經濟學反饋學習教案

1、會計學1經濟學反饋經濟學反饋(fnku)第一頁，共113頁。第1頁/共113頁第二頁，共113頁。C1RB2RB1RECEC2RCRLUCCUiICQIEQV.Uo. 圖61負反饋穩(wěn)定(wndng)工作點電路 第2頁/共113頁第三頁，共113頁。輸入(圖中箭頭方向就是信號的傳輸方向)。iXoX第3頁/共113頁第四頁，共113頁?；痉糯笃鰽取樣反饋網絡F比較Xf.Xi.凈 輸入信號（反饋信號）（輸出信號）（輸入信號）Af反饋放大器Xi.Xo. 圖62反饋(fnku)放大器基本框圖 第4頁/共113頁第五頁，共113頁。ifofiofofofooXXXXXXAFTXXAXXFXXA.(61)

2、 (62) (63) (64) 反饋網絡的傳輸(chun sh)系數(也稱反饋系數)環(huán)路(hun l)增益(回歸比) 第5頁/共113頁第六頁，共113頁。AFAXXAXAFAXXFXXXXXAAiofiooffiiio11(負反饋）(6 5) (66)(67)(68)(69)第6頁/共113頁第七頁，共113頁。第7頁/共113頁第八頁，共113頁。AAffAAFAFAAAAAFAAAdAAFAAdAAFAFAdAAFdAAFAAffffff111111111)1 (112(613) (614) 第8頁/共113頁第九頁，共113頁。AFAAAAAAAFDAAAFAAfffff120%5 .

3、 0%10/111所以，反饋深度(shnd)D必須滿足因為(yn wi) 第9頁/共113頁第十頁，共113頁。%95. 02000191919120200020100)1 (AFAFAFAAf所以(suy) 因為(yn wi) 第10頁/共113頁第十一頁，共113頁。HIIIffHIfFAfjFAAjfAjfAFjfAjfAffjAjfA)1 (11)()(1)()(1)(615 ) (616) (617) 第11頁/共113頁第十二頁，共113頁。HfIffHIHfIIIfffjAjfAfFAfFAAA1)()1 (1(618a )(618b) (619) 第12頁/共113頁第十三頁，

4、共113頁。ILLfHIHfIfFAfffAfA1(620) (621) 第13頁/共113頁第十四頁，共113頁。無反饋放大器的頻率響應有負反饋放大器的頻率響應增益AIAI3 dBAIfAIf3 dBfLffLfH無反饋放大器的帶寬負反饋放大器的帶寬fHff(頻率) 圖63負反饋改善(gishn)放大器頻率響應的示意圖 第14頁/共113頁第十五頁，共113頁。AFABC1RLCoUo.Ui.UfUi.圖64引起頻率失真的因素(yn s)必須包含在反饋環(huán)之內 第15頁/共113頁第十六頁，共113頁。iX第16頁/共113頁第十七頁，共113頁。io0ubeAXi.Xo.xo0t0txi基本

5、放大器(a)(b)io0ubeAFtxoXo.t0 xiXi.Xf.0txixf0tXi.0圖65負反饋改善非線性失真的(zhn de)工作原理示意圖(a)無反饋；(b)負反饋使非線性失真減小 第17頁/共113頁第十八頁，共113頁。AFTHDTHDAFXXAFXXXXXXXTHDfnhnhfnhfnhnhfonhhh 11122322(622) (623) (624) (625) 第18頁/共113頁第十九頁，共113頁。第19頁/共113頁第二十頁，共113頁。取樣的對象。例如，反饋取樣的是輸出電流，則有關輸出電流的性能得到改善；反之，取樣對象是輸出電壓，則有關輸出電壓的性能得到改善。n

6、 (3)負反饋只能改善包含在負反饋環(huán)節(jié)以內的放大器性能，對反饋環(huán)以外的，與輸入信號一起進來的失真、干擾、噪聲及其它不穩(wěn)定因素是無能為力的。第20頁/共113頁第二十一頁，共113頁。若令若令，則反饋信號，則反饋信號立即為零，我們將這種反饋稱立即為零，我們將這種反饋稱之為電壓反饋。之為電壓反饋。0oUfX第21頁/共113頁第二十二頁，共113頁。(a)AF電流取樣RLUo.Xf.(b)Io.反饋支路UCCRCuoVRERfui(c)反饋支路UCCRCuoRERfui(d)Ie.AF電壓取樣RLUo.Xf.圖66電壓(diny)反饋和電流反饋 第22頁/共113頁第二十三頁，共113頁。放大器的

