负反馈放大电路-课件.ppt
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1、第第6 6章章 负反馈放大电路负反馈放大电路6.1 概述6.2 负反馈放大电路的框图和一般 关系6.3 负反馈对放大电路性能的影响6.4 负反馈放大电路的稳定性6.1.1 6.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念6.1.2 6.1.2 反馈的分类反馈的分类6.1.3 6.1.3 负反馈的四种组态负反馈的四种组态6 6.1 概述概述在在电电子子设设备备中中经经常常采采用用反反馈馈的的方方法法来来改改善善电电路路的的性性能能,以以达达到到预预定定的的指指标标。例例如如,采采用直流负反馈稳定静态工作点。用直流负反馈稳定静态工作点。Rb1 和和 Rb2 分压,使基极分压,使基极 UB 固定。固定。T
2、ICQ (IEQ)UEQ=IEQReUBQ 固定固定UBEQ=UBQ-UEQIBQICQ使使 ICQ 基本不随温度变化,稳定了静态工作点。基本不随温度变化,稳定了静态工作点。反馈概念的建立反馈概念的建立图图 5.1.1图图 5.1.1放放大大电电路路中中的的反反馈馈,是是指指将将放放大大电电路路输输出出电电量量(输输出出电电压压或或输输出出电电流流)的的一一部部分分或或全全部部,通通过过一一定定的的方方式式,反反送回输入回路中。送回输入回路中。UBEQ UBQ-ICQRE将将输输出出电电流流 ICQ(IEQ)反反馈馈回回输输入入回回路路,改改变变UBEQ,使使 ICQ 稳定。稳定。由由此此可可
3、见见,欲欲稳稳定定电电路路中中的的某某个个电电量量,应应采采取取措措施施将该电量反馈回输入回路。将该电量反馈回输入回路。6.1.2反馈的分类反馈的分类一、正反馈和负反馈一、正反馈和负反馈反反馈馈信信号号增增强强了了外外加加输输入入信信号号,使使放放大大电电路路的的放放大倍数提高大倍数提高 正反馈正反馈反反馈馈信信号号削削弱弱了了外外加加输输入入信信号号,使使放放大大电电路路的的放放大倍数降低大倍数降低 负反馈负反馈反馈极性的判断方法:反馈极性的判断方法:瞬时极性法。瞬时极性法。先先假假定定某某一一瞬瞬间间输输入入信信号号的的极极性性,然然后后按按信信号号的的放放大大过过程程,逐逐级级推推出出输
4、输出出信信号号的的瞬瞬时时极极性性,最最后后根根据据反反馈馈回回输输入入端端的的信信号号对对原原输输入入信信号号的的作作用用,判判断断出出反反馈的极性。馈的极性。极性正、负判断的原则:极性正、负判断的原则:对分立元件而言,对分立元件而言,C与与B极性相反,极性相反,E与与B极性相同,极性相同,C与与E极性相同。极性相同。对集成运放而言,对集成运放而言,uO与与uN极性相反,极性相反,uO与与uP极性相同。极性相同。例:用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。例:用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。-因因为为差差模模输输入入电电压压等等于于输输入入电电压压与与反反馈馈电电压压之之差差,反反馈馈增增强强了
5、了输输入入电电压压,所以为所以为正反馈正反馈。-反反馈馈信信号号削削弱弱了了输输入入信号,因此为信号,因此为负反馈负反馈。图图 5.1.1(a)正反馈正反馈(b)负反馈负反馈二、直流反馈和交流反馈二、直流反馈和交流反馈图图 5.1.3直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈(a)直流负反馈直流负反馈(b)交流负反馈交流负反馈 直流负反馈可稳定静态工作点,直流负反馈可稳定静态工作点,交流负反馈用以改善放大电路的性能。交流负反馈用以改善放大电路的性能。三、电压反馈和电流反馈三、电压反馈和电流反馈如如果果反反馈馈信信号号取取自自输输出出电电压压,则则为为电电压压反反馈馈;电电压压负负反馈的反馈信号与输出
