理學(xué)模擬電路新PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1理學(xué)模擬電路新理學(xué)模擬電路新2分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路VCCRb1RCuIuoRLC2C1Rb2ReCeCQBQBEQUEQEQCQIIUUIIBQ不變溫度ic通過通過Re對(duì)對(duì)ube產(chǎn)生影響產(chǎn)生影響第二章習(xí)題第二章習(xí)題VCCRbRCuIuoC2C1ibiRbuo通過通過Rb對(duì)對(duì)ib產(chǎn)生影響產(chǎn)生影響oCbRouiiiuTb第1頁/共39頁3 說說 明：首先找到明：首先找到反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)(支路支路)(將將輸入輸入和和輸出輸出聯(lián)系到一起聯(lián)系到一起)輸入：基極輸入：基極(CE、CC)、發(fā)射極、發(fā)射極(CB)、同、同(反反)相端相端(運(yùn)放運(yùn)放)；輸出：集電極輸出：集電極(CE、

2、CB)、發(fā)射極、發(fā)射極(CC)；2、反饋的分類、反饋的分類正反饋和負(fù)反饋正反饋和負(fù)反饋( (按照極性按照極性) )若反饋信號(hào)若反饋信號(hào)增強(qiáng)增強(qiáng)輸入信號(hào)的作用，則稱正反饋；輸入信號(hào)的作用，則稱正反饋；若反饋信號(hào)若反饋信號(hào)削弱削弱輸入信號(hào)的作用，則稱負(fù)反饋；輸入信號(hào)的作用，則稱負(fù)反饋；判斷方法：瞬時(shí)極性法判斷方法：瞬時(shí)極性法第2頁/共39頁4瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法在輸入端加入一個(gè)在輸入端加入一個(gè)瞬時(shí)極性為正瞬時(shí)極性為正的輸入電壓的輸入電壓；按按信號(hào)通路信號(hào)通路( (包括反饋包括反饋) )，看，看各點(diǎn)各點(diǎn)的瞬時(shí)極性，的瞬時(shí)極性，直到輸入直到輸入端；端；若若凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào)被加強(qiáng)則為正反饋，被削弱則

3、為負(fù)反饋；被加強(qiáng)則為正反饋，被削弱則為負(fù)反饋；說說 明：凈輸入信號(hào)指在輸入信號(hào)中明：凈輸入信號(hào)指在輸入信號(hào)中去掉反饋信號(hào)去掉反饋信號(hào)后的那部分；后的那部分； 按照按照反饋支路的方向反饋支路的方向判斷各點(diǎn)；判斷各點(diǎn)； “”、“”不是不是信號(hào)信號(hào)極性極性，而指信號(hào)，而指信號(hào)“增大增大”、“減小減小”；第3頁/共39頁5例例1、判斷下列電路中反饋的極性、判斷下列電路中反饋的極性+AR1uIuOR2R3+uF+ui +凈輸入凈輸入FIiuuu極性為極性為“ ”，此反饋為正反饋，此反饋為正反饋+uFRbuIRFC1R1VCCRCuoC2R2+反饋極性為反饋極性為“正正”FIBEuuu凈輸入凈輸入第4頁/

4、共39頁6+uF+RC3+VCCRC1Re3RR1uo-VEET1T2uIT3R+此反饋為負(fù)反饋此反饋為負(fù)反饋FIiuuu凈輸入凈輸入分壓式穩(wěn)定電路分壓式穩(wěn)定電路VCCRb1RCuIuoRLC2C1Rb2ReCe+通過通過Re引入了負(fù)反饋引入了負(fù)反饋第5頁/共39頁7第6頁/共39頁8 說說 明：放大電路多采用負(fù)反饋，有穩(wěn)定電路的作用；明：放大電路多采用負(fù)反饋，有穩(wěn)定電路的作用； 正反饋可以獲得較大的放大倍數(shù)，但不穩(wěn)定；正反饋可以獲得較大的放大倍數(shù)，但不穩(wěn)定；直流反饋和交流反饋直流反饋和交流反饋( (按照信號(hào)的交直流性質(zhì)按照信號(hào)的交直流性質(zhì)) )反饋信號(hào)反饋信號(hào)中只包括中只包括直流直流成分則稱

