CHAPTER反饋放大電路PPT課件

1、7.1 反饋的基本概念與分類反饋的基本概念與分類7.3 負反饋放大電路增益的一般表達式負反饋放大電路增益的一般表達式7.4 負反饋對放大電路性能的影響負反饋對放大電路性能的影響7.5 深度負反饋條件下的近似計算深度負反饋條件下的近似計算7.2 負反饋放大電路的四種組態(tài)負反饋放大電路的四種組態(tài)7.6 負反饋放大電路設(shè)計負反饋放大電路設(shè)計7.7 負反饋放大電路的頻率響應(yīng)負反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.8 負反饋放大電路的穩(wěn)定性負反饋放大電路的穩(wěn)定性第1頁/共71頁7.1 反饋的基本概念與分類反饋的基本概念與分類7.1.2 直流反饋與交流反饋直流反饋與交流反饋7.1.3 正反饋與負反饋正反饋與負反饋7.

2、1.4 串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋7.1.1 什么是反饋什么是反饋7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋第2頁/共71頁7.1.1 什么是反饋什么是反饋 將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），送回到輸入回路的過程。送回到輸入回路的過程。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe內(nèi)部反饋外部反饋第3頁/共71頁輸出信號反饋放大電路的輸入信號反饋信號基本放大電路的輸入信號（凈輸入信號）7.1.1 什么是反饋什么是反饋框圖框圖反饋通路反饋通路信號反向傳輸?shù)那佬盘柗聪騻鬏數(shù)那篱_環(huán)開環(huán) 無反饋通路無反饋通路閉環(huán)閉環(huán) 有反饋通路

3、有反饋通路第4頁/共71頁判斷電路是否存在反饋通路判斷電路是否存在反饋通路7.1.1 什么是反饋什么是反饋反饋通路（本級）反饋通路（本級）反饋通路（級間）第5頁/共71頁7.1.2 直流反饋與交流反饋直流反饋與交流反饋 根據(jù)反饋到輸入端的信號是交流，還是直流，根據(jù)反饋到輸入端的信號是交流，還是直流，或同時存在，來進行判別。或同時存在，來進行判別。直流反饋直流反饋交、直流反饋交、直流反饋第6頁/共71頁7.1.2 直流反饋與交流反饋直流反饋與交流反饋(a)直流通路直流通路 (b)交流通路交流通路第7頁/共71頁7.1.3 正反饋與負反饋正反饋與負反饋正反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變大了。

4、正反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變大了。負反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變小了。負反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變小了。從輸出端看從輸出端看從輸入端看從輸入端看正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大了。正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大了。負反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。負反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。凈輸入量可以是電壓，也可以是電流。凈輸入量可以是電壓，也可以是電流。第8頁/共71頁7.1.3 正反饋與負反饋正反饋與負反饋判別方法：判別方法：瞬時極性法瞬時極性法。即在電路中，從輸入端開始，沿著。即在電路中，從輸入端開始，沿著 信號流向，標(biāo)出某一時刻有關(guān)節(jié)點電壓變化的

5、斜率信號流向，標(biāo)出某一時刻有關(guān)節(jié)點電壓變化的斜率 （正斜率或負斜率，用（正斜率或負斜率，用“+”+”、“-”-”號表示）。號表示）。凈輸入量減小凈輸入量增大負反饋負反饋正反饋正反饋反饋通路反饋通路第9頁/共71頁級間反饋通路凈輸入量減小級間負反饋級間負反饋7.1.3 正反饋與負反饋正反饋與負反饋第10頁/共71頁7.1.3 正反饋與負反饋正反饋與負反饋反饋通路凈輸入量減小本級負反饋本級負反饋第11頁/共71頁7.1.4 串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式判定由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式判定串聯(lián)串聯(lián)串聯(lián)：串聯(lián)：輸入以電壓形式求和輸入以電壓形式求和（K

