《放大电路的反馈》PPT课件

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1、放大电路中的反馈1 1反馈的概念反馈的概念2 2反馈极性的判断反馈极性的判断3 3反馈的组态反馈的组态4 4反馈对电路的影响反馈对电路的影响反馈的概念（1）反馈是指将系统中的反馈是指将系统中的输出输出量的一部分或全部，按一定的方量的一部分或全部，按一定的方式引式引回回到系统的输入端，从而影响原系统的输入量的过程。到系统的输入端，从而影响原系统的输入量的过程。反馈结构示意框图反馈结构示意框图AXiXoFXfXid不含不含反馈反馈放大放大反馈反馈网络网络输入输入输出输出反馈反馈信号信号净输入净输入信号信号反馈基本关系反馈基本关系1、开环放大倍数、开环放大倍数AidoXXA 2、反馈系数、反馈系数F

2、ofXXF 3、闭环放大倍数、闭环放大倍数AfiofXXA Xid=Xi-XfidfidofidoiofXXXXXXXXXA 1idoofidoXXXXXX 1AFAAf1反馈的概念（2）反馈的分类反馈的分类交流反馈交流反馈直流反馈直流反馈交直流反馈交直流反馈：只对交流具有反馈作用：只对交流具有反馈作用：只对直流具有反馈作用：只对直流具有反馈作用：对交直流都具有反馈作用：对交直流都具有反馈作用uoBTRCC1u ui i+-C2+-+UCCRb1Rb2RLReCe反馈反馈在哪？在哪？输入输入回路回路输入输入回路回路R Re e与与C Ce e构成反馈网络构成反馈网络该反馈是什该反馈是什么类型？

3、么类型？判断方法判断方法判断在判断在交、直流通路交、直流通路中，中，反馈是否存在反馈是否存在+-uo A AR1ui+-R2C1+-uo A AR1ui+-R2+-uo A AR1ui+-R2直流通路直流通路交流通路交流通路交直流交直流反馈反馈交流反馈交流反馈例例：判断：判断R Rf f反馈类型反馈类型ufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf增加隔直电容增加隔直电容C后，后，Rf只对交流起反馈作用。只对交流起反馈作用。注：本电路中注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。也起到隔直作用。+C1RB1RC1RB21RB2

4、2RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1Cend反馈极性的判断（1）反馈极性反馈极性的分类的分类正反馈正反馈负反馈负反馈：当：当|Af|A|时，称系统引入了正反馈。时，称系统引入了正反馈。：当：当|Af|A|时，称系统引入了负反馈。时，称系统引入了负反馈。反馈极性的判断反馈极性的判断在输入信号在输入信号Xi一定的条件下一定的条件下若若|Af|A|，则必则必|X|Xidid|X|A|，则必则必|X|Xidid|X|Xi i|；正反馈使正反馈使|Xid|增大，负反馈使增大，负反馈使|X|Xidid|减小。减小。我们将采用我们将采用“瞬时电位增量法瞬时电位增量法”来判断反馈的极性

5、。来判断反馈的极性。为此，先介绍为此，先介绍电位增量变化原则电位增量变化原则。反馈极性的判断（2）u电位增量变化原则电位增量变化原则RARBUAUB+-+MNVMVN+UAUB+VNVM+VN=UAVM=UBRARBUAUB+-+P+UAUB+VP+VPRARBUAUB+-+PVPRARB+-+PUAUBVP可计算出可计算出P点增量为点增量为：ABABBBAAPURRRURRRV设设UAUB，则有：，则有：VNVPVM结论结论：两个增量不同的点相联后，该点：两个增量不同的点相联后，该点的增量介于相联前两点的增量之间。的增量介于相联前两点的增量之间。反馈极性的判断（3）u“瞬时电位增量法瞬时电位