5、直流反饋；成分則稱直流反饋； 只包括只包括交流交流成分則稱交流反饋；成分則稱交流反饋；通常二者兼而有之；通常二者兼而有之；直流反饋?zhàn)饔檬钦{(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)；直流反饋?zhàn)饔檬钦{(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)；交流反饋只對(duì)動(dòng)態(tài)性能起作用；交流反饋只對(duì)動(dòng)態(tài)性能起作用；第7頁/共39頁9uIC1Re1VCCRC2uoC2RC1Re2CeRFRb1+直流直流負(fù)反饋負(fù)反饋CFuIC1Re1VCCRC2uoC2RC1Re2RFRb1+交流交流負(fù)反饋負(fù)反饋第8頁/共39頁10電壓反饋和電流反饋電壓反饋和電流反饋( (按照輸出端的采樣方式按照輸出端的采樣方式) )反饋信號(hào)反饋信號(hào)取自取自輸出電壓輸出電壓則稱電壓反饋；則稱電壓反饋； 取

6、自取自輸出電流輸出電流則稱電流反饋；則稱電流反饋； 判判 斷斷 方方 法法(一一)：假設(shè)假設(shè)輸出短路輸出短路，若，若沒有沒有反饋信號(hào)則此反饋為反饋信號(hào)則此反饋為電壓電壓反饋，反饋， 否則為電流反饋；否則為電流反饋；(二二)：反饋支路和負(fù)載反饋支路和負(fù)載以輸出端為公共節(jié)點(diǎn)以輸出端為公共節(jié)點(diǎn)則為則為電壓電壓反饋，反饋， 否則為電流反饋；否則為電流反饋；第9頁/共39頁11電壓電壓負(fù)反饋負(fù)反饋電流電流負(fù)反饋負(fù)反饋第10頁/共39頁12串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋( (按照輸入端的求和方式按照輸入端的求和方式) )反饋反饋信號(hào)和信號(hào)和輸入輸入信號(hào)以信號(hào)以電壓形式求和電壓形式求和則稱串聯(lián)反饋；則

7、稱串聯(lián)反饋； 以以電流形式求和電流形式求和則稱并聯(lián)反饋；則稱并聯(lián)反饋； 判判 斷斷 方方 法法 反饋支路與輸入信號(hào)反饋支路與輸入信號(hào)以輸入端為公共節(jié)點(diǎn)以輸入端為公共節(jié)點(diǎn)則為則為并聯(lián)并聯(lián)反饋，反饋，否則為串聯(lián)反饋；否則為串聯(lián)反饋；并聯(lián)并聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋串聯(lián)串聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋第11頁/共39頁13反饋組態(tài)：輸出方式、輸入方式、反饋極性；反饋組態(tài)：輸出方式、輸入方式、反饋極性； 說說 明：反饋的分類方法并不是固定不變；明：反饋的分類方法并不是固定不變； 比如局部反饋比如局部反饋(單級(jí)單級(jí))、級(jí)間反饋、級(jí)間反饋(多級(jí)多級(jí))等；等；通過通過R3引入的是局部反饋引入的是局部反饋通過通過R4引入的是級(jí)間反饋引入

8、的是級(jí)間反饋通常主要研究級(jí)間反饋或稱總體反饋通常主要研究級(jí)間反饋或稱總體反饋第12頁/共39頁14RC3+VCCRC1Re3RR1uo-VEET1T2uIT3RRbuIRFC1R1VCCRCuoC2R2+電壓串聯(lián)正反饋電壓串聯(lián)正反饋+電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋RSusC1VCCRC1uoRLC2Re-VCCRf+第13頁/共39頁15uIC1Re1VCCRC2uoC2RC1Re2CeRFRb1+電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋CFuIC1Re1VCCRC2uoC2RC1Re2RFRb1+電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋第14頁/共39頁163、反饋的一般表達(dá)、反饋的一般表

9、達(dá)AF+-XiXfXoiXXi、Xo:系統(tǒng)輸入、輸出量；系統(tǒng)輸入、輸出量；Xf:系統(tǒng)的反饋量；系統(tǒng)的反饋量；Xi :系統(tǒng)凈輸入量；系統(tǒng)凈輸入量；反饋組態(tài)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電流并聯(lián)iXiXfXoXiUiUfUoUoUiIiIfIoIiUiUfUiIiIfIoI方框圖中信號(hào)是單向流通的方框圖中信號(hào)是單向流通的第15頁/共39頁17幾個(gè)概念幾個(gè)概念三者的關(guān)系三者的關(guān)系iofXXA閉環(huán)增益閉環(huán)增益(引入反饋后引入反饋后)ioXXA開環(huán)增益開環(huán)增益(沒有反饋時(shí)沒有反饋時(shí))ofXXF 反饋系數(shù)反饋系數(shù)iooffiifiiXAXFXXXXXXXXAFAAf1基本