6、VLKVL） - -vi i+vidid+vf f= =0 即即 vidid= =vi i- - vf f并聯(lián)：并聯(lián)：輸入以電流形式求和輸入以電流形式求和（KCLKCL） ii i- -iidid- -if f= =0 即即 iidid= =ii i- -if f并聯(lián)并聯(lián)第12頁/共71頁判斷電路中的級間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋判斷電路中的級間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4 串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋級間反饋通路xf (if)第13頁/共71頁判斷電路中的級間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋判斷電路中的級間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4 串聯(lián)反

7、饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋級間反饋通路xf (vf)第14頁/共71頁第15頁/共71頁7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋 電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出端的取樣對象決定端的取樣對象決定電壓反饋：反饋信號電壓反饋：反饋信號xf和輸出電壓成比例，即和輸出電壓成比例，即xf=Fvo電流反饋：反饋信號電流反饋：反饋信號xf與輸出電流成比例，即與輸出電流成比例，即xf=Fio 并聯(lián)結(jié)構(gòu)并聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)第16頁/共71頁7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋電壓負反饋電壓負反饋RL vo o xf

8、xid vo 電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓xf=Fvo ， xid= xixf第17頁/共71頁7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋電流負反饋電流負反饋RL io o xf xid io 電流負反饋穩(wěn)定輸出電流電流負反饋穩(wěn)定輸出電流xf=Fio ， xid= xixf第18頁/共71頁7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋判斷方法：負載短路法判斷方法：負載短路法 將將負載負載短路，反饋量仍然存在短路，反饋量仍然存在電流反饋。電流反饋。 將將負載負載短路（未接負載時輸出對地短路），反饋量為零短路（未接負載時輸出對地短路），反饋量為零電壓反饋。電壓反饋。電壓反

9、饋電壓反饋電流反饋電流反饋反饋通路反饋通路第19頁/共71頁7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋電壓反饋電壓反饋反饋通路end第20頁/共71頁7.2 負反饋放大電路的四種組態(tài)負反饋放大電路的四種組態(tài)7.2.2 電壓并聯(lián)負反饋放大電路電壓并聯(lián)負反饋放大電路7.2.3 電流串聯(lián)負反饋放大電路電流串聯(lián)負反饋放大電路7.2.4 電流并聯(lián)負反饋放大電路電流并聯(lián)負反饋放大電路7.2.1 電壓串聯(lián)負反饋放大電路電壓串聯(lián)負反饋放大電路 反饋組態(tài)判斷舉例（交流）反饋組態(tài)判斷舉例（交流） 信號源對反饋效果的影響信號源對反饋效果的影響第21頁/共71頁7.2.1 電壓串聯(lián)負反饋放大電路電壓串聯(lián)負反饋放

10、大電路v 輸入以電壓形式求和輸入以電壓形式求和（KVLKVL）： vidid= =vi i- - vf f 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓特點：特點： 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源RLvovfvid(=vivf) vo 第22頁/共71頁7.2.2 電壓并聯(lián)負反饋放大電路電壓并聯(lián)負反饋放大電路v 輸入以電流形式求和輸入以電流形式求和（KCLKCL）： iidid= =ii i- -if f 穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓 電流控制的電壓源電流控制的電壓源特點：特點：第23頁/共71頁7.2.3 電流串聯(lián)負反饋放大電路電流串聯(lián)負反饋放大電路v 輸入以電壓形式求和輸入以電壓形式求和（KVLKVL）： vi

11、did= =vi i- - vf f 穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流 電壓控制的電流源電壓控制的電流源特點：特點： RL io vf (=ioRf ) vi一定時 vi d io 第24頁/共71頁7.2.4 電流并聯(lián)負反饋放大電路電流并聯(lián)負反饋放大電路v 輸入以電流形式求和輸入以電流形式求和（KCLKCL）： iidid= =ii i- -if f 穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流 電流控制的電流源電流控制的電流源特點：特點：第25頁/共71頁電壓負反饋：電壓負反饋：穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：輸入端電壓求和（輸入端電壓求和（KVLKVL）電流負反饋：電流負反饋