6、增量法”判断反馈极性的步判断反馈极性的步骤骤断开反馈网络的输出端断开反馈网络的输出端以图示运算放大器构成的电路为例以图示运算放大器构成的电路为例+-uo A AR1R2ui+-RL反馈在反馈在哪哪 里？里？在放大电路输入端加增量在放大电路输入端加增量u ui i00ab计算断开点处增量的大小计算断开点处增量的大小显然显然b点的增量点的增量Vbui由于运放中有由于运放中有 u0=-Auui，则，则a点的增量点的增量va=u0=-Auui所以所以a、b点联接后该点增量点联接后该点增量V为为vaV0（3）计算断开点处增量）计算断开点处增量V的大小的大小因为因为Vb=0，Va=U0=-Auui所以，所

7、以，VaVVb，即，即Vui即加反馈后即加反馈后Xid增加，所以该反馈为增加，所以该反馈为正反馈正反馈例例：判断：判断R Rf f是否负反馈是否负反馈ufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rfend反馈的组态反馈的组态(topologies)（1 1）AXiXoFXfXid反馈所取反馈所取输出信号输出信号可以是可以是电电压压或或电流电流按所取按所取信号信号电压电压型反馈型反馈电流电流型反馈型反馈反馈在输反馈在输入端的叠入端的叠加信号可加信号可以是以是电压电压或或电流电流按叠加按叠加信号信号串联串联型反馈型反馈并联并联

8、型反馈型反馈-信号以电压形式叠加信号以电压形式叠加-信号以电流形式叠加信号以电流形式叠加反馈的反馈的组态组态电压串联电压串联型反馈型反馈(Series-shunt)电压并联电压并联型反馈型反馈(Shunt-shunt)电流串联电流串联型反馈型反馈(Series-series)电流并联电流并联型反馈型反馈(shunt-Series)反馈的组态（2）四种反馈组态的框图如下所示四种反馈组态的框图如下所示电压串联型电压串联型取输出电压取输出电压为反馈信号为反馈信号 反馈信号在输反馈信号在输入回路中以电压入回路中以电压形式叠加形式叠加X0=U0Ui=Ui-Uf 为加强反馈效为加强反馈效果，信号源内阻果，

9、信号源内阻要尽量小。要尽量小。反馈的组态（3）电压并联型电压并联型取输出电压取输出电压为反馈信号为反馈信号X0=U0 反馈信号在输反馈信号在输入回路中以电流入回路中以电流形式叠加形式叠加Ii=Ii-If 为加强反馈效为加强反馈效果，信号源内阻果，信号源内阻要尽量大。要尽量大。反馈的组态（4）电流串联型电流串联型取输出电流取输出电流为反馈信号为反馈信号X0=I0 反馈信号在输反馈信号在输入回路中以电压入回路中以电压形式叠加形式叠加Ui=Ui-Uf 为加强反馈效为加强反馈效果，信号源内阻果，信号源内阻要尽量小。要尽量小。反馈的组态（5）电流并联型电流并联型取输出电流取输出电流为反馈信号为反馈信号X

10、0=I0 反馈信号在输反馈信号在输入回路中以电流入回路中以电流形式叠加形式叠加Ii=Ii-If 为加强反馈效为加强反馈效果，信号源内阻果，信号源内阻要尽量大。要尽量大。反馈的组态（反馈的组态（6 6）u反馈组态的判断方法反馈组态的判断方法电压反馈与电流电压反馈与电流反馈的判断方法反馈的判断方法-输出短路法输出短路法将输出信号短接将输出信号短接若反馈仍存在，则为电流型反馈若反馈仍存在，则为电流型反馈若反馈消失，则为电压型反馈若反馈消失，则为电压型反馈串联反馈与并联串联反馈与并联反馈的判断方法反馈的判断方法-输入短路法输入短路法将输入信号短接将输入信号短接若反馈信号仍可加入放大器输入若反馈信号仍可

