電工學(xué)第三章反饋及反饋放大電路概要VIP

第三章放大電路中的反饋馬稚昱仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院1.反饋的基本概念反饋放大電路的方框圖2.反饋的推斷方法對(duì)放大電路性能的影響3.對(duì)反饋放大電路進(jìn)行計(jì)算分析第三章放大電路中的反饋第三章放大電路中的反饋會(huì)判推斷電路中有無反饋及反饋的性質(zhì)會(huì)算估算深度負(fù)反饋條件下的放大倍數(shù)會(huì)引依據(jù)需求引入合適的反饋會(huì)判振消振電路是否能穩(wěn)定工作，會(huì)消退自激振蕩。第三章放大電路中的反饋§3.1反饋的概念及推斷§3.3反饋對(duì)放大電路性能的影響§3.4負(fù)反饋放大電路的分析計(jì)算§3.5負(fù)反饋放大電路的自激振蕩§3.2反饋對(duì)放大電路方框圖及放大倍數(shù)的估算§3.1反饋的概念及推斷一、反饋的基本概念二、溝通負(fù)反饋的四種組態(tài)三、反饋的推斷§3.1反饋的概念及推斷企業(yè)省級(jí)總代理分銷商專賣店經(jīng)銷商銷售員信息員實(shí)際問題實(shí)例：一、反饋的基本概念XOXi輸入信號(hào)輸出信號(hào)反饋信號(hào)凈輸入信號(hào)XFXd1.什么是反饋一、反饋的基本概念§3.1反饋的概念及推斷放大電路輸出量的一部分或全部通過確定的方式引回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。要探討哪些問題？怎樣引回是從輸出電壓還是輸出電流引出反饋多少怎樣引出

反饋放大電路可用方框圖表示。影響放大電路的輸入電壓還是輸入電流2.正反饋和負(fù)反饋從反饋的結(jié)果來推斷，凡反饋的結(jié)果使輸出量的變更減小的為負(fù)反饋，否則為正反饋；引入反饋后其變更是增大？還是減??？引入反饋后其變更是增大？還是減小？

或者，凡反饋的結(jié)果使凈輸入量減小的為負(fù)反饋，否則為正反饋。§3.1反饋的概念及推斷3.直流反饋和溝通反饋直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，溝通通路中存在的反饋稱為溝通反饋。引入溝通負(fù)反饋引入直流負(fù)反饋§3.1反饋的概念及推斷4.局部反饋和級(jí)間反饋

只對(duì)多級(jí)放大電路中某一級(jí)起反饋?zhàn)饔玫姆Q為局部反饋，將多級(jí)放大電路的輸出量引回到其輸入級(jí)的輸入回路的稱為級(jí)間反饋。通過R3引入的是局部反饋通過R4引入的是級(jí)間反饋通常，重點(diǎn)探討級(jí)間反饋或稱總體反饋?！?.1反饋的概念及推斷

將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電壓反饋，即

將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電流反饋，即

描述放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出端的連接方式，即反饋網(wǎng)絡(luò)的取樣對(duì)象。5.電壓反饋和電流反饋§3.1反饋的概念及推斷6.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

描述放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入端的連接方式，即輸入量、反饋量、凈輸入量的疊加關(guān)系。--串聯(lián)負(fù)反饋--并聯(lián)負(fù)反饋+_負(fù)反饋§3.1反饋的概念及推斷電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋§3.1反饋的概念及推斷7、溝通負(fù)反饋的四種組態(tài)二、反饋的推斷

