負反饋應用基礎

1、第四章第四章 負反饋應用基礎負反饋應用基礎 P2254.1 反饋基本概念反饋基本概念1. 何為何為“反饋反饋” ?XsFARLFeedback“前饋前饋” ?“回授回授” 2. 框圖框圖XsFARL輸入信號源輸入信號源(電壓源電壓源,電流源電流源)基本放大器基本放大器輸出信號輸出信號(電壓電壓,電流電流)負載負載反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡綜合綜合反饋信號反饋信號凈輸入信號凈輸入信號反饋放大器反饋放大器XfXdXoAfXsFARL2. 框圖框圖XsFARL輸入信號源輸入信號源(電壓源電壓源,電流源電流源)基本放大器基本放大器輸出信號輸出信號(電壓電壓,電流電流)負載負載反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡綜合綜合反饋信號反饋

2、信號凈輸入信號凈輸入信號反饋放大器反饋放大器XfXdXoAfXsFARL比較比較偏差信號偏差信號誤差信號誤差信號2. 框圖框圖XsFARL輸入信號源輸入信號源(電壓源電壓源,電流源電流源)基本放大器基本放大器輸出信號輸出信號(電壓電壓,電流電流)負載負載反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡綜合綜合反饋信號反饋信號凈輸入信號凈輸入信號反饋放大器反饋放大器XfXdXoAfXsFARL閉環(huán)放大器閉環(huán)放大器2. 框圖框圖XsFARL輸入信號源輸入信號源(電壓源電壓源,電流源電流源)基本放大器基本放大器輸出信號輸出信號(電壓電壓,電流電流)負載負載反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡綜合綜合反饋信號反饋信號凈輸入信號凈輸入信號反饋放大器反饋放

3、大器XfXdXoAf單向化傳輸條件單向化傳輸條件信號的兩種流向信號的兩種流向: : 正向傳輸：輸入正向傳輸：輸入 輸出輸出 反向傳輸：輸反向傳輸：輸出出 輸入輸入 開環(huán)開環(huán) 閉環(huán)閉環(huán)閉環(huán)放大器閉環(huán)放大器在輸出端取樣，在輸出端取樣，在輸入端求和，在輸入端求和，并承擔信號的變換作用。并承擔信號的變換作用。3. 定義定義XsFARLXfXdXoAf輸入信號源輸入信號源(電壓源電壓源,電流源電流源)基本放大器基本放大器輸出信號輸出信號(電壓電壓,電流電流)負載負載反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡綜合綜合反饋信號反饋信號凈輸入信號凈輸入信號反饋放大器反饋放大器Xd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar

4、、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比閉環(huán)放大器閉環(huán)放大器閉環(huán)放大器閉環(huán)放大器3. 定義定義XsFARLXfXdXoAf輸入信號源輸入信號源(電壓源電壓源,電流源電流源)基本放大器基本放大器輸出信號輸出信號(電壓電壓,電流電流)負載負載反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡綜合綜合反饋信號反饋信號凈輸入信號凈輸入信號反饋放大器反饋放大器Xd = XsXf A = Xo / Xd Au

5、、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度FAAXAFXXAXXXXXAdddfdosof1)(反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比4. 討論討論XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1

6、增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度FAXAFXXXXXXXdddfddsd11)(FAAXAFXXAXXXXXAdddfdosof1)(FAXXsd11反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比4. 討論討論XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度FAXAFXXXXXXXdddfd

7、dsd11)(FAXXsd11FAXXsd11反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比4. 討論討論XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度FAXXsd11 負反饋負反饋: | 1AF | 1時時, 則則 | Af | | A | , 且且 | Xd | 1時時, 則則 Af 1/ F , 且且 Xd 0 , Xs

8、Xf 正反饋正反饋: | 1AF | | A | , 且且 | Xd | | Xs|自激自激: | 1AF | 0 時時, 即即 AF = 1時時 則則 | Af | , 且且 Xs = 0 時時 有輸出有輸出 Xo “振蕩振蕩”與與 A 無關！無關！反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比負反饋負反饋 反饋使凈輸入量減小，從而反饋使凈輸入量減小，從而 使輸出量減小。使輸出量減小。正反饋正反饋 反饋使凈輸入量增加，從而反饋使凈輸入量增加，從而 使輸出量增大。使輸出量增大。4. 討論討論XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = X