11、加入放大器输入端，则为串联型反馈端，则为串联型反馈若反馈信号被短路线旁路，不能加入若反馈信号被短路线旁路，不能加入放大器输入端，则为并联型反馈放大器输入端，则为并联型反馈反馈的组态（7）u串联并联反馈的简单判断方法串联并联反馈的简单判断方法当当反馈信号与输入信号分别接在输入的两端反馈信号与输入信号分别接在输入的两端，则为串联反馈，则为串联反馈当当反馈信号与输入信号接在输入的同一端反馈信号与输入信号接在输入的同一端，则为并联反馈，则为并联反馈+-uo A AR0Rfui+-RL-+-uo A AR0Rfui+-RL+u0为并联反馈为并联反馈+-uo A AR1Rfui+-RLR2+-uo A A

12、R1Rfui+-RLR2u0+-为串联反馈为串联反馈+-uo A AR0Rfui+-RLR1例例1：判断图示放大电路的反馈组态判断图示放大电路的反馈组态（1）用用“瞬时电位增量法瞬时电位增量法”判断反馈极判断反馈极性性ba因为未加反馈时因为未加反馈时X Xidid的增量的增量x xidid=u ui i加反馈后加反馈后X Xidid的增量的增量x xidid=u ui i-VV1|1+AF|1，所以，所以|A|Af f|A|1|1+AF|1时，称放大电路具有时，称放大电路具有深度负反馈深度负反馈，此时：，此时：FAFAAFAAf11闭环放大倍数与闭环放大倍数与开环放大倍数无开环放大倍数无关关例

13、：例：已知一反馈放大电路已知一反馈放大电路A=10A=104 4，当时，求，当时，求A Af f。解：反馈深度解：反馈深度 1+AF=1+101+AF=1+104 40.01=1010.01=101，则，则01.991011014AFAAf若采用近似关系，有若采用近似关系，有10001.011FAf与精确计算相比，误差为与精确计算相比，误差为1%1%。负反馈对放大电路性能的影响（2）AFAAf122)1()1()1(AFdAdAAFAFAFdAfAdAAFAdAff)1(12 2、提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性在中频条件下，对在中频条件下，对 微分，有微分，有对上式同除对上式同除A

14、Af f，有，有对负反馈电路，因为对负反馈电路，因为|1+AF|1|1+AF|1，所以，所以AdAAdAff结论结论：闭环放大倍：闭环放大倍数的稳定性比开环数的稳定性比开环提高提高|1+AF|1+AF|倍倍例：例：已知放大电路已知放大电路A=100A=100、，如果、，如果A A产生产生30%30%的变化，求的变化，求A Af f的变化率。的变化率。A Af f的变化率为：的变化率为：%5%)30(61)1(1AdAAFAdAff解：解：反馈深度反馈深度 1+AF=1+1000.06=61+AF=1+1000.06=6，则，则AXiXoFXfXidxit0输入正输入正弦信号弦信号输出信号输出信

15、号底部失真底部失真xot0反馈信号反馈信号存在失真存在失真净输入信净输入信号失真号失真0 xidtxft0 xot0输出信输出信号改善号改善3 3、改善输出波形的非线性失真改善输出波形的非线性失真负反馈对放大电路性能的影响（3）负反馈对放大电路性能的影响（4）4 4、展宽放大器的通频带展宽放大器的通频带未加负未加负反馈时反馈时此时此时|dA/A|=加负反加负反馈时馈时因为因为|dAf/Af|rbe,AF 1用反馈放大器用反馈放大器AF 1 F进行计算：进行计算：因为因为uf=uo，所以，所以F=uf/uo=1；AF 1 在两级放大器之间接有负反馈电阻的在两级放大器之间接有负反馈电阻的 放大器放大器(电压串联负反馈电压串联负反馈)ufube+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2Re1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rfui=ube+ufube=ui-uf其中其中uf uo Re1Rf+Re1符合公式：符合公式：fidXXX 放大倍数的近似计算：放大倍数的近似计算：用反馈放大器用反馈放大器AF 1 F进行计算：进行计算：因为因为uf uo Re1Rf+Re1所以所以F=uf/uo=Re1Rf+Re1AF 1 F=Re1Rf+Re1