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反馈放大电路.ppt

反馈放大电路

yeming888
2010-12-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《反馈放大电路ppt》,可适用于工程科技领域

反馈放大电路 反馈的基本概念与分类负反馈对放大电路的分析方法 负反馈对放大电路性能的改善负反馈放大电路的稳定问题 负反馈放大电路的方框图与增益的一般表达式教学要求:本单元内容是整个课程的重点之一也是难点要求从反馈的概念和分类入手熟练掌握负反馈的四种组态及特点作用并能基于反馈放大电路的方块图和基本方程对其基本性能进行分析和计算尤其对深度负反馈电流进行估算。对负反馈电路的稳定性条件和稳定性分析也应正确理解和掌握。反馈将电路的输出量(电压或电流)的部分或全部通过一定的元件以一定的方式回送到输入回路并影响输入量(电压或电流)和输出量的过程。反馈的基本概念与分类信号的两种流向正向传输:输入输出反向传输:输出输入开环闭环一、反馈的基本概念反馈的分类直流反馈:反馈只对直流分量起作用反馈元件只能传递直流信号。负反馈:反馈削弱净输入信号使放大倍数降低。在振荡器中引入正反馈用以产生波形。交流反馈:反馈只对交流分量起作用反馈元件只能传递交流信号。在放大电路中出现正反馈将使放大器产生自激振荡使放大器不能正常工作。正反馈:反馈增强净输入信号使放大倍数提高。反馈放大电路的三个环节:基本放大电路比较环节反馈电路输出信号输入信号反馈信号反馈系数净输入信号放大倍数反馈放大电路的组成()反馈的组成和基本关系式反馈放大电路的方框图净输入信号若三者同相则Xd=Xi–Xf可见Xd<Xi即反馈信号起了削弱净输入信号的作用(负反馈)。例输入回路输出回路判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈?直反馈还是交流反馈?RE介于输入输出回路有反馈。反馈使uid减小为负反馈。既有直流反馈又有交流反馈。二、负反馈放大电路的基本类型根据反馈所采样的信号不同可以分为电压反馈和电流反馈。电流负反馈具有稳定输出电流、增大输出电阻的作用。电压负反馈具有稳定输出电压、减小输出电阻的作用。如果反馈信号取自输出电压叫电压反馈。如果反馈信号取自输出电流叫电流反馈。根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同可以分为串联反馈和并联反馈。反馈信号与输入信号串联即反馈信号与输入信号以电压形式作比较称为串联反馈。反馈信号与输入信号并联即反馈信号与输入信号以电流形式作比较称为并联反馈。串联反馈使电路的输入电阻增大并联反馈使电路的输入电阻减小。负反馈交流反馈直流反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈负反馈的类型稳定静态工作点负反馈类型的判别步骤c)判别是否负反馈?b)判别是交流反馈还是直流反馈?d)是负反馈!判断是何种类型的负反馈?a)判断反馈元件(一般是电阻、电容)。()连接在输入与输出之间的元件。()为输入回路与输出回路所共有的元件。、电压反馈和电流反馈电压反馈反馈信号取自输出电压的部分或全部。判别法:使uo=(RL短路)若反馈消失则为电压反馈。电流反馈反馈信号取自输出电流。判别法:使io=(RL开路)若反馈消失则为电流反馈。、串联反馈和并联反馈串联反馈:反馈信号与输入信号以电压相加减的形式在输入端出现。uid=uiuf特点:信号源内阻越小反馈效果越明显。并联反馈:反馈信号与输入信号以电流相加减的形式在输入端出现。iid=iiif特点:信号源内阻越大反馈效果越明显。、四种基本反馈类型利用瞬时极性法判断负反馈-()设接“地”参考点的电位为零在某点对“地”电压(即电位)的正半周该点交流电位的瞬时极性为正在负半周则为负。()设基极瞬时极性为正根据集电极瞬时极性与基极相反、发射极(接有发射极电阻而无旁路电容时)瞬时极性与基极相同的原则标出相关各点的瞬时极性。()设同相输入端瞬时极性为正根据输出端瞬时极性与同相输入端相同、与反向输入端相反的原则标出相关各点的瞬时极性。