6集成运算放大器7集成运算放大器的应用8直流电源 电路仿真 课程内容 56学时3 5学分 本章主要内容 定义 反馈 瞬时极性法 正反馈与负反馈 直流反馈与交流反馈 电压反馈与电流反馈 串联反馈与并联反馈 反馈电路的增益 深度负反馈原理 交流负反馈的四种基本组态及其动态分析 负反馈四种组态对放大电路性能的影响方法 判断电路中是否引入了反馈及反馈的性质根据需要在放大电路中引入合适的交流负反馈估算深度负反馈条件下的放大倍数 第5章负反馈放大电路5 1反馈的基础知识5 2负反馈对放大电路性能的影响5 3深度复反馈电路的指标估算5 4负反馈放大电路的自激振荡 5 1反馈的基础知识 反馈 在电子电路中 输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路 进而影响其输入量的措施 基本放大电路反馈网络加法器 输入量输出量Xi XoXoXfXi XfXi 判断是否存在反馈有反馈通路影响净输入量 反馈至输入端不能接地 反馈的分类及其判断方法 正反馈 使放大电路净输入量增大负反馈 使放大电路净输入量减小瞬时极性法规定输入信号对地的瞬时极性逐级判断电流流向和电位极性从而得到输出信号的极性判断反馈信号的极性 负反馈 if 负反馈 正反馈 反馈的分类及其判断方法 直流反馈 反馈量只含有直流量 稳定静态工作点交流反馈 反馈量只含有交流量 改善动态指标 直流反馈 交流反馈 反馈的分类及其判断方法 交直流正负反馈判断 瞬时极性法 典型例 交直流负反馈 反馈的分类及其判断方法 负反馈 电压反馈 反馈量取自输出电压放大器 反馈网络 负载在取样端并联令Uo或RL 0 反馈量为0电流反馈 反馈量取自输出电流放大器 反馈网络 负载在取样端串联令Uo或RL 0 反馈量不为0 并联 串联 反馈的分类及其判断方法 串联反馈 反馈量与输入量以电压形式叠加信号源 放大器 反馈网络在比较端串联并联反馈 反馈量与输入量以电流形式叠加信号源 放大器 反馈网络在比较端并联 串联 并联 反馈的分类及其判断方法 简单判别 反馈量与输入量加在同一放大器的同一电极 并联反馈 加在不同的电极 则为串联反馈 反馈电路的增益 1 AF 1 负反馈1 AF 1 Xi Xf Af 1 F 深度负反馈1 AF 1 正反馈1 AF 0 即Af 此时电路产生自激振荡 反馈深度 负反馈放大电路的四种基本组态 电压串联负反馈电压放大 电流串联负反馈电压转换成电流 负反馈放大电路的四种基本组态 电压并联负反馈电流转换成电压 电流并联负反馈电流放大 负反馈放大电路的四种基本组态 电压串联负反馈 电压放大电流串联负反馈 电压转换成电流电压并联负反馈 电流转换成电压电流并联负反馈 电流放大 输出量 输入量 理解课本P149第1段在反馈放大器中 放大器的输出信号有输出电压和输出电流两种形式 被取样的输出信号只是其中之一 电压反馈被取样的是输出电压 电流反馈被取样的是输出电流 另一方面 只要是串联反馈 其反馈信号一定以电压的形式与原始输入电压进行比较 产生净输入电压 反馈电流与原始输入电流并不进行比较 只要是并联反馈 其反馈信号一定以电流的形式与原始输入电流进行比较 产生净输入电流 而反馈电压和原始输入电压并不进行比较 表5 1反馈方式电压串联电压并联电流串联电流并联 反馈电路的判断 正负反馈判断 瞬时极性法电压 电流反馈判断 输出电压短路串联 并联反馈判断 输入信号和反馈信号加何处 P147例5 1 电压并联负反馈交直流反馈均有 反馈电路的判断 正负反馈判断 瞬时极性法电压 电流反馈判断 输出电压短路串联 并联反馈判断 输入信号和反馈信号加何处 P147例5 1 电流串联负反馈交直流反馈均有 P151图5 13 反馈电路的判断 P150图5 12 电压串联负反馈交流反馈 反馈电路的判断简单小结1 瞬时极性法 三极管基极为 则发射极 集电极 以后以此类推 效果检验 反馈回来的信号到基极则效果相加 到发射极则与基极效果相减 2 电压反馈或电流反馈需观察放大器的输出回路 反馈网络的输入端 可设想将输出电压短路 若输出电压短路后反馈信号仍然存在则是电流反馈 否则是电压反馈 3 串联反馈或并联反馈需观察放大器的输入回路 反馈网络的输出端 若反馈网络直接并联在输入端 则为并联反馈 否则是串联反馈 第5章负反馈放大电路5 1反馈的基础知识5 2负反馈对放大电路性能的影响5 3深度复反馈电路的指标估算5 4负反馈放大电路的自激振荡 使放大器的放大倍数下降和稳定性提高深度负反馈时 Af 1 F 几乎仅取决于反馈网络 而反馈网络由电阻组成 因而可获得很好的稳定性Af的稳定性是以损失放大倍数为代价的稳定被取样的输出信号电压负反馈 稳定输出电压Uo电流负反馈 稳定输出电流Io 5 2负反馈对放大电路性能的影响 对输入电阻 输出电阻的影响串联负反馈使输入电阻提高并联负反馈使输入电阻减小电压负反馈使输出电阻减小电流负反馈使输出电阻增大减小非线性失真和抑制干扰 