9、f / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度 負反饋負反饋: | 1AF | 1時時, 則則 | Af | | A | , 且且 | Xd | 1時時, 則則 Af 1/ F , 且且 Xd 0 , Xs Xf 正反饋正反饋: | 1AF | | A | , 且且 | Xd | | Xs|自激自激: | 1AF | 0 時時, 即即 AF = 1時時 則則 | Af | , 且且 Xs = 0 時時 有輸出有輸出 Xo “振蕩振

10、蕩”反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比4. 討論討論XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度FAXXsd11 負反饋負反饋: | 1AF | 1時時, 則則 | Af | | A | , 且且 | Xd | 1時時, 則則 Af 1/ F , 且且 Xd 0 , Xs Xf 正反饋正反饋: | 1AF | |

11、A | , 且且 | Xd | | Xs|自激自激: | 1AF | 0 時時, 即即 AF = 1時時 則則 | Af | , 且且 Xs = 0 時時 有輸出有輸出 Xo “振蕩振蕩”與與 A 無關！無關！反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比VUo104. 討論討論XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度例例

12、: Au = 105 , R1 = 1k , R2 = 9k AUs RLUo Ud 510douUUAmVUd1 . 0令令: 則則:10VFAXXsd11反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比VUo104. 討論討論XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度例例: Au = 105 , R1 = 1k , R2

13、= 9k AUs RLUo Ud 510douUUAmVUd1 . 0令令: 則則:10VR1R2 F Uo Uf FAXXsd11反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比回歸比回歸比FAXXsd114. 討論討論XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度例例: Au = 105 , R1 = 1k , R2 = 9k

14、 AUs RLUo Ud 10VR1R2 F Uo Uf 121110RRRUUFofumVUd1 . 0令令: 則則:10110101101155uuuusoufFFAAUUAVUo10510douUUA反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益VUo104. 討論討論XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度FAXXsd11例例

15、: Au = 105 , R1 = 1k , R2 = 9k AUs RLUo Ud 510douUUAmVUd1 . 0令令: 則則:10VR1R2 F Uo Uf 121110RRRUUFofu10110101101155uuuusoufFFAAUUA)(10001.11ffdsfUVVUUUVU4. 討論討論XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增

16、益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度FAXXsd11 負反饋負反饋: | 1AF | 1時時, 則則 | Af | | A | , 且且 | Xd | 1時時, 則則 Af 1/ F , 且且 Xd 0 , Xs Xf 正反饋正反饋: | 1AF | | A | , 且且 | Xd | | Xs|自激自激: | 1AF | 0 時時, 即即 AF = 1時時 則則 | Af | , 且且 Xs = 0 時時 有輸出有輸出 Xo “振蕩振蕩”與與 A 無關！無關！反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比5. 分類分類 ( 4種類型種類型, 組態(tài)組態(tài) ) P230XsFARLXfXdXoAfXd

17、 = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 增益增益?zhèn)鬏斚禂?shù)傳輸系數(shù)環(huán)路增益環(huán)路增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋深度反饋深度 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋 電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋 電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋反饋系數(shù)反饋系數(shù)反饋增益反饋增益回歸比回歸比 Is RLUo Io 5. 分類分類 ( 4種類型種類型, 組態(tài)組態(tài) ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd A

18、u、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋dorIUA Uo ofgUIF Ui Id If 出出入入入入出出 a.負反饋負反饋. 反饋極性判斷反饋極性判斷: “瞬時極性法瞬時極性法” b.電壓型電壓型. c.并聯(lián)型并聯(lián)型. d.電壓負反饋電壓負反饋: 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓 ！fsdIIIgrrsorfFAAIUA1 Is RLUo Io 5. 分類分類 ( 4種類型種類型, 組態(tài)組態(tài) ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsX

19、f A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋dorIUA Uo ofgUIF Ui Id If 出出入入入入出出 a.負反饋負反饋. 反饋極性判斷反饋極性判斷: “瞬時極性法瞬時極性法” b.電壓型電壓型. c.并聯(lián)型并聯(lián)型. d.電壓負反饋電壓負反饋: 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓 ！fsdIIIgrrsorfFAAIUA1如：如：RL |Uo| ( 因因Ro) |If| ( 因因|Fg|不變不變 ) |Id|

