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_第1頁
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(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

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