實(shí)用模擬電子技術(shù)教程第8章電子課件PPT學(xué)習(xí)教案

1、實(shí)用模擬電子技術(shù)教程第實(shí)用模擬電子技術(shù)教程第8章電子課件章電子課件第1頁/共33頁第2頁/共33頁 將放大器電路輸出信號（電壓或電流信號）的全部或一部分，通過反饋支路形成反饋信號引回到輸入端，和輸入信號作比較（相加或相減），再由比較所得的信號去控制輸出。這樣一來，輸出不但決定于輸入，也決定于輸出本身。 第3頁/共33頁 圖中A為基本放大電路，F(xiàn)為反饋支路，圓圈中間加的符號表示比較環(huán)節(jié)。Xo、Xi和Xf分別表示放大電路的輸出信號、輸入信號和反饋信號。 ofXXF fidXXXfidXXX 反饋放大電路由基本放大電路、反饋支路（網(wǎng)絡(luò)）和比較環(huán)節(jié)組成,如圖8-1所示 F稱為反饋系數(shù)：Xd稱為凈輸入信

2、號，對正反饋：對負(fù)反饋：（8-1）（8-2）第4頁/共33頁設(shè)基本放大電路的增益（即開環(huán)增益）為A，它等于： 反饋放大電路由基本放大電路、反饋支路（網(wǎng)絡(luò)）和比較環(huán)節(jié)組成,如圖8-1所示 doXXA （8-3）（8-4）反饋放大電路的增益Af（即閉環(huán)增益）按定義是輸出信號和輸入信號的比值，它等于： iofXXA第5頁/共33頁 由式（8-2）解出Xi，并將式（8-3）代入（84），可以求得閉環(huán)增益Af的大小為： 反饋放大電路由基本放大電路、反饋支路（網(wǎng)絡(luò)）和比較環(huán)節(jié)組成,如圖8-1所示 （8-5）AFAX/XX/XX/XXXXAdfdddofdof1第6頁/共33頁 1、電壓串聯(lián)負(fù)反饋：負(fù)反饋信

3、號取自輸出電壓，反饋信號與輸入信號相串聯(lián)。 2、電壓并聯(lián)負(fù)反饋：負(fù)反饋信號取自輸出電壓，反饋信號與輸入信號相并聯(lián)。 3、電流串聯(lián)負(fù)反饋：負(fù)反饋信號取自輸出電流，反饋信號與輸入信號相串聯(lián)。 4、電流并聯(lián)負(fù)反饋：負(fù)反饋信號取自輸出電流，反饋信號與輸入信號相并聯(lián)。 第7頁/共33頁瞬時極性判別法：具體做法是先假定輸入信號處于某一個瞬時極性（用“+”表示正極性，“”表示負(fù)極性），然后逐級推出各點(diǎn)瞬時極性，最后判斷反饋到輸入端的信號的極性與原假定極性相同還是相反，相同時，即為正反饋，否則，為負(fù)反饋。例如圖8-2（a）所示的放大電路 ： 第8頁/共33頁電阻Rf將輸出信號反饋至輸入端，為了判別反饋的極性，

4、假設(shè)VT1基極輸入信號的瞬時極性為“+”，則VT1集電極輸出信號極性為“”（集電極信號與基極信號相位相反），傳至VT2的發(fā)射極，信號極性為“”（基極與發(fā)射極同相位）， 該信號經(jīng)電阻Rf傳至VT1輸入端極性為“”，與原傳入信號的極性相反，因此屬負(fù)反饋。這一判別過程也可表示如下：U1BU1CU2BU2EU1B第9頁/共33頁圖8-2（b）所示的電路，設(shè)VT1基極輸入信號的瞬時極性為“+”，則VT1集電極輸出信號極性為“”，傳至VT2的集電極，信號極性為“+”，該信號經(jīng)電阻Rf傳至VT1輸入端極性為“+”，與原傳入信號的極性相同，因此圖8-2（b）所示的為正反饋。判別過程可表示為： U1BU1CU2