20、( 因因|Is|恒定恒定 ) |Uo| ( 因因|Ar| 不變不變 ) |Io| ( Io不穩(wěn)定的不穩(wěn)定的. ) Is RLUo Io 5. 分類分類 ( 4種類型種類型, 組態(tài)組態(tài) ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋dorIUA Uo ofgUIF Ui Id If 出出入入入入出出 a.負反饋負反饋. 反饋極性判斷反饋極性判斷: “瞬時極性法瞬時極性

21、法” b.電壓型電壓型. c.并聯(lián)型并聯(lián)型. d.電壓負反饋電壓負反饋: 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓 ！fsdIIIgrrsorfFAAIUA1“輸出短路法輸出短路法”: 假設輸假設輸出端交流短路（出端交流短路（RL=0），），即即 Uo= 0，若反饋信號消，若反饋信號消失了，則為失了，則為電壓反饋電壓反饋；若；若反饋信號仍然存在，則為反饋信號仍然存在，則為電流反饋電流反饋。 或或 “輸出開路法輸出開路法” Us RLUo Io 5. 分類分類 ( 4種類型種類型, 組態(tài)組態(tài) ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / X

22、o Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋douUUA Uo ofuUUF Ii 出出入入入入出出 a.負反饋負反饋. 反饋極性判斷反饋極性判斷: “瞬時極性法瞬時極性法” b.電壓型電壓型. c.串聯(lián)型串聯(lián)型. d.電壓負反饋電壓負反饋: 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓 ！fsdUUUuuusoufFAAUUA1 Ud Uf VUo10XsFARLXfXdXoAfFAXXsd11例例: Au = 105 , R1 = 1k , R2 = 9k AUs RLUo Ud 510douUU

23、AmVUd1 . 0令令: 則則:10VR1R2 F Uo Uf 121110RRRUUFofu10110101101155uuuusoufFFAAUUA)(10001.11ffdsfUVVUUUVU Us RLUo Io 5. 分類分類 ( 4種類型種類型, 組態(tài)組態(tài) ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋douUUA Uo ofuUUF Ii 出出入入入

24、入出出 a.負反饋負反饋. 反饋極性判斷反饋極性判斷: “瞬時極性法瞬時極性法” b.電壓型電壓型. c.串聯(lián)型串聯(lián)型. d.電壓負反饋電壓負反饋: 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓 ！fsdUUUuuusoufFAAUUA1 Ud Uf Is RLUo Io 5. 分類分類 ( 4種類型種類型, 組態(tài)組態(tài) ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋doiIIAofiI

25、IF Ui Id If 出出入入入入出出 a.負反饋負反饋. 反饋極性判斷反饋極性判斷: “瞬時極性法瞬時極性法” b.電流型電流型. c.并聯(lián)型并聯(lián)型. d.電流負反饋電流負反饋: 穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流 ！fsdIIIiiisoifFAAIIA1 Io Is RLUo Io 5. 分類分類 ( 4種類型種類型, 組態(tài)組態(tài) ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 電流并聯(lián)負反饋電流并

26、聯(lián)負反饋doiIIAofiIIF Ui Id If 出出入入入入出出 a.負反饋負反饋. 反饋極性判斷反饋極性判斷: “瞬時極性法瞬時極性法” b.電流型電流型. c.并聯(lián)型并聯(lián)型. d.電流負反饋電流負反饋: 穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流 ！fsdIIIiiisoifFAAIIA1 Io 如：如：RL | Io| |If| ( 因因|Fi|不變不變 ) |Id| ( 因因|Is|恒定恒定 ) | Io| ( 因因|Ai| 不變不變 ) |Uo| ( Uo不穩(wěn)定的不穩(wěn)定的. ) Us RLUo Io 5. 分類分類 ( 4種類型種類型, 組態(tài)組態(tài) ) XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf

27、 A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋dogUIAofrIUF出出入入出出 a.負反饋負反饋. 反饋極性判斷反饋極性判斷: “瞬時極性法瞬時極性法” b.電流型電流型. c.串聯(lián)型串聯(lián)型. d.電流負反饋電流負反饋: 穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流 ！rggsogfFAAUIA1 Io fsdUUU Ii 入入出出 Ud Uf 6. 總結表總結表 P237XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = X