7、輸出電阻定義為niXA0第23頁/共113頁第二十四頁，共113頁。 AoXi.RoIofUo.RofXi 0.Xi Xf FUo.電壓負反饋放大器. 圖67 電壓(diny)負反饋放大器輸出電阻的計算 第24頁/共113頁第二十五頁，共113頁。FARIURFARURUFAUIUFXXXXRXAUIIURooXofoofoooooooofoffiioiooofXofoofii1100(626) (627) (628) 第25頁/共113頁第二十六頁，共113頁。oUfX第26頁/共113頁第二十七頁，共113頁。AXi.RoIofRofXi 0.Xi Xf FIof.電流負反饋放大器.Uo.

8、圖68電流(dinli)負反饋放大器輸出電阻的計算 第27頁/共113頁第二十八頁，共113頁。)1 ()1 (00AFRIURAFRUIIAFRUIIFXXXXARUIIURoXofoofooofofooofoffiiiooofXofoofofof(630) (629) 第28頁/共113頁第二十九頁，共113頁。第29頁/共113頁第三十頁，共113頁。果是負反饋，則有iUiUfUfiiUUU(631) 第30頁/共113頁第三十一頁，共113頁。ARfFUi.RifUfUiIi.ARfFUi.RifIi.Ii.If.(a)(b).圖69串聯反饋和并聯(bnglin)反饋框圖 (a)串聯反

9、饋；(b)并聯(bnglin)反饋 第31頁/共113頁第三十二頁，共113頁。fiiIIIiIiIfI(632) 第32頁/共113頁第三十三頁，共113頁。(a)(b)Ui.Ui.REUf.Rf反饋uiR1Ii.Ii.If.Rf反饋圖610放大器輸入回路中引入串聯(chunlin)反饋和并聯反饋 (a)串聯(chunlin)反饋；(b)并聯反饋 反饋(fnku)輸入端信號(xnho)輸入端信號輸入端反饋輸入端第33頁/共113頁第三十四頁，共113頁。V1V2R1R1Uf.Rf反饋IoUi.(b)R1Ii.Ii.If.Rf反饋Ui.IoV1V2R1(a)圖611差分放大器中引入串聯(chu

10、nlin)反饋和并聯反饋 (a)串聯(chunlin)反饋；(b)并聯反饋 第34頁/共113頁第三十五頁，共113頁。iiifIUR)1 ()1 (,1AFRIURAFRUIAFUUUAFUUFUUUUiiiifiiiiiiioifii(633) 第35頁/共113頁第三十六頁，共113頁。FARIFAUIURIFAIIAFXFIIIIiiiiiifiiiofiff1)1 ()1 (634) (635) (636) (637) 第36頁/共113頁第三十七頁，共113頁。Ui.AFUo.Uf.Ui.(a)AFUo.Ui.Uf.Ui.(b)IoAFUo.(d)IoAFUo.Us.(c)RsIi

11、.If.Us.RsIi.Ii.If.Ii. 圖612四種(s zhn)典型的負反饋組態(tài)電路(a)串聯電壓負反饋；(b)串聯電流負反饋；(c)并聯電壓負反饋；(d)并聯電流負反饋 第37頁/共113頁第三十八頁，共113頁。電壓負反饋的增益和反饋系數的定義(dngy)為n第38頁/共113頁第三十九頁，共113頁。uuuooufofuoouFAAUUAUUFUUA1,(638) 第39頁/共113頁第四十頁，共113頁。rggooufofroogFAAUIAIUFUIA1,(639) 第40頁/共113頁第四十一頁，共113頁。grrioufofgoorFAAIUAUIFIUA1,(640) 第

