運(yùn)算放大器反饋講解PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)17.1.1 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）送將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流）送回到輸入回路的過(guò)程?；氐捷斎牖芈返倪^(guò)程。hfeibicvceibvbehrevcehiehoe內(nèi)部反饋內(nèi)部反饋外部反饋外部反饋第1頁(yè)/共69頁(yè)輸出信號(hào)輸出信號(hào)反饋放大電路反饋放大電路的輸入信號(hào)的輸入信號(hào)反饋信號(hào)反饋信號(hào)基本放大電路的輸入基本放大電路的輸入信號(hào)（凈輸入信號(hào)）信號(hào)（凈輸入信號(hào)）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(hào)反向傳輸?shù)那佬盘?hào)反向傳輸?shù)那篱_(kāi)環(huán)開(kāi)環(huán) 無(wú)反饋通路無(wú)反饋通路閉環(huán)閉環(huán) 有反饋通路有反饋通路第2頁(yè)/共69頁(yè)判斷電路是否存在反

2、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反饋通路（本級(jí)）（本級(jí)）反饋通路反饋通路（本級(jí)）（本級(jí)）反饋通路反饋通路（級(jí)間）（級(jí)間）第3頁(yè)/共69頁(yè)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(hào)是交流，還是直流，根據(jù)反饋到輸入端的信號(hào)是交流，還是直流，或同時(shí)存在，來(lái)進(jìn)行判別?；蛲瑫r(shí)存在，來(lái)進(jìn)行判別。直流反饋直流反饋交、直流反饋交、直流反饋第4頁(yè)/共69頁(yè)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5頁(yè)/共69頁(yè)7.1.3 正反饋與負(fù)反饋正反饋與負(fù)反饋正反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后輸出量變大

3、了。正反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后輸出量變大了。負(fù)反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后輸出量變小了。負(fù)反饋：輸入量不變時(shí)，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(fù)反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。負(fù)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6頁(yè)/共69頁(yè)7.1.3 正反饋與負(fù)反饋正反饋與負(fù)反饋判別方法：判別方法：瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法。即在電路中，從輸入端開(kāi)始，沿著。即在電路中，從輸入端開(kāi)始，沿著 信號(hào)流向，標(biāo)出某一時(shí)刻有關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓變

4、化的斜率信號(hào)流向，標(biāo)出某一時(shí)刻有關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓變化的斜率 （正斜率或負(fù)斜率，用（正斜率或負(fù)斜率，用“+”+”、“-”-”號(hào)表示）。號(hào)表示）。凈輸入量減小凈輸入量減小凈輸入量增大凈輸入量增大負(fù)反負(fù)反饋饋正反正反饋饋反饋通路反饋通路反饋通路反饋通路第7頁(yè)/共69頁(yè)級(jí)間反饋通路級(jí)間反饋通路凈輸入量減小凈輸入量減小級(jí)間負(fù)反饋級(jí)間負(fù)反饋7.1.3 正反饋與負(fù)反饋正反饋與負(fù)反饋第8頁(yè)/共69頁(yè)7.1.3 正反饋與負(fù)反饋正反饋與負(fù)反饋反饋通路反饋通路凈輸入量減凈輸入量減小小本級(jí)負(fù)反饋本級(jí)負(fù)反饋第9頁(yè)/共69頁(yè)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

5、電路輸入端的連接方式判定串聯(lián)：串聯(lián)：輸入以電壓形式求和輸入以電壓形式求和（KVLKVL） - -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串聯(lián)串聯(lián)并聯(lián)并聯(lián)第10頁(yè)/共69頁(yè)判斷電路中的級(jí)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(jí)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(jí)間反饋通路級(jí)間反饋通路xf (if)第11頁(yè)/共69頁(yè)判斷電路中的級(jí)

6、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(jí)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)反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋級(jí)間反饋通路級(jí)間反饋通路xf (vf)第12頁(yè)/共69頁(yè)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(duì)象決定出端的取樣對(duì)象決定電壓反饋：反饋信號(hào)電壓反饋：反饋信號(hào)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(hào)電流反饋：反饋信號(hào)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13頁(yè)/共69頁(yè)