28、o / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋 電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋 電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋6. 總結表總結表 P237XsFARLXfXdXoAf 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋 電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋 電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋反饋組態(tài)反饋組態(tài)開環(huán)增益開環(huán)增益閉環(huán)增益閉環(huán)增益反饋系數(shù)反饋系數(shù)電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)負反饋負反饋 電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)負反饋負

29、反饋電流串聯(lián)電流串聯(lián)負反饋負反饋電流并聯(lián)電流并聯(lián)負反饋負反饋AfAFiovVVAsovfVVAiorIVAiogVIAioiIIASorfIVAsogfVIAsoifIIA電壓電壓增益增益電阻電阻增益增益電導電導增益增益電流電流增益增益ofvVVF電壓傳電壓傳輸比輸比ofgVIFofrIVFofiIIF電導傳電導傳輸比輸比電阻傳電阻傳輸比輸比電流傳電流傳輸比輸比負反饋放大器的增益函數(shù)負反饋放大器的增益函數(shù)XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、

30、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 4.2 負負反饋的影響反饋的影響 P239P239 1. 提高閉環(huán)增益提高閉環(huán)增益 Af 的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性. 2. 改善放大器的非線性改善放大器的非線性. 3. 抑制放大器內部的溫漂、噪聲和干擾抑制放大器內部的溫漂、噪聲和干擾. 4. 擴展通頻帶擴展通頻帶. 增益帶寬積增益帶寬積為常數(shù)為常數(shù)！ 5. 對對 Rof 的影響的影響: a. 電壓負反饋使電壓負反饋使 Rof . ( 恒壓源特性恒壓源特性) b. 電流負反饋使電流負反饋使 Rof . ( 恒流源特性恒流源特性) 6. 對對 Rif 的影響的影響: a. 并聯(lián)負反饋使并聯(lián)負反饋使 R

31、if . b. 串聯(lián)負反饋使串聯(lián)負反饋使 Rif .二、根據(jù)對輸入、輸出電阻的要求選擇反饋類型二、根據(jù)對輸入、輸出電阻的要求選擇反饋類型XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 4.2 負負反饋的影響反饋的影響 P239P239為改善性能引入負反饋的一般原則為改善性能引入負反饋的一般原則 要穩(wěn)定直流量要穩(wěn)定直流量 引直流負反饋引直流負反饋 要穩(wěn)定交流量要穩(wěn)定交流量 引交流負反饋引交流負反饋 要

32、穩(wěn)定輸出電壓要穩(wěn)定輸出電壓 引電壓負反饋引電壓負反饋 要穩(wěn)定輸出電流要穩(wěn)定輸出電流 引電流負反饋引電流負反饋 要增大輸入電阻要增大輸入電阻 引串聯(lián)負反饋引串聯(lián)負反饋 要減小輸入電阻要減小輸入電阻 引并聯(lián)負反饋引并聯(lián)負反饋一、欲穩(wěn)定某個量，則引該量的負反饋一、欲穩(wěn)定某個量，則引該量的負反饋要求高內阻輸出要求高內阻輸出 引引電流電流負負反饋反饋要求低內阻輸出要求低內阻輸出 引引電壓電壓負負反饋反饋信號源為恒壓源信號源為恒壓源 引引串聯(lián)串聯(lián)負負反饋反饋信號源為恒流源信號源為恒流源 引引并聯(lián)并聯(lián)負負反饋反饋要求負載能力強要求負載能力強 引引電壓電壓負負反饋反饋要求恒流源輸出要求恒流源輸出 引引電流電流

33、負負反饋反饋三、為使反饋效果強，根據(jù)信號源及負載確定反饋類型三、為使反饋效果強，根據(jù)信號源及負載確定反饋類型二、根據(jù)對輸入、輸出電阻的要求選擇反饋類型二、根據(jù)對輸入、輸出電阻的要求選擇反饋類型XsFARLXfXdXoAfXd = XsXf A = Xo / Xd Au、Ai、Ar、Ag F = Xf / Xo Fu、Fi、Fg、Fr T = AF= Xf / Xd Auf、Aif、Arf、Agf D = 1 AFFAAXXAsof1 4.2 負負反饋的影響反饋的影響 P239P239為改善性能引入負反饋的一般原則為改善性能引入負反饋的一般原則 要穩(wěn)定直流量要穩(wěn)定直流量 要穩(wěn)定交流量要穩(wěn)定交流量

