模电刘润华学习.pptx
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1、1Chapter 4 负反馈放大电路4.1 反馈的基本概念与增益的一般表达式给定值调节器油井液面测量变频器抽油机油 井输出抽油机自动控制系统第1页/共78页2反馈的基本概念反馈的基本概念基本放大电路A反馈网络F+基本放大电路A开环放大器闭环放大器1、反馈的定义 将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全部通过反馈网络回送到输入端,与输入信号比较并影响放大电路净输入信号的过程称反馈。放大电路引入反馈后,组成反馈放大电路。第2页/共78页3基本放大电路A反馈网络F+输出信号反馈环:信号流向F反馈系数输入信号反馈信号比较环节净输入信号其中:反馈放大电路的闭环增益:第3页/共78页42 2、反馈的分
2、类与判别、反馈的分类与判别 正反馈与负反馈 串联反馈与并联反馈 电压反馈与电流反馈 直流反馈与交流反馈 本级反馈与级间反馈第4页/共78页5(1 1)正反馈与负反馈)正反馈与负反馈(反馈信号极性)(反馈信号极性)a)正反馈正反馈引入反馈后,使输入信号加强的反馈为正反馈。即基本放大A反馈网络F+正反馈会使放大电路工作不稳定,容易产生自激振荡,即在无信号输入时,也会产生无关的信号输出。b)负反馈负反馈引入反馈后,使输入信号削弱的反馈为负反馈。即 负反馈可在多方面改善放大电路的性能,但会使电路的增益下降。判断方法:判断方法:瞬时极性法。第5页/共78页6瞬时极性法:首先假设输入信号为某一极性,一般为
3、“”,然后按照信号传输的方向逐级向后推断,确定输出信号的极性,再由输出端通过反馈网络返回输入回路,确定反馈信号的极性,最后依照反馈的正负极性和上述定义作出结论。基本放大A反馈网络F+第6页/共78页7 在输入端,输入信号与反馈信号以电压形式叠加为串联反馈。(2 2)串联反馈与并联反馈)串联反馈与并联反馈(反馈信号在入端的连接方式)(反馈信号在入端的连接方式)a a)串联反馈)串联反馈Ud=Ui-Uf第7页/共78页8b b)并联反馈)并联反馈 在输入端,输入信号与反馈信号以电流形式叠加为并联反馈。(2 2)串联反馈与并联反馈)串联反馈与并联反馈(反馈信号在入端的连接方式)(反馈信号在入端的连接
4、方式)Id=Ii-If第8页/共78页9串联反馈并联反馈第9页/共78页10(3 3)电压反馈与电流反馈)电压反馈与电流反馈(信号在输出端的取样方式)(信号在输出端的取样方式)a a)电压反馈)电压反馈 在输出端,反馈信号的取样对象为输出电压时为电压反馈(即反馈信号正比于输出电压)。电压反馈第10页/共78页11b b)电流反馈)电流反馈 在输出端,反馈信号的取样对象为输出电流时为电流反馈(即反馈信号正比于输出电流)。(3 3)电压反馈与电流反馈)电压反馈与电流反馈(信号在输出端的取样方式)(信号在输出端的取样方式)第11页/共78页12(4 4)直流反馈与交流反馈)直流反馈与交流反馈(信号性
5、质)(信号性质)a a)直流反馈)直流反馈 影响电路直流性能的反馈称直流反馈。主要用于稳定静态工作点。b b)交流反馈)交流反馈 影响电路动态性能的反馈称交流反馈。主要用于改善放大电路的动态性能,如提高A的稳定性、增加ri,降低ro,增大BW,改善输出波形、抑制干扰等。判断方法判断方法:引入反馈的环路中,只要有一处有电容“隔直”,则为交流反馈。在直接耦合放大电路中,即可传输交流信号,也可传输直流信号,此时引入的反馈为交、直流反馈。第12页/共78页13交、直流反馈交流反馈直流通路交流通路交流通路直流负反馈第13页/共78页14(5 5)本级反馈与级间反馈)本级反馈与级间反馈a a)本级反馈)本
6、级反馈b b)级间反馈)级间反馈 若反馈网络连接在同一级放大电路的输出与输入之间,只能影响该级电路的性能,称本级反馈。若反馈网络连接多级放大电路的输出与输入之间,对多级放大电路的性能有影响,称级间反馈。第14页/共78页153 3、反馈放大电路增益的一般表达式、反馈放大电路增益的一般表达式基本放大A反馈网络F+由方框图可得:闭环增益(1)闭环增益的一般表达式第15页/共78页16(2)闭环增益一般表达式的分析a)反馈深度开环增益与闭环增益之比,反映了反馈对放大电路的影响。若,则,即引入反馈后增益下降,这种反馈为负反馈。若,则,即引入反馈后增益增加,这种反馈为正反馈。若,则,说明放大电路没有输入
