模擬電路新版第六章

第六章放大電路中的反饋要求：掌握反饋的相關(guān)概念；掌握各種反饋的判斷方法；掌握深度反饋下的放大電路相關(guān)計(jì)算；1一、反饋（feedback）系統(tǒng)的輸出量通過(guò)一定的途徑返回到輸入端，從而對(duì)輸入量產(chǎn)生影響的過(guò)程，也稱為回授；1、含義：說(shuō)明：系統(tǒng)是一個(gè)廣義的概念，經(jīng)過(guò)的途徑稱為反饋網(wǎng)絡(luò)；通常：引入反饋的系統(tǒng)稱為閉環(huán)系統(tǒng)；沒(méi)有引入反饋的系統(tǒng)稱為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)；2①分壓式工作點(diǎn)穩(wěn)定電路＋VCCRb1RCuIuo＋?RLC2C1＋?Rb2ReCeic通過(guò)Re對(duì)ube產(chǎn)生影響②第二章習(xí)題＋VCCRbRCuIuo＋?C2C1＋?ibiRbuo通過(guò)Rb對(duì)ib產(chǎn)生影響3說(shuō)明：首先找到反饋網(wǎng)絡(luò)(支路)(將輸入和輸出聯(lián)系到一起)輸入：基極(CE、CC)、發(fā)射極(CB)、同(反)相端(運(yùn)放)；輸出：集電極(CE、CB)、發(fā)射極(CC)；2、反饋的分類①正反饋和負(fù)反饋(按照極性)若反饋信號(hào)增強(qiáng)輸入信號(hào)的作用，則稱正反饋；若反饋信號(hào)削弱輸入信號(hào)的作用，則稱負(fù)反饋；判斷方法：瞬時(shí)極性法4瞬時(shí)極性法在輸入端加入一個(gè)瞬時(shí)極性為正的輸入電壓⊕；按信號(hào)通路(包括反饋)，看各點(diǎn)的瞬時(shí)極性，直到輸入端；若凈輸入信號(hào)被加強(qiáng)則為正反饋，被削弱則為負(fù)反饋；說(shuō)明：凈輸入信號(hào)指在輸入信號(hào)中去掉反饋信號(hào)后的那部分；按照反饋支路的方向判斷各點(diǎn)；“＋”、“－”不是信號(hào)極性，而指信號(hào)“增大”、“減小”；5例1、判斷下列電路中反饋的極性+–AR1uIuOR2R3+–uF+–ui′+－凈輸入極性為“⊕”，此反饋為正反饋－+–uFRbuIRFC1＋?R1＋VCCRCuo＋?C2R2－+－－反饋極性為“正”凈輸入6+－+–uF+RC3+VCC↓RC1Re3RR1uo-VEET1T2uIT3R+此反饋為負(fù)反饋凈輸入分壓式穩(wěn)定電路＋VCCRb1RCuIuo＋?RLC2C1＋?Rb2ReCe++通過(guò)Re引入了負(fù)反饋7常見(jiàn)放大電路CE(CS):輸入(b)、輸出(c)反相,若b為“+”,則c為“－”;CC(CD):輸入(b)、輸出(e)同相,若b為“+”,則e為“+”;CB(CG):輸入(e)、輸出(c)同相,若e為“+”,則c為“+”;集成運(yùn)放若同相端輸入為“+”,則輸出為“+”;若反相端輸入為“+”,則輸出為“－”;差動(dòng)放大若從同一管的基極入集電極出，則輸入輸出反相;若從一管基極入，另一管集電極出，則輸入輸出同相;總結(jié)