“找聯(lián)系”：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，若有則有反饋，否則無反饋。有反饋嗎？將輸出電壓全部反饋回去無反饋1.有無反饋的推斷即在輸入回路又在輸出回路§3.1反饋的概念及推斷2.直流反饋和溝通反饋的推斷“看通路”，即看反饋是存在于直流通路還是溝通通路。設(shè)以下電路中全部電容對(duì)溝通信號(hào)均可視為短路。僅有直流反饋僅有溝通反饋交、直流反饋共存僅有直流反饋§3.1反饋的概念及推斷3.正、負(fù)反饋（反饋極性）的推斷“看反饋的結(jié)果”，即凈輸入量是被增大還是被減小。瞬時(shí)極性法：給定的瞬時(shí)極性，并以此為依據(jù)分析電路中各電流、電位的極性從而得到的極性；的極性→的極性→、、的疊加關(guān)系－－正反饋－－負(fù)反饋§3.1反饋的概念及推斷3.正、負(fù)反饋的推斷反饋量是僅僅確定于輸出量的物理量?！?.1反饋的概念及推斷反饋通路反饋量反饋電流反饋量?jī)H確定于輸出量?jī)糨斎腚娏鳒p小，引入了負(fù)反饋凈輸入電流增大，引入了正反饋§3.1反饋的概念及推斷在推斷集成運(yùn)放構(gòu)成的反饋放大電路的反饋極性時(shí)，凈輸入電壓指的是集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電位差，凈輸入電流指的是同相輸入端或反相輸入端的電流。4.電壓反饋和電流反饋的推斷電路引入了電壓負(fù)反饋令輸出電壓為0，若反饋量隨之為0，則為電壓反饋；若反饋量照舊存在，則為電流反饋。§3.1反饋的概念及推斷推斷方法：負(fù)載短路法(輸出短路法）4.電壓反饋和電流反饋的推斷電路引入了電流負(fù)反饋反饋電流

引入電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，引入電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流！僅受基極電流的限制§3.1反饋的概念及推斷5.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的推斷

在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的方式疊加，為串聯(lián)反饋；以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。引入了并聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋§3.1反饋的概念及推斷§3.1反饋的概念及推斷6、溝通負(fù)反饋的四種組態(tài)電壓串聯(lián)

輸入以電壓形式求和（KVL）：vid=vi-vf

穩(wěn)定輸出電壓特點(diǎn)：電壓限制的電壓源§3.1反饋的概念及推斷6、溝通負(fù)反饋的四種組態(tài)電壓并聯(lián)

輸入以電流形式求和（KCL）：iid=ii-if

穩(wěn)定輸出電壓電流限制的電壓源特點(diǎn)：§3.1反饋的概念及推斷6、溝通負(fù)反饋的四種組態(tài)

輸入以電壓形式求和（KVL）：vid=vi-

vf

穩(wěn)定輸出電流電壓限制的電流源特點(diǎn)：電流串聯(lián)uf=R1io§3.1反饋的概念及推斷6、溝通負(fù)反饋的四種組態(tài)電流并聯(lián)

輸入以電流形式求和（KCL）：iid=ii-if

穩(wěn)定輸出電流電流限制的電流源特點(diǎn)：電壓負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性串聯(lián)反饋：輸入端電壓求和（KVL）電流負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性并聯(lián)反饋：輸入端電流求和（KCL）特點(diǎn)小結(jié)：6、溝通負(fù)反饋的四種組態(tài)§3.1反饋的概念及推斷分立元件放大電路中的凈輸入量和輸出電流在推斷分立元件反饋放大電路的反饋極性時(shí)，凈輸入電壓常指輸入級(jí)晶體管的b-e（e-b）間或場(chǎng)效應(yīng)管g-s（s-g）間的電位差，凈輸入電流常指輸入級(jí)晶體管的基極電流（射極電流）或場(chǎng)效應(yīng)管的柵極（源極）電流。在分立元件電流負(fù)反饋放大電路中，反饋量常取自于輸出級(jí)晶體管的集電極電流或放射極電流，而不是負(fù)載上的電流；此時(shí)稱輸出級(jí)晶體管的集電極電流或放射極電流為輸出電流，反饋的結(jié)果將穩(wěn)定該電流。§3.1反饋的概念及推斷+--(+)(-)+-+(-)(+)(-)例題:試推斷圖所示電路的反饋組態(tài)。解:依據(jù)瞬時(shí)極性法，見圖中的紅色“+”、“-”號(hào)，可知經(jīng)電阻R1加在基極B1上的是直流并聯(lián)負(fù)反饋。因反饋信號(hào)與輸出電流成比例，故又為電流反饋。結(jié)論：是直流電流并聯(lián)負(fù)反饋。經(jīng)Rf加在E1上是溝通負(fù)反饋。反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加在T1兩個(gè)輸入電極，故為串聯(lián)反饋。結(jié)論：溝通電壓串聯(lián)負(fù)反饋?！?.2