7、信号时也有输出,此时电路处于自激振荡状态。第16页/共78页17b)环路增益c)深度负反馈时增益的近似表达式净输入量经基本放大电路和反馈网络巡环一周所具有的增益称环路增益。也是描述反馈放大电路性能的重要指标。当时,相应的负反馈称深度负反馈,则第17页/共78页184.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态 在输出回路中,按Xf的来源不同,有电压反馈和电流反馈;在输入回路中,按Xf的接入方式不同,又分串联反馈和并联反馈。它们的不同组合,使负反馈放大电路有以下四种组态:电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈第18页/共78页191、电压串联负反馈1)用瞬时极性法判断
8、正负反馈。负反馈2)由输出端判断电压或电流反馈。当时,故为电压反馈3)由输入端判断串联或并联反馈。电压比较,故为串联反馈又该电路为直接耦合,即为交直流反馈。电压串联交直流负反馈电压串联交直流负反馈第19页/共78页20 uo uf ud uo电压负反馈可以稳定输出电压第20页/共78页211)用瞬时极性法判断正负反馈。负反馈2)由输出端判断电压或电流反馈。电压反馈3)由输入端判断串联或并联反馈。串联反馈4)由反馈信号判断直流或或交流反馈。交流反馈电压串联交流负反馈电压串联交流负反馈第21页/共78页222、电流并联负反馈1)判断反馈极性。负反馈2)判断电压或电流反馈。电流反馈3)判断串联或并联
9、反馈。并联反馈4)判断直流或或交流反馈。交直流反馈电流并联交直流负反馈电流并联交直流负反馈电流反馈能稳定输出电流。io if iiiouR3 第22页/共78页231)判断反馈极性。负反馈2)判断电压或电流反馈。电流反馈3)判断串联或并联反馈。并联反馈4)判断直流或或交流反馈。交直流反馈电流并联交直流负反馈电流并联交直流负反馈第23页/共78页243、电压并联负反馈1)判断反馈极性。负反馈2)判断电压或电流反馈。电压反馈3)判断串联或并联反馈。并联反馈4)判断直流或或交流反馈。交直流反馈电压并联交直流负反馈电压并联交直流负反馈电流比较电压反馈能稳定输出电压。uo if iiuo第24页/共78
10、页251)判断反馈极性。负反馈2)判断电压或电流反馈。电压反馈3)判断串联或并联反馈。并联反馈4)判断直流或或交流反馈。交直流反馈电压并联交直流负反馈电压并联交直流负反馈第25页/共78页264、电流串联负反馈1)判断反馈极性。负反馈2)判断电压或电流反馈。电流反馈3)判断串联或并联反馈。串联反馈4)判断直流或交流反馈。电流串联交直流负反馈电流串联交直流负反馈IL Uf UdILUf第26页/共78页271)判断反馈极性。负反馈2)判断电压或电流反馈。电流反馈3)判断串联或并联反馈。串联反馈4)判断直流或或交流反馈。交直流反馈电流串联交直流负反馈电流串联交直流负反馈第27页/共78页284.3
11、 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响负反馈对增益的影响负反馈对增益的影响负反馈对非线性失真的影响负反馈对非线性失真的影响负反馈对通频带的影响负反馈对通频带的影响负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响负反馈对噪声、干扰和温漂的影响负反馈对噪声、干扰和温漂的影响引入负反馈后,虽然放大倍数降低了,但对电路的性能有多方面的改善,改善的程度都与反馈深度有关。第28页/共78页29负反馈对增益的影响负反馈对增益的影响环境温度、电源电压的变化,电路元、器件参数和特性的变化都会使放大电路的增益发生变化。1、深度负反馈情况 放大电路的增益与电路的性能无
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