chap03放大電路中的負(fù)反饋

電子技術(shù)第三章放大電路中的負(fù)反響模擬電路局部1第三章放大電路中的負(fù)反響§3.1負(fù)反響的概念§3.2負(fù)反響的類型及分析方法§3.3負(fù)反響對放大電路的影響2§3.1負(fù)反響的概念但凡將放大電路輸出端的信號〔電壓或電流〕的一局部或全部引回到輸入端，與輸入信號迭加，就稱為反響。假設(shè)引回的信號削弱了輸入信號，就稱為負(fù)反響。假設(shè)引回的信號增強(qiáng)了輸入信號，就稱為正反響。這里所說的信號一般是指交流信號，所以判斷正負(fù)反響，就要判斷反響信號與輸入信號的相位關(guān)系，同相是正反響，反相是負(fù)反響。3放大器輸出輸入取+加強(qiáng)輸入信號正反響用于振蕩器取-削弱輸入信號負(fù)反響用于放大器開環(huán)閉環(huán)負(fù)反響的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點；穩(wěn)定放大倍數(shù)；提高輸入電阻；降低輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶。反饋網(wǎng)絡(luò)±疊加反饋信號實際被放大信號反響框圖：4反響電路的三個環(huán)節(jié)：放大：反饋：疊加：負(fù)反響框圖：基本放大電路Ao反饋回路F+–輸出信號輸入信號反響信號差值信號5基本放大電路Ao反饋回路F+–——開環(huán)放大倍數(shù)——閉環(huán)放大倍數(shù)——反響系數(shù)6負(fù)反響放大器的一般關(guān)系：基本放大電路Ao反饋回路F+–反饋深度定義：7負(fù)反響放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)當(dāng)Ao很大時，AoF>>1：結(jié)論：當(dāng)Ao很大時，負(fù)反響放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無關(guān)，只與反響網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)反響可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。8ufud例：Rf、RE1組成反響網(wǎng)絡(luò)，反響系數(shù)：+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf9§3.2負(fù)反響的類型及分析方法§3.2.1負(fù)反響的類型一、電壓反響和電流反響電壓反響：反響信號取自輸出電壓信號。電流反響：反響信號取自輸出電流信號。電壓負(fù)反響：可以穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻。電流負(fù)反響：可以穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻。根據(jù)反響所采樣的信號不同，可以分為電壓反響和電流反響。10RLuoRLuo電壓反響采樣的兩種形式：采樣電阻很大11電流反響采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf采樣電阻很小12根據(jù)反響信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反響和并聯(lián)反響。串聯(lián)反響：反響信號與輸入信號串聯(lián)，即反響電壓信號與輸入信號電壓比較。并聯(lián)反響：反響信號與輸入信號并聯(lián)，即反響信號電流與輸入信號電流比較。串聯(lián)反響使電路的輸入電阻增大；并聯(lián)反響使電路的輸入電阻減小。二、串聯(lián)反響和并聯(lián)反響13iifibib=i-if并聯(lián)反響ufuiubeube=ui-uf串聯(lián)反響14三、交流反響與直流反響交流反響：反響只對交流信號起作用。直流反響：反響只對直流起作用。假設(shè)在反響網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，那么可以隔斷直流，此時反響只對交流起作用。在起反響作用的電阻兩端并聯(lián)旁路電容，可以使其只對直流起作用。有的反響只對交流信號起作用；有的反響只對直流信號起作用；有的反響對交、直流信號均起作用。15增加隔直電容C后，Rf只對交流起反響作用。注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C16增加旁路電容C后，Rf只對直流起反響作用。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE117負(fù)反響交流反響直流反響電壓串聯(lián)負(fù)反響電壓并聯(lián)負(fù)反響電流串聯(lián)負(fù)反響電流并聯(lián)負(fù)反響穩(wěn)定靜態(tài)工作點負(fù)反響的分類小結(jié)18§3.2.2負(fù)反響的分析方法分析步驟：3.是否負(fù)反響？4.是負(fù)反響！那么是何種類型的負(fù)反響？〔判斷反響的組態(tài)〕1.找出反響網(wǎng)絡(luò)〔電阻〕。2.是交流反響還是直流反響？一、反響類型的判斷19電壓反響與電流反響判別方法：電壓反響一般從后級放大器的集電極采樣。電流反響一般從后級放大器的發(fā)射極采樣。并聯(lián)反響與串聯(lián)反響判別方法：并聯(lián)反響的反響信號接于晶體管基極。串聯(lián)反響的反響信號接于晶體管發(fā)射極。注意：直流反響中，輸出電壓指UCE，輸出電流指IE或IE。20判斷負(fù)反響的方法——瞬時極性法假設(shè)輸出端信號有一定極性的瞬時變化，依次經(jīng)過反響、比較、放大后，再回到輸出端，假設(shè)輸出信號與原輸出信號的變化極性相反，那么為負(fù)反響。反之為正反響。如果是電壓反響，那么要從輸出電壓的微小變化開始。如果是電流反響，那么要從輸出電流的微小變化開始。判斷時在輸入端也要反映出反響信號與輸入信號的比較關(guān)系。21例1：判斷Rf是否負(fù)反響，假設(shè)是，判斷反響的組態(tài)。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反響，對直流不起作用。22分析中用到了三極管的集電極與基極相位相反這一性質(zhì)。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rfubeube23這里分析的是交流信號，不要與直流信號混淆。分析中用到的電壓、電流要在電路中標(biāo)出。并且注意符號的使用規(guī)那么。如果反響對交直流均起作用，可以用全量。當(dāng)為交流反響時，瞬時極性法所判斷的也是相位的關(guān)系。電路中兩個信號的相位不是同相就是反相，因此假設(shè)兩個信號都上升，它們一定同相；假設(shè)另一個信號下降而另一個上升，它們一定反相。24例2：判斷Rf是否負(fù)反響，假設(shè)是，判斷反響的組態(tài)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋并聯(lián)反饋uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反響，對直流也起作用。25+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif問題：三極管的靜態(tài)工作點如何提供？能否在反響回路加隔直電容？不能！Rf為三極管提供靜態(tài)電流！Rf的作用：1.提供靜態(tài)工作點。2.直流負(fù)反響，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。3.交流負(fù)反響，穩(wěn)定放大倍數(shù)。26例3：判斷Rf是否負(fù)反響，假設(shè)是，判斷反響的組態(tài)。電流反饋并聯(lián)反饋iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE227例4：判斷Rf是否負(fù)反響，假設(shè)是，判斷反響的組態(tài)。電流并聯(lián)負(fù)反響。對直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB228例5：判斷如圖電路中RE1、RE2的負(fù)反響作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie電流串聯(lián)反饋RE2對交流反饋不起作用1.對交流信號：ieueube=ui-ueibieRE1：電流串聯(lián)負(fù)反響。292.對直流信號：RE1、RE2對直流均起作用，通過反響穩(wěn)定靜態(tài)工作點。反響過程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UB–UEIBIE30例6：判斷如圖電路中RE3的負(fù)反響作用。+UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=ui–ufuc1uc2ib3ie3電流串聯(lián)負(fù)反響，對直流不起作用。31二、負(fù)反響放大電路的放大倍數(shù)方法一：當(dāng)電路比較簡單時，可直接用微變等效電路分析。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：32放大倍數(shù)穩(wěn)定性的比較：=60時,