6、电压成比例;反馈的反馈信号与输出电压成比例;反反馈馈信信号号取取自自输输出出电电流流,则则为为电电流流反反馈馈,电电流流负负反反馈馈的反馈信号与输出电流成比例。的反馈信号与输出电流成比例。判断方法:判断方法:假设将输出端交流短路,假设将输出端交流短路,如果反馈信号消失,则为电压如果反馈信号消失,则为电压反馈;否则为电流反馈。反馈;否则为电流反馈。Re1 两两端端的的电电压压与与输输出出信信号号无无关关,即即反反馈馈信信号号消消失失,所以为电压反馈。所以为电压反馈。例:例:图图 5.1.3(b)反反馈馈信信号号末末消消失失,所所以以为为电电流反馈。流反馈。四、串联反馈和并联反馈四、串联反馈和并联
7、反馈反馈信号与输入信号在输入反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和,为串联回路中以电压形式求和,为串联反馈;如果二者以电流形式求和,反馈;如果二者以电流形式求和,为并联反馈。为并联反馈。例:右上图例:右上图所以为并联反馈;所以为并联反馈;所以为串联联反馈。所以为串联联反馈。例:右下图例:右下图小结:小结:1.正、负反馈的判断正、负反馈的判断(瞬时极性法瞬时极性法)对分立元件而言,对分立元件而言,C与与B极性相反,极性相反,E与与B极性相同。极性相同。对集成运放而言,对集成运放而言,uO与与uN极性相反,极性相反,uO与与uP极性相同。极性相同。以以电压求和电压求和或以或以电流求和电流求和
8、判断净输入信号是增加或减小。判断净输入信号是增加或减小。2.交、直流负反馈的判断交、直流负反馈的判断直流负反馈:直流负反馈:反馈量只含有直流量。反馈量只含有直流量。交流负反馈:交流负反馈:反馈量只含有交流量。反馈量只含有交流量。3.3.四种负反馈阻态的判断四种负反馈阻态的判断并联:反馈量并联:反馈量输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。串联:反馈量串联:反馈量输入量输入量电流:将电流:将负载负载短路,反馈量仍然存在。短路,反馈量仍然存在。电压:将电压:将负载负载短路,反馈量为零。短路,反馈量为零。电压串联、电压并联、电流串联和电流并联电压串联、电压并联
9、、电流串联和电流并联6.1.3 负反馈的四种组态负反馈的四种组态 对于负反馈来说,根据反馈信号在输出端采样方式以及在输入回路中求和形式的不同,共有四种组态,它们分别是: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。下面通过例子来说明如何判断?1.电压串联负反馈电压串联负反馈 R1上的压降为零,电阻RF引入一个反馈,反馈电压vF为输出电压vo在R2和RF上的分压而得,属电压反馈电压反馈;又集成运放的差模输入电压(净输入电压)vid=vi-vf,反馈电压削弱外加输入电压的作用,使放大倍数降低,为负反馈负反馈;vi与vf接在输入回路不同端,为串联反馈串联反馈。所以该组态是电压串联负反馈。
10、2.电流串联负反馈电流串联负反馈反馈电压反馈电压vf=ioRf取自输出电取自输出电流流,为电流反馈电流反馈。又集成运放的差模输入电压(净输入电压)为vid=vi-vf,为串联反馈串联反馈。由瞬时极性法知该反馈为负反馈负反馈。可见,所以该组态是电流串联负反馈。3.电压并联负反馈电压并联负反馈反馈电流反馈电流if取自输出电压取自输出电压v0,为电压反馈电压反馈。又净输入电流为iid=ii-if,为并联反馈并联反馈。由瞬时极性法知该反馈为负反馈负反馈。可见,所以该组态是电压并联负反馈。4.电流并联负反馈电流并联负反馈反馈电流反馈电流if取自输出电流取自输出电流i0,为电流反馈电流反馈。又净输入电流为
11、iid=ii-if,为并联反馈并联反馈。由瞬时极性法知该反馈为负反馈负反馈。可见,所以该组态是电流并联负反馈。例例6.1:判断:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。是否负反馈,若是,判断反馈的组态。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif电压反馈电压反馈并联反馈并联反馈uoifib=i+ifuo此电路是电压并联负反馈,对直流也起作用。此电路是电压并联负反馈,对直流也起作用。+VCCRCC2C1Rfvivoiibif问题:问题:三极管的静态工作点如何提供?能否在三极管的静态工作点如何提供?能否在反馈回路加隔直电容?反馈回路加隔直电容?不能!不能!Rf为三极管提供静态电流!为三极管提供静态