7、7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋RL vo o xf xid vo 電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓xf=Fvo ， xid= xixf第14頁(yè)/共69頁(yè)7.1.5 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋RL io o xf xid io 電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流xf=Fio ， xid= xixf第15頁(yè)/共69頁(yè)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(fù)載短路法判斷方法：負(fù)載短路法 將將負(fù)載負(fù)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(fù)載負(fù)載短路（未接負(fù)載時(shí)輸出

8、對(duì)地短路），反饋量為零短路（未接負(fù)載時(shí)輸出對(duì)地短路），反饋量為零電壓反饋。電壓反饋。電壓反饋電壓反饋電流反饋電流反饋反饋通路反饋通路反饋通路反饋通路第16頁(yè)/共69頁(yè)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反饋通路end第17頁(yè)/共69頁(yè)7.2 負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)7.2.2 電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路7.2.3 電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路7.2.4 電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路7.2.1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路電壓串聯(lián)負(fù)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）

9、 信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響第18頁(yè)/共69頁(yè)7.2.1 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路 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(diǎn)：特點(diǎn)： 電壓控制的電壓源電壓控制的電壓源RLvovfvid(=vivf) vo 第19頁(yè)/共69頁(yè)7.2.2 電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路 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(diǎn)：特點(diǎn)：第20頁(yè)/共69頁(yè)7.2.3

10、 電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路 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(diǎn)：特點(diǎn)： RL io vf (=ioRf ) vi一定時(shí) vi d io 第21頁(yè)/共69頁(yè)7.2.4 電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路 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(diǎn)：特點(diǎn)：第22頁(yè)/共69頁(yè)電壓負(fù)反饋：電壓負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性穩(wěn)定輸出

11、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(fù)反饋：電流負(fù)反饋：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(diǎn)小結(jié)：特點(diǎn)小結(jié)：第23頁(yè)/共69頁(yè)反饋組態(tài)判斷舉例（交流）反饋組態(tài)判斷舉例（交流）(+)(-)(+)(+)級(jí)間電壓串聯(lián)負(fù)反饋級(jí)間電壓串聯(lián)負(fù)反饋(+)第24頁(yè)/共69頁(yè)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(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋第25頁(yè)/共69頁(yè)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）(+)(+)(-)(+

12、)(+)(+)電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋第26頁(yè)/共69頁(yè)串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響vid = vi -vf 則則vi最好為恒壓源，即信號(hào)源內(nèi)阻最好為恒壓源，即信號(hào)源內(nèi)阻Rs越小越好。越小越好。 要想反饋效果明顯，就要求要想反饋效果明顯，就要求vf變化能有效引起變化能有效引起vid的變化。的變化。第27頁(yè)/共69頁(yè)信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋iid = ii -if 則則ii最好為恒最好為恒流流源，即信號(hào)源內(nèi)阻源，即信號(hào)源內(nèi)阻Rs越大越好。越大越好。 要想反饋效果明顯，就要求要想反饋效果明顯，就要求if變化能有效引起變

13、化能有效引起iid的變化。的變化。end第28頁(yè)/共69頁(yè)7.3 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1. 閉環(huán)增益的一般表達(dá)式閉環(huán)增益的一般表達(dá)式2. 反饋深度討論反饋深度討論第29頁(yè)/共69頁(yè)1. 閉環(huán)增益的一般表達(dá)式閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開(kāi)環(huán)增益開(kāi)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?yàn)橐驗(yàn)閒iidxxx 所以所以iofxxA fidoxxx FxAxxooo/ 已知已知AFA 1fidixxx 閉環(huán)增益的一般表達(dá)式閉環(huán)增益的一般表達(dá)式即即AFAA 1f7.3 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式第3

14、0頁(yè)/共69頁(yè)負(fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義負(fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義7.3 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式第31頁(yè)/共69頁(yè)2. 反饋深度討論反饋深度討論一般負(fù)反饋一般負(fù)反饋稱為反饋深度稱為反饋深度)1(FA 時(shí)，時(shí)， 11 )1( FA， FAA 時(shí)，時(shí)， 11 )2( FA深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋正反饋正反饋時(shí)，時(shí)， 11 )3( FA， FAA 自激振蕩自激振蕩時(shí)，時(shí)， 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(hào)頻率的影響時(shí)，都是頻率的函數(shù)，當(dāng)考慮信號(hào)頻率的影響時(shí)，Af、A和和F分別用分別用 、 和和 表示