34、 要穩(wěn)定輸出電壓要穩(wěn)定輸出電壓 要穩(wěn)定輸出電流要穩(wěn)定輸出電流 要增大輸入電阻要增大輸入電阻 要減小輸入電阻要減小輸入電阻 一、欲穩(wěn)定某個量，則引該量的負反饋一、欲穩(wěn)定某個量，則引該量的負反饋要求高內阻輸出要求高內阻輸出 要求低內阻輸出要求低內阻輸出 信號源為恒壓源信號源為恒壓源 信號源為恒流源信號源為恒流源 要求負載能力強要求負載能力強 要求恒流源輸出要求恒流源輸出 會會引引 設計時設計時會會看看 分析時分析時會會算算 近似計算法近似計算法其它：其它：正反饋正反饋 與與 負反饋負反饋本級反饋本級反饋 與與 級間反饋級間反饋單環(huán)單環(huán) 與與 多環(huán)多環(huán) 線性反饋線性反饋 與與 非線性反饋非線性反饋三

35、、為使反饋效果強，根據(jù)信號源及負載確定反饋類型三、為使反饋效果強，根據(jù)信號源及負載確定反饋類型引直流負反饋引直流負反饋引交流負反饋引交流負反饋引電壓負反饋引電壓負反饋引電流負反饋引電流負反饋引串聯(lián)負反饋引串聯(lián)負反饋引并聯(lián)負反饋引并聯(lián)負反饋引引電流電流負負反饋反饋引引電壓電壓負負反饋反饋引引串聯(lián)串聯(lián)負負反饋反饋引引并聯(lián)并聯(lián)負負反饋反饋引引電壓電壓負負反饋反饋引引電流電流負負反饋反饋（局部反饋）（局部反饋）4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 P243P243 1.“虛短虛短”與與“虛斷虛斷”.理想運放理想運放: Aod , Rid , Ric , KCMR , f H , Ro 0 ；

36、IIB(+) = IIB(-) 0 , UIO 0 , IIO 0 , 且溫漂、噪聲和干擾均忽略且溫漂、噪聲和干擾均忽略.A uI() uI() uO 反相輸入端反相輸入端同相輸入端同相輸入端輸出端輸出端 “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0 Aod = |uO| / | uId| = |uO| / | uI(-) uI(+) | | uId| 0 即即 uI(+) uI(-) Rid , Ric iI(+) = uI(+) / Rid or Ric 0 iI(+) iI(-) 4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 P243P243 1

37、.“虛短虛短”與與“虛斷虛斷”.理想運放理想運放: Aod , Rid , Ric , KCMR , f H , Ro 0 ； IIB(+) = IIB(-) 0 , UIO 0 , IIO 0 , 且溫漂、噪聲和干擾均忽略且溫漂、噪聲和干擾均忽略.A uI() uI() uO 反相輸入端反相輸入端同相輸入端同相輸入端輸出端輸出端 “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) FAAXXXXXAfdosof1FAXXsd11 深度負反饋深度負反饋: | 1AF | 1時時, 則則 Af 1/ F , 且且 Xd 0 , Xs Xf

38、 3.6 運放特性和參數(shù)運放特性和參數(shù) PT1T2RcVCCVEE uI1 uI2 VCCVEE RcVEEVCCRi2Ri3A uI() uI() uO 1.符號符號: 2.電壓傳輸特性電壓傳輸特性 例例: 同相傳輸同相傳輸(斜率正斜率正): uId = uI() uI() 反相傳輸反相傳輸(斜率負斜率負): uId = uI() uI() 三項基本參數(shù)三項基本參數(shù) ( 3個個)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) Aod)()(IIOIdOodUUUuuA510)1 . 0(1 . 0)10(10mVmVVVuuAIdOod運放線性放大區(qū)所對應的輸入信號范圍很小。運放線性放大區(qū)所對應的

39、輸入信號范圍很小。線性區(qū)線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)復復 習習3.6 運放特性和參數(shù)運放特性和參數(shù) PT1T2RcVCCVEE uI1 uI2 VCCVEE RcVEEVCCRi2Ri3A uI() uI() uO 1.符號符號: 2.電壓傳輸特性電壓傳輸特性 例例: 同相傳輸同相傳輸(斜率正斜率正): uId = uI() uI() 反相傳輸反相傳輸(斜率負斜率負): uId = uI() uI() 三項基本參數(shù)三項基本參數(shù) ( 3個個)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) Aod)()(IIOIdOodUUUuuA510)1 . 0(1 . 0)10(10mVmVVVuuAI

