ch放大電路中的反饋方框圖表達(dá)式深負(fù)反饋放大倍數(shù)負(fù)反饋影響實(shí)用

會(huì)計(jì)學(xué)1ch放大電路中的反饋方框圖表達(dá)式深負(fù)反饋放大倍數(shù)負(fù)反饋影響實(shí)用電壓(輸出電壓整體拿出取樣，并聯(lián))串聯(lián)(局部放進(jìn)輸入電壓)負(fù)反饋電流(輸出電流整體拿出取樣，串聯(lián))串聯(lián)(局部放進(jìn)輸入電壓)負(fù)反饋電壓(輸出電壓整體拿出取樣，并聯(lián))并聯(lián)(局部放進(jìn)輸入電流)負(fù)反饋電流(輸出電流整體拿出取樣，串聯(lián))并聯(lián)(局部放進(jìn)輸入電流)負(fù)反饋6.3.2四種組態(tài)電路的方塊圖第1頁(yè)/共33頁(yè)四種組態(tài)負(fù)反饋放大電路的比較輸出信號(hào)反饋信號(hào)電路的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)反饋系數(shù)電壓串聯(lián)式電壓并聯(lián)式電流串聯(lián)式電流并聯(lián)式電壓放大倍數(shù)轉(zhuǎn)移電阻轉(zhuǎn)移電導(dǎo)電流放大倍數(shù)電路的閉環(huán)放大倍數(shù)？第2頁(yè)/共33頁(yè)6.3.3負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式閉環(huán)放大倍數(shù)若則——即電路在輸入量為0時(shí)就有輸出，稱之為自激振蕩通常所說(shuō)的負(fù)反饋放大電路是指中頻段的反饋極性；當(dāng)信號(hào)頻率進(jìn)入低頻段或高頻段時(shí),同于附加相移的產(chǎn)生,負(fù)反饋放大電路可能對(duì)某一特定頻率產(chǎn)生正反饋過(guò)程,甚至產(chǎn)生自激振蕩。第3頁(yè)/共33頁(yè)若——稱為深度負(fù)反饋結(jié)論：深度負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)主要由反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)決定，能保持穩(wěn)定。結(jié)論：電路引入深度負(fù)反饋時(shí)(多數(shù)負(fù)反饋放大電路都滿足深度負(fù)反饋，特別是集成運(yùn)放的情況)，閉環(huán)放大倍數(shù)幾乎僅僅決定于反饋網(wǎng)絡(luò)且穩(wěn)定性很高。從深度負(fù)反饋的條件可知，反饋網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)確定后，電路開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)越大，則閉環(huán)放大倍數(shù)與1/的近似程度愈好。第4頁(yè)/共33頁(yè)6.4.1深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)深度負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)對(duì)于深度串聯(lián)負(fù)反饋：深度并聯(lián)負(fù)反饋：6.4深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的分析深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)是在近似分析中忽略凈輸入量。不同組態(tài),可忽略的凈輸入量將不同。第5頁(yè)/共33頁(yè)6.4.2深度負(fù)反饋下的閉環(huán)放大倍數(shù)分析1、電壓串聯(lián)負(fù)反饋閉環(huán)放大倍數(shù)則為閉環(huán)電壓放大倍數(shù)2、電流串聯(lián)負(fù)反饋閉環(huán)放大倍數(shù)為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)一、深度負(fù)反饋下四種組態(tài)電路方塊圖的閉環(huán)放大倍數(shù)分析第6頁(yè)/共33頁(yè)3、電壓并聯(lián)負(fù)反饋閉環(huán)放大倍數(shù)為轉(zhuǎn)移電阻

