電子負(fù)反饋PPT課件

1、1負(fù)反饋的概念負(fù)反饋的概念凡是將放大電路輸出端的信號(hào)（電壓或電凡是將放大電路輸出端的信號(hào)（電壓或電流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸入流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號(hào)迭加，就稱為信號(hào)迭加，就稱為反饋反饋。若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為負(fù)負(fù)反饋反饋。若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱。若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為為正反饋正反饋。第1頁/共44頁2反饋反饋放大器放大器輸出輸出輸入輸入取取+ 加強(qiáng)輸入信號(hào)加強(qiáng)輸入信號(hào) 正反饋正反饋 用于振蕩器用于振蕩器取取 - 削弱輸入信號(hào)削弱輸入信號(hào) 負(fù)反饋負(fù)反饋 用于放大器用于放大器開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)負(fù)反饋的作

2、用：負(fù)反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；穩(wěn)定放大倍穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；穩(wěn)定放大倍數(shù)；提高輸入電阻；降低輸出電阻；擴(kuò)展通頻數(shù)；提高輸入電阻；降低輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶帶反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)迭加迭加反饋信反饋信號(hào)號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)第2頁/共44頁3基本放大電路基本放大電路AodX oX 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FfX 放大放大：dooXXA迭加：迭加：fidXXX 負(fù)反饋框圖：負(fù)反饋框圖：AO稱為開環(huán)放大倍數(shù)iX + 輸出信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)差值信號(hào)負(fù)反饋放大器負(fù)反饋放大器F稱為反饋系數(shù)稱為反饋系數(shù)設(shè)設(shè)Xf與與Xi同相同相反饋系數(shù)反饋系數(shù)：OfXXFAF=Xo / XiAF稱為閉環(huán)放大倍數(shù)稱為閉環(huán)放大倍數(shù)第3

3、頁/共44頁4負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系閉環(huán)放大倍數(shù)：閉環(huán)放大倍數(shù)：放大放大：dooXXA反饋反饋：ofXXF 迭加：迭加：fidXXX AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF) =XoAo11Ao+F=Ao1+AoF=Ao1+AoF第4頁/共44頁5AF=Ao1+ AoF負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)當(dāng)當(dāng)Ao很大時(shí)很大時(shí), AoF 1,AF 1 F結(jié)論結(jié)論:當(dāng)當(dāng)Ao很大時(shí)很大時(shí),負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無關(guān)大倍數(shù)與晶體管無關(guān),只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(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

4、數(shù)。即負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。第5頁/共44頁6負(fù)反饋放大器的四種連接方式負(fù)反饋放大器的四種連接方式反饋量反饋量 Xo輸入信號(hào)的連接方式輸入信號(hào)的連接方式Uo電壓電壓Ic電流電流Ie串聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)(將反饋信號(hào)變?yōu)殡妷盒盘?hào)將反饋信號(hào)變?yōu)殡妷盒盘?hào),與輸入電壓與輸入電壓ui相減相減,得到被放大的電壓信號(hào)得到被放大的電壓信號(hào)ube)(將反饋信號(hào)變?yōu)殡娏餍盘?hào)將反饋信號(hào)變?yōu)殡娏餍盘?hào),與輸入電流與輸入電流ii相減相減,得到被放大的電流信號(hào)得到被放大的電流信號(hào)ib)四種連接方式四種連接方式: (1)電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋 (2)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋 (3)電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋 (4)電

5、壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋第6頁/共44頁7負(fù)反饋的聯(lián)接方式負(fù)反饋的聯(lián)接方式負(fù)反饋的類型負(fù)反饋的類型負(fù)負(fù)反反饋饋交流負(fù)反交流負(fù)反饋饋直流負(fù)反直流負(fù)反饋饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋?zhàn)饔茫悍€(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定放大倍數(shù)；提高輸入電阻；降低輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶作用第7頁/共44頁8(1) 接有發(fā)射極交流負(fù)反饋電阻的放大器接有發(fā)射極交流負(fù)反饋電阻的放大器(電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋)RB1+VCCRCC1C2RB2RERLuoBCRFRECEEuiubeufui = ube + ufube = ui - uf負(fù)反饋電阻

6、負(fù)反饋電阻RF其中其中uf = RF ie ie ic = io符合公式：符合公式：fidXXX 第8頁/共44頁9性能比較性能比較結(jié)論結(jié)論: (1)放大倍數(shù)減小了放大倍數(shù)減小了,但穩(wěn)定了但穩(wěn)定了,即受晶體管的影響減小。即受晶體管的影響減小。(2) 輸入電阻提高了輸入電阻提高了.無無RF有有RF放大倍數(shù)放大倍數(shù) -93 -19輸入電阻輸入電阻 1.52k 5.9k 輸出電阻輸出電阻 5 k 5 k RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60VCC=15Vrbe=1.62 k 第9頁/共44頁10放大倍數(shù)穩(wěn)定性的比較放大倍數(shù)穩(wěn)定性的比較無無RF