15、。表示。 fAAF即即FAAA 1fend7.3 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式第32頁(yè)/共69頁(yè)7.4 負(fù)反饋對(duì)放大電負(fù)反饋對(duì)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(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)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33頁(yè)/共69頁(yè)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(shí)閉環(huán)時(shí)FAAA 1f對(duì)對(duì)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 另一方面另一方面, ,在

16、深度負(fù)反饋條件下在深度負(fù)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)定的線性元件組成時(shí)，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。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(shí)，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。負(fù)反饋的組態(tài)不同，穩(wěn)定的增益不同負(fù)反饋的組態(tài)不同，穩(wěn)定的增益不同（Avf 、Arf 、Agf 、Aif）即閉環(huán)增益相對(duì)變化量是開(kāi)環(huán)時(shí)的即閉環(huán)增益相對(duì)變化量是開(kāi)環(huán)時(shí)的AF 11第34頁(yè)/共69頁(yè)7.4.2 減小非線性失真減小非線性失真 閉環(huán)時(shí)增益減小，線性度變好。閉環(huán)時(shí)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是失真的，即使引入負(fù)反饋，也無(wú)濟(jì)于事。

17、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(fù)反饋，也無(wú)濟(jì)于事。 1開(kāi)環(huán)特性開(kāi)環(huán)特性2閉環(huán)特性閉環(huán)特性 第35頁(yè)/共69頁(yè)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(jí)增加一前置級(jí) 并認(rèn)為該級(jí)為無(wú)噪聲的并認(rèn)為該級(jí)為無(wú)噪聲的 2nsVAVVNS 新的信噪比新的信噪比 第36頁(yè)/共69頁(yè)7.4.4 對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響 串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋1. 對(duì)輸入電阻的影響對(duì)輸入

18、電阻的影響開(kāi)環(huán)輸入電阻開(kāi)環(huán)輸入電阻 Ri i= =vidid/ /ii i因?yàn)橐驗(yàn)?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(fù)反饋后，輸入電阻增加了。引入串聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻增加了。第37頁(yè)/共69頁(yè)7.4.4 對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響 并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋1. 對(duì)輸入電阻的影響對(duì)輸入電阻的影響閉環(huán)

19、輸入電阻閉環(huán)輸入電阻AFRR 1iif 引入并聯(lián)負(fù)反饋后引入并聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻減小了。，輸入電阻減小了。注意注意: : 反饋對(duì)輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不反饋對(duì)輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。產(chǎn)生影響。第38頁(yè)/共69頁(yè)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if1ifRRR 當(dāng)當(dāng)R1 1 時(shí)，反饋對(duì)時(shí)，反饋對(duì)Rif幾乎沒(méi)有影響。幾乎沒(méi)有影響。ifR 第39頁(yè)/共69頁(yè)7.4.4 對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2. 對(duì)輸出電阻的影響對(duì)輸出電阻的影響 電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋第40頁(yè)/共69頁(yè)2. 對(duì)輸出電阻的影響對(duì)輸出電阻的影響

20、閉環(huán)輸出電阻閉環(huán)輸出電阻ttofiRv 電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋而而 Xid= - Xf= - -Fvt idoottXARi v忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)it的分流的分流FARiRoottof1 vtoottvvFARi 所以所以 引入電壓負(fù)反饋后，引入電壓負(fù)反饋后，輸出電阻減小了。輸出電阻減小了。第41頁(yè)/共69頁(yè)7.4.4 對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2. 對(duì)輸出電阻的影響對(duì)輸出電阻的影響 電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋閉環(huán)輸出電阻閉環(huán)輸出電阻osttof)1(RFAiR v 引入電流負(fù)反饋后，引入電流負(fù)反饋后，輸出電阻增大了。輸出電阻增大了。注意注意: : 反饋對(duì)輸出電阻的

21、影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。反饋對(duì)輸出電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。第42頁(yè)/共69頁(yè) 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善，是以犧牲負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善，是以犧牲增益為代價(jià)的，且僅對(duì)環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。增益為代價(jià)的，且僅對(duì)環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋 并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋 電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋 電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋 特別注意表特別注意表7.4.1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(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影