12、41頁/共113頁第四十二頁，共113頁。iiiioifofiioiFAAIIAIIFIIA1,(641) 可見(kjin)，Ai、Aif及Fi都是無量綱的。 fifiififiiIIIIIUUUUU, 0, 0(642) (643) 第42頁/共113頁第四十三頁，共113頁。器有兩個輸入端和一個輸出端，輸出電壓正比于兩個輸入電壓之差。第43頁/共113頁第四十四頁，共113頁。AuudUCCUEEuouoUCCUEE0Auud U U(a)(b)圖613集成運算放大器開環(huán)傳輸(chun sh)特性 (a)運算符號；(b)開環(huán)傳輸(chun sh)特性 第44頁/共113頁第四十五頁，共11

13、3頁。第45頁/共113頁第四十六頁，共113頁。Auuo(a)R2Ii.If.Ii.R1uiuoUCCuiAuf R2/R1UEE0(b)圖614并聯電壓負反饋反相比例放大器 (a)電路；(b)閉環(huán)傳輸(chun sh)特性 第46頁/共113頁第四十七頁，共113頁。1. 閉環(huán)增益閉環(huán)增益Auf根據根據(gnj)深反饋條件深反饋條件 121211,0RRUUARURUUIRURUUIIIIIIioufooffiififii(644) (645) 第47頁/共113頁第四十八頁，共113頁。011221ududARARZ(646） 111RRZRRiif (647) 第48頁/共113頁第四

14、十九頁，共113頁。Z1 R2 /(1| Au|)0RiAuuoIi.R1If.Rif R1uiIi.圖615反相(fn xin)比例放大器的輸入電阻 第49頁/共113頁第五十頁，共113頁。0ofR(648) 第50頁/共113頁第五十一頁，共113頁。121212111RRRRRUUAURRRUUUUUioufofifid(649) (650) UU(651) 第51頁/共113頁第五十二頁，共113頁。圖6-16 串聯電壓負反饋同相比例放大器 （a) 電路(dinl) （b) 閉環(huán)傳輸特性Auuo(a)R1uiR2uf第52頁/共113頁第五十三頁，共113頁。uoUCCuiAuf(1

15、 R2/R1)UEE0(b)圖6-16 串聯電壓負反饋同相比例放大器 （a) 電路 （b) 閉環(huán)傳輸(chun sh)特性第53頁/共113頁第五十四頁，共113頁。Auuo uiui 圖617 運放(yn fn)構成的電壓跟隨器 第54頁/共113頁第五十五頁，共113頁。第55頁/共113頁第五十六頁，共113頁。第56頁/共113頁第五十七頁，共113頁。RBUCCC1Ui.C2Ui.REUf Uo.RLUo.反饋網絡(a)第57頁/共113頁第五十八頁，共113頁。RBUCCC1Ui.C2Ui.RERL反饋網絡(b)Uf.RofRCIc.圖618三種不同反饋(fnku)組態(tài)的單級放大器

16、第58頁/共113頁第五十九頁，共113頁。圖618三種(sn zhn)不同反饋組態(tài)的單級放大器(c)R2UCCC2Ui.RERLUo.CER1If.Ii.IiRC反饋網絡第59頁/共113頁第六十頁，共113頁。ELioufLcLCcoEcEefiEeifieibeiRRUUARIRRIURIRIUURIUUUUUUU)(655) (656) 第60頁/共113頁第六十一頁，共113頁。CCofofRRRR(657)第61頁/共113頁第六十二頁，共113頁。122211RRUUARURUUIRURUUIIIIIIIioufooifiiiififibi (658) (659a) (659b)

17、 (659c) (660) 第62頁/共113頁第六十三頁，共113頁。oUoofUFURRRU433(661) 第63頁/共113頁第六十四頁，共113頁。R2c1R1R5R4R6RLC1Ui.Uf.R3C3V1V2c2C2UoUCCUi.反饋網絡e1b1 圖619串聯(chunlin)電壓負反饋對 第64頁/共113頁第六十五頁，共113頁。R4Ui.Ui.R3(a)Uo.Uf.V1Ui.(b)V1R3|R4Uf.R3R3 R4Uo FUo.圖620等效到第一級射極的反饋(fnku)電壓(a)輸入回路等效；(b)戴文寧等效電路 第65頁/共113頁第六十六頁，共113頁。3434331RR

