放大电路中的反馈.docx
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放大电路中的反馈
第六章放大电路中的反馈
6.1反馈的基本概念及判断方法
6.1.1反馈的基本概念
一、反馈(回授)的概念(图6.1.1)
将输出量的一部分或全部,通过一定电路形式作用到输入回路,用来影响其输入量的措施称
为反馈。
二、正反馈与负反馈
1.净输入量:
基本放大电路的输入信号;
2.正反馈:
使放大电路净输入量增大的反馈;反馈结果使输出量的变化增大的反馈。
3.负反馈:
使放大电路净输入量减小的反馈;反馈结果使输出量的变化减小的反
馈。
(图2.4.2)
三、直流反馈与交流反馈
1.直流反馈:
(图2.4.2)反馈量中只含有直流量;直流通路中存在的反馈;影响静态工作点。
2.交流反馈:
(图2.4.2中去掉旁路电容)反馈量中只含有交流量;交流通路中存在的反馈;影响放大电路性能。
6.1.2反馈的判断
一、反馈存在与否的判断(图6.1.2)
1.是否存在将输出回路与输入回路相连接的反馈通路;
2.反馈通路是否影响了放大电路的净输入。
利用叠加定理可以理解输入端有无输出量的作用结果。
二、反馈极性的判断(瞬时极性法)(图6.1.3)(图6.1.4)
1.规定电路输入信号在某一时刻对地的极性;
2.逐级判断电路中各相关点的电流流向和电位极性;
(1)三极管:
若基极正极性,则动态电流从c到e;
(2)运放:
同相端加正极性,输出端输出正极性;
2.判断输出信号的极性;
3.判断反馈信号的极性;
4.反馈信号使放大电路的净输入信号增大与否。
5.注:
反馈量仅仅决定于输出量,而与输入量无关,分析反馈极性时,可将输出量视为作用于反馈网络的独立源。
三、直流反馈与交流反馈的判断(图6.1.5)(图6.1.6)
根据交直流通路来判断
1
例6.1.1判断正反馈、负反馈,直流的还是交流的?
(图
6.1.7)
6.2负反馈放大电路的四种基本组态
负反馈放大电路即为引入交流负反馈的放大电路。
6.2.1负反馈放大电路分析判别要点
一、从输出端判断:
电压负反馈、电流负反馈
1.电压负反馈:
反馈信号取自输出电压;
2.电流负反馈:
反馈信号取自输出电流;
3.判别方法:
输出电压置0法。
图6.2.6、图6.2.7二、从输入端判断:
串联负反馈、并联负反馈
1.串联负反馈:
反馈量与输入量以电压方式叠加;
2.并联负反馈:
反馈量与输入量以电流方式叠加;
3.判别方法:
输入信号与反馈信号的连接方式,如果连接在同一个端子上,为并联;不在同一个端子上,为串联。
(从而构成了四种负反馈组态)
6.2.2四种负反馈组态
(讲解顺序:
判断有无反馈;找出反馈网络;组态判别;输入信号样式;稳定方式讲解,以输入信号不变,而其他原因引起的输出信号改变为例)
一、电压串联负反馈(图6.2.2)
输入信号为电压源,稳定输出电压。
二、电流串联负反馈(图6.2.3)
输入信号为电压源,稳定输出电流。
三、电压并联负反馈(图6.2.4)
输入电流源,稳定输出电压。
四、电流并联负反馈(图6.2.5)
输入信号电流源,稳定输出电流
五、例:
图6.2.8、图6.2.9
6.3负反馈放大电路的方块图及一般表达式
6.3.1负反馈放大电路的方块图表示法(图6.3.1)
一、反馈网络:
所有与反馈系数有关的元器件所构成的网络。
2
二、
各信号间的关系:
Xi
Xi
Xf
三、
中频段各信号间的关系:
XiXiXf
四、
基本放大电路的放大倍数:
X0
A
Xi
五、
Xf
反馈系数:
F
X0
六、
负反馈放大电路的放大倍数:
Af
Xo
AXi
A
Xi
Xi
AFXi
1AF
七、
电路的环路放大倍数:
AF
Xf
Xi
八、
中频段时的表达式:
Af
A
1
AF
1
九、
引入深度负反馈时的表达式:
(说明了什么)
Af
F
十、
正反馈:
AF0
十一、自激振荡:
电路在输入量为
0时就有输出,AF
1。
十二、注意:
通常的负反馈放大电路是指中频段的反馈极性,当进入其他频段时,产生的相移可能对某一特定频率产生正反馈。
6.3.2四种组态电路的方块图
(图6.3.2)
一、将负反馈放大电路的基本放大电路与反馈网络均看成为二端口网络,则不同反馈组
态表明两个网络的不同连接方式,由于不同组态的输入输出信号及反馈信号不同,
所以不同组态中,各个量的物理意义及量纲也不同;
二、电压串联负反馈电路中:
(各输入输出量、反馈系数、电路开环放大倍数、闭环放大
倍数的定义公式)
三、电流串联负反馈电路中:
四、电压并联负反馈电路中:
五、电流并联负反馈电路中:
(表6.3.1)
6.3.3负反馈放大电路的基本放大电路
一、将负反馈放大电路中信号传递并不是单向的,因为反馈网络是双向的,因此在反馈输出信号的同时,还将输入信号引导输出端。
因此将新的基本放大电路分离出来,
3
使信号传递单向化,就需要考虑反馈网络的负载效应,就是将反馈网络作为放大电
路输入端和输出端的等效负载。
可以进行戴维南等效,并令输入量及输出量的作用
为零。
二、
如图6.3.3所示,电压串联负反馈电路的基本放大电路;
三、
如图6.3.4所示,电流串联负反馈电路的基本放大电路;
四、
如图6.3.5所示,电压并联负反馈电路的基本放大电路;
五、
如图6.3.6所示,电流并联负反馈电路的基本放大电路。
六、
具体求解方法:
1.
