模電負反饋放大電路習(xí)題訓(xùn)練PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 模電負反饋放大電路習(xí)題訓(xùn)練模電負反饋放大電路習(xí)題訓(xùn)練 2 第1頁/共66頁 3 第2頁/共66頁 4 第3頁/共66頁 5 第4頁/共66頁 6 第5頁/共66頁 7 第6頁/共66頁 8 第7頁/共66頁 9 第8頁/共66頁 10 第9頁/共66頁 11 4.1 負反饋的概念 凡是將放大電路輸出端的信號（電壓或 電流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸 入信號迭加，就稱為反饋。 若引回的信號削弱了輸入信號，就稱為 負反饋。若引回的信號增強了輸入信號，就 稱為正反饋。 這里所說的信號一般是指交流信號，所以 判斷正負反饋，就要判斷反饋信號與輸入信號 的相位關(guān)系，同相是正反饋，反相是負反

2、饋。 第四章 負反饋放大電路 第10頁/共66頁 12 基本放大 電路Ao dX oX d o o X X A 反饋電路 F fX oX o f X X F 反饋框圖： 第11頁/共66頁 13 基本放大 電路Ao dX oX 反饋回電路F fX iX + 反饋電路的三個環(huán)節(jié)： 放大： d o o X X A 反饋： o f X X F 迭加： fidXXX 反饋框圖： 第12頁/共66頁 14 uf ud 例： Rf、RE1組成反饋網(wǎng)絡(luò)，反饋系數(shù)： f1E 1E o f RR R U U F + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo

3、 ui + T1 T2 Rf 第13頁/共66頁 15 4.2 負反饋的類型及分析方法 4.2.1 負反饋的類型 (1) 根據(jù)反饋所采樣的信號不同，可以分為電 壓反饋和電流反饋。 如果反饋信號取自電壓信號，叫電壓反饋。 如果反饋信號取自電流信號，叫電流反饋。 電壓負反饋具有穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電 阻的作用。電流負反饋具有穩(wěn)定輸出電流、 增大輸出電阻的作用。 第14頁/共66頁 16 RL uo RL uo 電壓反饋采樣的兩種形式： 第15頁/共66頁 17 電流反饋采樣的兩種形式： RL io iE RL io iE Rf 第16頁/共66頁 18 (2) 根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較

4、形式 的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。 反饋信號與輸入信號串聯(lián)，即反饋電壓信號 與輸入信號電壓比較的，叫串聯(lián)反饋。 反饋信號與輸入信號并聯(lián)，即反饋信號電流 與輸入信號電流比較的，叫并聯(lián)反饋。 串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大，并聯(lián)反饋 使電路的輸入電阻減小。 第17頁/共66頁 19 i if ib ib=i-if 并聯(lián)反饋 uf ui ube ube=ui-uf 串聯(lián)反饋 第18頁/共66頁 20 (3) 交流反饋與直流反饋 有的反饋只對交流信號起作用，稱為交流 反饋。有的反饋只對直流起作用，稱為直 流反饋。有的反饋對交直流均起作用。 在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，可以隔斷直流 ，此時反饋只對交

5、流起作用。 在起反饋作用的電阻兩端并聯(lián)旁路電容，可 以使其只對直流起作用。 第19頁/共66頁 21 增加隔直電容C后，Rf只對交流起反饋作用。 + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf C 注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。 第20頁/共66頁 22 增加旁路電容C后，Rf只對直流起反饋作用。 + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf C RE1 第21頁/共66頁 23 負 反 饋 交流反饋 直流反饋 電壓串聯(lián)負反饋 電

6、壓并聯(lián)負反饋 電流串聯(lián)負反饋 電流并聯(lián)負反饋 穩(wěn)定靜態(tài)工作點 負反饋的分類 第22頁/共66頁 24 4.2.2負反饋的分析方法 分析步驟： 3、是否負反饋？ 4、是負反饋！那么是何種類型的負反饋 ？（判斷反饋的組態(tài)） 1、找出反饋網(wǎng)絡(luò)（電阻）。 2、是交流反饋還是直流反饋？ 第23頁/共66頁 25 判斷負反饋的方法： 瞬時極性法： 假設(shè)輸出端信號有一定極性的瞬時變化 ，依次經(jīng)過反饋、比較、放大后，再回到輸 出端，若輸出信號與原輸出信號的變化極性 相反，則為負反饋。反之為正反饋。 如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微 小變化開始。如果是電流反饋，則要從輸出 電流的微小變化開始。 判斷時在輸入端