Ao

=-93=50時,Ao=-77=60時,AF=-19.4=50時,AF

=-18.6無負(fù)反饋時：有負(fù)反饋時：RB1=100kRB2=33kRE=2.4kRE1=100RC=5kRL=5k=60EC=15Vrbe=1.62k33性能比較：結(jié)論:(1)輸入電阻提高了。(2)放大倍數(shù)減小了，但穩(wěn)定了，即受晶體管的影響減小。無RF有RF放大倍數(shù)-93-19.4輸入電阻1.52k5.9k

輸出電阻5k5k

RB1=100kRB2=33kRE=2.4kRE1=100RC=5kRL=5k=60EC=15Vrbe=1.62k34方法二：從負(fù)反響電路的閉環(huán)放大倍數(shù)的公式出發(fā)。先計算Ao和F。計算AF。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：35F-0.1/(5//5)=-0.04RB1=100kRB2=33kRE=2.4kRE1=100RC=5kRL=5k=60EC=15Vrbe=1.62k與方法一的計算結(jié)果基本相同。36方法三：放大倍數(shù)的近似計算。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例1：假設(shè)〔1+〕RF>>rbe,那么與方法一比較：在深度負(fù)反響下，兩種方法結(jié)果一致。37RB+ECC1C2RERLuiuo例2：射極跟隨器性能：〔1〕放大倍數(shù)1〔2〕輸入電阻大〔3〕輸出電阻小反響形式：電壓串聯(lián)負(fù)反響38放大倍數(shù)的近似計算：假設(shè)〔1+〕R′L>>rbe,那么AF1因為uf=uo，所以F=uf/uo=1（1）用公式：（2）用反饋放大器進(jìn)行計算：AF=

1/F

139§3.3負(fù)反響對放大電路的影響基本放大電路Ao反饋回電路F+–反響電路的根本方程40一、對放大倍數(shù)的影響Ao開環(huán)放大倍數(shù)AF閉環(huán)放大倍數(shù)反饋深度定義：41同相，所以則有：負(fù)反響使放大倍數(shù)下降。引入負(fù)反響使電路的穩(wěn)定性提高。(2)中，(1)(3)若稱為深度負(fù)反饋，此時在深度負(fù)反響的情況下，放大倍數(shù)只與反響網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。42二、改善波形的失真Aouiuo加反響前加反響后ufuiudAoF+–改善uouo43三、對輸入、輸出電阻的影響1.串聯(lián)負(fù)反響使電路的輸入電阻增加：2.并聯(lián)負(fù)反響使電路的輸入電阻減小：例如:射極輸出器理解：串聯(lián)負(fù)反響相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了一個電阻，故輸入電阻增加。理解：并聯(lián)負(fù)反響相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。443.電壓負(fù)反響使電路的輸出電阻減小：