40、dOod運放的兩個工作區(qū)運放的兩個工作區(qū)：線性區(qū)與非線性區(qū)。線性區(qū)與非線性區(qū)。 線性區(qū)線性區(qū) 放大器放大器 非線性區(qū)非線性區(qū) 比較器比較器線性區(qū)線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)復復 習習3.6 運放特性和參數(shù)運放特性和參數(shù) PT1T2RcVCCVEE uI1 uI2 VCCVEE RcVEEVCCRi2Ri3A uI() uI() uO 1.符號符號: 2.電壓傳輸特性電壓傳輸特性 例例: 同相傳輸同相傳輸(斜率正斜率正): uId = uI() uI() 反相傳輸反相傳輸(斜率負斜率負): uId = uI() uI() 三項基本參數(shù)三項基本參數(shù) ( 3個個)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)開環(huán)差

41、模電壓放大倍數(shù) Aod)()(IIOIdOodUUUuuA510)1 . 0(1 . 0)10(10mVmVVVuuAIdOod運放的兩個工作區(qū)運放的兩個工作區(qū)：線性區(qū)與非線性區(qū)。線性區(qū)與非線性區(qū)。 線性區(qū)線性區(qū) 放大器放大器 非線性區(qū)非線性區(qū) 比較器比較器線性區(qū)線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)復復 習習4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 P243P243 1.“虛短虛短”與與“虛斷虛斷”.理想運放理想運放: Aod , Rid , Ric , KCMR , f H , Ro 0 ； IIB(+) = IIB(-) 0 , UIO 0 , IIO 0 , 且溫漂、噪聲和干擾均忽

42、略且溫漂、噪聲和干擾均忽略.A uI() uI() uO 反相輸入端反相輸入端同相輸入端同相輸入端輸出端輸出端 “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 理想運放工作在理想運放工作在非線性區(qū)非線性區(qū)的兩個特點的兩個特點: uI() uI() 時，時， uO = UO max uI() uI() 時，時， uO = UO max 理想運放工作在理想運放工作在線性區(qū)線性區(qū)的兩個特點的兩個特點: “虛短虛短”: 不成立不成立 . “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 04.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 P243P2

43、43 1.“虛短虛短”與與“虛斷虛斷”.理想運放理想運放: Aod , Rid , Ric , KCMR , f H , Ro 0 ； IIB(+) = IIB(-) 0 , UIO 0 , IIO 0 , 且溫漂、噪聲和干擾均忽略且溫漂、噪聲和干擾均忽略.A uI() uI() uO 反相輸入端反相輸入端同相輸入端同相輸入端輸出端輸出端 “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 理想運放工作在理想運放工作在線性區(qū)線性區(qū)的兩個特點的兩個特點:4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 P243P243 1.“虛短虛短”與與“

44、虛斷虛斷”.理想運放理想運放: Aod , Rid , Ric , KCMR , f H , Ro 0 ； IIB(+) = IIB(-) 0 , UIO 0 , IIO 0 , 且溫漂、噪聲和干擾均忽略且溫漂、噪聲和干擾均忽略. “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0 理想運放工作在理想運放工作在線性區(qū)線性區(qū)的兩個特點的兩個特點:A uI() uI() uO “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 P243P243A uI() u

45、I() uO “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 A uI() uI() uO “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋 Is RLUo Io 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋dorIUA Uo ofgUIF Ui I

46、d If 出出入入入入出出 a.負反饋負反饋. 反饋極性判斷反饋極性判斷: “瞬時極性法瞬時極性法” b.電壓型電壓型. c.并聯(lián)型并聯(lián)型. d.電壓負反饋電壓負反饋: 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓 ！fsdIIIgrrsorfFAAIUA14.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 A uI() uI() uO “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 A uI() uI

47、() uO “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1 iS 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋R2 iF uO 4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 A uI() uI() uO “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1 iS 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋R2 iF uO iS R1 iS = uS /R1 Is RLUo