12、：穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：輸入端電流求和（輸入端電流求和（KCLKCL）特點小結(jié)：特點小結(jié)：第26頁/共71頁反饋組態(tài)判斷舉例（交流）反饋組態(tài)判斷舉例（交流）(+)(-)(+)(+)級間電壓串聯(lián)負反饋級間電壓串聯(lián)負反饋(+)第27頁/共71頁反饋組態(tài)判斷舉例（交流）反饋組態(tài)判斷舉例（交流）電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋第28頁/共71頁直流反饋直流反饋交、直流反饋交、直流反饋反饋組態(tài)判斷舉例（交流）反饋組態(tài)判斷舉例（交流）(+)(+)(-)(+)(+)(+)電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋第29頁/共71頁串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋信號源對反饋效果的影響信號

13、源對反饋效果的影響vID = vI -vF 則則vI最好為恒壓源，即最好為恒壓源，即信號源內(nèi)阻信號源內(nèi)阻RS越小越好。越小越好。 要想反饋效果明顯，就要想反饋效果明顯，就要求要求vF變化能有效引起變化能有效引起vID的變化。的變化。第30頁/共71頁信號源對反饋效果的影響信號源對反饋效果的影響并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋iID = iI -iF 則則iI最好為恒最好為恒流流源，即源，即信號源內(nèi)阻信號源內(nèi)阻RS越大越好。越大越好。 要想反饋效果明顯，就要想反饋效果明顯，就要求要求iF變化能有效引起變化能有效引起iID的的變化。變化。RSvS+-end第31頁/共71頁7.3 負反饋放大電路增益的一般表達

14、式負反饋放大電路增益的一般表達式1. 閉環(huán)增益的一般表達式閉環(huán)增益的一般表達式2. 反饋深度討論反饋深度討論3. 環(huán)路增益環(huán)路增益第32頁/共71頁1. 閉環(huán)增益的一般表達式閉環(huán)增益的一般表達式開環(huán)增益開環(huán)增益idoxxA ofxxF 反饋系數(shù)反饋系數(shù)iofxxA 閉環(huán)增益閉環(huán)增益因為因為fiidxxx 所以所以iofxxA fidoxxx FxAxxooo/ 已知已知AFA 1fidixxx 閉環(huán)增益的一般表達式閉環(huán)增益的一般表達式即即AFAA 1f7.3 負反饋放大電路增益的一般表達式負反饋放大電路增益的一般表達式第33頁/共71頁負反饋放大電路中各種信號量的含義負反饋放大電路中各種信號量

15、的含義7.3 負反饋放大電路增益的一般表達式負反饋放大電路增益的一般表達式第34頁/共71頁2. 反饋深度討論反饋深度討論一般負反饋一般負反饋稱為反饋深度稱為反饋深度)1(FA 時，時， 11 )1( FA， FAA 時，時， 11 )2( FA深度負反饋深度負反饋正反饋正反饋時，時， 11 )3( FA， FAA 自激振蕩自激振蕩時，時， 01 )4( FA， F A 一般情況下，一般情況下，A和和F都是頻率的函數(shù)，當(dāng)考慮信號頻率的影都是頻率的函數(shù)，當(dāng)考慮信號頻率的影響時，響時，Af、A和和F分別用分別用 、 和和 表示。表示。 fAAF即即FAAA 1fend7.3 負反饋放大電路增益的一

16、般表達式負反饋放大電路增益的一般表達式第35頁/共71頁7.4 負反饋對放大電負反饋對放大電路性能的影響路性能的影響7.4.2 減小非線性失真減小非線性失真7.4.3 抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲7.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響對輸入電阻和輸出電阻的影響7.4.1 提高增益的穩(wěn)定性提高增益的穩(wěn)定性第36頁/共71頁7.4.1 提高增益的穩(wěn)定性提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時閉環(huán)時FAAA 1f對對A求導(dǎo)得求導(dǎo)得2f)1(1ddAFAA 只考慮幅值有只考慮幅值有AFAA 1fAAAFAAd11dff 即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了1+AF另一方面另一方面, ,在