18、RFUUAURRRUFUUioufoofi(662) (663) 第66頁/共113頁第六十七頁，共113頁。51655652421165526552)()(RRRRRUUARRRRIRIRRIURURUUIRRRIRRRIIIILioufLfLcLcoiiiiceffi(664)(665) (666) 第67頁/共113頁第六十八頁，共113頁。R2CCUi.R3RLUo.R6CER1Ii.c1If.Ui.e1V1e2UCCR4V2R5Rof反饋網絡b1Ii.c2 圖621 并聯(bnglin)電流負反饋對 第68頁/共113頁第六十九頁，共113頁。第69頁/共113頁第七十頁，共113頁

19、。R2Ui.R3c1Ui.V1c2R4V2R5CBUf.R8b1R1CCRLUo.e3UCCR6V3R7反饋網絡 圖622 串聯電流(dinli)負反饋電路 第70頁/共113頁第七十一頁，共113頁。7378373783363378373)(RRRRRRARRRRRRUUUUARIRRIUUURRRRRIULufLfoioufLeLeofief(667) (668) (669)第71頁/共113頁第七十二頁，共113頁。第72頁/共113頁第七十三頁，共113頁。Ui.V1R3CE1R1If.Ii.IiR2c1R4R6CE3R8R7UCCV2V3b1RifR1反饋網絡Uo.c2c3R5.Ui

20、.圖623 三級并聯(bnglin)電壓負反饋電路 第73頁/共113頁第七十四頁，共113頁。1881,RRUUARUIRUIIIioufofiifi(670) 第74頁/共113頁第七十五頁，共113頁。fifiiUUUUU)(671) 第75頁/共113頁第七十六頁，共113頁。C2Uo.UCCRCRERDUf.RSugsC1Ui.Rf反饋網絡RGD1E2圖624 串聯(chunlin)電流正反饋電路 第76頁/共113頁第七十七頁，共113頁。，串聯電壓復反饋，R3,R6,C2引入了兩級間的并聯電流復反饋。第77頁/共113頁第七十八頁，共113頁。UCCRCRBCBCE1CE2RE1

21、RE2RLUo.CLUi.CE1:幾十幾百pF(高頻補償電容)CE2:幾十幾百F(射極旁路電容)(a)CC 圖625電流復反饋電路(dinl)及高頻響應的補償(a)電流復反饋電路(dinl)；(b)復反饋補償電流高頻響應 第78頁/共113頁第七十九頁，共113頁。 圖625電流復反饋電路及高頻響應(xingyng)的補償(a)電流復反饋電路；(b)復反饋補償電流高頻響應(xingyng) (b)電流增益Aif過補償(CE1太大)欠補償(CE1太小)f(頻率)第79頁/共113頁第八十頁，共113頁。R1R2R4R3V1V2V379 12V65R6R523C120pC21 10p4(a)圖62

22、6單片集成寬帶(kun di)放大器電路 第80頁/共113頁第八十一頁，共113頁。圖626單片集成(j chn)寬帶放大器電路 9RE18010RE214014Rf1.6k410RC287RC13kR704612V321RsUs.C(b)V1CE1822pV2第81頁/共113頁第八十二頁，共113頁。數 n (3)計算引入反饋后的閉環(huán)放大(fngd)倍數Auf=?n (4)若一定要求引入并聯電壓負反饋，電路應如何改接?iouUUA/第82頁/共113頁第八十三頁，共113頁。R4R3Rf1R5uo1ufR2 UDDR2V1V2Rf2abcuoR1uiIoR1 UEE（ gm ）IfS 圖

23、627 例2電路(dinl) 第83頁/共113頁第八十四頁，共113頁。S接a點，構成(guchng)了串聯電壓負反饋，而接b點則為正反饋，所以電路應將開關S接a點。第84頁/共113頁第八十五頁，共113頁。(2)開環(huán)增益。若將S接c點，則沒有引入反饋(fnku)，此時34232112111()(21RRARRgUUAAAUUUUUUAumiouuuooioiou單端輸出）其中(qzhng): 第85頁/共113頁第八十六頁，共113頁。 (3)引入串聯電壓(diny)負反饋后的閉環(huán)增益Auf為 111RRAfuf (4)若一定要求引入并聯電壓負反饋，最簡單(jindn)的辦法是將第一級輸

