ch6放大電路中的反饋方框圖表達(dá)式深度負(fù)反饋放大倍數(shù)負(fù)反饋影響.ppt

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時(shí)就有輸出，稱之為自激振蕩,通常所說的負(fù)反饋放大電路是指中頻段的反饋極性；當(dāng)信號(hào)頻率進(jìn)入低頻段或高頻段時(shí),同于附加相移的產(chǎn)生,負(fù)反饋放大電路可能對(duì)某一特定頻率產(chǎn)生正反饋過程,甚至產(chǎn)生自激振蕩。,若,稱為深度負(fù)反饋,結(jié)論：深度負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)主要由反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)決定，能保持穩(wěn)定。,結(jié)論：電路引入深度負(fù)反饋時(shí)(多數(shù)負(fù)反饋放大電路都滿足深度負(fù)反饋，特別是集成運(yùn)放的情況)，閉環(huán)放大倍數(shù)幾乎僅僅決定于反饋網(wǎng)絡(luò)且穩(wěn)定性很高。從深度負(fù)反饋的條件可知，反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)確定后，電路開環(huán)放大倍數(shù)越大，則閉環(huán)放大倍數(shù)與1/ 的近似程度愈好。,6.4.1 深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì),深度負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù),對(duì)于深度串聯(lián)負(fù)反饋：,深度并聯(lián)負(fù)反饋：,6.4 深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的分析,深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)是在近似分析中忽略凈輸入量。 不同組態(tài),可忽略的凈輸入量將不同。,6.4.2 深度負(fù)反饋下的閉環(huán)放大倍數(shù)分析,1、電壓串聯(lián)負(fù)反饋,閉環(huán)放大倍數(shù)則為閉環(huán)電壓放大倍數(shù),2、電流串聯(lián)負(fù)反饋,閉環(huán)放大倍數(shù)為轉(zhuǎn)移電導(dǎo),閉環(huán)電壓放大倍數(shù),一、深度負(fù)反饋下四種組態(tài)電路方塊圖的閉環(huán)放大倍數(shù)分析,3、電壓并聯(lián)負(fù)反饋,閉環(huán)放大倍數(shù)為轉(zhuǎn)移電阻,閉環(huán)源電壓放大倍數(shù),并聯(lián)負(fù)反饋電路適用于恒流源或信號(hào)源內(nèi)阻Rs很大的恒壓源(近似恒流源),由于IiIf，Ii趨于零，可以認(rèn)為Us幾乎全部 降落在電阻Rs上。紅點(diǎn)處此時(shí)相當(dāng)于零電位。,諾頓定理:含獨(dú)立源的線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)，可等效為一個(gè)電流源和電阻的并聯(lián)。電流源電流等于單口網(wǎng)絡(luò)從外部短路時(shí)的端口電流，并聯(lián)的電阻是單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全部獨(dú)立源為零值時(shí)所得網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。,并聯(lián)負(fù)反饋電路輸入量通常非理想恒流源信號(hào)，信號(hào)源一般有內(nèi)阻Rs?？捎弥Z頓定理進(jìn)行(逆)轉(zhuǎn)換。,RS必不可少，否則恒壓源將直接加在基本放大電路輸入端，凈輸入電流僅決定于恒壓源電壓值及基本放大電路輸入電阻，而與反饋無關(guān)，即反饋不起作用。 Rs愈大反饋愈明顯，若信號(hào)源內(nèi)阻太小，則應(yīng)外加一個(gè)相當(dāng)于Rs的電阻。,4、電流并聯(lián)負(fù)反饋,閉環(huán)放大倍數(shù)為 閉環(huán)電流放大倍數(shù),閉環(huán)源電壓放大倍數(shù),同理，由于IiIf，Ii趨于零，可以認(rèn)為Us幾乎全部降落在電阻Rs上。,A、理想運(yùn)放的性能指標(biāo) (1)開環(huán)差模增益(放大倍數(shù))為無窮大； (2)差模輸入電阻為無窮大； (3)輸出電阻為零； (4)共模抑制比為無窮大； (5)上限截止頻率為無窮大；,實(shí)際技術(shù)指標(biāo)均為有限值，理想化后必然帶來分析誤差，但在一般工程計(jì)算中這些誤差是允許的。只有在進(jìn)行誤差分析時(shí)，才考慮上述理想化指標(biāo)所帶來的影響。,由集成運(yùn)放組成的負(fù)反饋放大電路中，集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。,知識(shí)穿插：理想運(yùn)放的性能特點(diǎn),B.