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文檔簡介
7反饋放大電路7.1反饋的基本概念與分類7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式7.4負(fù)反饋對放大電路性能的影響7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)7.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.8負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性7反饋放大電路7.1反饋的基本概念與分類7.3負(fù)反7.1反饋的基本概念與分類7.1.2直流反饋與交流反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋7.1.1什么是反饋7.1.5電壓反饋與電流反饋7.1反饋的基本概念與分類7.1.2直流反饋與交流反7.1.1什么是反饋將電子系統(tǒng)輸出回路的電量(電壓或電流),送回到輸入回路的過程。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe內(nèi)部反饋外部反饋寄生反饋:雜散電容/電感7.1.1什么是反饋將電子系統(tǒng)輸出回路的電量(電輸出信號反饋放大電路的輸入信號反饋信號基本放大電路的輸入信號(凈輸入信號)7.1.1什么是反饋框圖反饋通路——信號反向傳輸?shù)那篱_環(huán)——無反饋通路閉環(huán)——有反饋通路增益:x0/xID輸出信號反饋放大電路的輸入信號反饋信號基本放大電路的輸入信號判斷電路是否存在反饋通路7.1.1什么是反饋反饋通路(本級)反饋通路(本級)反饋通路(級間)依據(jù):輸出回路和輸入回路是否存在反饋通路開環(huán)判斷電路是否存在反饋通路7.1.1什么是反饋反饋通路(本7.1.2直流反饋與交流反饋根據(jù)反饋到輸入端的信號是交流,還是直流,或同時(shí)存在,來進(jìn)行判別。先畫出直流、交流通路直流反饋交、直流反饋7.1.2直流反饋與交流反饋根據(jù)反饋到輸入端的信7.1.2直流反饋與交流反饋(a)直流通路(b)交流通路7.1.2直流反饋與交流反饋(a)直流通路7.1.3正反饋與負(fù)反饋正反饋:輸入量不變時(shí),引入反饋后輸出量變大了。負(fù)反饋:輸入量不變時(shí),引入反饋后輸出量變小了。從輸出端看從輸入端看正反饋:引入反饋后,使凈輸入量變大了。負(fù)反饋:引入反饋后,使凈輸入量變小了。凈輸入量可以是電壓,也可以是電流。7.1.3正反饋與負(fù)反饋正反饋:輸入量不變時(shí),引入反饋后7.1.3正反饋與負(fù)反饋判別方法:瞬時(shí)極性法。即在電路中,從輸入端開始,沿著信號流向,標(biāo)出某一時(shí)刻有關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓變化的斜率(正斜率或負(fù)斜率,用“+”、“-”號表示)。凈輸入量減小凈輸入量增大負(fù)反饋正反饋反饋通路反饋通路7.1.3正反饋與負(fù)反饋判別方法:瞬時(shí)極性法。即在電路中級間反饋通路凈輸入量減小級間負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋級間反饋通路凈輸入量減小級間負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反7.1.3正反饋與負(fù)反饋反饋通路凈輸入量減小本級負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋反饋通路凈輸入量減小本級負(fù)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式判定串聯(lián)串聯(lián):輸入以電壓形式求和(KVL)
-vi+vid+vf=0
即vid=vi-
vf并聯(lián):輸入以電流形式求和(KCL)
ii-iid-if=0
即iid=ii-if并聯(lián)7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的判斷電路中的級間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋級間反饋通路xf(if)判斷電路中的級間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4判斷電路中的級間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋級間反饋通路xf(vf)判斷電路中的級間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.47.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出端的取樣對象決定電壓反饋:反饋信號xf和輸出電壓成比例,即xf=Fvo電流反饋:反饋信號xf與輸出電流成比例,即xf=Fio
并聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法:負(fù)載短路法將負(fù)載短路,反饋量仍然存在——電流反饋。將負(fù)載短路(未接負(fù)載時(shí)輸出對地短路),反饋量為零——電壓反饋。電壓反饋電流反饋反饋通路反饋通路7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法:負(fù)載短路法7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋反饋通路end7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋反饋通路end7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓負(fù)反饋RL
vo
xf
xid
vo
電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓xf=Fvo,
xid=xi-xf7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓負(fù)反饋RLvoxf7.1.5電壓反饋與電流反饋電流負(fù)反饋RL
io
xf
xid
io
電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流xf=Fio,
xid=xi-xf7.1.5電壓反饋與電流反饋電流負(fù)反饋RLioxf7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路反饋組態(tài)判斷舉例(交流)
信號源對反饋效果的影響7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和(KVL):vid=vi-