设输入电压ui为正差值电压ud=ui–uf各电压的实际方向如图uf削弱了净输入电压(差值电压)负反馈反馈电压取自输出电压电压反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较串联反馈特点:输入电阻高、输出电阻低例电压串联负反馈例例设输入电压ui为正差值电压ud=ui–uf各电压的实际方向如图uf削弱了净输入电压(差值电压)负反馈反馈电压取自输出电流电流反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较串联反馈uf=Rio特点:输出电流io与负载电阻RL无关同相输入恒流源电路或电压电流变换电路电流串联负反馈-设输入电压ui为正差值电流id=i–if各电流的实际方向如图if削弱了净输入电流(差值电流)负反馈反馈电流取自输出电压电压反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较并联反馈特点:输入电阻低、输出电阻低例电压并联负反馈设输入电压ui为正差值电流id=i–if各电流的实际方向如图if削弱了净输入电流(差值电流)负反馈反馈电流取自输出电流电流反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较并联反馈-例电流并联负反馈设输入电压ui为正差值电流id=i–if各电流的实际方向如图if削弱了净输入电流(差值电流)负反馈反馈电流取自输出电流电流反馈-特点:输出电流io与负载电阻RL无关反相输入恒流源电路例电流并联负反馈运算放大器电路反馈类型的判别方法:反馈电路直接从输出端引出的是电压反馈从负载电阻RL的靠近“地”端引出的是电流反馈输入信号和反馈信号分别加在两个输入端(同相和反相)上的是串联反馈加在同一个输入端(同相或反相)上的是并联反馈对串联反馈输入信号和反馈信号的极性相同时是负反馈极性相反时是正反馈对并联反馈净输入电流等于输入电流和反馈电流之差时是负反馈否则是正反馈。反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈在同一个节点为并联反馈。反馈取自输出端或输出分压端为电压反馈反馈取自非输出端为电流反馈。规律:例:例:试判别下图放大电路中从运算放大器A输出端引至A输入端的是何种类型的反馈电路。解:因反馈电路直接从运算放大器A的输出端引出所以是电压反馈因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同相输入端上所以是串联反馈因输入信号和反馈信号的极性相同所以是负反馈。--串联电压负反馈先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号例:例:试判别下图放大电路中从运算放大器A输出端引至A输入端的是何种类型的反馈电路。解:因反馈电路是从运算放大器A的负载电阻RL的靠近“地”端引出的所以是电流反馈因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上所以是并联反馈因净输入电流id等于输入电流和反馈电流之差所以是负反馈。-并联电流负反馈例:判断图示电路中的负反馈类型。RE对交流不起作用引入的是直流反馈RE对本级引入串联电流负反馈。RE、RF对交、直流均起作用所以引入的是交、直流反馈。解:例:判断图示电路中的负反馈类型。解:RE、RF引入越级串联电压负反馈。--T集电极的反馈到T的发射极提高了E的交流电位使Ube减小故为负反馈反馈从T的集电极引出是电压反馈反馈电压引入到T的发射极是串联反馈。例:如果RF不接在T的集电极而是接C与RL之间两者有何不同?解:因电容C的隔直流作用这时RE、RF仅引入交流反馈。×例:如果RF的另一端不接在T的发射极而是接在它的基极两者有何不同是否会变成正反馈?解:T集电极的反馈到T的基极提高了B的交流电位使Ube增大故为正反馈这时RE、RF引入越级正反馈。