助聽(tīng)器的設(shè)計(jì)與制作2

1,電子電路調(diào)試與應(yīng)用,項(xiàng)目二：助聽(tīng)器的設(shè)計(jì)與制作,模擬電路部分,2,電子電路調(diào)試與應(yīng)用,助聽(tīng)器電路結(jié)構(gòu)圖（聲音調(diào)節(jié)）,3,什么是反饋?,放大電路輸出量的一部分或全部通過(guò)某一電路或元件送回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。,反饋將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），以一定的方式送回到輸入回路的過(guò)程。,課前導(dǎo)讀,4,反饋例子：,輸入量：ui、ube、ib,輸出量：uo、uce、ic,穩(wěn)定工作點(diǎn)電路：,UB一定,課前導(dǎo)讀,5,課前導(dǎo)讀,在電子系統(tǒng)中，反饋有著廣泛的應(yīng)用，它是放大電路中重要的概念之一，只要有放大電路出現(xiàn)的地方幾乎都有反饋。在放大電路中采用負(fù)反饋，可以改善電路的性能指標(biāo)；采用正反饋則構(gòu)成各種振蕩電路，可以產(chǎn)生各種波形信號(hào)。,6,2.6.1反饋的基本概念,2.6.3負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響,2.6.4深度負(fù)反饋電路分析計(jì)算,2.6.2反饋類型及判斷,7,1.開(kāi)環(huán)與閉環(huán)的概念,電路中只有正向傳輸，沒(méi)有反向傳輸，稱為開(kāi)環(huán)狀態(tài)。,2.正向傳輸信號(hào)從輸入端到輸出端的傳輸,3.反向傳輸信號(hào)從輸出端到輸入端的傳輸,既有正向傳輸，又有反饋稱為閉環(huán)狀態(tài)。,信號(hào)的正向傳輸,信號(hào)的正向傳輸,反饋傳輸(通路)（反饋網(wǎng)絡(luò)）,8,5.反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié),放大：,反饋：,疊加：,輸出信號(hào),輸入信號(hào),反饋信號(hào),凈輸入信號(hào),4.帶有反饋的閉環(huán)系統(tǒng)方框圖,9,開(kāi)環(huán)放大倍數(shù),閉環(huán)放大倍數(shù),反饋系數(shù),10,負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：,6.負(fù)反饋放大電路閉環(huán)增益表達(dá)式,11,若：,4.負(fù)反饋放大電路閉環(huán)增益表達(dá)式,12,負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù),當(dāng)Ao很大時(shí)，AoF1：,結(jié)論：當(dāng)Ao很大時(shí)，負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無(wú)關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。,13,例：,Rf、RE1組成反饋網(wǎng)絡(luò)，反饋系數(shù)：,14,反饋的類型：,1、正反饋和負(fù)反饋,2、電壓反饋和電流反饋,3、并聯(lián)反饋和串聯(lián)反饋,4、直流反饋和交流反饋,5、本級(jí)反饋和級(jí)間反饋,15,1.正反饋和負(fù)反饋,從反饋的輸出量來(lái)判斷，凡反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的為負(fù)反饋，否則為正反饋；,引入反饋后其變化是增大？還是減?。?引入反饋后其變化是增大？還是減小？,或者，凡反饋的結(jié)果使凈輸入量減小的為負(fù)反饋，否則為正反饋。,16,例：基本放大器，無(wú)反饋，凈輸入量ube=ui，電壓放大倍數(shù)為：,引入反饋后，凈輸入量ube=ui-uf，電壓放大倍數(shù)為：,可見(jiàn)，凈輸入量減小，放大倍數(shù)減小，所以是負(fù)反饋。,1.正反饋和負(fù)反饋,17,2.直流反饋和交流反饋,直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。,引入交直流負(fù)反饋,18,3.本級(jí)反饋和級(jí)間反饋,只對(duì)多級(jí)放大電路中某一級(jí)起反饋?zhàn)饔玫姆Q為本級(jí)反饋，將多級(jí)放大電路的輸出量引回到其輸入級(jí)的輸入回路的稱為級(jí)間反饋。,通過(guò)R3引入的是局部反饋,通過(guò)R4引入的是級(jí)間反饋,本級(jí)反饋是改善本級(jí)的性能；級(jí)間反饋?zhàn)饔檬歉纳品糯箅娐返恼w性能。