理想運(yùn)放在線性區(qū)的特點(diǎn),當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，輸出電壓應(yīng)與輸入差模電壓成線性關(guān)系:uo=Aod(uP一uN),因uo為有限值，而Aod為無窮大，因而只能凈輸入電壓uP-uN=0，即兩個(gè)輸入端“虛短”，兩個(gè)輸入端電位無窮接近但又不是真正短路。,因?yàn)閮糨斎腚妷簽榱?，且理想運(yùn)放的輸入電阻為無窮大，所以兩個(gè)輸入端的輸入電流也均為零，即IP=IN=0，從集成運(yùn)放輸入端看進(jìn)去相當(dāng)于斷路，稱兩個(gè)輸入端“虛斷”，兩個(gè)輸入端的電流趨于零，但又不是真正斷路。,“虛短”(含“虛地：一端接地”)和“虛斷”是分析其輸入信號(hào)和輸出信號(hào)關(guān)系的兩個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)。,“虛短”和“虛斷” 動(dòng)畫片,C.集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的電路特征,由于Aod為無窮大，即使兩個(gè)輸入端之間加微小電壓，輸出電壓都將超出其線性范圍，不是+UOM就是-UOM。 只有電路引入負(fù)反饋，使凈輸入量趨于零，才能保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。換個(gè)角度考慮，可以通過電路是否引入了負(fù)反饋，來判斷運(yùn)放是否工作在線性區(qū)。,若理想運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)(即無反饋)或僅引入正反饋，則工作在非線性區(qū)。 當(dāng)uPuN時(shí)， UO=+UOM 當(dāng)uPuN時(shí)， UO=-UOM,注意： 理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)的輸入電流也等于零，即虛斷此時(shí)也成立,二、求解深度負(fù)反饋下閉環(huán)電壓放大倍數(shù)的步驟和實(shí)例分析,（1）正確判斷深度負(fù)反饋組態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)公式；,（2）根據(jù)放大電路實(shí)際情況，利用已知條件靈活變通（可以跳過反饋系數(shù)的計(jì)算），列出關(guān)系式后求解,例1. 已知R1=10K，R2=100K，R3=2 K，RL=5K。求解在深度負(fù)反饋條件下的AUf,反饋通路： T、R3、 R2與R1；電路引入電流串聯(lián)深度負(fù)反饋,例2. 在圖所示電路中，已知R2=10K，R4=100K，求解在深度負(fù)反饋條件下的AUF,反饋通路: T3、R4與R2,電壓串聯(lián)負(fù)反饋,在深度負(fù)反饋條件下：,例3.估算深度負(fù)反饋運(yùn)放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。,則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：,解：該電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋,在深度負(fù)反饋條件下：,為電壓串聯(lián)負(fù)反饋,在深度負(fù)反饋條件下,例4 估算深度負(fù)反饋運(yùn)放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。,該電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋，在深度負(fù)反饋條件下：,故：,閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：,例5 估算深度負(fù)反饋運(yùn)放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。,一、 反饋系數(shù)分析 (注意：虛斷、虛地),電壓串聯(lián),電流串聯(lián),電壓并聯(lián),由于反饋量僅決定于輸出量,因此反饋系數(shù)僅決定于反饋網(wǎng)絡(luò),而與放大電路的輸入、輸出特性及負(fù)載電阻無關(guān)。,電流并聯(lián)(設(shè)并聯(lián)點(diǎn) ),圖6.4.1,6.4.3 基于理想運(yùn)放的放大倍數(shù)分析,二、閉環(huán)放大倍數(shù)分析（注意“虛地”）P282,電壓串聯(lián),電壓并聯(lián),電流并聯(lián),電流串聯(lián),與前面基于深度負(fù)反饋計(jì)算的放大倍數(shù)相比，雖然理想運(yùn)放的負(fù)反饋也屬于深度負(fù)反饋，但由于參數(shù)理想化，放大倍數(shù)表達(dá)式中的“”變?yōu)椤?”。,6.5 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響,6.5.1 提高放大倍數(shù)穩(wěn)定性,引入負(fù)反饋后，在輸入信號(hào)一定的情況下，當(dāng)電路參數(shù)變化、電源電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，放大電路輸出信號(hào)的波動(dòng)減小，即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。 