12、电流!Rf 的作用:的作用:1.提供静态工作点。提供静态工作点。2.直流负反馈,稳定直流负反馈,稳定静态工作点。静态工作点。3.交流负反馈,稳定交流负反馈,稳定放大倍数。放大倍数。例例6.2 判断判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。是否负反馈,若是,判断反馈的组态。电流反馈电流反馈并联反馈并联反馈iE2vFiFiBvC1vB2vC1vB2iB2iE2voviiiBiFvFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2例例6.2:判断判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态是否负反馈,若是,判断反馈的组态。电流并联负反馈。对直流也起作用,可以稳电流并联负反馈。对直流也起作用,可以稳定静态工作点
13、。定静态工作点。voviiiBiFvFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2vC1vB2例例6.3 试判断图试判断图6.3所示电路的反馈组态所示电路的反馈组态。解解:根根据据瞬瞬时时极极性性法法,见见图图中中的的红红色色“+”、“-”号号,可可知知经经电电阻阻R1加加在在基基极极B1上上的的是是直直流流并并联联负负反反馈馈。因因反反馈馈信信号号与与输输出出电电流流成成比比例例,故故又又为为电电流流反反馈馈。结结论论:是是直流电流并联负反馈。直流电流并联负反馈。经经Rf 加在加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加在在T1两个输入电极,故为串联反馈。两
14、个输入电极,故为串联反馈。结论:交流电压串联负结论:交流电压串联负反馈。反馈。例题6.3图例例6.4:试判断图试判断图6.4所示电路的反馈组态所示电路的反馈组态 解解:根根据据瞬瞬时时极极性性法法,见见图图中中的的红红色色+、-号号,可知是负反馈。可知是负反馈。因因反反馈馈信信号号和和输输入入信信号号加加在在运运放放A1的的两两个个输输入入端,故为串联反馈。端,故为串联反馈。例题6.4图 因因反反馈馈信信号号与与输输出出电电压压成成比比例例,故故为为电电压压反反馈馈。结论:交直流串联电压负反馈。结论:交直流串联电压负反馈。动 画9-1动画9-2例例6.5:判断图示电路中判断图示电路中RE1、R
15、E2 的负反馈作用的负反馈作用。R RE2E2对交流不起作对交流不起作用,用,R RE1E1对交、直对交、直流均起作用流均起作用电流串联反馈电流串联反馈RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuoui+另外再看几个例子:另外再看几个例子:思考思考例例6.6 判断判断R Rf f是否负反馈,若是,判断反馈的类型。是否负反馈,若是,判断反馈的类型。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCvovi+T1T2Rf电压串联负反馈(交流电压串联负反馈(交流反馈)+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1C3C2+VCCvovi+T2Rf 若若Rf与与T发发
16、射射极极相相接接如如图图所所示示,引引入入的的是是何种类型的何种类型的反馈?反馈?T1 电流串联正反馈电流串联正反馈例例6.7 判断图示电路判断图示电路R Rf f的反馈类型。的反馈类型。电流并联负反馈(交、直流反馈)电流并联负反馈(交、直流反馈)+uouiRE2RfRE1RC1RC2+UCC+例例6.8:判断如图电路中:判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。的负反馈作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCvovivbeie电流串联反馈电流串联反馈RE2对交流反对交流反馈不起作用馈不起作用1.对交流信号:对交流信号:ievevbe=vi-veibieRE1:电流串联负反馈。:
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