22、響end第43頁(yè)/共69頁(yè)7.5 深度負(fù)反饋條件下深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算的近似計(jì)算1. 深度負(fù)反饋的特點(diǎn)深度負(fù)反饋的特點(diǎn)2. 舉例舉例第44頁(yè)/共69頁(yè)1. 深度負(fù)反饋的特點(diǎn)深度負(fù)反饋的特點(diǎn)即，深度負(fù)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(fù)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?yàn)橛忠驗(yàn)閕ofXXA ofXXF 代入上式代入上式ifXX 得得（也常寫(xiě)為（也常寫(xiě)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(fù)反饋條件下，基本放大電路由此可得深度負(fù)反饋條件下，基本放大電路“兩虛兩虛”的概念的概念

23、輸入量近似等于反饋量輸入量近似等于反饋量（xid id 0 ）第45頁(yè)/共69頁(yè)1. 深度負(fù)反饋的特點(diǎn)深度負(fù)反饋的特點(diǎn)串聯(lián)負(fù)反饋，輸入端電壓求和串聯(lián)負(fù)反饋，輸入端電壓求和0iidid riv深度負(fù)反饋條件下深度負(fù)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(fù)反饋，輸入端電流求和并聯(lián)負(fù)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46頁(yè)/共69頁(yè)2. 舉例舉例 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋系數(shù)反饋系數(shù)ofvvv F 實(shí)際上該

24、電路就是第實(shí)際上該電路就是第2 2章介紹的同相比例放大電路，該結(jié)果與第章介紹的同相比例放大電路，該結(jié)果與第2 2章所得結(jié)果相同章所得結(jié)果相同 設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫(xiě)出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫(xiě)出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)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47頁(yè)/共69頁(yè)2. 舉例舉例 (例例7.5.1) 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋 設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫(xiě)出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫(xiě)出該電路的閉環(huán)電壓增

25、益表達(dá)式。 解：解： 根據(jù)根據(jù)虛短虛短、虛斷虛斷ofb2b2fvvRRR 閉環(huán)電壓增益閉環(huán)電壓增益iofvvv Ab2f1RR ifvv 第48頁(yè)/共69頁(yè)2. 舉例舉例 (例例7.5.4) 電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋 設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫(xiě)出該電路的閉環(huán)增益和閉環(huán)源電壓增益表達(dá)式。設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫(xiě)出該電路的閉環(huán)增益和閉環(huán)源電壓增益表達(dá)式。 解：解： 根據(jù)根據(jù)虛短虛短、虛斷虛斷RRRii ff- -閉環(huán)增益閉環(huán)增益iofii iA)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 siLo

26、RiRi- 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，將影響閉環(huán)增益的結(jié)果 ofiii R又因?yàn)橛忠驗(yàn)閕R第49頁(yè)/共69頁(yè)解解: :（3 3） 閉環(huán)增益閉環(huán)增益fiofRiv rAifii 例例7.5.5 （3 3）求大環(huán)反饋的閉環(huán)增益以及對(duì)信號(hào)源的閉環(huán)電壓增益；）求大環(huán)反饋的閉環(huán)增益以及對(duì)信號(hào)源的閉環(huán)電壓增益； 電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)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50頁(yè)/共69頁(yè)7.6 負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.6.1 設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟7.6.2 設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)

27、舉例第51頁(yè)/共69頁(yè)7.6.1 設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟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(guò)仿真分析，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否滿足要求通過(guò)仿真分析，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否滿足要求信號(hào)源性質(zhì)信號(hào)源性質(zhì)對(duì)輸出信號(hào)的要求對(duì)輸出信號(hào)的要求對(duì)輸入、輸出電阻的要求對(duì)輸入、輸出電阻的要求對(duì)信號(hào)變換的要求（對(duì)信號(hào)變換的要求（V-VV-V、V-IV-I、I-VI-V、I-II-I ）FA1f 深度負(fù)反饋時(shí)深度負(fù)反饋時(shí)盡量減小反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)基本放大電路的負(fù)載效應(yīng)盡