24、出由V1管漏極改為V2管的漏極。 第86頁/共113頁第八十七頁，共113頁。1_)(/_)()()()(1)()()(1)()(jFjAFjAjFjAAFAAjAjFjAjAjAfff(673a) (672)第87頁/共113頁第八十八頁，共113頁。FjAjAjAnnjFjAf)(1)()() 12()(1)(為整數）(673b) (673c) (674) 第88頁/共113頁第八十九頁，共113頁。環(huán)路增益|AF|/dB0附加相移f(頻率）幅度裕度0f相位裕度135180AB圖628用環(huán)路增益(zngy)來判斷穩(wěn)定性 第89頁/共113頁第九十頁，共113頁。)1001)(101)(11

25、 (10000)1)(1)(1 ()(321kHzfjkHzfjkHzfjjjjAjAI(675) 第90頁/共113頁第九十一頁，共113頁。0.010.11101001000A/dB806040200204045|A(j)|(開環(huán))20dB/10 倍頻程13540dB/10 倍頻程180225穩(wěn)定不穩(wěn)定（閉環(huán)）AfF1AfF1(不穩(wěn)定)60dB/10 倍頻程f / kHzaR2R1Uo.(a)(b)Ui.圖629用開環(huán)特性波特(b t)圖來判斷放大器的穩(wěn)定性 第91頁/共113頁第九十二頁，共113頁。1)()()(1)()(1)()(121FjAjAjARRRFjAFjAjAjAfff(

26、676)(677) (678) 第92頁/共113頁第九十三頁，共113頁。)(21211ioRRfC第93頁/共113頁第九十四頁，共113頁。0.010.11101001000A/dB80604020020404520dB/10 倍頻程13540dB/10 倍頻程225加電容補償后的開環(huán)特性0.001b (45)20dB/10倍頻程(13540dB/10 倍頻程60dB/10 倍頻程(22560dB/10 倍頻程( f1 )( f1 )( f2 )( f3 )(補償后的開環(huán)帶寬)(補償后的閉環(huán)帶寬)A1A2Ro1CRi2f / kHzAfF10.11(20dB) a)圖630電容滯后補償(

27、bchng)的開環(huán)頻率特性波特圖 第94頁/共113頁第九十五頁，共113頁。RCfCRRfCRRjRCjCjRRCjRUUARC21,)(21)(11112112(679) 第95頁/共113頁第九十六頁，共113頁。A1A2RCRo1RCRi2Ci2(a)(b)RRC(c)U1.U2.U1.U1.U2.U2.圖631零極點相消RC滯后補償(a)RC串聯補償網絡(wnglu)電路；(b)輸出等效電路；(c)簡化等效電路 第96頁/共113頁第九十七頁，共113頁。)1)(1 ()()1)(1)(1 ()1 ()()1)(1)(1 ()()(113123212321112ffjffjAjfAf

28、fffjffjffjffjAjfAffjffjffjAjfAffffjffjAIIIRC(680) (681) (682) (683) (684) 第97頁/共113頁第九十八頁，共113頁。0.010.11101001000A/dB8060402002040(45)20dB/10 倍頻程13540dB/10 倍頻程225加RC補償的開環(huán)特性0.00120dB/10倍頻程60dB/10 倍頻程( f1 )( f3 )(RC補償后的開環(huán)帶寬)(補償后的閉環(huán)帶寬)f / kHz45AfF10.11(20dB)(135)圖632零極點相消RC滯后補償(bchng)的開環(huán)頻率響應波特圖 第98頁/共113頁第九十九頁，共113頁。CAC21 ( (685) 若C=30pF，|A2|=1000,則C=30000pF。密勒效應補償(bchng)在集成電路中有著廣泛的應用。因為集成電路工藝不宜制作大容量電容，密勒效應補償(bchng)使小電容發(fā)揮大電容的作用。 第99頁/共113頁第一百頁，共113頁。A2C(a)(b)A2C圖633 密勒電容(dinrng)補償 第100頁/共113頁第一百零一頁，共113頁。到消振的