--RF(R、R):直流反馈(稳定静态工作点)RF、CF:交流电压并联负反馈UCC(a)RERRFRFCRCRCCERERCRF、RE:交直流电压串联负反馈–––例:RFRE:直流反馈––––––电流并联负反馈正反馈两个k电阻构成交直流反馈一、反馈放大电路的框图A是基本放大电路的开环放大倍数F是反馈量与输出量之比叫“反馈系数”反馈放大电路的框图表示法因此表示从输入端的净输入量经正向通道A和反向通道F,沿反馈形成的闭合环路绕行一周后作为反馈量出现在输入端的信号传输系数通常叫做“环路增益”。输出量与输入量之比叫做反馈放大电路的“闭环增益”即它和开环增益A有着本质的区别。所以可得:这就是反馈放大电路中闭环增益与开环增益的一般表达式。二、闭环增益的一般表达式三、反馈深度由式可得:量是开环增益与闭环增益幅值之比它自然反映了反馈对放大电路的影响程度。我们把叫做“反馈深度”。)如果则。这就是负反馈的情况因为它表示反馈的引入削弱了输入量的作用使闭环增益下降。因为可见负反馈的作用是使真正加到放大电路输入端的净输入量减小到无反馈时的从而使闭环增益下降。)如果则。这是正反馈的情况表明反馈的引入加强了输入量的作用使闭环增益加大。)当时闭环增益。这意味着即使没有输入量也仍然有输出量。这种工作状态叫做放大电路的“自激”。在自激时放大电路已失去正常的放大功能因而一般是必须加以消除的。但是有时又要对自激状态加以利用。)当时就变为说明此时反馈放大电路的闭环增益将只取决于反馈系数。因为反馈网络通常由无源元件组成这些元件性能非常稳定所以在这种情况下反馈放大电路的工作也将非常稳定不受除输入量以外的干扰因素的影响。因为所以叫做“深度反馈”。一、提高增益的稳定性Af的相对变化量A的相对变化量放大倍数稳定性提高 负反馈对放大电路性能的改善例A=负反馈使放大倍数稳定性提高倍求F、Af、A变化时的Af以及dAfAf。解:)AF=则F=(–)A=)==)此时的Af=  负反馈以牺牲放大倍数换取了放大倍数稳定性的提高。二、减少失真和扩展通频带、减少非线性失真加入负反馈无负反馈Fufuo略大略小略小略大接近正弦波改善了波形失真、扩展通频带BW无反馈时:BW=fHfLfH引入反馈后fA(f)OAmAmfLfHBWAf(f)AmfAmffLffHfBWf可证明:fHf=(AF)fHfLf=fL(AF)=(AF)fHfHf=(AF)BWBWf=fHffLf例:中频放大倍数|A|=³反馈系数|F|=在原上限、下限频率处说明加入负反馈后原上限、下限频率仍在通频带内即通频带加宽了。三、改变放大电路的输入和输出电阻、对输入电阻的影响()串联负反馈使输入电阻增大深度负反馈:()并联负反馈使输入电阻减小深度负反馈:、对输出电阻的影响()电压负反馈F与A并联使输出电阻减小。A为负载开路时的源电压放大倍数。深度负反馈:()电流负反馈F与A串联使输出电阻增大A为负载短路时的源电压放大倍数。深度负反馈:一、放大电路引入负反馈的一般原则、欲稳定某个量则引该量的负反馈稳定直流引直流反馈稳定交流引交流反馈稳定输出电压引电压反馈稳定输出电流引电流反馈。、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻采用串联反馈欲降低输入电阻采用并联反馈 负反馈对放大电路的分析方法要求高内阻输出采用电流反馈要求低内阻输出采用电压反馈。、为使反馈效果强根据信号源及负载确定反馈类型信号源为恒压源采用串联反馈信号源为恒流源采用并联反馈要求负载能力强采用电压反馈要求恒流源输出采用电流反馈。二、深度负反馈放大电路估算、深度负反馈放大电路的特点AxidAFxid(AF)xid即:串联负反馈:虚短并联负反馈:虚断深度负反馈电路的估算:()电压串联负反馈虚短例例例()电压并联负反馈运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断虚断虚短例虚断虚地例()电流串联负反馈虚短虚断例虚短例()电流并联负反馈例虚地负反馈放大电路的稳定性(消除自激振荡)一、自激振荡的现象二、产生自激振荡的条件和原因自激条件自激的原因附加相移AF使负反馈正反馈消除自激的方法相位补偿  在电路中加入C或R、C元件进行相位补偿改变电路的高频特性从而破坏自激条件。相位补偿形式滞后补偿电容滞后RC滞后超前补偿:密勒效应补偿电容滞后补偿RC滞后补偿密勒效应补偿第章作业

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