,19,集成運(yùn)放是一個(gè)高增益直接耦合放大電路。,20,集成運(yùn)放內(nèi)部結(jié)構(gòu),21,運(yùn)算放大器的符號(hào),同相輸入端,反相輸入端,輸出端,國(guó)內(nèi)符號(hào),國(guó)際符號(hào),22,4.電壓反饋與電流反饋,電壓反饋：反饋信號(hào)是輸出電壓的部分或全部。,電流反饋：反饋信號(hào)取自輸出電流。,根據(jù)反饋量在放大電路輸出端取樣方式不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。,23,5.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋,根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入端的疊加方式不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。,24,此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電壓相加減的關(guān)系。,串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的不同電極。有：ud=ui-uf,ud=ube=ui-uf,25,因?yàn)榉答佇盘?hào)與輸入信號(hào)加的一個(gè)電極，無(wú)法區(qū)分輸入電壓和反饋電壓，所以根據(jù)基爾霍夫電流定理，有,并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的同一個(gè)電極。有：id=ii+if,此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電流相加減的關(guān)系。,i,if,ib,26,1.判斷電壓反饋與電流反饋的方法,反饋元件直接與輸出端相連的是電壓反饋；否則是電流反饋。,判斷方法看輸出：,27,(a)電壓反饋；(b)電流反饋,例題:試判斷下列電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋。,28,例題:試判斷下列電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋。,29,判斷方法看輸入：觀察反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)是否接到同一輸入端,2.判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的方法,接在同一端，則為并聯(lián)反饋；接在不同端，則為串聯(lián)反饋。,30,(a)并聯(lián)反饋；(b)串聯(lián)反饋,例題:試判斷下列電路中引入的反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。,31,瞬時(shí)極性法就是在放大電路的輸入端，假設(shè)一個(gè)輸入信號(hào)對(duì)地的瞬時(shí)極性，瞬時(shí)電壓增加可用“+”、或“”表示；瞬時(shí)電壓下降可用“-”、或“”表示。,按信號(hào)正向傳輸方向依次判斷放大電路中相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性，直至反饋網(wǎng)絡(luò)與放大電路相連接的輸出端，或放大電路中間取出反饋信號(hào)處。再沿反饋網(wǎng)絡(luò)反向傳輸，判斷信號(hào)的瞬時(shí)極性，直至放大電路的輸入端，確定反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性的正負(fù)。注意：需繼續(xù)判斷，如果反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性使凈輸入減小，則為負(fù)反饋，反之為正反饋。,3.判斷正反饋與負(fù)反饋,判定方法“瞬時(shí)極性法”,32,例題:試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。,(b)負(fù)反饋,(a)正反饋,33,例題:試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。,(b)負(fù)反饋,(a)正反饋,34,例題:試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。,負(fù)反饋,負(fù)反饋,35,例題:試判斷下列電路中引入的是正反饋還是負(fù)反饋。,36,極性判別法：1.