vf
穩(wěn)定輸出電壓特點(diǎn):電壓控制的電壓源電壓反饋系數(shù)Fv=vf/vo=R1/(R1+Rf)7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和(K7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和(KCL):iid=ii-if穩(wěn)定輸出電壓電流控制的電壓源特點(diǎn):互導(dǎo)反饋系數(shù)Fg=if/vo7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和(K7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和(KVL):vid=vi-
vf
穩(wěn)定輸出電流電壓控制的電流源特點(diǎn):互阻反饋系數(shù)Fr=vf/io7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和(K7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和(KCL):iid=ii-if穩(wěn)定輸出電流電流控制的電流源特點(diǎn):電流反饋系數(shù)Fr=if/io7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和(K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):電壓負(fù)反饋:穩(wěn)定輸出電壓,具有恒壓特性串聯(lián)反饋:輸入端電壓求反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(-)(+)(+)級間電壓串聯(lián)負(fù)反饋(+)反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(-)(+)(+)級間電壓串聯(lián)反饋組態(tài)判斷舉例(交流)電壓并聯(lián)負(fù)反饋反饋組態(tài)判斷舉例(交流)電壓并聯(lián)負(fù)反饋直流反饋交、直流反饋反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(+)(-)(+)(+)(+)電流串聯(lián)負(fù)反饋直流反饋交、直流反饋反饋組態(tài)判斷舉例(交流)(+)(+)(-串聯(lián)負(fù)反饋信號源對反饋效果的影響vID=vI-vF
則vI最好為恒壓源,即信號源內(nèi)阻RS越小越好。要想反饋效果明顯,就要求vF變化能有效引起vID的變化。串聯(lián)負(fù)反饋信號源對反饋效果的影響vID=vI-vF信號源對反饋效果的影響并聯(lián)負(fù)反饋iID=iI-iF
則iI最好為恒流源,即信號源內(nèi)阻RS越大越好。要想反饋效果明顯,就要求iF變化能有效引起iID的變化。end信號源對反饋效果的影響并聯(lián)負(fù)反饋iID=iI-iF判斷反饋通路,及交流組態(tài)判斷反饋通路,及交流組態(tài)六年級上冊語文閱讀擴(kuò)展課件教案綜合訓(xùn)練人教部編版六年級上冊語文閱讀擴(kuò)展課件教案綜合訓(xùn)練人教部編版六年級上冊語文閱讀擴(kuò)展課件教案綜合訓(xùn)練人教部編版六年級上冊語文閱讀擴(kuò)展課件教案綜合訓(xùn)練人教部編版清華大學(xué)華成英hchya@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晶體管的b-e(e-b)間或場效應(yīng)管g-s(s-g)間的電位差,凈輸入電流常指輸入級晶體管的基極電流(射極電流)或場效應(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。清華大學(xué)華成英hchya@§6.2
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)的估算方法五、基于理想運(yùn)放的放大倍數(shù)的計(jì)算方法§6.2負(fù)反饋放大電路的方框圖及放大倍數(shù)的估算一、負(fù)反饋放一、負(fù)反饋放大電路的方框圖斷開反饋,且考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載效應(yīng)決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)方框圖中信號是單向流通的?;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)一、負(fù)反饋放大電路的方框圖斷開反饋,且考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載效應(yīng)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)電三、深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)凈輸入量忽略不計(jì)環(huán)路放大倍數(shù)三、深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)凈輸入量忽略不計(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2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路Rif很小為什么?為什么?2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路Rif很小為什么?為什么?2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路令uN=02.電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路令uN=03.電流串聯(lián)負(fù)反饋電流3.電流串聯(lián)負(fù)反饋電流4.電流并聯(lián)負(fù)反饋電路4.電流并聯(lián)負(fù)反饋電路深度負(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)
討論一
求解在深度負(fù)反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。+__+++_uF比較兩電路_討論一
求解在深度負(fù)反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。+_
討論二
求解在深度負(fù)反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。
1.
第三級從射極輸出;
2.