48、Io 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋dorIUA Uo ofgUIF Ui Id If 出出入入入入出出 a.負反饋負反饋. 反饋極性判斷反饋極性判斷: “瞬時極性法瞬時極性法” b.電壓型電壓型. c.并聯(lián)型并聯(lián)型. d.電壓負反饋電壓負反饋: 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓 ！fsdIIIgrrsorfFAAIUA14.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 A uI() uI() uO “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 電壓并聯(lián)負反饋電

49、壓并聯(lián)負反饋 uO = R2 /R1 uS “反相反相(電壓電壓)跟隨器跟隨器”: R2 = R1 時時 uO = uS KCL: iS = uS /R1 iF = ( 0VuO ) /R2 iF = iS uO = iF R2 = R2 /R1 uS “虛地虛地”: 0V“反相器反相器”4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 A uI() uI() uO “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋 uO =

50、R2 /R1 uS “反相反相(電壓電壓)跟隨器跟隨器”: R2 = R1 時時 uO = uS “虛地虛地”: 0V 另另: 閉環(huán)輸入電阻閉環(huán)輸入電阻 Rif 0 Rif = R1 閉環(huán)輸出電阻閉環(huán)輸出電阻 Rof 0RidRifRifRoRof“反相器反相器”4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 A uI() uI() uO “虛短虛短”: uI(+) uI(-) “虛斷虛斷”: iI(+) = iI(-) 0iI(+) iI(-) 2. 反相放大器反相放大器 A uS RLuO uId id R1R2 iS iF 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋 uO = R2 /R1 uS “反相

51、反相(電壓電壓)跟隨器跟隨器”: R2 = R1 時時 uO = uS “虛地虛地”: 0V 另另: 閉環(huán)輸入電阻閉環(huán)輸入電阻 Rif 0 Rif = R1 閉環(huán)輸出電阻閉環(huán)輸出電阻 Rof 0RidRifRifRoRof注：注：衰減器衰減器 R2 /R1 2.5VREF ) 值值 及穩(wěn)定性基本無關及穩(wěn)定性基本無關AARRRVCC 2.5VREF2.5VREF2.5VREF 5.0VREF c b eAARRVCCRL250 IREF = 10 mA 電壓電壓電流變換器電流變換器( V/V/I )T例：例： LM385 2.5V ; LM336 2.5V; TL431 等等. 例例: 穩(wěn)定一點

52、穩(wěn)定一點, 系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定. 與與 A、R、 ( 對對T ）、）、 VCC ( 須須 2.5VREF ) 值值 及穩(wěn)定性基本無關及穩(wěn)定性基本無關AARRRVCC 2.5VREF2.5VREF2.5VREF 5.0VREF c b eAARRVCCRL250 IREF = 10 mA 打電話；打電話；上網(wǎng)上網(wǎng) 等等T例：例： LM385 2.5V ; LM336 2.5V; TL431 等等.4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 Is 48V (54V)發(fā)發(fā)收收 例例: 穩(wěn)定一點穩(wěn)定一點, 系統(tǒng)穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定. 與與 A、R、 ( 對對T ）、）、 VCC ( 須須 2.5VREF )

53、值值 及穩(wěn)定性基本無關及穩(wěn)定性基本無關AARRRVCC 2.5VREF2.5VREF2.5VREF 5.0VREF c b eAARRVCC250 IREF = 10 mA 電話燈電話燈T例：例： LM385 2.5V ; LM336 2.5V; TL431 等等.4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 Is 48V (54V)發(fā)發(fā)收收發(fā)光二極管發(fā)光二極管 LED ( (Light Emitting Diode) )一般工作電流幾一般工作電流幾 mA， 導通電壓導通電壓 (1 2) V 又例又例: 儀用放大器儀用放大器 P342P342 又稱又稱測量放大器測量放大器 或精密放大器或精密放

54、大器 4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 21231212321211IIIIOOvvRRRvvRRRRvv vO1 vO212231212312111IIfIIfOOfOvvRRRRRvvRRRRRvvRRv vI1 vI2 又例又例: 儀用放大器儀用放大器 P342P342 又稱又稱測量放大器測量放大器 或精密放大器或精密放大器 4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 21231212321211IIIIOOvvRRRvvRRRRvv vO1 vO212231212312111IIfIIfOOfOvvRRRRRvvRRRRRvvRRv vI1 vI2121221SSOvvR