首先判斷反饋信號(hào)極性；2.判斷串并聯(lián)（反饋信號(hào)和輸入信號(hào)是否連到同一個(gè)輸入端）。,37,交、直流反饋可通過(guò)畫(huà)出反饋電路的交、直流通路來(lái)判斷。反饋回路存在于直流通路中為直流反饋；反饋回路存在于交流通路中為交流反饋；反饋回路即存在于直流通路中，又存在于交流通路里，則為交直流反饋。,4.交、直流反饋的判斷,38,交、直流反饋可通過(guò)畫(huà)出反饋電路的交、直流通路來(lái)判斷。反饋回路存在于直流通路中為直流反饋；反饋回路存在于交流通路中為交流反饋；反饋回路即存在于直流通路中，又存在于交流通路里，則為交直流反饋。,4.交、直流反饋的判斷,39,總結(jié)：判斷電壓反饋還是電流反饋,判斷方法：反饋元件接在輸出端上，則為電壓反饋；反饋元件沒(méi)有接在輸出端上，則為電流反饋。,40,總結(jié)：判斷串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋,反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的同一個(gè)電極，則為并聯(lián)反饋；反之，加在放大電路輸入回路的兩個(gè)電極，則為串聯(lián)反饋。對(duì)于三極管來(lái)說(shuō)，反饋信號(hào)同時(shí)加在基極或發(fā)射極時(shí)，為并聯(lián)反饋；如果一個(gè)加在基極，一個(gè)加在發(fā)射極，則為串聯(lián)反饋。,41,總結(jié)：判斷正反饋還是負(fù)反饋,判別法：如果反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性使凈輸入減小，則為負(fù)反饋；反之為正反饋。分串聯(lián)和并聯(lián)反饋來(lái)判斷,極性判別法：首先判斷反饋信號(hào)和輸入信號(hào)是否作用于同一極性上。是則為并聯(lián)，不是則為串聯(lián)。若是串聯(lián)，則反饋信號(hào)和輸入信號(hào)極性相反為負(fù)反饋。若是并聯(lián)，則反饋信號(hào)和輸入信號(hào)極性相同為負(fù)反饋。,42,習(xí)題:判斷正反饋還是負(fù)反饋,43,1、判斷圖電路的反饋極性與組態(tài)（5分）,請(qǐng)?jiān)趫D上標(biāo)出瞬時(shí)極性，該反饋組態(tài)是。,電壓串聯(lián)負(fù)反饋,44,負(fù)反饋,交流反饋,直流反饋,電壓串聯(lián)負(fù)反饋,電壓并聯(lián)負(fù)反饋,電流串聯(lián)負(fù)反饋,電流并聯(lián)負(fù)反饋,作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),負(fù)反饋的分類小結(jié),作用是什么？,45,4.負(fù)反饋類型有四種組態(tài):電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋,46,電流串聯(lián)負(fù)反饋,47,電壓串聯(lián)負(fù)反饋,48,電流并聯(lián)負(fù)反饋,49,電壓并聯(lián)負(fù)反饋,50,例1：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。,uo,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，重要特點(diǎn)：穩(wěn)定輸出電壓,51,電壓串聯(lián)負(fù)反饋?zhàn)饔茫?1.穩(wěn)定輸出電壓,2.減小輸出電阻,3.增大輸入電阻,電壓反饋的作用,串聯(lián)反饋的作用,52,例2：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。,iB=i-iF,uo,ui,i,iB,iF,iRE2,RE2,Rf,RE1,RC1,RC2,+UCC,iE2,特點(diǎn)：輸出電流恒定,53,電流并聯(lián)負(fù)反饋?zhàn)饔茫?1.穩(wěn)定輸出電流,2.增大輸出電阻,3.減小輸入電阻,電流反饋的作用,54,負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù),當(dāng)1+AoF1時(shí)，稱為深度負(fù)反饋,結(jié)論：當(dāng)深度負(fù)反饋時(shí)，負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無(wú)關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)反饋可以提高增益的穩(wěn)定性。,1.