若在第三級的射極加旁路電容,且在輸出端和輸入端跨接一電阻。R討論二
求解在深度負(fù)反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。1五、基于理想運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)的計(jì)算方法1.理想運(yùn)放參數(shù)特點(diǎn):Aod=∞,rid=∞,ro=0,fH=∞,所有失調(diào)因素、溫漂、噪聲均為零。2.理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的電路特征:引入交、直流負(fù)反饋因?yàn)閡O為有限值,Aod=∞,所以uN-uP=0,即uN=uP--虛短路因?yàn)閞id=∞,所以
iN=iP=0--虛斷路求解放大倍數(shù)的基本出發(fā)點(diǎn)無源網(wǎng)絡(luò)3.理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn)五、基于理想運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)的計(jì)算方法1.理想運(yùn)放參數(shù)利用“虛短”、“虛斷”求解電路利用“虛短”、“虛斷”求解電路清華大學(xué)華成英hchya@利用“虛短”、“虛斷”求解電路。清華大學(xué)華成英hchya@清華大學(xué)華成英hchya@
設(shè)所有的電容對交流信號均可視為短路。試說明電路中是否引入了交流負(fù)反饋;如引入了,則說明其組態(tài)。電流串聯(lián)負(fù)反饋討論電流串聯(lián)負(fù)反饋清華大學(xué)華成英hchya@§6.3
交流負(fù)反饋對放大電路性能的影響一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性二、改變輸入電阻和輸出電阻三、展寬頻帶四、減小非線性失真五、引入負(fù)反饋的一般原則§6.3交流負(fù)反饋對放大電路性能的影響一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)一、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)。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。一、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)二、改變輸入電阻和輸出電阻1.對輸入電阻的影響引入串聯(lián)負(fù)反饋時(shí)
對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。二、改變輸入電阻和輸出電阻1.對輸入電阻的影響引入串聯(lián)負(fù)反串聯(lián)負(fù)反饋對輸入電阻影響的討論
引入串聯(lián)負(fù)反饋,使引入反饋的支路的等效電阻增大到原來的(1+AF)倍。
引入串聯(lián)負(fù)反饋,對圖示兩電路的輸入電阻所產(chǎn)生的影響一樣碼?
Rb1支路在引入反饋前后對輸入電阻的影響有無變化?串聯(lián)負(fù)反饋對輸入電阻影響的討論引入串聯(lián)負(fù)反饋,使引入反饋引入并聯(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。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2、對輸出電阻的影響
對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。2、對輸出電阻的影響對輸出電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡(luò)和基電流負(fù)反饋對輸出電阻影響的討論Rc2支路在引入反饋前后對輸出電阻的影響有無變化?
引入電流負(fù)反饋,使引出反饋的支路的等效電阻增大到原來的(1+AF)倍。電流負(fù)反饋對輸出電阻影響的討論Rc2支路在引入反饋前后對輸出三、展寬頻帶: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fLfHfLffHf三、展寬頻帶: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四、減小非線性失真
由于晶體管輸入特性的非線性,當(dāng)b-e間加正弦波信號電壓時(shí),基極電流的變化不是正弦波。
可以設(shè)想,若加在b-e之間的電壓正半周幅值大于負(fù)半周的幅值,則其電流失真會(huì)減小,甚至為正弦波。非正弦波近似正弦波四、減小非線性失真由于晶體管輸入特性的非線性,當(dāng)b四、減小非線性失真
設(shè)基本放大電路的輸出信號與輸入信號同相。
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)。凈輸入信號的正半周幅值小于負(fù)半周幅值四、減小非線性失真
設(shè)基本放大電路的輸出信號與輸入信號同五、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;當(dāng)(1+AF)>>1時(shí),它們的轉(zhuǎn)換系數(shù)均約為1/F。五、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)性討論一為減小放大電路從信號源索取的電流,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?為了使電流信號轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定關(guān)系的電壓信號,應(yīng)引入什么反饋?為了使電壓信號轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定關(guān)系的電流信號,應(yīng)引入什么反饋?討論一為減小放大電路從信號源索取的電流,增強(qiáng)帶負(fù)載能力,應(yīng)引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。電流反清華大學(xué)華成英hchya@討論三
在圖示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。清華大學(xué)華成英hchya@7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式2.反饋深度討論3.環(huán)路增益7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因?yàn)樗砸阎]環(huán)增益的一般表達(dá)式即7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因?yàn)樗砸沿?fù)反饋放大電路中各種信號量的含義7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路中各種信號量的含義7.3負(fù)反饋放大電路增益2.反饋深度討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋,閉環(huán)增益僅取決于反饋系數(shù)正反饋?zhàn)约ふ袷?,需要消除一般情況下,A和F都是頻率的函數(shù),當(dāng)考慮信號頻率的影響時(shí),Af、A和F分別用、和表示。即end7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式2.反饋深度討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋,閉環(huán)增益六年級上冊語文閱讀擴(kuò)展課件教案綜合訓(xùn)練人教部編版六年級上冊語文閱讀擴(kuò)展課件教案綜合訓(xùn)練人教部編版六年級上冊語文閱讀擴(kuò)展課件教案綜合訓(xùn)練人教部編版2.3.1同相放大電路4.幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的近似計(jì)算(1)電壓增益Av
根據(jù)虛短和虛斷的概念有
