第九章負(fù)反饋放大電路演示文稿

第9章負(fù)反饋放大電路當(dāng)前第1頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)9.1反饋的基本概念與分類9.2負(fù)反饋放大電路的方框圖及一般表達(dá)式9.3負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善9.4深度負(fù)反饋放大電路的分析計(jì)算第9章負(fù)反饋放大電路2當(dāng)前第2頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)本章基本要求會(huì)判：判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：根據(jù)需求引入合適的反饋3當(dāng)前第3頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)9.1反饋的基本概念與分類1.什么是反饋將放大電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。要研究哪些問題？怎樣引回是將輸出電壓還是輸出電流引回多少怎樣引出

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反饋通路——信號(hào)反向傳輸?shù)那罒o反饋通路——開環(huán)有反饋通路——閉環(huán)反饋的基本概念4當(dāng)前第4頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)2.反饋舉例5當(dāng)前第5頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)3.有無反饋的判斷開環(huán)，無反饋有通路，但通路上含接地，故無反饋從概念出發(fā)：將放大電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋?！罢衣?lián)系”：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，并且影響輸入。若有則有反饋，否則無反饋。(反饋通路應(yīng)不含直流電源和接地)6當(dāng)前第6頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)1.直流反饋和交流反饋反饋的類型如果反饋量中只含有直流成分，則稱為直流反饋；如果反饋量中只含有交流成分，則稱為交流反饋?；蛘哒f，在直流通路中起反饋?zhàn)饔玫姆Q為直流反饋；在交流通路中起反饋?zhàn)饔玫姆Q為交流反饋。若無旁路電容，則也引入交流負(fù)反饋引入直流負(fù)反饋7當(dāng)前第7頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)“看通路”，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。設(shè)以下電路中所有電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路。僅有直流反饋僅有交流反饋交、直流反饋共存僅有直流反饋直流反饋和交流反饋的判斷8當(dāng)前第8頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)

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。

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是根據(jù)從輸出端選取的反饋信號(hào)量來分。

反饋放大電路的方框圖2.電壓反饋和電流反饋9當(dāng)前第9頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)針對(duì)具體反饋電路進(jìn)行判斷依據(jù)：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。并聯(lián)連接方式串聯(lián)連接方式若輸出短路，則反饋消失若輸出開路，則反饋消失10當(dāng)前第10頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)短路輸出端反饋消失——電壓反饋開路輸出回路反饋消失——電流反饋舉例：11當(dāng)前第11頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)分立元件放大電路中的凈輸入量和輸出電流在判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），凈輸入電流常指輸入級(jí)晶體管的基極電流（射極電流）。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發(fā)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發(fā)射極電流為輸出電流，反饋的結(jié)果將穩(wěn)定該電流。當(dāng)前第12頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)電壓反饋和電流反饋的判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；若反饋量依然存在，則為電流反饋。當(dāng)前第13頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)如果反饋量與輸入量是以電壓的方式相疊加，則稱為串聯(lián)負(fù)反饋。如果反饋量與輸入量是以電流的方式相疊加，則稱為并聯(lián)負(fù)反饋。3.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端的連接方式劃分：串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋14當(dāng)前第14頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)回路以電壓形式出現(xiàn)——串聯(lián)反饋節(jié)點(diǎn)以電流形式出現(xiàn)——并聯(lián)反饋判斷方法：①根據(jù)輸入端疊加的信號(hào)；②若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路的輸入信號(hào)端同點(diǎn)相連出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)，則為并聯(lián)反饋，否則為串聯(lián)反饋15當(dāng)前第15頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)舉例以電壓形式出現(xiàn)，且有回路，串聯(lián)反饋以電流形式出現(xiàn)，且有節(jié)點(diǎn)，并聯(lián)反饋16當(dāng)前第16頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷

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)反饋當(dāng)前第17頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)

從反饋的結(jié)果來判斷，凡反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的為負(fù)反饋，否則為正反饋；引入反饋后其變化是增大？還是減??？引入反饋后其變化是增大？還是減?。炕蛘?，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。4.正反饋和負(fù)反饋18當(dāng)前第18頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)

正、負(fù)反饋（反饋極性）的判斷“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；－－負(fù)反饋－－正反饋的極性→的極性→、、的疊加關(guān)系19當(dāng)前第19頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)瞬時(shí)極性法：假設(shè)輸入(當(dāng)前瞬時(shí))為正uid=ui-uf反饋使輸入減小，所以為負(fù)反饋判斷舉例：20當(dāng)前第20頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)uid=ui+uf為正反饋判斷舉例（瞬時(shí)極性法）21當(dāng)前第21頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)瞬時(shí)極性法：假設(shè)輸入(當(dāng)前瞬時(shí))為正iid=ii-if反饋使輸入減小，所以為負(fù)反饋iid=ii+if為正反饋判斷舉例（瞬時(shí)極性法）22當(dāng)前第22頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)輸入輸出端歸納在一起，負(fù)反饋分為4種類型的反饋組態(tài)：電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋9.1.3交流負(fù)反饋的四種基本組態(tài)23當(dāng)前第23頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋輸入以電壓形式求和（KVL）：uid=ui-uf

--串聯(lián)反饋--電壓反饋反饋量取自輸出端的輸出電壓Uo24當(dāng)前第24頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)電路案例反饋極性的判斷采用瞬時(shí)極性法（對(duì)地的瞬時(shí)極性）反饋電壓正比輸出電壓電壓反饋輸出端反饋網(wǎng)絡(luò)與RL并聯(lián)（電壓）25當(dāng)前第25頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)輸入以電流形式求和（KCL）：Iid=Ii-If--并聯(lián)反饋2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋--電壓反饋反饋量取自輸出端的輸出電壓Uo26當(dāng)前第26頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)輸入端出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)，以電流形式出現(xiàn)（并聯(lián)）Iid=Ii-