穩(wěn)定閉環(huán)增益,55,微分的方法分析討論：,對(duì)反饋放大電路的一般表達(dá)式,求微分，可得：,對(duì)上式兩邊同時(shí)除以Af，得,上式表明，引入負(fù)反饋后，閉環(huán)放大電路增益的相對(duì)變化量是開(kāi)環(huán)放大電路增益相對(duì)變化量的（1+AF）分之一。即負(fù)反饋電路的反饋越深，放大電路的增益也就越穩(wěn)定。,1.穩(wěn)定閉環(huán)增益,56,例：已知某開(kāi)環(huán)放大電路的放大倍數(shù)A=1000，由于某種原因，其變化率為，若引入負(fù)反饋，反饋系數(shù)F=0.009，這時(shí)電路放大倍數(shù)的變化率為多少？,說(shuō)明引入反饋后，電路的穩(wěn)定性明顯提高。,1.穩(wěn)定閉環(huán)增益,57,加反饋前,加反饋后,改善,2.減少非線性失真,58,3.擴(kuò)展通頻帶,引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加：,59,4.改變輸入、輸出電阻,a.串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻增加：,b.并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減?。?例如:射極輸出器,理解：串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了一個(gè)電阻，故輸入電阻增加。,理解：并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。,60,c.電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻減小,例如:射極輸出器,理解：電壓負(fù)反饋目的是阻止uo的變化，穩(wěn)定輸出電壓。,放大電路空載時(shí)可等效右圖框中為電壓源：,輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，反之亦然。,4.改變輸入、輸出電阻,61,理解：電流負(fù)反饋目的是阻止io的變化，穩(wěn)定輸出電流。,放大電路空載時(shí)可等效為右圖框中電流源：,輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定，反之亦然。,d.電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻增加,4.改變輸入、輸出電阻,62,小結(jié),負(fù)反饋是改善放大器性能的重要手段。對(duì)放大器的主要影響有：提高增益的穩(wěn)定性，電壓負(fù)反饋可穩(wěn)定輸出電壓，電流負(fù)反饋可穩(wěn)定輸出電流;改善非線性失真;改變放大器的輸入和輸出阻抗：串聯(lián)負(fù)反饋可使輸入阻抗增加，并聯(lián)負(fù)反饋可使輸入阻抗減??；電壓負(fù)反饋可使輸出阻抗減小，電流負(fù)反饋可使輸出阻抗增加;展寬放大器的頻帶寬度。,63,電子電路調(diào)試與應(yīng)用,助聽(tīng)器電路結(jié)構(gòu)圖（電壓串聯(lián)負(fù)反饋）,64,本節(jié)重點(diǎn)討論深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算,1.估算的依據(jù),深度負(fù)反饋：,深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋系數(shù)有關(guān)。,由,得,-估算電壓增益,65,根據(jù),將,代入上式,得,即：輸入量近似等于反饋量,凈輸入量近似等于零,或,由此可得深度負(fù)反饋條件下，基本放大電路“虛短”、“虛斷”的概念,66,深度負(fù)反饋條件下：Xid=Xi-Xf0,u+=u-（運(yùn)放電路）,ue=ub（三極管電路）,(1)串聯(lián)反饋“虛短”uid0,(2)并聯(lián)反饋“虛斷”iid0,ii+=ii-=0（運(yùn)放電路）,ib=0（三極管電路）,2.“虛短”與“虛斷”的概念,67,實(shí)際上，在深度負(fù)反饋條件下，放大電路輸入端“虛短”和輸入端“虛斷”是同時(shí)出現(xiàn)的。對(duì)串聯(lián)負(fù)反饋，凈輸入電壓,，當(dāng)然導(dǎo)致輸入電流,因此分析深度負(fù)反饋放大電路時(shí)可同時(shí)利用“虛短”和“虛斷”的概念。,2.“虛短”與“虛斷”的概念,68,1電壓串聯(lián)負(fù)反饋,例估算下圖所示電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù),并說(shuō)明此反饋的引入對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響。