vp≈vn,ip=-in=0所以(可作為公式直接使用)2.3.1同相放大電路4.幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的近似計(jì)算(1)電7.4負(fù)反饋對放大電路性能的影響7.4.2減小非線性失真7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲7.4.4對輸入電阻和輸出電阻的影響7.4.1提高增益的穩(wěn)定性7.4負(fù)反饋對放大電路性能的影響7.4.2減小非線性7.4.1提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對A求導(dǎo)得只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了1+AF另一方面,在深度負(fù)反饋條件下即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時(shí),閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。負(fù)反饋的組態(tài)不同,穩(wěn)定的增益不同(Avf
、Arf
、Agf
、Aif)7.4.1提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對A求導(dǎo)得只考慮幅值有即7.4.2減小非線性失真閉環(huán)時(shí)增益減小,線性度變好。只能減少環(huán)內(nèi)放大電路產(chǎn)生的失真,如果輸入波形本身就是失真的,即使引入負(fù)反饋,也無濟(jì)于事。1——開環(huán)特性2——閉環(huán)特性7.4.2減小非線性失真閉環(huán)時(shí)增益減小,線性7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲比原有的信噪比提高了倍電壓的信噪比增加一前置級并認(rèn)為該級為無噪聲的新的信噪比7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲比原有的信噪比提高了7.4.4對輸入電阻和輸出電阻的影響
串聯(lián)負(fù)反饋1.對輸入電阻的影響開環(huán)輸入電阻Ri=vid/ii因?yàn)関f=F·xoxo=A·vid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii所以vi=vid+vf=(1+AF
)vid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii引入串聯(lián)負(fù)反饋后,輸入電阻增加了。7.4.4對輸入電阻和輸出電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋1.對7.4.4對輸入電阻和輸出電阻的影響
并聯(lián)負(fù)反饋1.對輸入電阻的影響閉環(huán)輸入電阻引入并聯(lián)負(fù)反饋后,輸入電阻減小了。注意:反饋對輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi),對環(huán)外不產(chǎn)生影響。7.4.4對輸入電阻和輸出電阻的影響并聯(lián)負(fù)反饋1.對例如圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>
時(shí),反饋對Rif幾乎沒有影響。例如圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>時(shí),反饋對Ri7.4.4對輸入電阻和輸出電阻的影響2.對輸出電阻的影響
電壓負(fù)反饋7.4.4對輸入電阻和輸出電阻的影響2.對輸出電阻的影2.對輸出電阻的影響閉環(huán)輸出電阻
電壓負(fù)反饋而Xid=-Xf=-FvT
忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對iT的分流所以引入電壓負(fù)反饋后,輸出電阻減小了。2.對輸出電阻的影響閉環(huán)輸出電阻電壓負(fù)反饋而Xid7.4.4對輸入電阻和輸出電阻的影響2.對輸出電阻的影響
電流負(fù)反饋閉環(huán)輸出電阻引入電流負(fù)反饋后,輸出電阻增大了。注意:反饋對輸出電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi),對環(huán)外不產(chǎn)生影響。7.4.4對輸入電阻和輸出電阻的影響2.對輸出電阻的影負(fù)反饋對放大電路性能的改善,是以犧牲增益為代價(jià)的,且僅對環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。串聯(lián)負(fù)反饋——
并聯(lián)負(fù)反饋——
電壓負(fù)反饋——
電流負(fù)反饋——
特別注意表7.4.1的內(nèi)容增大輸入電阻減小輸入電阻減小輸出電阻,穩(wěn)定輸出電壓增大輸出電阻,穩(wěn)定輸出電流7.4.4對輸入電阻和輸出電阻的影響end負(fù)反饋對放大電路性能的改善,是以犧牲增益為代價(jià)的,且7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)2.舉例7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)21.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)即,深度負(fù)反饋條件下,閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)由于則又因?yàn)榇肷鲜降茫ㄒ渤憺閤f
xi)凈輸入量近似等于零由此可得深度負(fù)反饋條件下,基本放大電路“兩虛”的概念輸入量近似等于反饋量(xid
0
)1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)即,深度負(fù)反饋條件下,閉環(huán)增益只與反饋1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)串聯(lián)負(fù)反饋,輸入端電壓求和深度負(fù)反饋條件下
xid=
xi-
xf
0
虛短虛斷虛短虛斷并聯(lián)負(fù)反饋,輸入端電流求和vid=
vi-
vf
0iid=
ii-
if
0vid=
iidri
01.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)串聯(lián)負(fù)反饋,輸入端電壓求和深度負(fù)反饋條2.舉例電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋系數(shù)實(shí)際上該電路就是第2章介紹的同相比例放大電路,該結(jié)果與第2章所得結(jié)構(gòu)相同設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件,試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解:根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)增益(就是閉環(huán)電壓增益)2.舉例電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋系數(shù)實(shí)際上該電路就是第2.舉例電壓串聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件,試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解:根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)電壓增益2.舉例電壓串聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件2.舉例電流并聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件,試寫出該電路的閉環(huán)增益和閉環(huán)源電壓增益表達(dá)式。解:根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)增益所以閉環(huán)電壓增益注意:若io參考方向不同,將影響閉環(huán)增益的結(jié)果