噪声展宽通频带 5 2负反馈对放大电路性能的影响 第5章负反馈放大电路5 1反馈的基础知识5 2负反馈对放大电路性能的影响5 3深度复反馈电路的指标估算5 4负反馈放大电路的自激振荡 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 5 3深度负反馈放大电路的指标估算 点击跳过运放举例 电压串联负反馈 电流串联负反馈 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 电压并联负反馈 电流并联负反馈 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 1 判断电路中引入的反馈性质 2 已知集成运放为理想运放 R1 10k R2 100k RL 5k R3 2k 求电压放大倍数Ausf 电流串联负反馈 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 电流串联负反馈 P161例5 5 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 判断反馈性质 并估算闭环电压增益 电流串联负反馈 P161例5 5 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 判断反馈性质 并估算闭环电压增益 电压并联负反馈 判断反馈性质 并估算闭环电压增益 P162例5 6 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 电压串联负反馈 P163例5 7 判断反馈性质 并估算闭环电压增益 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 电流串联负反馈 P163例5 8 判断反馈性质 并估算闭环电压增益 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 Uf If Ie3 Ui Uf IfRe1 Uo IC3RL 电压并联负反馈 P164例5 9 判断反馈性质 并估算闭环电压增益 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 If Ii If US RS Uo IfRf 电流并联负反馈 P165例5 10 判断反馈性质 并估算闭环电压增益 深度负反馈 1 AF 1 Af 1 F深度串联负反馈 Ui Uf Xi 0深度并联负反馈 Ii If Ii 0 第5章负反馈放大电路5 1反馈的基础知识5 2负反馈对放大电路性能的影响5 3深度复反馈电路的指标估算5 4负反馈放大电路的自激振荡 自激振荡现象 在不加任何输入信号的情况下 放大电路仍会产生一定频率的信号输出 自激振荡条件 自激振荡 反馈深度 即 得自激振荡条件 幅值条件 相位条件 环路附加相移 注 输入端求和的相位 1 不包含在内 闭环增益 自激振荡条件 幅值条件 相位条件 附加相移 注 输入端求和的相位 1 不包含在内 相位条件是整个环路相移不含减法器当反馈网络是纯电阻网络时 反馈网络没有相移 放大倍数也小于等于1 在此条件下 单级负反馈放大电路最大相移不可能超过90 因而不会产生自激振荡 是稳定的 两级反馈电路也不会产生自激 因为当附加相移为 180 时 相应的 AF 小于1 振幅条件不满足 而当出现三级以上反馈电路时 则容易产生自激振荡 故在深度负反馈时 必需采取措施破坏其自激条件 自激振荡条件 幅值条件 相位条件 附加相移 注 输入端求和的相位 1 不包含在内 自激振荡的判断方法判断方法是 首先看相位条件 只有相位条件满足了 绝大多数情况下 只要 AF 1 放大器将产生自激 如果相位条件不满足 则肯定不产生自激 幅值条件 相位条件 附加相移 注 输入端求和的相位 1 不包含在内 增益裕度 相位裕度 消除自激方法 破坏自激振荡条件减少反馈系数或反馈深度加校正电路 本章小结 反馈在电子电路中 将输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路 用来影响其输入量的措施称为反馈 交流负反馈有四种组态 电压串联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈反馈电路的增益负反馈放大电路放大倍数的一般表达式为Af A 1 AF 深度负反馈 1 AF 1 Xi 0 Af 1 F引入深度串联负反馈 Ui Uf引入深度并联负反馈 Ii If交流负反馈对放大电路性能的影响使放大器的放大倍数下降和稳定性提高对输入电阻 输出电阻的影响串联负反馈使输入电阻提高 并联负反馈使输入电阻减小 电压负反馈使输出电阻减小 电流负反馈使输出电阻增大减小非线性失真和抑制干扰 噪声展宽通频带 Q A问题 练习及解答