負反饋與運放應用課件

關于負反饋與運放應用第1頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三第5章上頁下頁返回翻頁ud=ui–

uf<ui串聯(lián)還是并聯(lián)反饋從輸入回路分析反饋信號與輸入信號加到不同的輸入端

串聯(lián)負反饋（以電壓形式出現）反饋信號與輸入信號加到同一個輸入端

并聯(lián)負反饋（以電流形式出現）Rf+_R1R2uf+_u0ui~+_uf+_ud~+_ui~+_uiid_ii~+_u0′if+~~負反饋類型的分析方法小結——瞬時極性法正、負反饋的分析

第一步：找出電路各點的瞬時極性第二步：將反饋信號與輸入信號相比較id=

ii–if<

ii

削弱凈輸入信號——負反饋第2頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三電壓還是電流反饋從輸出回路分析反饋信號（）與輸出電壓u0

或ufif

電壓負反饋直接成比例關系反饋信號（）與輸出電流

i0

或ufif

電流負反饋直接成比例關系Ｒ’ＲF+-+-i0ＲLuiufRfUif=Rf-u0uf=i0RfAORf+_R1R2u0uiiiifAO[例題5.3.1]反饋類型的判別第3頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三[例題5.3.2]反饋類型的判別uiA1A2ufuoRFRL在輸入端：ud

=ui-uf<ui為負為反饋ud——瞬時極性法u01+++第5章上頁下頁返回翻頁AOAO第4頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

試判別圖示電路中反饋的類型和極性uiA1A2iiuoRFu01++ioidifRL利用瞬時極性法判別正、負反饋為負反饋在輸入回路中分析串聯(lián)、并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋在輸出回路中分析電壓、電流反饋電流反饋第5章所以，RF引入了電流并聯(lián)負反饋[例題5.3.3]AOAO第5頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三AFxoxixdxf5.3.3負反饋對放大器性能的影響提高放大倍數的穩(wěn)定性設開環(huán)放大倍數的相對變化率為dA/AAf=A1+AF，對A求導得dAfdA=11+AF－AF(1+AF

)2=1(1+AF)2，dAf=dA(1+AF

)2dAfAf=dA/A(1+AF

)21+AF=dAA.11+AFdAfAf=dAA1.1+AF第5章上頁下頁返回翻頁閉環(huán)放大倍數的相對變化率為dAf/Af第6頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三AFxoxixdxf0.707A0AfffLfH2.擴展通頻帶AAfA00.707AffLffHfBWf

1AF

BW加入負反饋使放大器的通頻帶展寬0無負反饋有負反饋第5章上頁下頁返回翻頁BWBWf

對于集成運放則有：fLf=

fL=0第7頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三ufuiui負反饋改善了波形失真A3.減小非線性失真加入負反饋無負反饋FAud第5章上頁下頁返回翻頁uouo第8頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三4.對輸入電阻輸出電阻的影響輸入電阻串聯(lián)負反饋提高輸入電阻rif>ri并聯(lián)負反饋降低輸入電阻rif<ri輸出電阻電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，所以電壓負反饋降低輸出電阻，rof<ro電流負反饋穩(wěn)定輸出電流，所以電流負反饋增加輸出電阻，rof>ro第5章上頁下頁返回本節(jié)結束第9頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三第5章上頁下頁返回5.4

集成運放在模擬信號運算方面的應用5.4.1

比例運算電路5.4.2

加、減運算電路5.4.3

積分、微分運算電路第10頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三5.4.1比例運算電路1、反相輸入比例運算電路uiuoi1ifi－RfR1R2Rf引入深度負反饋并聯(lián)電壓負反饋R1－輸入電阻Rf－反饋電阻R2－平衡電阻R2=R1//Rf第5章上頁下頁返回i＋翻頁1+AF>>1第11頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三反相輸入運算關系“虛斷路”

i-=

0uif

=

–—oRfi1

=ifAf

=

—=–—u0uiRfR1——反相比例

當Rf=R1=R時u0Af

=

—

=–1ui——反相器uiuoi1ifi-RfR1R2第5章上頁下頁返回翻頁“虛地”u-=u+=0uii1

=

—–R1，ui

—–R1u=

–—oRf第12頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三輸入電阻低反相比例器引入并聯(lián)電壓負反饋輸出電阻低反相比例器的特點