17、深度負反饋條件下在深度負反饋條件下FA1f 即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。性元件組成時，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。負反饋的組態(tài)不同，穩(wěn)定的增益不同負反饋的組態(tài)不同，穩(wěn)定的增益不同（Avf 、Arf 、Agf 、Aif）第37頁/共71頁7.4.2 減小非線性失真減小非線性失真 閉環(huán)時增益減小，線性度變好。閉環(huán)時增益減小，線性度變好。 只能減少環(huán)內(nèi)放大電路產(chǎn)生的失真，如果輸入波形本身就只能減少環(huán)內(nèi)放大電路產(chǎn)生的失真，如果輸入波形本身就是失真的，即使引入負反饋，也無濟于事。是失真的，即使引入負

18、反饋，也無濟于事。 1開環(huán)特性開環(huán)特性2閉環(huán)特性閉環(huán)特性 第38頁/共71頁7.4.3 抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲nsVVNS VVVVVVVVFAAAVFAAAAVV211n2121so1 1 V比原有的信噪比提高了比原有的信噪比提高了 倍倍2VA電壓的信噪比電壓的信噪比 2VA增加一前置級增加一前置級 并認為該級為無噪聲的并認為該級為無噪聲的 2nsVAVVNS 新的信噪比新的信噪比 第39頁/共71頁7.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響對輸入電阻和輸出電阻的影響 串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋1. 對輸入電阻的影響對輸入電阻的影響開環(huán)輸入電阻開環(huán)輸入電阻 Ri i= =vidid/ /ii

19、 i因為因為 vf f= =Fxo o xo o= =Avidid閉環(huán)輸入電阻閉環(huán)輸入電阻 Rifif= =vi i/ /ii i所以所以 vi i= =vidid+ +vf f=(1+=(1+AF ) )vidid閉環(huán)輸入電阻閉環(huán)輸入電阻 Rifif= =vi i/ /ii iiiid)1()1(RAFiAF v引入串聯(lián)負反饋后，輸入電阻增加了。引入串聯(lián)負反饋后，輸入電阻增加了。第40頁/共71頁7.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響對輸入電阻和輸出電阻的影響 并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋1. 對輸入電阻的影響對輸入電阻的影響閉環(huán)輸入電阻閉環(huán)輸入電阻AFRR 1iif 引入并聯(lián)負反饋后，引入并聯(lián)負反

20、饋后，輸入電阻減小了。輸入電阻減小了。注意注意: : 反饋對輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對環(huán)外不反饋對輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對環(huán)外不產(chǎn)生影響。產(chǎn)生影響。第41頁/共71頁例如例如圖中圖中R1 1不在環(huán)內(nèi)不在環(huán)內(nèi)AFRR 1iif但是但是ifiifRRR 當(dāng)當(dāng)R1 1 時，反饋對時，反饋對Rif幾乎沒有影響。幾乎沒有影響。ifR 第42頁/共71頁7.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響對輸入電阻和輸出電阻的影響2. 對輸出電阻的影響對輸出電阻的影響 電壓負反饋電壓負反饋第43頁/共71頁2. 對輸出電阻的影響對輸出電阻的影響閉環(huán)輸出電阻閉環(huán)輸出電阻TTofiRv 電壓負反饋電壓負反饋而而 Xi

21、d= - Xf= - FvT idooTTXARi v忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對iT的分流的分流FARiRooTTof1 vTooTTvvFARi 所以所以 引入電壓負反饋后，輸引入電壓負反饋后，輸出電阻減小了。出電阻減小了。第44頁/共71頁7.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響對輸入電阻和輸出電阻的影響2. 對輸出電阻的影響對輸出電阻的影響 電流負反饋電流負反饋閉環(huán)輸出電阻閉環(huán)輸出電阻oTTof)1(RFAiRs v 引入電流負反饋后，輸引入電流負反饋后，輸出電阻增大了。出電阻增大了。注意注意: : 反饋對輸出電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對環(huán)外不產(chǎn)生影響。反饋對輸出電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對環(huán)外

