模拟电子技术基础 2篇 4章1.ppt
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1、第四章 负反馈放大电路及应用,反馈是自动控制和自动调节中一个必不可少的环节。不管是工业控制或是社会经济管理,人的机体调理,都存在着各种各样的反馈。,集成运放在开环下不能正常工作,只有在引入负反馈的闭环条件下才能稳定地工作。,开环,闭环,放大电路引入负反馈后能改善电路的许多技术指标,如:提高放大电路的工作稳定性,改善非线性失真,抑制噪声,提高输入电阻,降低输出电阻,展宽通频带等。,2.4.1 反馈的基本概念与分类,一、反馈基本概念,反馈将放大器输出电量(电压或电流)中的一部分(或全部),通过一定的电路连接(称反馈网络),送回到输入回路,与原输入电量(信号)一起加到放大器的净输入端,从而使输出电量
2、得以自动调节。,反馈放大器的方框图表示:,输出电量 中的一部分经过反馈网络,产生反馈量 ,送回到输入回路中,与输入量 比较求和后,产生净输入信号 ,再由基本放大器放大,送到输出,从而形成闭环。,反馈放大器,虚线内的放大器就称为反馈放大器。其中 ,可能是电流量,也可能是电压量,由反馈网络与放大电路的输出/输入连接方式决定。,反馈网络:它的作用是向输出电路索取电量,并将该电量转换成与原输入信号量纲一致的电量。,电压取样:反馈信号与输出电压成正比-电压反馈,电流取样:反馈信号与输出电流成正比-电流反馈,比较求和电路:输入量与反馈量在相同的量纲下相加减,形成以下两种电路:,电压相加减-串联连接(串联反
3、馈),电流相加减-并联连接(并联反馈),串联反馈时,并联反馈时,比较求和后,净输入量增加时正反馈,比较求和后,净输入量减少时负反馈,二、反馈放大器的分类,根据反馈电量与输出电量的关系,及反馈量和源信号、净输入电量间的关系,反馈放大器有以下的分类;,电压反馈:,反馈量与输出电压成正比。,电压取样,电流反馈:,串联反馈:,它与输入源电压形成串联连接。,即:,反馈量与输出电流成正比。,电流取样,反馈量一定是电压量。,并联反馈:反馈量一定是电流时,,它与输入源电流形成并联连接。,即:,交流反馈:交流通路中形成的反馈。,直流反馈:直流通路中形成的反馈。,四种反馈类型,反馈量为电压 ,,此时,,它与输入源
4、信号电压 相串联连接,即,1.电压串联负反馈,反馈量与输出电压成正比,,2.电压并联负反馈,反馈量为电流量,即,与输入源信号电流 相并联,形成节点。即,反馈量与输出电压成正比,3.电流串联负反馈,与输入源信号电压 形成串联连接,即,反馈量为电压量,即,反馈量与输出电流成正比,4.电流并联负反馈,与输入信号源电流 并联形成节点,即,反馈量为电流,即,反馈量与输出电流成正比,试分析下列电路,说明电路连接着何种的反馈组态(即正/负反馈、电压/电流反馈、串联/并联反馈、交流/直流反馈等)。,例【2.4.1】,解:,(a)电路,在该电路中,反馈网络是Rf, Rf和R1组成取样电路,其取回来的反馈信号是电
5、压信号。即,由于电路是同相输入,输入与输出同相位。使反馈回来在R1上的信号为上(+)下(-),净输入信号减少了( ),所以该电路的反馈组态是:电压串联负反馈。,(b)电路,由Rf构成反馈网络,Rf和R1组成电流取样电路。因运放的增益非常高,差模输入电压非常小,又因同相端接地,所以有时将反相端称为“虚地”。,即,其中,此时,反馈回来的电流 从反相端流向输出端,使流入运放的输入电流减少。,由于反馈信号与输出电压成正比、而反馈回来的信号是电流,与原输入电流形成并联连接,即电流相加减,且又使净输入电流减少,所以是电压并联负反馈。,(c)电路,整个电路存在着两级反馈。A1和Rf1为第一级,Rf1构成反馈
6、网络,把第一级的输出电压 经电阻Rf1全部反馈回来。,称全反馈,第一级的净输入电压为:,所以第一级是电压串联负反馈。,这种电路称电压跟随器,第二级由运放A1、A2以及电阻Rf2组成。Rf2为反馈网络,它与R1并联连接,实现电流求和,使静输入电流减少,即 减少,所以是电压并联负反馈。,.,例【2.4.2】试分析下图所示 电路的反馈组态。,解:(a)电路,反馈网络由R1、R2和Rf组成,而反馈回来的信号为电压信号,即,该电压信号与输入电压形成电压串联连接,使净输入电压下降,所以是电流串联负反馈。,(b)电路,反馈网络由R2和Rf组成,其反馈信号是电流,即:,由极性可知,反馈回来的电量使净输入电流减
7、少,即,所以,电路是一个电流并联负反馈。,【2.4.3】试分析下图所示分列元件 放大电路的反馈组态。,解(a)电路第一级是差分放大器,第二级是射极输出器,R2和Rf组成反馈网络,其反馈回来的信号是电压信号,即:,反馈回来的电压和输入电压串联后,使净输入电压减少了,即 。所以是电压串联负反馈。,这种电路连接,可以用运放的电压串联负反馈来等效,如图所示;,等效,对(b)电路也有两级放大器,第一级差分,第二级准共射放大电路,反馈网络为Rf,Rf和R1组成电流取样电路,其反馈回来的信号为电流信号,即:,其净输入电流减少,而且为:,所以,电路的反馈组态是一个电压并联负反馈组态。,这种电路连接,可以用运放
8、的电压并联负反馈等效,如图所示:,等效,在分析放大电路的反馈连接中,有以下的结论和规律:,1.电压负反馈时,当负载电阻RL变化情况下,其作用是维持输出电压不变,即可稳定输出电压。在输入信号不变的条件下,当RL改变时,其电压的稳定过程如下:,电压并联负反馈,RL,电压串联负反馈,RL,2. 电流负反馈时,当负载电阻RL变化情况下,其作用是维持输出电流不变,即可稳定输出电流。在输入信号不变的条件下,当RL改变时,其电流的稳定过程如下:,电流串联负反馈,RL,电流并联负反馈,RL,电压反馈,电流反馈,判断方法:,如果此时无反馈了,,3.电压反馈还是电流反馈取决于反馈量Xf是正比于输出电压还是正比于输
9、出电流?,令输出端瞬时短路,即RL=0,,如果 则为电流反馈。,也可令输出回路开路(或RL开路),,如果 则为电压反馈。,即输出回路无电流或,4.串联反馈还是并联反馈取决于反馈量Xf是电流量还是电压量,即反馈网络与输入信号的连接方式。,5.正反馈和负反馈(在频带的中频段),反馈后净输入增加,反馈后净输入减少,正反馈,负反馈,判断方法:,用瞬时极性法:假若在某瞬时输入极性为,然后根据放大器的组态,逐级推出该时刻的瞬时变化极性、经反馈网络后的极性,然后决定反馈信号与原信号的相位关系。,同相位时为正反馈,反相位时为负反馈,如前面分析过的例子,(a),5.直流反馈和交流反馈,在直流通路中存在的反馈,直
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