If電路案例輸出端反饋網(wǎng)絡(luò)與RL并聯(lián)（電壓）27當(dāng)前第27頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)3.電流串聯(lián)負(fù)反饋輸入以電壓形式求和（KVL）：uid=ui-uf

--串聯(lián)反饋--電流反饋反饋量取自輸出端的輸出電流Io28當(dāng)前第28頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)案例輸入端出現(xiàn)回路，以電壓形式出現(xiàn)（串聯(lián)）輸出端反饋網(wǎng)絡(luò)與RL串聯(lián)（電流）29當(dāng)前第29頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)4.電流并聯(lián)負(fù)反饋輸入以電流形式求和（KCL）：

Iid=Ii-If--并聯(lián)負(fù)反饋--電流反饋反饋量取自輸出端的輸出電流Io30當(dāng)前第30頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)（+）電路案例輸入端出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)，以電流形式出現(xiàn)（并聯(lián)）輸出端反饋網(wǎng)絡(luò)與RL串聯(lián)（電流）31當(dāng)前第31頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)四種反饋組態(tài)：注意量綱電壓串聯(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)反饋當(dāng)前第32頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)反饋判別規(guī)則：首先在電路圖上找出反饋通路來(從輸出端指向輸入端的路徑，不含經(jīng)過直流電源和接地的路徑)。是么？反饋起點(diǎn)反饋終點(diǎn)在起始點(diǎn)可以看出反饋支路與輸出支路呈并聯(lián)（有公共點(diǎn)）關(guān)系33當(dāng)前第33頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)例：判斷圖所示電路的反饋組態(tài)電流串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋34當(dāng)前第34頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)例：分立元件放大電路反饋組態(tài)判斷電路引入了電流負(fù)反饋

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！35當(dāng)前第35頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式?jīng)Q定反饋量和輸出量關(guān)系的所有元件所組成的網(wǎng)絡(luò)負(fù)反饋放大電路的基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)分析時(shí)方框圖中信號(hào)近似認(rèn)為是單向流通的。反饋系數(shù)反饋放大電路的放大倍數(shù)基本放大電路的放大倍數(shù)1.方框圖9.2負(fù)反饋放大電路的方框圖及一般表達(dá)式X即可以是電壓，也可以是電流36當(dāng)前第36頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式1.一般表達(dá)式稱為反饋深度37當(dāng)前第37頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式1.一般表達(dá)式一般負(fù)反饋深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约ふ袷幏Q為反饋深度

38當(dāng)前第38頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)9.2.2四種組態(tài)負(fù)反饋放大電路的增益和反饋系數(shù)的表達(dá)式

反饋方式不同，Xi，Xf，Xo量綱也不同，Af的物理意義也不同39當(dāng)前第39頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)9.2.2四種組態(tài)負(fù)反饋放大電路的增益和反饋系數(shù)的表達(dá)式反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)注意量綱40當(dāng)前第40頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)四種組態(tài)反饋放大電路的信號(hào)與增益表達(dá)式P244

41當(dāng)前第41頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)9.3.1提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性在中頻段，放大倍數(shù)、反饋系數(shù)等均為實(shí)數(shù)。穩(wěn)定性通常用放大倍數(shù)的相對(duì)穩(wěn)定量來衡量說明放大倍數(shù)減小到基本放大電路的，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是基本放大電路的倍。9.3負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善42當(dāng)前第42頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)設(shè)基本放大電路的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相

可以證明，在引入負(fù)反饋前后輸出量基波幅值相同的情況下，非線性失真減小到基本放大電路的1/(1＋AF)。9.3.2減小非線性失真43當(dāng)前第43頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)是純電阻網(wǎng)絡(luò)引入負(fù)反饋后的幅頻特性可推導(dǎo)出引入負(fù)反饋后的截止頻率、通頻帶展寬通頻帶44當(dāng)前第44頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)1.對(duì)輸入電阻的影響引入串聯(lián)負(fù)反饋時(shí)

對(duì)輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大電路在輸入端的接法有關(guān)，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。負(fù)反饋對(duì)輸入、輸出電阻的影響45當(dāng)前第45頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)引入并聯(lián)負(fù)反饋時(shí)串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻，并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻。負(fù)反饋對(duì)輸入、輸出電阻的影響1.對(duì)輸入電阻的影響46當(dāng)前第46頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)2、對(duì)輸出電阻的影響對(duì)輸出電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大電路在輸出端的接法有關(guān)，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。引入電壓負(fù)反饋時(shí)引入電流負(fù)反饋時(shí)電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出具有恒壓特性，因而輸出電阻減小。電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流，使輸出具有恒流特性，因而輸出電阻增大。負(fù)反饋對(duì)輸入、輸出電阻的影響47當(dāng)前第47頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)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，需輸出穩(wěn)定電壓（即減小輸出電阻）的應(yīng)引入電壓負(fù)反饋，需輸出穩(wěn)定電流（即增大輸出電阻）的應(yīng)引入電流負(fù)反饋；從信號(hào)轉(zhuǎn)換關(guān)系上看，將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，將輸入電流轉(zhuǎn)換為輸出電壓引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電流應(yīng)引入電流串聯(lián)負(fù)反饋，將輸入電流轉(zhuǎn)換為輸出電流應(yīng)引入電流并聯(lián)負(fù)反饋；當(dāng)(1＋AF)>>1時(shí)，它們的轉(zhuǎn)換系數(shù)均約為1/F。引入負(fù)反饋的一般原則48當(dāng)前第48頁\共有56頁\編于星期三\8點(diǎn)9.4.1深度負(fù)反饋條件凈輸入量忽略不計(jì)環(huán)路放大倍數(shù)9