又因?yàn)閕R2.舉例電流并聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件解:(3)
閉環(huán)增益例7.5.5…(3)求大環(huán)反饋的閉環(huán)增益以及對信號源的閉環(huán)電壓增益;…電壓并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)虛短、虛斷0V2.舉例end解:(3)閉環(huán)增益例7.5.5…(3)求大環(huán)反饋的閉環(huán)增7.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟7.6.2設(shè)計(jì)舉例7.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟1.選定需要的反饋類型2.確定反饋系數(shù)的大小3.適當(dāng)選擇反饋網(wǎng)絡(luò)中的電阻阻值4.通過仿真分析,檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否滿足要求信號源性質(zhì)對輸出信號的要求對輸入、輸出電阻的要求對信號變換的要求(V-V、V-I、I-V、I-I
)深度負(fù)反饋時(shí)盡量減小反饋網(wǎng)絡(luò)對基本放大電路的負(fù)載效應(yīng)7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟1.選定需要的反7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0~5V,內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的Avo=104,Ri=5kΩ,Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。解:驅(qū)動(dòng)電路需要將電壓vs轉(zhuǎn)換為電流io1已知LED的光強(qiáng)度——流過LED的電流io1線性——電壓信號vs線性選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路光電隔離器7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電解:選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路所以Rf=1kΩ又因?yàn)楦鶕?jù)虛斷有深度負(fù)反饋時(shí)7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0~5V,內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的Avo=104,Ri=5kΩ,Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。解:選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路所以Rf=1kΩ又因?yàn)楦鶕?jù)虛斷解:仿真電路io1與vs的呈線性關(guān)系,
io1=10-3vs,放大電路滿足設(shè)計(jì)要求。end7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0~5V,內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的Avo=104,Ri=5kΩ,Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。解:仿真電路io1與vs的呈線性關(guān)系,io1=10-3vs7.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.7.2增益一帶寬積7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式7.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.7.2增益一帶寬積7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式基本放大電路的高頻響應(yīng)比開環(huán)時(shí)增加了為基本放大電路通帶增益根據(jù)閉環(huán)增益表達(dá)式有(設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò))——通帶閉環(huán)增益其中同理可得——閉環(huán)上限頻率比開環(huán)時(shí)減小了——閉環(huán)下限頻率引入負(fù)反饋后,放大電路的通頻帶展寬了7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式基本放大電路的高頻響應(yīng)比開7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式例7.7.1的波特圖7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式例7.7.1的波特圖7.7.2增益一帶寬積放大電路的增益-帶寬積為常數(shù)閉環(huán)增益-帶寬積開環(huán)增益-帶寬積end7.7.2增益一帶寬積放大電路的增益-帶寬積為常數(shù)閉環(huán)*7.8
負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性本節(jié)不做教學(xué)要求,有興趣者自學(xué)*7.8負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性本節(jié)不做教學(xué)要求,有興趣者7.8負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性*7.8.2頻率補(bǔ)償7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件7.8負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性*7.8.2頻率補(bǔ)償7.7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件1.自激振蕩現(xiàn)象在不加任何輸入信號的情況下,放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號輸出。2.產(chǎn)生原因在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移達(dá)到180
,使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋,當(dāng)滿足了一定的幅值條件時(shí),便產(chǎn)生自激振蕩。7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件1.自激振蕩現(xiàn)象7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件3.自激振蕩條件自激振蕩反饋深度即又得自激振蕩條件幅值條件相位條件(附加相移)注:輸入端求和的相位(-1)不包含在內(nèi)閉環(huán)增益7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件3.自激振蕩條件自7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件4.穩(wěn)定工作條件破壞自激振蕩條件或當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí),
f=0
。其中Gm——幅值裕度,一般要求Gm-10dB
m——相位裕度,一般要求
m45(保證可靠穩(wěn)定,留有余地)寫成等式,且幅值用分貝數(shù)表示時(shí)7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件4.穩(wěn)定工作條件破7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件用波特圖表示或Gm-10dB或
m45
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