22、不產(chǎn)生影響。第45頁/共71頁 負反饋對放大電路性能的改善，是以犧牲增負反饋對放大電路性能的改善，是以犧牲增益為代價的，且僅對環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。益為代價的，且僅對環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋 并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋 電壓負反饋電壓負反饋 電流負反饋電流負反饋 特別注意表特別注意表的內(nèi)容的內(nèi)容增大輸入電阻增大輸入電阻減小輸入電阻減小輸入電阻減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流7.4.4 對輸入電阻和輸出電阻的影響對輸入電阻和輸出電阻的影響end第46頁/共71頁7.5 深度負反饋條件下深度負反饋條件下的近似計算的近似

23、計算1. 深度負反饋的特點深度負反饋的特點2. 舉例舉例第47頁/共71頁1. 深度負反饋的特點深度負反饋的特點即，深度負反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)即，深度負反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān) 11 FA由于由于FAAA 1f則則FFAA1 又因為又因為iofXXA ofXXF 代入上式代入上式ifXX 得得（也常寫為（也常寫為 xf f xi i）0fiid XXX凈輸入量近似等于零凈輸入量近似等于零由此可得深度負反饋條件下，基本放大電路由此可得深度負反饋條件下，基本放大電路“兩虛兩虛”的概念的概念輸入量近似等于反饋量輸入量近似等于反饋量（xid id 0 ）第48頁/共71頁1

24、. 深度負反饋的特點深度負反饋的特點串聯(lián)負反饋，輸入端電壓求和串聯(lián)負反饋，輸入端電壓求和0iidid riv深度負反饋條件下深度負反饋條件下 xidid= = xi i - - xf f 0 虛短虛短虛斷虛斷虛短虛短虛斷虛斷并聯(lián)負反饋，輸入端電流求和并聯(lián)負反饋，輸入端電流求和vidid= = vi i - - vf f 0iidid= = ii i - - if f 0vidid= = iid id ri i 0第49頁/共71頁2. 舉例舉例 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋反饋系數(shù)反饋系數(shù)ofvvv F 實際上該電路就是第實際上該電路就是第2 2章介紹的同相比例放大電路，該章介紹的同相比例放大

25、電路，該結(jié)果與第結(jié)果與第2 2章所得結(jié)構(gòu)相同章所得結(jié)構(gòu)相同 設(shè)電路滿足深度負反饋條件，試設(shè)電路滿足深度負反饋條件，試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達式。寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達式。 解：解： 根據(jù)根據(jù)虛短虛短、虛斷虛斷f11RRR 閉環(huán)增益閉環(huán)增益（就是閉環(huán)電壓增益）（就是閉環(huán)電壓增益）iofvvv AvF1 1f1RR 第50頁/共71頁2. 舉例舉例 (例例7.5.1) 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋 設(shè)電路滿足深度負反設(shè)電路滿足深度負反饋條件，試寫出該電路的饋條件，試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達式。閉環(huán)電壓增益表達式。 解：解： 根據(jù)根據(jù)虛短虛短、虛斷虛斷ofb2b2fvvRRR 閉環(huán)電壓

26、增益閉環(huán)電壓增益iofvvv Ab2f1RR ifvv 第51頁/共71頁2. 舉例舉例 (例例7.5.4) 電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋 設(shè)電路滿足深度負反饋條設(shè)電路滿足深度負反饋條件，試寫出該電路的閉環(huán)增益件，試寫出該電路的閉環(huán)增益和閉環(huán)源電壓增益表達式。和閉環(huán)源電壓增益表達式。 解：解： 根據(jù)根據(jù)虛短虛短、虛斷虛斷RRRffii- 閉環(huán)增益閉環(huán)增益ioifii A)1(fRR ifii 所以閉環(huán)電壓增益所以閉環(huán)電壓增益sofvvv AsisRiv 0pn vvLooRiv sLf)1(RRRR siLoRiRi- 注意：若注意：若io o參考方向不同，將影響閉環(huán)增益的結(jié)果參考方向不同，將