閉環(huán)源電壓放大倍數(shù)并聯(lián)負(fù)反饋電路適用于恒流源或信號(hào)源內(nèi)阻Rs很大的恒壓源(近似恒流源)由于Ii≈If，Ii\趨于零，可以認(rèn)為Us幾乎全部降落在電阻Rs上。紅點(diǎn)處此時(shí)相當(dāng)于零電位。諾頓定理:含獨(dú)立源的線性電阻單口網(wǎng)絡(luò)，可等效為一個(gè)電流源和電阻的并聯(lián)。電流源電流等于單口網(wǎng)絡(luò)從外部短路時(shí)的端口電流，并聯(lián)的電阻是單口網(wǎng)絡(luò)內(nèi)全部獨(dú)立源為零值時(shí)所得網(wǎng)絡(luò)的等效電阻。并聯(lián)負(fù)反饋電路輸入量通常非理想恒流源信號(hào)，信號(hào)源一般有內(nèi)阻Rs?？捎弥Z頓定理進(jìn)行(逆)轉(zhuǎn)換。RS必不可少，否則恒壓源將直接加在基本放大電路輸入端，凈輸入電流僅決定于恒壓源電壓值及基本放大電路輸入電阻，而與反饋無(wú)關(guān)，即反饋不起作用。Rs愈大反饋愈明顯，若信號(hào)源內(nèi)阻太小，則應(yīng)外加一個(gè)相當(dāng)于Rs的電阻。第7頁(yè)/共33頁(yè)4、電流并聯(lián)負(fù)反饋閉環(huán)放大倍數(shù)為閉環(huán)電流放大倍數(shù)閉環(huán)源電壓放大倍數(shù)同理，由于Ii≈If，Ii\趨于零，可以認(rèn)為Us幾乎全部降落在電阻Rs上。第8頁(yè)/共33頁(yè)A、理想運(yùn)放的性能指標(biāo)(1)開(kāi)環(huán)差模增益(放大倍數(shù))為無(wú)窮大；(2)差模輸入電阻為無(wú)窮大；(3)輸出電阻為零；(4)共模抑制比為無(wú)窮大；(5)上限截止頻率為無(wú)窮大；實(shí)際技術(shù)指標(biāo)均為有限值，理想化后必然帶來(lái)分析誤差，但在一般工程計(jì)算中這些誤差是允許的。只有在進(jìn)行誤差分析時(shí)，才考慮上述理想化指標(biāo)所帶來(lái)的影響。由集成運(yùn)放組成的負(fù)反饋放大電路中，集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。知識(shí)穿插：理想運(yùn)放的性能特點(diǎn)第9頁(yè)/共33頁(yè)B.理想運(yùn)放在線性區(qū)的特點(diǎn)當(dāng)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，輸出電壓應(yīng)與輸入差模電壓成線性關(guān)系:uo=Aod(uP一uN)因uo為有限值，而Aod為無(wú)窮大，因而只能凈輸入電壓uP-uN=0，即兩個(gè)輸入端“虛短”，兩個(gè)輸入端電位無(wú)窮接近但又不是真正短路。因?yàn)閮糨斎腚妷簽榱?，且理想運(yùn)放的輸入電阻為無(wú)窮大，所以兩個(gè)輸入端的輸入電流也均為零，即IP=IN=0，從集成運(yùn)放輸入端看進(jìn)去相當(dāng)于斷路，稱兩個(gè)輸入端“虛斷”，兩個(gè)輸入端的電流趨于零，但又不是真正斷路。“虛短”(含“虛地：一端接地”)和“虛斷”是分析其輸入信號(hào)和輸出信號(hào)關(guān)系的兩個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)。第10頁(yè)/共33頁(yè)“虛短”和“虛斷”動(dòng)畫(huà)片第11頁(yè)/共33頁(yè)C.集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的電路特征

由于Aod為無(wú)窮大，即使兩個(gè)輸入端之間加微小電壓，輸出電壓都將超出其線性范圍，不是+UOM就是-UOM。只有電路引入負(fù)反饋，使凈輸入量趨于零，才能保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。換個(gè)角度考慮，可以通過(guò)電路是否引入了負(fù)反饋，來(lái)判斷運(yùn)放是否工作在線性區(qū)。

若理想運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)(即無(wú)反饋)或僅引入正反饋，則工作在非線性區(qū)。當(dāng)uP>uN時(shí)，UO=+UOM當(dāng)uP<uN時(shí)，UO=-UOM注意：

理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)的輸入電流也等于零，即虛斷此時(shí)也成立第12頁(yè)/共33頁(yè)二、求解深度負(fù)反饋下閉環(huán)電壓放大倍數(shù)的步驟和實(shí)例分析（1）正確判斷深度負(fù)反饋組態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)公式；（2）根據(jù)放大電路實(shí)際情況，利用已知條件靈活變通（可以跳過(guò)反饋系數(shù)的計(jì)算），列出關(guān)系式后求解第13頁(yè)/共33頁(yè)例1.已知R1=10KΩ，R2=100KΩ，R3=2KΩ，RL=5KΩ。求解在深度負(fù)反饋條件下的AUf

反饋通路：

T、R3、R2與R1；電路引入電流串聯(lián)深度負(fù)反饋第14頁(yè)/共33頁(yè)例2.在圖所示電路中，已知R2=10KΩ，R4=100KΩ，求解在深度負(fù)反饋條件下的AUF反饋通路:

T3、R4與R2電壓串聯(lián)負(fù)反饋在深度負(fù)反饋條件下：第15頁(yè)/共33頁(yè)例3.估算深度負(fù)反饋運(yùn)放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：解：該電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋在深度負(fù)反饋條件下：第16頁(yè)/共33頁(yè)為電壓串聯(lián)負(fù)反饋在深度負(fù)反饋條件下例4估算深度負(fù)反饋運(yùn)放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。第17頁(yè)/共33頁(yè)該電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋，在深度負(fù)反饋條件下：故：閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：例5估算深度負(fù)反饋運(yùn)放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。第18頁(yè)/共33頁(yè)一、反饋系數(shù)分析