28、量減小反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)基本放大電路的負(fù)載效應(yīng)第52頁(yè)/共69頁(yè)7.6.2 設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)舉例例例7.6.2 設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)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(yùn)放的。已知運(yùn)放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。 解解: :驅(qū)動(dòng)電路需要將電壓驅(qū)動(dòng)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(qiáng)度的光強(qiáng)度流過(guò)流過(guò)LED的電流的電流io1o1線線性性電壓信號(hào)電壓信號(hào)vs

29、 s線線性性選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路光電隔離器光電隔離器第53頁(yè)/共69頁(yè)解解: :選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路 k110001fsgrAF所以所以 Rf=1kS 103so1fs viAg又因?yàn)楦鶕?jù)又因?yàn)楦鶕?jù)虛斷虛斷有有FA1f 深度負(fù)反饋時(shí)深度負(fù)反饋時(shí)fo1fRiFr v7.6.2 設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)舉例例例7.6.2 設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)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(yùn)放的。已知運(yùn)放的Avo=104，Ri=5k，R

30、o=100。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。 第54頁(yè)/共69頁(yè)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(jì)要求。放大電路滿足設(shè)計(jì)要求。end7.6.2 設(shè)計(jì)舉例設(shè)計(jì)舉例例例7.6.2 設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)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(yùn)放的。已知運(yùn)放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流

31、。 第55頁(yè)/共69頁(yè)7.7 負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.7.2 增益增益- -帶寬積帶寬積7.7.1 頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式第56頁(yè)/共69頁(yè)7.7.1 頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式頻率響應(yīng)的一般表達(dá)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(kāi)環(huán)時(shí)增加了比開(kāi)環(huán)時(shí)增加了HMHj1ffAA 為基本放大電路通帶增益為基本放大電路通帶增益MAHfMfHHHfj11ffAFAAA 根據(jù)閉環(huán)增益表達(dá)式有根據(jù)閉環(huán)增益表達(dá)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(fF

32、Af 比開(kāi)環(huán)時(shí)減小了比開(kāi)環(huán)時(shí)減小了閉環(huán)下限頻率閉環(huán)下限頻率FAffMLLf1 引入負(fù)反饋后，放大電路的通頻帶展寬了引入負(fù)反饋后，放大電路的通頻帶展寬了f HLfHfffffBW 第57頁(yè)/共69頁(yè)7.7.1 頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式例例7.7.1的波特圖的波特圖 開(kāi)環(huán)增益開(kāi)環(huán)增益反饋系數(shù)為反饋系數(shù)為0.01時(shí)時(shí)反饋系數(shù)為反饋系數(shù)為0.1時(shí)時(shí)反饋系數(shù)為反饋系數(shù)為1時(shí)時(shí)第58頁(yè)/共69頁(yè)7.7.2 增益增益- -帶寬積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(kāi)環(huán)增益開(kāi)環(huán)增益- -帶寬積帶

33、寬積end第59頁(yè)/共69頁(yè)7.8 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性*7.8.2 頻率補(bǔ)償頻率補(bǔ)償7.8.1 負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及 穩(wěn)定工作的條件穩(wěn)定工作的條件第60頁(yè)/共69頁(yè)7.8.1 負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件1. 自激振蕩現(xiàn)象自激振蕩現(xiàn)象 在不加任何輸入信號(hào)的情況下，放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)輸出。在不加任何輸入信號(hào)的情況下，放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)輸出。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(dá)到達(dá)到180180 ，使中頻區(qū)的負(fù)反饋在

34、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(shí)，便產(chǎn)生自激振蕩。，使中頻區(qū)的負(fù)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(shí)，便產(chǎn)生自激振蕩。FA和和第61頁(yè)/共69頁(yè)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(shí)，時(shí)， 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）FAAA 1f閉環(huán)增益閉環(huán)增益7.8.1 負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件第62頁(yè)/共69頁(yè)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0lg20m GFA 180)12(fan 0lg20 FA 180mfa 當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)，當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)， f = 0 。其中其中Gm幅值裕度幅值裕度，一般要求，一般要求Gm - -10dB m相位裕度相位裕度，一般要求，一般要求 m 45 （保證可靠穩(wěn)定，留有余