負(fù)反饋放大電路的方框圖及放大倍數(shù)的估算一、負(fù)反饋放大電路的方框圖二、負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式三、深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)四、基于反饋系數(shù)的放大倍數(shù)的估算方法第三章放大電路中的反饋一、負(fù)反饋放大電路的方框圖確定反饋量和輸出量關(guān)系的全部元件所組成的網(wǎng)絡(luò)負(fù)反饋放大電路的基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)方框圖中信號(hào)是單向流通的?；痉糯箅娐返姆糯蟊稊?shù)反饋系數(shù)反饋放大電路的放大倍數(shù)二、負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式反饋組態(tài)功能電壓串聯(lián)電壓控制電壓電壓并聯(lián)電流控制電壓電流串聯(lián)電壓控制電流電流并聯(lián)電流控制電流三、深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)凈輸入量忽視不計(jì)環(huán)路放大倍數(shù)四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路Rif很小為什么?四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法為什么?2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路令uN=0四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法3.電流串聯(lián)負(fù)反饋電流四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法4.電流并聯(lián)負(fù)反饋電路四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法+-RLRR1R2RF+A–+-深度負(fù)反饋條件下四種組態(tài)負(fù)反饋放大電路的電壓放大倍數(shù)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)與負(fù)載無關(guān)與總負(fù)載成線性關(guān)系四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法§3.3反饋對(duì)放大電路性能的影響一、降低了放大倍數(shù)二、提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性三、減小非線性失真四、變更輸入電阻和輸出電阻第三章放大電路中的反饋40故基本放大器放大倍數(shù)（開環(huán)）:反饋系數(shù)：基本放大器反饋電路XOXiXFXdFA3.3負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響1、降低了放大倍數(shù)降低放大倍數(shù)，換來四大性能改善。41加反饋后放大倍數(shù)（閉環(huán)）：分子分母同除基本放大器反饋電路XOXiXFXdFA3.3負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響42結(jié)論：1、加入負(fù)反饋后，放大倍數(shù)下降了。當(dāng)1+AF>>1時(shí)2、深度負(fù)反饋時(shí)，放大倍數(shù)取決于反饋網(wǎng)絡(luò)，與基本放大電路無關(guān)。反饋網(wǎng)絡(luò)為無源網(wǎng)絡(luò)，受Ta影響小，Af穩(wěn)定。3、反饋網(wǎng)絡(luò)函數(shù)F，最大為1。4、

稱為反饋深度。反映了反饋對(duì)放大電路的影響程度。3.3負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響2、提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性F反饋電路XO+-XiXFXid引入負(fù)反饋后，電路的閉環(huán)增益僅取決于反饋系數(shù)F,與外界的變更因素?zé)o關(guān)3.3負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響44XiX'i加反饋后XO大略小略大小接近正弦波正弦波Xi略小略大XFOXA基本放大器F反饋電路+-加反饋前A基本放大器①只能減小電路內(nèi)部的非線性失真。②非線性失真不能太大。注意:3、減小非線性失真454、變更輸入電阻和輸出電阻（1）串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻rifrifRE2RCRSRBRLuS+UCCC1C2ui+-uo+-uF+_

負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響取決于反饋加入的方式。對(duì)輸出電阻的影響取決于反饋取樣的方式。定性分析：從放大器輸入端看進(jìn)去，相當(dāng)于在rbe基礎(chǔ)上多串一個(gè)電阻。46（2）并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻Rif+–uiuo+-+UCCRSuSRCC1RFC2RLiF定性分析：從放大器輸入端看進(jìn)去，相當(dāng)于在rbe基礎(chǔ)上多并一個(gè)電阻。Rif4、變更輸入電阻和輸出電阻47（3）電壓負(fù)反饋削減了輸出電阻rof

電壓負(fù)反饋穩(wěn)定了輸出電壓，相當(dāng)恒壓源，內(nèi)阻小，即rof小。roRLU'oUo+_RsriUsUi+_放大電路IiIorof相當(dāng)恒壓源4、變更輸入電阻和輸出電阻48（4）電流負(fù)反饋增大輸出電阻rof

電流負(fù)反饋穩(wěn)定了輸出電流，相當(dāng)恒流源，內(nèi)阻大，即rof大。roRLU'oUo+_RsriUsUi+_放大電路IiIo相當(dāng)恒流源rof4、變更輸入電阻和輸出電阻49[例3-6-1]:已知：圖（a)為電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路，RF為反饋電阻，晶體管β＝60，rbe=1.8KΩ。試計(jì)算閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Af和不接反饋電阻RF時(shí)開環(huán)電壓放大倍數(shù)A0。圖(b)為圖(a)的微變等效電路。RB2RCC1C2RB1CeRFRL++++UCCuIuo++––RE圖(a)4、變更輸入電阻和輸出電阻50微變等效電路RoRi-+UiIbIeRLRCr