(判斷原則)8說(shuō)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；②直流反饋和交流反饋(按照信號(hào)的交直流性質(zhì))反饋信號(hào)中只包括直流成分則稱直流反饋；只包括交流成分則稱交流反饋；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)；交流反饋只對(duì)動(dòng)態(tài)性能起作用；9uIC1＋?Re1＋VCCRC2uo＋?C2RC1Re2CeRFRb1－+－直流負(fù)反饋CFuIC1＋?Re1＋VCCRC2uo＋?C2RC1Re2RFRb1－+++交流負(fù)反饋10③電壓反饋和電流反饋(按照輸出端的采樣方式)反饋信號(hào)取自輸出電壓則稱電壓反饋；取自輸出電流則稱電流反饋；判斷方法(一)：假設(shè)輸出短路，若沒(méi)有反饋信號(hào)則此反饋為電壓反饋，否則為電流反饋；(二)：反饋支路和負(fù)載以輸出端為公共節(jié)點(diǎn)則為電壓反饋，否則為電流反饋；11電壓負(fù)反饋電流負(fù)反饋12④串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋(按照輸入端的求和方式)反饋信號(hào)和輸入信號(hào)以電壓形式求和則稱串聯(lián)反饋；以電流形式求和則稱并聯(lián)反饋；判斷方法反饋支路與輸入信號(hào)以輸入端為公共節(jié)點(diǎn)則為并聯(lián)反饋，否則為串聯(lián)反饋；并聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋13⑤反饋組態(tài)：輸出方式、輸入方式、反饋極性；說(shuō)明：反饋的分類方法并不是固定不變；比如局部反饋(單級(jí))、級(jí)間反饋(多級(jí))等；通過(guò)R3引入的是局部反饋通過(guò)R4引入的是級(jí)間反饋通常主要研究級(jí)間反饋或稱總體反饋14RC3+VCC↓RC1Re3RR1uo-VEET1T2uIT3RRbuIRFC1＋?R1＋VCCRCuo＋?C2R2－+－－電壓串聯(lián)正反饋+－++電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋RSusC1＋VCCRC1uo＋?RLC2Re~-VCCRf+－+15uIC1＋?Re1＋VCCRC2uo＋?C2RC1Re2CeRFRb1－+－電流并聯(lián)負(fù)反饋CFuIC1＋?Re1＋VCCRC2uo＋?C2RC1Re2RFRb1－+++電壓串聯(lián)負(fù)反饋163、反饋的一般表達(dá)AF++-XiXfXoXi、Xo:系統(tǒng)輸入、輸出量；Xf:系統(tǒng)的反饋量；Xi′:系統(tǒng)凈輸入量；反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)方框圖中信號(hào)是單向流通的17①幾個(gè)概念②三者的關(guān)系閉環(huán)增益(引入反饋后)開(kāi)環(huán)增益(沒(méi)有反饋時(shí))反饋系數(shù)基本反饋方程式AF稱為回路增益，1＋AF稱為反饋深度18說(shuō)明：Af、A、F是一般性定義，它們常常是有量綱的討論：a、若AF>0，則|1+AF|>1，此時(shí)反饋極性為負(fù)，|Af|<|A|；b、若AF<0，則|1+AF|<1，此時(shí)反饋極性為正，|Af|>|A|；c、若|1+AF|?1，成為深度負(fù)反饋，此時(shí)d、若|1+AF|=0，則有Af

→∞，也就是說(shuō)Xi=0，而Xo≠0；自激振蕩常用19AuiFiuUiIfUoIiIi′電壓并聯(lián)負(fù)反饋舉例電流串聯(lián)負(fù)反饋IO+–AuIuORLRFAiuFuiUiUfIoUi′RLAui為轉(zhuǎn)移電阻，F(xiàn)iu為互導(dǎo)Aiu為轉(zhuǎn)移電導(dǎo)，F(xiàn)ui為互阻＋VCCRbRCuIuo＋?C2C1＋?20電壓串聯(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)Fuu為電壓反饋系數(shù)Aii為電流放大倍數(shù)Fii為電流反饋系數(shù)21二、負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響1、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性2、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）4、對(duì)輸入、輸出電阻的影響①輸入電阻串聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋22小結(jié)串聯(lián)負(fù)反饋使得Ri增大，并聯(lián)負(fù)反饋使得Ri降低；電壓負(fù)反饋使得Ro下降，電流負(fù)反饋使得Ro增大；引入負(fù)反饋對(duì)輸入、輸出電阻的影響均指反饋環(huán)路內(nèi)；性能的提高犧牲了電壓放大倍數(shù)；②輸出電阻電壓負(fù)反饋電流負(fù)反饋23三、引入負(fù)反饋的一般原則穩(wěn)定Q點(diǎn)應(yīng)引入直流負(fù)反饋，改善動(dòng)態(tài)性能應(yīng)引入交流負(fù)反饋；根據(jù)信號(hào)源特點(diǎn)，增大輸入電阻應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋，減小輸入電阻應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋；根據(jù)負(fù)載需要，輸出穩(wěn)定電壓（即減小輸出電阻）應(yīng)引入電壓負(fù)反饋，輸出穩(wěn)定電流（即增大輸出電阻）應(yīng)引入電流負(fù)反饋；從信號(hào)轉(zhuǎn)換關(guān)系上看，輸出電壓是輸入電壓受控源的為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，輸出電壓是輸入電流受控源的為電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸出電流是輸入電壓受控源的為電流串聯(lián)負(fù)反饋，輸出電流是輸入電流受控源的為電流并聯(lián)負(fù)反饋；24討