7、也要反映出反饋信號與 輸入信號的比較關(guān)系。 第24頁/共66頁 26 例：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。 uo uf ube uc1 ub2 uc2 ufube=ui-uf uc1 ub2uc2uo + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf 第25頁/共66頁 27 例：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。 ube uc1 ub2 uc2 此電路是電壓串聯(lián)負反饋，對直流不起作用。 + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui +

8、 T1 T2 Rf uf 第26頁/共66頁 28 分析中用到了三極管的集電極與基極相位 相反這一性質(zhì)。 第27頁/共66頁 29 我們這里分析的是交流信號，不要與直 流信號混淆。 分析中用到的電壓、電流要在電路中標(biāo) 出。并且注意符號的使用規(guī)則。 如果反饋對交直流均起作用（本題即是 ），可以用全量。 瞬時極性法所判斷的也是相位的關(guān)系。 電路中兩個信號的相位不是同相就是反 相，因此若兩個信號都上升，它們一定 同相；若另一個信號下降而另一個上升 ，它們一定反相。 第28頁/共66頁 30 例：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。 +UCC RC C2 C1 Rf ui uo i ib if

9、電壓反饋 并聯(lián)反饋 uoifib=i+if uo 此電路是電壓并聯(lián)負反饋，對直流也起作用。 第29頁/共66頁 31 +UCC RC C2 C1 Rf ui uo i ib if 三極管的靜態(tài)工作點如何提供？ 能否在反饋回路加隔直電容？ 不能！Rf為三極管提供靜態(tài)電流！ 第30頁/共66頁 32 例：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。 uo ui i iB iF uF RE2 Rf RE1 RC1RC2 +UCC iE2 電流反饋 并聯(lián)反饋 iE2uFiFiB uC1 uB2 uC1 uB2 iB2iE2 第31頁/共66頁 33 例：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。 電流并

10、聯(lián)負反饋。對直流也起作用，可 以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。 uo ui i iB iF uF RE2 Rf RE1 RC1RC2 +UCC iE2 uC1 uB2 第32頁/共66頁 34 例：判斷如圖電路中RE1、RE2的負反饋作用。 RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui ube ie 電流串聯(lián)反饋 RE2對交流反 饋不起作用 對交流信號：ieueube=ui-ue ibie RE1：電流串聯(lián)負反饋。 第33頁/共66頁 35 判斷電路中RE1、RE2的直流反饋作用。 RE1、RE2對 直流均起作 用，通過反 饋穩(wěn)定靜態(tài) 工作點。 反饋過程： IE RC RB1

11、 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui UBE IE UB UE UE=IE(RE1+RE2) UBE=UBUE IB IE 恒定恒定 CC 2B1B 2B B U RR R U 第34頁/共66頁 36 例：判斷如圖電路中RE3的負反饋作用。 +UCC T1 T2 T3 RB1 RC1RB2 RC2 RB3 RC3 RE3 uiube1 uf ie3 ie3 uf ube1=uiufuc1 uc2 ib3 ie3 電流串聯(lián)負反饋，對直流不起作用。 第35頁/共66頁 37 首先假設(shè)輸入信號為某一極性，一般為“”，然后按照基本放大器的性質(zhì)確定輸出信號的極性，最后依照反

12、饋的正負極性和上述定義作出結(jié)論。 第36頁/共66頁 38 假設(shè)輸出端（負載）短路，如果反饋信號也變?yōu)?，即反饋不存在了，則為電壓反饋；若反饋信號不為0，反饋照樣存在，則為電流反饋。 第37頁/共66頁 39 引入反饋的結(jié)果使凈輸入 信號減小了，是負反饋。 輸入信號和反饋信號分別加在放大器的兩個輸入端 ，是串聯(lián)反饋。 假設(shè)輸出短路時，uo0，uf0，是電壓反饋。 第38頁/共66頁 40 引入反饋的結(jié)果使凈輸入 信號減小了，是負反饋。 輸入信號和反饋信號均加在放大器的反相輸入端， 是并聯(lián)反饋。 假設(shè)輸出短路時，uo0，uf0，是電壓反饋。 第39頁/共66頁 41 )( fiddfo uuuu