7、beLurRA =60時(shí)時(shí), Au =-93 =50時(shí)時(shí), Au =-77有有RF=- RLrbe +（1+ ）RFAu =60時(shí)時(shí), Au =-19 =50時(shí)時(shí), Au =-18.6降低17降低2第10頁/共44頁11放大倍數(shù)的近似計(jì)算放大倍數(shù)的近似計(jì)算=- RLrbe +（1+ ）RFAF用反饋放大器用反饋放大器AF 1 F進(jìn)行計(jì)算：進(jìn)行計(jì)算：若若（1+ ）RF rbe, 則AF -RLRF=-(5/5)/0.1=-25uf = RF ie ，uo= -RL ic 反饋系數(shù)反饋系數(shù)F=ufuo=-RFRL，則，則AF 1 FRLRF=-=-25=-19第11頁/共44頁12(2) 射極跟隨

8、器射極跟隨器(電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋)ui = ube + ufube = ui - ufRB+VCCC1C2RERLuouiubeuf其中其中uf = uo 符合公式：符合公式：fidXXX 第12頁/共44頁13性能：性能：（1）放大倍數(shù)）放大倍數(shù) 1（2）輸入電阻大）輸入電阻大（3）輸出電阻?。┹敵鲭娮栊〉?3頁/共44頁14放大倍數(shù)的近似計(jì)算：放大倍數(shù)的近似計(jì)算：用公式：用公式：= （1+ ） RLrbe +（1+ ）RLAF若若 （1+ ）RL rbe , AF 1用反饋放大器用反饋放大器AF 1 F進(jìn)行計(jì)算：進(jìn)行計(jì)算：因?yàn)橐驗(yàn)閡f = uo，所以，所以F= uf / uo=1

9、； AF 1第14頁/共44頁15(3) 在集電極與基極間接有反饋電阻在集電極與基極間接有反饋電阻的放大器的放大器(電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋)+VCCRCC2C1RfuSuoibifiiRf的作用：的作用：1.提供靜態(tài)工作點(diǎn)提供靜態(tài)工作點(diǎn)2.直流負(fù)反饋直流負(fù)反饋,穩(wěn)定靜態(tài)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)工作點(diǎn)3. .交流負(fù)反饋交流負(fù)反饋,穩(wěn)定放大穩(wěn)定放大倍數(shù)倍數(shù)ii = ib + ifib = ii - if其中其中if =-(uo-ube)/Rf,即即if是由是由uo形成的形成的符合公式：符合公式：fidXXX +-RS第15頁/共44頁16(4)在兩級(jí)放大器之間接有負(fù)反饋電阻的放大在兩級(jí)放大器之間接有負(fù)

10、反饋電阻的放大器器(電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋)ufube+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rfui = ube + ufube = ui - uf其中其中uf uo Re1Rf+Re1符合公式：符合公式：fidXXX 第16頁/共44頁17負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響dooXXA ofXXF fidXXX 反饋電路的反饋電路的基本基本 方程方程基本放大電路基本放大電路AodX oX 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FfX iX + FA1AXXAooiofFAo開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)AF閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)Xf與與Xi同相同相第1

11、7頁/共44頁18負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。引入負(fù)反饋使電路的穩(wěn)定性提高引入負(fù)反饋使電路的穩(wěn)定性提高。dfofdoXXXXXXFAo dfXX 、同相，所以同相，所以0FAo AFAF AO1+AOFAO1=AF=Ao1+ AoF則有：則有：|AF|Ao|1. 對(duì)放大倍數(shù)的影響對(duì)放大倍數(shù)的影響第18頁/共44頁19若若:1FAo 稱為稱為深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋，此時(shí)：，此時(shí)： F1Af在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。 FA1o反饋深度反饋深度第19頁/共44頁202. 交流負(fù)反饋能改善波形的失真交流負(fù)反饋能改善波形

12、的失真Aouiufuiuoud加反饋前加反饋前加反饋后加反饋后AoF+ 失真改善uouo第20頁/共44頁213. 對(duì)輸入、輸出電阻的影響對(duì)輸入、輸出電阻的影響1、串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增加：、串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增加：ioifr )FA1(r 2、并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減?。?、并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減?。?FA1(rroiif 3、電壓反饋使電路的輸出電阻減?。?、電壓反饋使電路的輸出電阻減?。?FA1(rrooof 例如:射極輸出器例如:射極輸出器第21頁/共44頁224. 對(duì)通頻帶的影響對(duì)通頻帶的影響引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加：引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加：oofB)F