論一：為減小放大電路從信號(hào)源索取的電流，增強(qiáng)帶負(fù)載能力，應(yīng)引入什么反饋？為了得到穩(wěn)定的電流放大倍數(shù)，應(yīng)引入什么反饋？為了穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)引入什么反饋？為了使電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定關(guān)系的電壓信號(hào)，應(yīng)引入什么反饋？為了使電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定關(guān)系的電流信號(hào)，應(yīng)引入什么反饋？25討

論二：試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的交流負(fù)反饋電流反饋電壓反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋26討論三：

電路中能夠引入哪些組態(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27四、負(fù)反饋放大電路的分析深度負(fù)反饋情況下Af有兩種計(jì)算方法1、利用基本反饋方程2、深度負(fù)反饋時(shí)Xi≈Xf

，利用此條件求解Auf注意：此時(shí)Af不一定是電壓放大倍數(shù)，有時(shí)需要轉(zhuǎn)換成Auf28例2、計(jì)算深度負(fù)反饋情況下的Auf＋VCCRb1RCuiuo＋?RLC2C1＋?ReRb2電流串聯(lián)負(fù)反饋①兩種方法求解：交流通路：＋Rb'uiuo＋?RL'?Re+–uf②利用Xi≈Xf

(a)29+–AR1uiuORFR2電壓并聯(lián)負(fù)反饋(b)IfIi利用Xi≈Xf計(jì)算一般步驟:畫交流通路、判斷反饋組態(tài)、選擇適當(dāng)方法;利用Af=1/F只有在電壓串聯(lián)負(fù)反饋組態(tài)時(shí)直接得到Auf,其他組態(tài)需要轉(zhuǎn)換;各種組態(tài)均可用Xi=Xf

估算Auf,對(duì)于串聯(lián)負(fù)反饋為ui=uf

,并聯(lián)負(fù)反饋為Ii=If;深度負(fù)反饋下一般不計(jì)算Rif、Rof

,串聯(lián):Rif→∞

并聯(lián):Rif→0電壓:Rof

→0

電流:Rof

→∞

;結(jié)論：30例3、計(jì)算深度負(fù)反饋情況下的Auf(Ausf)①判斷組態(tài)：

電流并聯(lián)負(fù)反饋②并聯(lián)反饋：

Ii=If同相放大RSusRC1uo＋?RLRe~RfRC2IiIfIC2交流通路RSusC1＋VCCRC2uo＋?RLC2Re~-VCCRfRC131RC3+VCC↓RC1Re3RR1uo-VEET1T2uiT3R+–uf①判斷組態(tài)：

電壓串聯(lián)負(fù)反饋②串聯(lián)反饋：

ui=uf也可：32五、放大電路的自激振蕩(SelfExcitedOscillation)1、產(chǎn)生的物理過(guò)程

AF=-1時(shí)Af

→∞,即Xi=0,而Xo≠0現(xiàn)象：輸入信號(hào)為0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低頻段或高頻段沒(méi)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++-XiXfXo33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(guò)程2、條件凈輸入信號(hào)每沿反饋環(huán)路走完一周后即會(huì)增大，此時(shí)振蕩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++-XiXfXo起振條件：34自激振蕩產(chǎn)生的條件：相位條件是主要的fLfHBW|Au|fAum-90°-180°-270°0°φf(shuō)單管共射放大電路的頻響一般