(注意：虛斷、虛地)電壓串聯(lián)電流串聯(lián)電壓并聯(lián)由于反饋量?jī)H決定于輸出量,因此反饋系數(shù)僅決定于反饋網(wǎng)絡(luò),而與放大電路的輸入、輸出特性及負(fù)載電阻無(wú)關(guān)。電流并聯(lián)(設(shè)并聯(lián)點(diǎn))圖6.4.16.4.3基于理想運(yùn)放的放大倍數(shù)分析第19頁(yè)/共33頁(yè)二、閉環(huán)放大倍數(shù)分析（注意“虛地”）——P282電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流并聯(lián)電流串聯(lián)與前面基于深度負(fù)反饋計(jì)算的放大倍數(shù)相比，雖然理想運(yùn)放的負(fù)反饋也屬于深度負(fù)反饋，但由于參數(shù)理想化，放大倍數(shù)表達(dá)式中的“≈”變?yōu)椤?”。第20頁(yè)/共33頁(yè)6.5負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響6.5.1提高放大倍數(shù)穩(wěn)定性引入負(fù)反饋后，在輸入信號(hào)一定的情況下，當(dāng)電路參數(shù)變化、電源電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，放大電路輸出信號(hào)的波動(dòng)減小，即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高的程度與反饋深度有關(guān)。在中頻范圍內(nèi)，結(jié)論：引入負(fù)反饋后放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了(1+AF)倍。第21頁(yè)/共33頁(yè)例：在電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路中，①估算反饋系數(shù)和反饋深度②估算放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)③如果開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)A的相對(duì)變化量為±10%，此時(shí)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Af的相對(duì)變化量等于多少？解：①反饋系數(shù)反饋深度第22頁(yè)/共33頁(yè)②閉環(huán)放大倍數(shù)③Af的相對(duì)變化量結(jié)論：當(dāng)開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)變化10%時(shí)，電壓放大倍數(shù)的相對(duì)變化量只有0.001%，而穩(wěn)定性提高了一萬(wàn)倍。第23頁(yè)/共33頁(yè)6.5.2改變輸入電阻和輸出電阻不同類型的負(fù)反饋，對(duì)輸入電阻、輸出電阻的影響不同。一、對(duì)輸入電阻的影響1.串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻引入串聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻增大為無(wú)反饋時(shí)的倍注意：在某些串聯(lián)負(fù)反饋放大電路中，有些電阻不在反饋環(huán)內(nèi)，如p285圖6.5.2中的Rb，反饋對(duì)它不產(chǎn)生影響。確切說(shuō)，引入串聯(lián)負(fù)反饋的支路的等效電阻增大到基本放大電路的(1+AF)倍。結(jié)論：第24頁(yè)/共33頁(yè)2.并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻結(jié)論：引入并聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻減小為無(wú)負(fù)反饋時(shí)的1/。第25頁(yè)/共33頁(yè)二、負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響1.電壓負(fù)反饋減小輸出電阻結(jié)論：引入電壓負(fù)反饋后，放大電路的輸出電阻減小到無(wú)反饋時(shí)的。第26頁(yè)/共33頁(yè)2.電流負(fù)反饋增大輸出電阻結(jié)論：引入電流負(fù)反饋后，放大電路的輸出電阻增大到無(wú)反饋時(shí)的倍。注意：在某些電流負(fù)反饋放大電路中，有些電阻不在反饋環(huán)內(nèi)，如p279圖6.4.4中的Rc2，反饋對(duì)它所在支路沒(méi)有影響。確切說(shuō)，電流負(fù)反饋僅僅穩(wěn)定了引出反饋的支路的電流，并使該支路的等效電阻增大到基本放大電路的(1+AF)倍。第27頁(yè)/共33頁(yè)綜上所述

(1).反饋信號(hào)與外加輸入信號(hào)的求和方式只對(duì)放大電路的輸入電阻有影響：串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大；并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小。

(2).反饋信號(hào)在輸出端的采樣方式只對(duì)放大電路的輸出電阻有影響：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減??；電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。

(3).串聯(lián)負(fù)反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻；電流負(fù)反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸出電阻。

(4).負(fù)反饋對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響程度，與反饋深度有關(guān)。第28頁(yè)/共33頁(yè)6.5.3展寬頻帶由于負(fù)反饋可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，因而對(duì)于頻率不同而引起的放大倍數(shù)下降，也可以改善。設(shè)無(wú)反饋時(shí)放大電路在中、高頻段的電壓放大倍數(shù)分別為，上限頻率為fＨ；引入反饋系數(shù)為的負(fù)反饋后，放大電路在中、高頻段的放大倍數(shù)分別為，上限頻率為fHf。第29頁(yè)/共33頁(yè)同理，可推導(dǎo)出引入負(fù)反饋后，放大電路的下限頻率降低為無(wú)反饋時(shí)的1/。結(jié)論：引入負(fù)反饋后，放大電路的上限頻率提高，下限頻率降低，因而通頻帶展寬。fbwf=fHf-fLf≈fHf

fbw=fH-fL≈fH基本放大電路的通頻帶反饋放大電路的通頻帶可見(jiàn)，引入負(fù)反饋后，放大電路的中頻放大倍數(shù)減小為無(wú)反饋時(shí)的1/；而上限頻率提高到