求输入回路,电压反馈,则输出端接地(输出电压置零)
;电流反馈,则输出回
路开路(输出电流置零)。
2.求输出回路,并联反馈,则输入端接地;串联反馈,则输入回路开路,断开放大电路输入级与反馈网络的连接处。
(去除输入量的影响)
注:
一般由集成运放构成的负反馈放大电路均引入了深度负反馈,因此不必求出基本放大电
路的放大倍数。
6.4深度负反馈放大电路放大倍数的分析
6.4.1深度负反馈的实质
根据深度负反馈的条件,可以推出当电路引入深度负反馈时,反馈信号等于输入信号,即忽略净输入量。
其实质为:
在近似分析中忽略净输入量,对于不同组态,可忽略的净输入量不同(串联忽略电压,并联忽略电流)。
6.4.2反馈网络的分析(图6.4.1)
目的:
找出负反馈放大电路的反馈网络,根据定义求出反馈系数。
一、
电压串联负反馈电路的反馈系数:
Uf
R1
Fuu
R1
R2
U0
Uf
R
二、
电流串联负反馈电路的反馈系数:
Fui
I0
If
U0
R
1
三、
电压并联负反馈电路的反馈系数:
Fiu
U0
R
U0
四、
电流并联负反馈电路的反馈系数:
If
R2
Fii
R1
R2
I0
(注:
反馈量仅取决于输出量,与输入量及负载电阻无关。
)
4
6.4.3放大倍数的分析
一、求解步骤:
1.判断组态;
2.求反馈系数;
3.求放大倍数及电压放大倍数。
二、电压串联负反馈电路(图6.4.1)
1.
反馈系数:
Fuu
Uf
R1
U0R1
R2
2.
电路的放大倍数:
Auuf
U0
1
U0
R1
R2
Ui
Fuu
Uf
R1
3.
电压放大倍数:
Auf
Auuf
三、
电流串联负反馈电路(图
6.4.1)
1.
反馈系数:
Fui
Uf
R
I0
2.
电路的放大倍数:
Aiuf
I0
1
I0
1
Ui
Fui
Uf
R
3.
电压放大倍数:
Auf
I0RL
AiufRL
RL
Ui
R
四、
电压并联负反馈电路(图
6.4.1)(图6.4.2)
If
U0
1.
反馈系数:
Fiu
R
1
U0
U0
R
2.
电路的放大倍数:
Auif
U0
1
U0
Ii
Fiu
If
U0
U0
1
R
(因为净输入电压几乎为
3.
电压放大倍数:
Ausf
Us
IiRs
AuifRs
Rs
零,所以信号源的电压全部降落在内阻上,有
Us
IiRs)
4.
对于并联反馈电路,信号源内阻必不可少,否则反馈将不起作用。
(此时净输入
电流仅仅取决于恒压信号源,而与反馈电流无关)
。
五、
电流并联负反馈电路
1.
反馈系数:
Fii
If
R2
I0
R1
R2
5
2.
电路的放大倍数:
Aiif
I0
1
I0
Ii
Fii
If
3.
电压放大倍数:
Ausf
U0
I0RL
Aiif
RL
RL
(1
R1
)
Us
IiRs
Rs
Rs
R2
例1(图6.2.8)已知各电阻参数,求深度负反馈条件下,电压放大倍数;例2(图6.2.9)已知各电阻参数,求深度负反馈条件下,电压放大倍数;
例3图6.4.3所示,判断交流负反馈组态,求深度负反馈条件下,电路放大倍数及电压放大倍数;
例4图6.4.4所示,判断交流负反馈组态,求深度负反馈条件下,电路放大倍数及电压放大倍数;
6.5负反馈对放大电路性能的影响
6.