55、Rv 又例又例: 儀用放大器儀用放大器 P342P342 又稱又稱測量放大器測量放大器 或精密放大器或精密放大器 4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 結構結構: 由由三三運放組成性能運放組成性能優(yōu)越的測量放大器，優(yōu)越的測量放大器，A1和和A2組成雙端輸入組成雙端輸入/雙端輸出雙端輸出差動放大器，差動放大器，又稱又稱同相并同相并聯(lián)型差動放大器聯(lián)型差動放大器。由于信。由于信號從二個同相端輸入，使號從二個同相端輸入，使輸入阻抗高達輸入阻抗高達10M 以上。以上。 第二級又采用差動輸?shù)诙売植捎貌顒虞斎?，在運放參數(shù)和入，在運放參數(shù)和 R3 嚴格嚴格對稱時，電路具有很高的對稱時，電路具有很高的

56、共模抑制能力和低溫漂。共模抑制能力和低溫漂。 vO1 vO2 vI1 vI2121221SSOvvRRv可見：可以方便地調節(jié)可見：可以方便地調節(jié) R1 進行增益的調整，進行增益的調整， 且不改變電路的對稱結構且不改變電路的對稱結構。 又例又例: 儀用放大器儀用放大器 P342P342 又稱又稱測量放大器測量放大器 或精密放大器或精密放大器 4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 特點：特點： 高輸入電阻、高輸入電阻、 高共模抑制比。高共模抑制比。 vO1 vO2 vI1 vI2121221SSOvvRRv可見：可以方便地調節(jié)可見：可以方便地調節(jié) R1 進行增益的調整，進行增益的調整， 且

57、不改變電路的對稱結構且不改變電路的對稱結構。應用：應用： 適用于強噪聲背景下適用于強噪聲背景下 低頻微弱信號的測量。低頻微弱信號的測量。要求：要求： 高輸入阻抗、高輸入阻抗、 高共模抑制比、高共模抑制比、 低漂移、低噪聲、低漂移、低噪聲、 低輸出電阻等低輸出電阻等 參數(shù)要求。參數(shù)要求。 又例又例: : 線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。線性串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 P334P334習題習題 集成運算放大器組成集成運算放大器組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如右圖所示，設的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路如右圖所示，設A為理想運算放大器。為理想運算放大器。流過穩(wěn)壓管的電流流過穩(wěn)壓管的電流 IZ 為為 12

58、 mA； 輸出電壓輸出電壓 VO 為為 16 V。當當 R3 = 0 時，時，輸出電壓輸出電壓 VO 為為 8 V。4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 A uS RLuO uId id R1R2 i1 i2 又例又例: :反相放大器反相放大器( T形網(wǎng)絡形網(wǎng)絡） P256P256習題習題 R3 i3 i4 R44OM3M2MRuuRuRu Mi1 = uS /R1 = i2 = uM /R2 i2i3 = i4s12MuRRus31434232s342142OuRRRRRRRRuRR/R1RRRuT形網(wǎng)絡形網(wǎng)絡4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 A uS uO uId id

59、 R1R2 i1 i2 又例又例: :反相放大器反相放大器( T形網(wǎng)絡形網(wǎng)絡） P256P256習題習題 R34OM3M2MRuuRuRui1 = uS /R1 = i2 = uM /R2 s12MuRRus31434232s342142OuRRRRRRRRuRR/R1RRRuR4 Mi2i3 = i44.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 uS RLuO R 又例又例: :電壓電壓電流變換器電流變換器 ( V/V/I )ARRA iO RR1 uO1 uO 負載接地負載接地 uO uI() iO = uO1 - - uO/R1 = uS/ /R1 uI() = uS uO / /2 u

60、O1 = 1R/ /R uI() =2uI() = uS uO iO 4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 又例又例: :半波精密整流半波精密整流電路電路 uO1 uI AR1R2 R1D1D2totouO2uI uO2uO2 = 0VuO2= - - R2/R1 uI當當 uI 0V 時時, uO1 0V， D1截止、截止、D2導通，導通，當當 uI 0V， D1導通、導通、D2截止，截止， 4.3 運放構成的基本電路運放構成的基本電路 又例又例: :全波精密整流全波精密整流電路電路 uO1 uO uI uO = | uI | AR2R R1D1D2 ARRR R2totouO uI