第5章上頁下頁返回翻頁uiuoi1i-RfR1R2ifri=R1輸出接近恒壓源,放大倍數與負載無關.第13頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三2、同相輸入比例運算電路uu

=

——–o

-R1R1

Rf+u-u=+故有：

Auf

=

uoui

=

1+

RfR1——同相輸入比例器第5章上頁下頁返回翻頁id

＝

0=uiuu

=

——–o

iR1R1

Rf+

=

1+

ui

Rf

R1uo同相比例運算電路RfR1R2ui1ifuidu+u_oi第14頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三同相輸入比例器的特點

同相輸入比例器屬于電壓串聯(lián)負反饋電路。輸入電阻高在理想運放的情況下，輸入電阻：ri＝∞輸出電阻低在理想運放的情況下，ro＝0RfR1R2uoi1if同相比例運算電路ui第5章上頁下頁返回翻頁第15頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三電壓跟隨器當R1=∞或Rf=0時uo

=ui同相跟隨器uiR2uoRfR1R2uoi1if同相比例運算電路ui第5章上頁下頁返回翻頁

=

1+

ui

Rf

R1uo第16頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三5.4.2加、減運算電路1、加法運算電路ui1

fu

obui3ui2

i1i2i3if1ＲＲ3ＲＲＲ2第5章Rb=R1

//R2

//R3

//Rf

反相加法運算電路翻頁第17頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三ui1

fu

obui3ui2

i1i2i3if1ＲＲ3ＲＲＲ2

u

=–(

+

+

)

ui2

oui1

ui3

RfRfRfR1R2R3i-因i-=0，故i1+i2+i3=if即ui1u-——R1ui2u-——R2+ui3u-——R3+u0——Rfu-=u_u_又——“虛地”第5章上頁下頁返回翻頁運算關系第18頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三其中

R

=

R21R22R

第5章上頁下頁返回翻頁

uO

=

1+

R

+

RfR1R21ui1R22ui2ui1－u+R21+ui2－u+R22

=u+Rf211uoui1ui2ＲＲＲＲ22Ｒ同相加法運算電路ui2ui1u+=R21R22+R21R22R1+1+1RfuO

=

1+

R1u+ui1ui2u+=R

+

R21R22第19頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

=

1+

ui2

uoRfR1R2

+

R3R3-

ui1RfR1第5章上頁下頁2、減法運算電路差動比例運算電路返回翻頁因i-=0，u_=ui1_i1R1i1=if=ui1_u0R1+

Rfui1=_.R1ui1_u0R1+

Rfui1ui2u+=ui2R3R2+

R3u_=u+u0R3RfR1R2i-u_u+ifi1第20頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三uoR1R2R3ui2ui1Rf

=

1+

ui2

uoRfR1R2

+

R3R3-

ui1RfR1當R1=Rf=R2=R3時u0=

ui2－ui1—減法運算電路第5章上頁下頁返回翻頁用疊加原理第21頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三R

11ui121132212N2N1uof1uRRRRRRi2f2uo=

—–

?

—–

–

—–ui1

ui2

11RRRRRR

13

12f1f2f2第5章上頁下頁

兩級反相輸入減法運算電路返回翻頁第22頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三采用T型反饋網絡的反相比例電路目的：在高比例系數時，為避免RF阻值太大。分析：u+=u-=0（虛短）

i1=i2（虛斷）uoi2i3第23頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三R1uoi1uiCif

duCdt

C

—–iC

=依據

u-=u+

…虛地R2i1=if，uR1i1

=——,iif

=

－C——dtdu0第5章上頁下頁5.4.3積分、微分運算電路返回翻頁積分運算電路=

–

——–uoCR1１uidt∫得:+C第24頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

輸入為階躍電壓時積分器的輸入輸出波形

uidt=

–

——uo

CR1１∫0tUR1C

=–——

totuo

otuiU第5章上頁下頁返回翻頁R1uoi1uiCifR2注意積分時限-UOM第25頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三uuOiC

duidtuo=

–

Rf

C

–—uouiＲ2Ｒf輸入與輸出的關系式為若輸入為方波則輸出波形為第5章上頁下頁返回翻頁微分運算電路i1if第26頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三應用舉例：PID調節(jié)器Cf21uouiC1ＲfＲＲ依據虛斷和虛短原則if=i1+ic1Cfuo=-(ifRf+∫ifdt)d