27、影響閉環(huán)增益的結(jié)果 oRfiii 又因為又因為iR第52頁/共71頁解解: :（3 3） 閉環(huán)增益閉環(huán)增益fiorfRiv Aifii 例例7.5.5 （3 3）求大環(huán)反饋的閉環(huán)增益以及對信號源的閉環(huán)電）求大環(huán)反饋的閉環(huán)增益以及對信號源的閉環(huán)電壓增益；壓增益； 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋根據(jù)根據(jù)虛短虛短、虛斷虛斷ffoR-iv 0V0V2. 舉例舉例end第53頁/共71頁7.6 負反饋放大電路設(shè)計負反饋放大電路設(shè)計7.6.1 設(shè)計負反饋放大電路的一般步驟設(shè)計負反饋放大電路的一般步驟7.6.2 設(shè)計舉例設(shè)計舉例第54頁/共71頁7.6.1 設(shè)計負反饋放大電路的一般步驟設(shè)計負反饋放大電路的一般

28、步驟1. 1. 選定需要的反饋類型選定需要的反饋類型2. 2. 確定反饋系數(shù)的大小確定反饋系數(shù)的大小3. 3. 適當(dāng)選擇反饋網(wǎng)絡(luò)中的電阻阻值適當(dāng)選擇反饋網(wǎng)絡(luò)中的電阻阻值4. 4. 通過仿真分析，檢驗設(shè)計是否滿足要求通過仿真分析，檢驗設(shè)計是否滿足要求信號源性質(zhì)信號源性質(zhì)對輸出信號的要求對輸出信號的要求對輸入、輸出電阻的要求對輸入、輸出電阻的要求對信號變換的要求（對信號變換的要求（V-VV-V、V-IV-I、I-VI-V、I-II-I ）FA1f 深度負反饋時深度負反饋時盡量減小反饋網(wǎng)絡(luò)對基本放大電路的負載效應(yīng)盡量減小反饋網(wǎng)絡(luò)對基本放大電路的負載效應(yīng)第55頁/共71頁7.6.2 設(shè)計舉例設(shè)計舉例例

29、例7.6.2 設(shè)計一個帶負反饋的光電隔離器的驅(qū)動電路。設(shè)設(shè)計一個帶負反饋的光電隔離器的驅(qū)動電路。設(shè)vs的變化范圍為的變化范圍為05V，內(nèi)阻，內(nèi)阻Rs=500。要求。要求LED的的io1=10-3vs(A)。已知運放的。已知運放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。設(shè)計后仿真檢驗發(fā)光二極管的電流。設(shè)計后仿真檢驗發(fā)光二極管的電流。 解解: :驅(qū)動電路需要將電壓驅(qū)動電路需要將電壓vs s轉(zhuǎn)換為電流轉(zhuǎn)換為電流io1o1已知已知LED的光強度的光強度流過流過LED的電流的電流io1o1線線性性電壓信號電壓信號vs s線線性性選用電流串聯(lián)負反饋電路選用電流串聯(lián)負反饋電路光電隔離器光電隔離器第56頁/

30、共71頁解解: :選用電流串聯(lián)負反饋電路選用電流串聯(lián)負反饋電路 k110001gfsrAF所以所以 Rf=1k A/V103so1gfs viA又因為根據(jù)又因為根據(jù)虛斷虛斷有有FA1f 深度負反饋時深度負反饋時fo1frRiF v7.6.2 設(shè)計舉例設(shè)計舉例例例7.6.2 設(shè)計一個帶負反饋的光電隔離器的驅(qū)動電路。設(shè)設(shè)計一個帶負反饋的光電隔離器的驅(qū)動電路。設(shè)vs的變化范圍為的變化范圍為05V，內(nèi)阻，內(nèi)阻Rs=500。要求。要求LED的的io1=10-3vs(A)。已知運放的。已知運放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。設(shè)計后仿真檢驗發(fā)光二極管的電流。設(shè)計后仿真檢驗發(fā)光二極管的電流。 第5