5、BU2CU1B第10頁/共33頁反饋只存在于直流通路中，稱為直流反饋。反饋僅存在于交流通路中，這種反饋就屬交流反饋。 反饋既存在于交流通路，也可以存在于直流通路。直流負(fù)反饋在放大電路中常用于穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。圖83中，反饋既存在直流通路中，也存在交流通路中。 第11頁/共33頁第12頁/共33頁例8-2 共射極負(fù)反饋放大電路如圖8-5所示，試確定電路中反饋的極性、判斷其屬電流反饋還是電壓反饋。第13頁/共33頁第14頁/共33頁第15頁/共33頁AAAFAAAFAAfff)1 (1)1 (12FAFAAf11穩(wěn)定放大倍數(shù)：開環(huán)放大倍數(shù)的相對變化量A/A來描寫開環(huán)放大倍數(shù)的穩(wěn)定程度，其中A表示各種

6、原因引起的放大電路開環(huán)放大倍數(shù)的變化量，該變化量除以放大倍數(shù)，即為開環(huán)放大倍數(shù)的相對變化量。A/A越小就表示放大倍數(shù)越穩(wěn)定。 如下公式所示：第16頁/共33頁例如，從圖（8-9）所示的晶體管輸入特性曲線可以看出，基極電流和發(fā)射結(jié)電壓Ube之間的關(guān)系并不是嚴(yán)格線性的。除此之外，放大器中還可能包含其他非線性元器件（例如光電器件等），這些非線性元器件也會造成輸出信號偏離正弦波。上述因晶體管等非線性元器件所造成的輸出信號失真稱為非線性失真。 輸入特性曲線的非線性失真第17頁/共33頁 如果輸出信號的前半周大，后半周小，如圖8-10（a）所示，現(xiàn)在加入負(fù)反饋（見圖8-10（b），輸出電壓經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)輸出反

7、饋信號Xf，設(shè)反饋系數(shù)F為常數(shù)，則所形成的反饋信號Xf也是前半周大，后半周小。反饋信號與正常的輸入信號Xi相減后所形成的凈輸入信號Xd=XiXf，卻變成了前半周小，后半周大，這樣就使輸出信號的前半周得到壓縮，后半周得到擴(kuò)大，結(jié)果使前后半周的幅度趨于一致，于是就使輸出信號的非線性失真變小。 負(fù)反饋如何減小非線性失真呢？下面進(jìn)行定性的說明。 第18頁/共33頁bwmbwffFAf)1 ( 負(fù)反饋能展寬放大電路的通頻帶，展寬的原理和改善非線性失真類似。在低頻段和高頻段由于輸出信號下降，因反饋系數(shù)F為一固定值，反饋至輸入端的反饋信號也下降，于是原輸入信號與反饋信號相減后的凈輸入信號增加，從而使得放大電

8、路輸出的下降程度比不加負(fù)反饋時為小，這就相當(dāng)于放大器的通頻帶得到了展寬?？梢宰C明如下式子成立。 第19頁/共33頁閉環(huán)放大倍數(shù)和閉環(huán)帶寬的乘積等于開環(huán)放大倍數(shù)和開環(huán)放大倍數(shù)的乘積，即常常數(shù)數(shù)bwmbwfmffAfA放大電路的帶寬和放大倍數(shù)的乘積稱為放大電路的帶寬增益積，上式表明負(fù)反饋放大電路的帶寬增益積為常數(shù)，負(fù)反饋越深，頻帶展得越寬，中頻放大倍數(shù)也下降得越厲害。如圖811所示：第20頁/共33頁改變輸入輸出電阻AFRRiif1)1 (AFRRiif1、串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加 無論采用電壓負(fù)反饋還是電流負(fù)反饋，只要輸入端屬串聯(lián)負(fù)反饋方式，與無反饋時相比其輸入電阻都要增加，增加的倍數(shù)即為反饋深

