运算放大器反馈讲解.pptx
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1、7.1.1 什么是反馈什么是反馈 将电子系统输出回路的电量(电压或电流)送回到输入回路的过程。hfeibicvceibvbehrevcehiehoe内部反馈内部反馈外部反馈外部反馈第1页/共69页输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号(净输入信号)信号(净输入信号)7.1.1 什么是反馈什么是反馈框图反馈通路 信号反向传输的渠道开环 无反馈通路闭环 有反馈通路第2页/共69页判断电路是否存在反馈通路7.1.1 什么是反馈什么是反馈反馈通路反馈通路(本级)(本级)反馈通路反馈通路(本级)(本级)反馈通路反馈通路(级间)
2、(级间)第3页/共69页7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈 根据反馈到输入端的信号是交流,还是直流,或同时存在,来进行判别。直流反馈交、直流反馈第4页/共69页7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈(a)直流通路 (b)交流通路第5页/共69页7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈正反馈:输入量不变时,引入反馈后输出量变大了。负反馈:输入量不变时,引入反馈后输出量变小了。从输出端看从输入端看正反馈:引入反馈后,使净输入量变大了。负反馈:引入反馈后,使净输入量变小了。净输入量可以是电压,也可以是电流。第6页/共69页7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈判别方法:瞬时
3、极性法。即在电路中,从输入端开始,沿着 信号流向,标出某一时刻有关节点电压变化的斜率 (正斜率或负斜率,用“+”+”、“-”-”号表示)。净输入量减小净输入量减小净输入量增大净输入量增大负反馈负反馈正反馈正反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路第7页/共69页级间反馈通路级间反馈通路净输入量减小净输入量减小级间负反馈7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈第8页/共69页7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈反馈通路反馈通路净输入量减小净输入量减小本级负反馈第9页/共69页7.1.4 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定串联:输入以电压形式求和(KVLK
4、VL)-vi i+vidid+vf f=0 即 vidid=vi i-vf f并联:输入以电流形式求和(KCLKCL)ii i-iidid-if f=0 即 iidid=ii i-if f串联并联第10页/共69页判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈7.1.4 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈并联反馈级间反馈通路级间反馈通路xf(if)第11页/共69页判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈7.1.4 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈串联反馈级间反馈通路级间反馈通路xf(vf)第12页/共69页7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 电压反馈与电流反馈由反馈
5、网络在放大电路输出端的取样对象决定电压反馈:反馈信号xf和输出电压成比例,即xf=Fvo电流反馈:反馈信号xf与输出电流成比例,即xf=Fio 并联结构串联结构第13页/共69页7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压负反馈RL vo o xf xid vo 电压负反馈稳定输出电压xf=Fvo,xid=xixf第14页/共69页7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电流负反馈RL io o xf xid io 电流负反馈稳定输出电流xf=Fio,xid=xixf第15页/共69页7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈判断方法:负载短路法 将负载短路,反馈量仍然存
6、在电流反馈。将负载短路(未接负载时输出对地短路),反馈量为零电压反馈。电压反馈电流反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路第16页/共69页7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压反馈反馈通路反馈通路end第17页/共69页7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态7.2.2 电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路7.2.3 电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路7.2.4 电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路7.2.1 电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路 反馈组态判断举例(交流)反馈组态判断举例(交流)信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果
7、的影响第18页/共69页7.2.1 电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路 输入以电压形式求和(KVLKVL):vidid=vi i-vf f 稳定输出电压特点:电压控制的电压源第19页/共69页7.2.2 电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和(KCLKCL):iidid=ii i-if f 稳定输出电压 电流控制的电压源特点:第20页/共69页7.2.3 电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路 输入以电压形式求和(KVLKVL):vidid=vi i-vf f 稳定输出电流 电压控制的电流源特点:第21页/共69页7.2.4 电流并联负反馈放大电路电流
8、并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和(KCLKCL):iidid=ii i-if f 稳定输出电流 电流控制的电流源特点:第22页/共69页电压负反馈:稳定输出电压,具有恒压特性串联反馈:输入端电压求和(KVLKVL)电流负反馈:稳定输出电流,具有恒流特性并联反馈:输入端电流求和(KCLKCL)特点小结:第23页/共69页反馈组态判断举例(交流)反馈组态判断举例(交流)(+)(-)(+)(+)级间电压串联负反馈(+)第24页/共69页反馈组态判断举例(交流)反馈组态判断举例(交流)电压并联负反馈第25页/共69页直流反馈交、直流反馈反馈组态判断举例(交流)反馈组态判断举例(交流)(+)(+)
9、(-)(+)(+)(+)电流串联负反馈第26页/共69页串联负反馈信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响vid=vi-vf 则vi最好为恒压源,即信号源内阻Rs越小越好。要想反馈效果明显,就要求vf变化能有效引起vid的变化。第27页/共69页信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响并联负反馈iid=ii-if 则ii最好为恒流源,即信号源内阻Rs越大越好。要想反馈效果明显,就要求if变化能有效引起iid的变化。end第28页/共69页7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式1.闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式2.反馈深度讨论反馈深度讨论第29页/
10、共69页1.闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式开环增益反馈系数闭环增益因为所以已知闭环增益的一般表达式即7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式第30页/共69页负反馈放大电路中各种信号量的含义7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式第31页/共69页2.反馈深度讨论反馈深度讨论一般负反馈称为反馈深度深度负反馈正反馈自激振荡 一般情况下,A和F都是频率的函数,当考虑信号频率的影响时,Af、A和F分别用 、和 表示。即end7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式第32页/共69页7.4 负反馈对放大电负反
11、馈对放大电路性能的影响路性能的影响7.4.2 减小非线性失真减小非线性失真7.4.3 抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性第33页/共69页7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性闭环时对A求导得只考虑幅值有另一方面,在深度负反馈条件下 即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时,闭环增益将有很高的稳定性。负反馈的组态不同,稳定的增益不同(Avf、Arf、Agf、Aif)即闭环增益相对变化量是开环时的第34页/共69页7.4.2 减小非线性失真减小非线性失真 闭环时增益
12、减小,线性度变好。只能减少环内放大电路产生的失真,如果输入波形本身就是失真的,即使引入负反馈,也无济于事。1开环特性2闭环特性 第35页/共69页7.4.3 抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声比原有的信噪比提高了 倍电压的信噪比 增加一前置级 并认为该级为无噪声的 新的信噪比 第36页/共69页7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 串联负反馈1.对输入电阻的影响开环输入电阻 Ri i=vidid/ii i因为 vf f=Fxo o xo o=Avidid闭环输入电阻 Rifif=vi i/ii i所以 vi i=vidid+vf f=(1+=(1+AF)vidid闭环
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