,69,2、電壓并聯(lián)負(fù)反饋,例利用深度負(fù)反饋的近似條件，估算下圖所示集電極基極偏置反相放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。,虛短,虛斷,Ub0,70,3、電流串聯(lián)負(fù)反饋,例利用深度負(fù)反饋的近似條件估算下圖所示電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。,71,4、電流并聯(lián)負(fù)反饋,例估算下圖所示電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。,72,Task6,本章小結(jié),1.將放大電路的輸出量（電壓或電流）的部分或全部，通過(guò)電路或元件送回到放大電路的輸入端。從而使放大電路的輸入量不僅受到輸入信號(hào)的控制，而且受到放大電路輸出量的影響，這種連接方式叫做反饋。反饋信號(hào)增強(qiáng)了外加輸入信號(hào)的作用，使放大電路的凈輸入信號(hào)增加，這種反饋稱為正反饋。正反饋主要用于振蕩電路、信號(hào)產(chǎn)生電路，其他電路中則很少用正反饋。反饋信號(hào)削弱了外加輸入信號(hào)的作用，使放大電路的凈輸入信號(hào)減小，這種反饋稱為負(fù)反饋。2.負(fù)反饋是實(shí)際放大電路中必須采用的技術(shù)，它可以提高和改善放大器的性能。負(fù)反饋電路可以用方框圖表示，其閉環(huán)增益的一般表達(dá)式為：,73,Task6,3.判斷正、負(fù)反饋的方法是瞬時(shí)極性法。要注意將反饋信號(hào)和輸入信號(hào)在同一點(diǎn)上進(jìn)行相位比較才有意義，同相為正反饋，反相為負(fù)反饋。4.按照不同的分類方法，反饋有正反饋、負(fù)反饋；交流反饋、直流反饋。交流反饋中有電壓反饋、電流反饋；串聯(lián)反饋、并聯(lián)反饋。常用的交流負(fù)反饋有四種組態(tài)：電壓并聯(lián)負(fù)反饋、電壓串聯(lián)負(fù)反饋、電流并聯(lián)負(fù)反饋、電流串聯(lián)負(fù)反饋。5.直流負(fù)反饋的作用是穩(wěn)定工作點(diǎn)，交流負(fù)反饋的作用是改善放大電路的性能。如減小非線性失真、抑制噪聲干擾、擴(kuò)展通頻帶改變輸入和輸出電阻等。6.根據(jù)電路的要求，在電路中正確地引入負(fù)反饋：電壓串聯(lián)負(fù)反饋可以穩(wěn)定電路輸出電壓，使輸入電阻增大，輸出電阻減??；電壓并聯(lián)負(fù)反饋可以穩(wěn)定電路輸出電壓，使輸入電阻減小，輸出電阻減?。浑娏鞔?lián)負(fù)反饋可以穩(wěn)定電路輸出電流，使輸入電阻增大，輸出電阻增大；,74,Task6,電流并聯(lián)負(fù)反饋可以穩(wěn)定電路輸出電流，使輸入電阻減小，輸出電阻增大。7.判斷電壓負(fù)反饋和電流負(fù)反饋的方法是負(fù)載短路法，判斷串聯(lián)負(fù)反饋和并聯(lián)負(fù)反饋的方法是同點(diǎn)區(qū)分法。8.在電路中引入負(fù)反饋的原則：一是放大器的開(kāi)環(huán)增益要足夠大；二是級(jí)間反饋的級(jí)數(shù)要盡量少于三級(jí)，如果反饋過(guò)深，電路有可能產(chǎn)生自激振蕩；三是根據(jù)電路要求選擇合適的組態(tài)。9.深度負(fù)反饋的分析計(jì)算。10.反饋深度過(guò)大會(huì)產(chǎn)生自激震蕩。對(duì)產(chǎn)生自激振蕩的電路，可以采用頻率補(bǔ)償技術(shù)加以消除，但會(huì)使電路的頻帶變窄。,75,習(xí)題一：選擇判斷題：1、對(duì)于放大電路，所謂開(kāi)環(huán)是指_。無(wú)負(fù)載B.無(wú)信號(hào)源C.無(wú)反饋通路D.無(wú)電源2、在反饋放大電路中，基本放大電路的輸入信號(hào)稱為_(kāi)信號(hào)，它不但決定于_信號(hào)，還與反饋信號(hào)有關(guān)。而反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)稱為_(kāi)信號(hào)，它僅僅由_信號(hào)決定。（請(qǐng)按順序選擇）（1）A.輸入B.凈輸入C.反饋D.輸出（2）A.輸入B.凈輸入C.反饋D.輸出（3）A.輸入B.凈輸入C.反饋D.輸出（4）A.輸入B.凈輸入C.反饋D.輸出,C,B,A,C,D,76,3、在放大電路中，為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，可以引入_。A.交流負(fù)反饋和直流負(fù)反饋B.直流負(fù)反饋C.交流負(fù)反饋D.