13、uu o u 第40頁/共66頁 42 引入反饋的結(jié)果使凈輸入 信號減小了，是負反饋。 假設(shè)輸出短路時，uo0，uf 0，是電流反饋。 輸入信號和反饋信號均 加在放大器的反相輸入端 ，是并聯(lián)反饋。 第41頁/共66頁 43 引入反饋的結(jié)果使凈輸入 信號減小了，是負反饋。 假設(shè)輸出短路時，uo0，uf 0，是電流反饋。 輸入信號和反饋信號分 別加在放大器的兩個輸入 端，是串聯(lián)反饋。 第42頁/共66頁 44 )( fiddfo iiiiii o i 第43頁/共66頁 45 判斷下圖為何種類型的反饋電路？ 結(jié)論：電壓串聯(lián)負反饋 第44頁/共66頁 46 1）令uo0 uf0 2）輸入電壓和反饋電

14、壓分別加在A1的同相和反相兩個輸入端 3）反饋電壓使凈輸入電壓減小 結(jié)論：電壓串聯(lián)負反饋 第45頁/共66頁 47 判斷下圖為何種類型的反饋電路？ 結(jié)論：電流并聯(lián)負反饋 第46頁/共66頁 48 4.3 負反饋對放大電路性能的影響 4.3.1 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 在放大電路中，我們希望放大倍數(shù)是一個穩(wěn)定的值。但當(dāng)環(huán)境溫度、電源電壓、電路元器件參數(shù)發(fā)生變化時，都會引起放大倍數(shù)的波動。但引入負反饋后，可以使放大倍數(shù)更加穩(wěn)定。 AF A Af 1 滿足深度負反饋條件 F A 1 f 第47頁/共66頁 49 22 )1 ( 1 )1 ( )1 ( AFAF AFAF dA dAf 2 )1 (AF

15、 dA dAf A dA AFA dA 1 1 f f AF A Af 1 F A 1 f 第48頁/共66頁 50 例某負反饋放大器，其A=104, 反饋系數(shù)F=0.01。由于外部條件變 化使A變化了10%，求Af的相對變 化量。 解： A dA AFA dA 1 1 f f %1 . 0%)10( 01. 0101 1 4 f f A dA 第49頁/共66頁 51 4.3.2 改善放大電路 的非線性失真 由于BJT是一非線性器件，放大電路在工作中往往會產(chǎn)生非線性失真，使得輸出波形產(chǎn)生畸變，加入負反饋后，非線性失真可大大減小。 請看演示 第50頁/共66頁 52 改善放大電路的非線性失真演

16、示 第51頁/共66頁 53 4.3.3 負反饋對通頻帶的影響 放大電路加入負反饋后，增益下降，但通頻帶卻加寬了，如下圖所示。 圖負反饋對通頻帶的影響 無反饋時的通頻帶f= f HfL f H 第52頁/共66頁 54 H m j1 )j ( A A )j1/(1 )j1/( )j (1 )j ( )j ( H m H m f FA A FA A A fH mf mH mm j1 )1 ( j1 )1/( A FA FAA 有反饋時的通頻帶fF = (1+AF) fH 負反饋放大電路擴展通頻帶有一個重要的 特性，即增益與通頻帶之積為常數(shù)： HmH m mm fHmf )1 ( )1 ( A F

17、A FAA A 第53頁/共66頁 55 4.3.4 負反饋對輸入輸出電阻的影響 負反饋對輸入電阻的影響與 反饋加入的方式有關(guān)， 即與串聯(lián)或并聯(lián)反饋有 關(guān)，而與電壓或電流反饋無 關(guān)。 1 負反饋對輸入電阻的影響 第54頁/共66頁 56 （1）串聯(lián)負反饋使輸入電阻增加 無反饋時放大電路的輸入電阻 riUd/Ii i fd I UU r if 第55頁/共66頁 57 iuu i iuui rAF I UAFU r)1 ( if串聯(lián)電壓負反饋 igr i dgrd rAF I UAFU r)1 ( if 串聯(lián)電流負反饋 i fd I UU r if 第56頁/共66頁 58 （2）并聯(lián)負反饋使輸

18、入電阻減小 放大電路的輸入電阻 ，即(無反饋） riUi/Id fi rrr/ if 第57頁/共66頁 59 fi rrr/ if 并聯(lián)電壓負反饋 f i I U r f rg i drg i AF r IAF U r f rg i AF r r 1 if 第58頁/共66頁 60 fi rrr/ if 并聯(lián)電流負反饋 f i I U r f ii i dii i AF r IAF U r f ii i AF r r 1 if 第59頁/共66頁 61 2對輸出電阻的影響 負反饋對輸出電阻的影響，取決 于反饋網(wǎng)絡(luò)與放大電路輸出端的取 樣方式，而與輸入端的連接方式無 關(guān)。 第60頁/共66頁 62 (1) 電壓負反饋使輸出電阻減小 AXd= -AXf=-AUOF o o o oo