31、7頁/共71頁解解: : 仿真電路仿真電路io1與與vs的呈線性關(guān)系，的呈線性關(guān)系， io1=10-3vs，放大電路滿足設(shè)計要求。放大電路滿足設(shè)計要求。end7.6.2 設(shè)計舉例設(shè)計舉例例例7.6.2 設(shè)計一個帶負反饋的光電隔離器的驅(qū)動電路。設(shè)設(shè)計一個帶負反饋的光電隔離器的驅(qū)動電路。設(shè)vs的變化范圍為的變化范圍為05V，內(nèi)阻，內(nèi)阻Rs=500。要求。要求LED的的io1=10-3vs(A)。已知運放的。已知運放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。設(shè)計后仿真檢驗發(fā)光二極管的電流。設(shè)計后仿真檢驗發(fā)光二極管的電流。 第58頁/共71頁7.7 負反饋放大電路的頻率響應(yīng)負反饋放大電路的頻率響應(yīng)7

32、.7.2 增益一帶寬積增益一帶寬積7.7.1 頻率響應(yīng)的一般表達式頻率響應(yīng)的一般表達式第59頁/共71頁7.7.1 頻率響應(yīng)的一般表達式頻率響應(yīng)的一般表達式基本放大電路的高頻響應(yīng)基本放大電路的高頻響應(yīng)比開環(huán)時增加了比開環(huán)時增加了HMHj1ffAA 為基本放大電為基本放大電路通帶增益路通帶增益MAHfMfHHHfj11ffAFAAA 根據(jù)閉環(huán)增益表達式有根據(jù)閉環(huán)增益表達式有（設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò)）（設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò)）通帶通帶閉環(huán)增益閉環(huán)增益MfA其中其中同理可得同理可得閉環(huán)上限頻率閉環(huán)上限頻率HMHf)1(fFAf 比開環(huán)時減小了比開環(huán)時減小了閉環(huán)下限頻率閉環(huán)下限頻率FAffMLLf1 引入

33、負反饋后，放大電路的通頻帶展寬了引入負反饋后，放大電路的通頻帶展寬了f HLfHfffffBW 第60頁/共71頁7.7.1 頻率響應(yīng)的一般表達式頻率響應(yīng)的一般表達式例例的波特圖的波特圖 第61頁/共71頁7.7.2 增益一帶寬積增益一帶寬積放大電路的增益放大電路的增益- -帶寬積為常數(shù)帶寬積為常數(shù) HHHff11AffAFAFAfA 閉環(huán)增益閉環(huán)增益- -帶寬積帶寬積開環(huán)增益開環(huán)增益- -帶寬積帶寬積end第62頁/共71頁7.8 負反饋放大電路的穩(wěn)定性負反饋放大電路的穩(wěn)定性*7.8.2 頻率補償頻率補償7.8.1 自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件第63頁/共71頁7.8.1

34、 自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件1. 自激振蕩現(xiàn)象自激振蕩現(xiàn)象 在不加任何輸在不加任何輸入信號的情況下，入信號的情況下，放大電路仍會產(chǎn)生放大電路仍會產(chǎn)生一定頻率的信號輸一定頻率的信號輸出。出。2. 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因 在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移附加相移達到達到180180 ，使中，使中頻區(qū)的負反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋，當(dāng)滿足了一頻區(qū)的負反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋，當(dāng)滿足了一定的幅值條件時，便產(chǎn)生自激振蕩。定的幅值條件時，便產(chǎn)生自激振蕩。FA和和第64頁/共71頁7.8.1 自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件3. 自激振蕩條件自激振蕩條件自激振蕩自激振蕩反饋深度反饋深度時，時， 01 FA即即1 FA為為環(huán)環(huán)路路增增益益）（ FA又又)()()()(fa FAFA得自激振蕩條件得自激振蕩條件1)()(kk FA 180)12()()(kfkan 幅值條件幅值條件相位條件相位條件（附加相移）（附加相移）注：輸入端求和的相位（注：輸入端求和的相位（-1-1）不包含在內(nèi)）不包含在內(nèi)FAAA 1f閉環(huán)增益閉環(huán)增益第65頁/共71頁7.8.1 自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件4. 穩(wěn)定工作條件穩(wěn)定工作條件破壞自激振蕩條件破壞自激振蕩條件1 FA 180)12(fan 1 FA 180fa 或或0l