13、A1(B fABoAoAFBf第22頁/共44頁23靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大器幅頻特性測(cè)量仿真放大倍數(shù)AV=93.84上限截止頻率f上=12.30MHz下限截止頻率f下=131Hz第23頁/共44頁24射極電流負(fù)反饋放大器幅頻特性測(cè)量仿真放大倍數(shù)AV=19.465上限截止頻率f上=12.88MHz下限截止頻率f下=27Hz第24頁/共44頁25靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定放大器輸入電阻測(cè)量仿真輸入電壓Ui=0.707mV輸入電阻輸入電流Ii=449nAk57. 1nA449A707iiiIUr(計(jì)算值1.52K)第25頁/共44頁26射極電流負(fù)反饋放大器輸入電阻測(cè)量仿真輸入電壓Ui=0.707mV輸入電阻輸入

14、電流Ii=117nAk04. 6nA117A707iiiIUr(計(jì)算值5.9K)第26頁/共44頁27比較放大器類型電壓放大倍數(shù)下限截止頻率上限截止頻率輸入電阻輸出電阻靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的放大器（無射極反饋）93131Hz12.30MHz1.57k有射極電流反饋的放大器1927Hz12.88MHz6.04k第27頁/共44頁28負(fù)反饋放大器的分析舉例1.分析以下各電路，哪些電阻起直流負(fù)反饋 作用?1. 是否是負(fù)反饋放大器？哪些電阻起交流負(fù) 反饋?zhàn)饔? (級(jí)間反饋用“瞬時(shí)極性法”判斷是正反饋還是負(fù)反饋）3. 由給定的參數(shù)估算放大器的電壓放大倍數(shù)第28頁/共44頁29瞬時(shí)極性判斷法NoImageRB1

15、+ECRCC1C2RB2RERLuoBCRFRECEECBuu（1）C點(diǎn)電位與B電位變化極性相反（3）若B點(diǎn)電位固定，則C點(diǎn)電位與E點(diǎn)電位變化極性相同CEuu（2）E點(diǎn)電位與B電位變化極性相同EBuuCcbEibeEuiiuuuu因?yàn)椋旱?9頁/共44頁30反饋極性判斷ufube+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf若某種原因使uo上升反饋效果使uo下降交流負(fù)反饋第30頁/共44頁31例1忽略1eioFeefuRRRu11fibeuuu電壓串聯(lián)負(fù)反饋瞬時(shí)極性判斷法反饋系數(shù)：FeeofRRRUUF11放大倍數(shù)：111eFeFRRRFAufub

16、e+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2Re1CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRLRE1已知： Re1 、Rf ，求電壓放大倍數(shù)第31頁/共44頁32例2+UCCRCC2C1RfuSuoibifiiRSRL已知： RS 、Rf，求電壓放大倍數(shù)Rf ：直流負(fù)反饋， 交流負(fù)反饋fbfiIIII忽略ib，忽略u(píng)be ，SSSbeSiRURUUIfofobefRURUUISfSoFRRUUA反饋類型：電壓并聯(lián)負(fù)反饋第32頁/共44頁33例3+C1RC1RC2Re2C2+ECuouS+T1T2RFRLRERSCE已知： RS 、RF 、Re2 ，求電壓放大倍數(shù)RF：建立第一級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)；

17、級(jí)間直流負(fù)反饋，電流反饋， 穩(wěn)定各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)RE 、 Re2 ：局部直流負(fù)反饋，電流反饋，穩(wěn)定各級(jí)的靜態(tài) 工作點(diǎn) RF 、Re2 ：級(jí)間直流負(fù)反饋?zhàn)饔?，提供并穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；第33頁/共44頁34例3（續(xù)） RF 、Re2 ：級(jí)間交流電流并聯(lián)負(fù)反饋?zhàn)饔盟矔r(shí)極性判斷法：22111122)(EBCCFBiiBFEEiiuiiiiiiiui恒定，假設(shè)+C1RC1RC2Re2C2+ECuouS+T1T2RFRLRERSCE2Ei2EuFiii1Bi1Ci1Cu2Bi反饋類型：交流電流并聯(lián)負(fù)反饋第34頁/共44頁35例3（續(xù)）+C1RC1RC2Re2C2+ECuouS+T1T2RFRLRERSCEf

18、I2eIiIbISiSRIU電壓放大倍數(shù)的估算：fiII)/)()/(222222222222LCeFeoLCoeFeceFeeeFefRRRRRURRURRRIRRRIRRRI第35頁/共44頁36例3（續(xù)）SiSRIU電壓放大倍數(shù)的估算：fiII)/)(222LCeFeofRRRRRUISeLCeFSoFRRRRRRUUA222)/)(第36頁/共44頁37例4+EC直流負(fù)反饋： RE1 、 Re2 、R1、R2 ： 局部直流負(fù)反饋 RF1 、 RF2 ：級(jí)間直流負(fù)反饋級(jí)間交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋: RF1局部交流電流串聯(lián)負(fù)反饋： RE1 ， Re2+C1RC1RC2R2C2uoui+T1T2RF2RLRE1CER1Re2RF1第3