放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高的程度與反饋深度有關(guān)。,在中頻范圍內(nèi)，,結(jié)論：引入負(fù)反饋后放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了(1+AF) 倍。,例：在電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路中，, 估算反饋系數(shù) 和反饋深度, 估算放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù), 如果開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)A的相對(duì)變化量為10%，此時(shí)閉環(huán)電壓放大倍數(shù) Af 的相對(duì)變化量等于多少？,解：, 反饋系數(shù),反饋深度, 閉環(huán)放大倍數(shù), Af 的相對(duì)變化量,結(jié)論：當(dāng)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)變化 10% 時(shí)，電壓放大倍數(shù)的相對(duì)變化量只有 0.001%，而穩(wěn)定性提高了一萬倍。,6.5.2 改變輸入電阻和輸出電阻,不同類型的負(fù)反饋，對(duì)輸入電阻、輸出電阻的影響不同。,一、對(duì)輸入電阻的影響,1. 串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻,引入串聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻增大為無反饋時(shí)的 倍,注意：在某些串聯(lián)負(fù)反饋放大電路中，有些電阻不在反饋環(huán)內(nèi)，如p285圖6.5.2中的Rb，反饋對(duì)它不產(chǎn)生影響。確切說，引入串聯(lián)負(fù)反饋的支路的等效電阻增大到基本放大電路的(1 + A F)倍。,結(jié)論：,2. 并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻,結(jié)論：引入并聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻減小為無負(fù)反饋時(shí)的 1/ 。,二、負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響,1. 電壓負(fù)反饋減小輸出電阻,結(jié)論：引入電壓負(fù)反饋后，放大電路的輸出電阻減小到無反饋時(shí)的 。,2. 電流負(fù)反饋增大輸出電阻,結(jié)論：引入電流負(fù)反饋后，放大電路的輸出電阻增大到無反饋時(shí)的 倍。,注意：在某些電流負(fù)反饋放大電路中，有些電阻不在反饋環(huán)內(nèi)，如p279圖6.4.4中的Rc2，反饋對(duì)它所在支路沒有影響。確切說，電流負(fù)反饋僅僅穩(wěn)定了引出反饋的支路的電流，并使該支路的等效電阻增大到基本放大電路的(1 + A F)倍。,綜上所述,(1). 反饋信號(hào)與外加輸入信號(hào)的求和方式只對(duì)放大電路的輸入電阻有影響：串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大；并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小。 (2). 反饋信號(hào)在輸出端的采樣方式只對(duì)放大電路的輸出電阻有影響：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減?。浑娏髫?fù)反饋使輸出電阻增大。 (3). 串聯(lián)負(fù)反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻；電流負(fù)反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸出電阻。 (4). 負(fù)反饋對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響程度，與反饋深度有關(guān)。,6.5.3 展寬頻帶,由于負(fù)反饋可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，因而對(duì)于 頻率不同而引起的放大倍數(shù)下降，也可以改善。,設(shè)無反饋時(shí)放大電路在中、高頻段的電壓放大倍數(shù)分別為 ，上限頻率為 f；,引入反饋系數(shù)為 的負(fù)反饋后，放大電路在中、高頻段的放大倍數(shù)分別為 ，上限頻率為 fHf。,同理，可推導(dǎo)出引入負(fù)反饋后，放大電路的下限頻率降低為無反饋時(shí)的 1/ 。,結(jié)論：引入負(fù)反饋后，放大電路的上限頻率提高，下限頻率降低，因而通頻帶展寬。,fbwf=fHf-f