10、反饋方程式基本反饋方程式AF稱為回路增益，稱為回路增益，1AF稱為反饋深度稱為反饋深度第16頁/共39頁18 說說 明：明：Af、A、F是一般性定義，它們常常是有量綱的是一般性定義，它們常常是有量綱的 討討 論：論：a、若、若AF0，則，則|1+AF|1，此時(shí)反饋極性為負(fù)，此時(shí)反饋極性為負(fù)，|Af|A|；b、若、若AF0，則，則|1+AF|A|；c、若、若|1+AF|1，成為深度負(fù)反饋，此時(shí)，成為深度負(fù)反饋，此時(shí)FAFAAFAAf11d、若、若|1+AF|=0，則有，則有 Af ，也就是說，也就是說Xi=0，而，而Xo0；自激振蕩自激振蕩常用常用第17頁/共39頁19AuiFiuUiIfUoI

11、iIi 電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋 舉舉 例例電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋IO+AuIuORLRFAiuFuiUiUfIoUi RLAui為轉(zhuǎn)移電阻，為轉(zhuǎn)移電阻，F(xiàn)iu為互導(dǎo)為互導(dǎo)Aiu為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)，為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)，F(xiàn)ui為互阻為互阻VCCRbRCuIuoC2C1第18頁/共39頁20電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋AuuFuuUoUiUfUi UiIfIiIi AiiFiiIoRLAuu為電壓放大倍數(shù)為電壓放大倍數(shù)Fuu為電壓反饋系數(shù)為電壓反饋系數(shù)Aii為電流放大倍數(shù)為電流放大倍數(shù)Fii為電流反饋系數(shù)為電流反饋系數(shù)第19頁/共39頁211、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高放大倍數(shù)

12、的穩(wěn)定性AdAAFAdAff112、減小非線性失真（僅限于放大區(qū)內(nèi)的失真）減小非線性失真（僅限于放大區(qū)內(nèi)的失真）3、展寬頻帶（減小頻率失真）展寬頻帶（減小頻率失真）FAfffFAfmLLfHmHf1)1 (4、對(duì)輸入、輸出電阻的影響對(duì)輸入、輸出電阻的影響輸入電阻輸入電阻串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋iiiifRAFIUR)1 ( 并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋iifRAFR11第20頁/共39頁22輸出電阻輸出電阻電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋oRXooofRFAIURLi0011電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋oofRFAR)1(0第21頁/共39頁23第22頁/共39頁24第23頁/共39頁25試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的

13、交流負(fù)反饋試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的交流負(fù)反饋電流反饋電流反饋電壓反饋電壓反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋Fu第24頁/共39頁26只可能引入電壓并聯(lián)或電流串聯(lián)兩種組態(tài)的交流負(fù)反饋只可能引入電壓并聯(lián)或電流串聯(lián)兩種組態(tài)的交流負(fù)反饋第25頁/共39頁27四四、負(fù)反饋放大電路的分析、負(fù)反饋放大電路的分析深度負(fù)反饋情況下深度負(fù)反饋情況下Af有兩種計(jì)算方法有兩種計(jì)算方法1、利用基本反饋方程、利用基本反饋方程FAFAAf11反饋深度2、深度負(fù)反饋時(shí)、深度負(fù)反饋時(shí) XiXf ，利用此條件求解，利用此條件求解Auf 注注 意：此時(shí)意：此時(shí)Af不一定是電壓放大倍數(shù)，有時(shí)需要轉(zhuǎn)換成不一定是電壓放大倍

14、數(shù)，有時(shí)需要轉(zhuǎn)換成Auf第26頁/共39頁28例例2、計(jì)算深度負(fù)反饋情況下的、計(jì)算深度負(fù)反饋情況下的AufVCCRb1RCuiuoRLC2C1ReRb2電流串聯(lián)電流串聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋FAf1兩種方法求解：兩種方法求解：eoeoofofooffRiRiiuXXFiXuX)()(電流串聯(lián)eLLgfiLoioufegfRRRuRiuuARFA11A交流通路：交流通路：RbuiuoRLReLCLbbbRRRRRR21+uf利用利用XiXf eLoeoffiiRRuRiuXuX)(串聯(lián)eLioufeLoifiRRuuARRuuXX得到有：由(a)第27頁/共39頁29+AR1uiuORFR2電壓并聯(lián)電壓并