9、度（1+AF），如下公式所示：式中Rif為加負(fù)反饋后的輸入電阻，Ri為無負(fù)反饋時的輸入電阻。 2、并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小無論采用電壓負(fù)反饋還是電流負(fù)反饋，只要輸入端屬并聯(lián)負(fù)反饋方式，與無反饋時相比，其輸入電阻都要減小，減小的倍數(shù)即為反饋深度（1+AF），如下公式所示：第21頁/共33頁 改變輸入輸出電阻AFrrf1003、負(fù)反饋對輸出電阻的影響電壓負(fù)反饋趨向于穩(wěn)定輸出電壓，因此將減小輸出電阻。這是因?yàn)橐粋€電源的內(nèi)阻（相當(dāng)于放大器的輸出電阻）很低時，其輸出電壓就不會隨負(fù)載電阻的變化而發(fā)生很大的變化，反之，電源內(nèi)阻很高，負(fù)載電阻變化時輸出電壓也隨之變化，電源內(nèi)阻越低，輸出電壓越穩(wěn)定。電壓負(fù)反饋能

10、穩(wěn)定輸出電壓，說明其輸出電阻一定是降低的。可以證明，電壓負(fù)反饋放大電路閉環(huán)輸出電阻R0f減小的倍數(shù)是反饋深度（1+AF）： 第22頁/共33頁改變輸入輸出電阻)AF(rrf1003、負(fù)反饋對輸出電阻的影響電流負(fù)反饋趨向于穩(wěn)定輸出電流，因此將增加輸出電阻。輸出電流的穩(wěn)定是與高輸出電阻相聯(lián)系的，電源的內(nèi)阻（相當(dāng)于放大器的輸出電阻）很高，其輸出電流就不會因負(fù)載電阻的變化而發(fā)生很大的變化，就能穩(wěn)定輸出電流。電流負(fù)反饋能穩(wěn)定輸出電流，說明其輸出電阻一定是提高的?？梢宰C明，電流負(fù)反饋放大電路閉環(huán)輸出電阻R0f提高的倍數(shù)也是反饋深度（1+AF） ： 第23頁/共33頁1、靜態(tài)分析 eEQFBQcBQCQCR

11、I.RIR)II(E70FceCBQR)RR)(.EI 170FceCBQCQR)RR)().E(II 170)RR(IEUecEQCCEQ第24頁/共33頁 2、源電壓放大倍數(shù) bebSiSrIRIUsfbeSbSRI)rR(IUSfSRIUFifRUUI0 由圖8-15可知： bfII 深度負(fù)反饋情況下，反饋電流遠(yuǎn)大于流入基本放大電路的電流Ib，即： 于是： 此外，由圖8-15可以看出，流過RF的電流（即反饋電流）等于其兩端電壓差（UiU0）除以電阻RF第25頁/共33頁 2、源電壓放大倍數(shù) ffRUI0SffSSvsfRRR/RUUUUA000 式中輸出電壓U0明顯大于大于Ui，上式近似

12、為： 可求得深度負(fù)反饋條件下引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋的共射極放大電路的電壓放大倍數(shù)為： 第26頁/共33頁 3、輸入電阻 )AF/(rriif1 4、輸出電阻 )AF/(rrf100深度負(fù)反饋情況下，（1+AF）1，因此輸入電阻明顯降低。并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的輸入電阻rif等于： 電壓負(fù)反饋放大電路的輸出電阻r0f等于：深度負(fù)反饋情況下，輸出電阻也明顯降低。第27頁/共33頁 其一，高頻特性好； 其二，電路輸入電阻低，可使前級的等效負(fù)載電阻減小，高頻工作時不容易產(chǎn)生自激振蕩，穩(wěn)定性較好； 其三，電路輸出電阻低，容易與共射極、共基極電路匹配； 其四，放大倍數(shù)與晶體管參數(shù)無關(guān)，穩(wěn)定性好，晶體管互換性好。 優(yōu)點(diǎn)： 第28頁/共33頁1、靜態(tài)分析 211bbCbBQRRERU)RR/().U(IebBQEQ1170)RR().U(IebBQCQ11701 )RR(IRIEUeFEQcCQCCEQ1第29頁/共33頁2、電壓放大倍數(shù) 深度負(fù)反饋情況下，（1+）RFrbe，略去上式分母的第一項(xiàng)，忽略和（1+）之間的