15、聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋(b)IfIi利用利用XiXf計(jì)算計(jì)算ffiiIXIX并聯(lián)反饋FoFofiiRuRuIRuIiiuu001理想運(yùn)放11RRuuARuRuXXFioufFoifi得到有由 結(jié)結(jié) 論：論：第28頁/共39頁30例例3、計(jì)算深度負(fù)反饋情況下的、計(jì)算深度負(fù)反饋情況下的Auf (Ausf)判斷組態(tài)：判斷組態(tài)： 電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋： Ii=If同相放大同相放大RSusRC1uoRLReRfRC2IiIfIC2交流通路交流通路ssiRuI 222CfCCfIRRRILeoCRRuI/2而sCLefCsousfLeofCCssfiRRRRRRuuARRuRRRRuII

16、2222)/()(/有得由RSusC1VCCRC2uoRLC2Re-VCCRfRC1第29頁/共39頁31RC3+VCCRC1Re3RR1uo-VEET1T2uiT3R+uf判斷組態(tài)：判斷組態(tài)： 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋： ui=ufofuRRRu1RRRRRuuAuuioufi111得由也可：也可：RRuuFAfouu111第30頁/共39頁32(Self Excited Oscillation)1、產(chǎn)生的物理過程、產(chǎn)生的物理過程fiiofioiXXAFXAFFXXXAXX則若而則有令10 AF=-1時(shí)時(shí) Af ,即即Xi=0,而而Xo0現(xiàn)現(xiàn) 象：輸入信號(hào)為象：輸入信號(hào)

17、為0 0時(shí)，輸出有一定幅值、一定頻率的信號(hào)時(shí)，輸出有一定幅值、一定頻率的信號(hào) 負(fù)反饋放大電路自激振蕩的頻率在負(fù)反饋放大電路自激振蕩的頻率在低頻段低頻段或或高頻段高頻段 沒有輸入，凈輸入信號(hào)可以沿反饋環(huán)路不斷循環(huán)下去沒有輸入，凈輸入信號(hào)可以沿反饋環(huán)路不斷循環(huán)下去AF+-XiXfXoiX第31頁/共39頁33維持時(shí)，oi0XXooXFAX1FA)( ) 12(1FA為整數(shù)nnFA由于電路通電后輸出量有一個(gè)從小到大直至穩(wěn)幅的過程由于電路通電后輸出量有一個(gè)從小到大直至穩(wěn)幅的過程2、條、條 件件 凈輸入信號(hào)每沿反饋環(huán)路走完一周后即會(huì)凈輸入信號(hào)每沿反饋環(huán)路走完一周后即會(huì)增大增大，此時(shí)振蕩，此時(shí)振蕩不僅能夠

18、維持且振蕩幅度不斷增大直至受到器件非線性限制不僅能夠維持且振蕩幅度不斷增大直至受到器件非線性限制AF+-XiXfXoiX起振條件：起振條件：1FA第32頁/共39頁34自激振蕩產(chǎn)生的條件：自激振蕩產(chǎn)生的條件：) 12(arg1nAFAF相位條件相位條件是主要的是主要的fLfHBW|Au|fAum2/umA-90-180-2700f單管共射放大電路的頻響單管共射放大電路的頻響的相移高頻段會(huì)產(chǎn)生低中頻段90/180一般兩級(jí)負(fù)反饋放大電路一般兩級(jí)負(fù)反饋放大電路1800:也不會(huì)產(chǎn)生自激也不會(huì)產(chǎn)生自激單管放大電路一定不會(huì)自激單管放大電路一定不會(huì)自激(反饋網(wǎng)絡(luò)一般無附加相移反饋網(wǎng)絡(luò)一般無附加相移)第33頁/共39頁35 三級(jí)或三級(jí)以上的直接耦合放大電路引入負(fù)三級(jí)或三級(jí)以上的直接耦合放大電路引入負(fù)反饋后有可能產(chǎn)生高頻振蕩；同理，耦合電容、反饋后有可能產(chǎn)生高頻振蕩；同理，耦合電容、旁路電容等為三個(gè)或三個(gè)以上的放大電路，引入旁路電容等為三個(gè)或三個(gè)以上的放大電路，引入負(fù)反饋后有可能產(chǎn)生低頻振蕩；負(fù)反饋后有可能產(chǎn)生低頻振蕩； 放大電路的級(jí)數(shù)越多，耦合電容、旁路電容越多，引放大電路的級(jí)數(shù)越多，耦