反饋的概念及判斷方法

1、第六章 放大電路的反饋教學目的1、掌握反饋的基本概念和類型，判斷放大電路中是否存在反饋，反饋的類型以及它們在電路中的作用2、理解多種負反饋對放大電路性能的影響，會根據(jù)實際要求在電路中引入適當?shù)姆答?、掌握負反饋的一般表達式，會計算深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)4、了解負反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩的條件，會在放大電路中接入校正環(huán)節(jié)以消除振蕩。教學重點和難點1、負反饋組態(tài)的判斷2、深度負反饋條件下電壓放大倍數(shù)的計算3、負反饋放大電路自激振蕩的判斷及消除教學內(nèi)容第一節(jié) 反饋的基本概念及判斷方法一、反饋的基本概念二、反饋的判斷第二節(jié) 負反饋放大電路的四種基本組態(tài)一、負反饋放大電路分析要點二、四種負反饋組

2、態(tài)三、反饋組態(tài)的判斷第三節(jié) 負反饋放大電路的方框圖及一般表達式一、負反饋放大電路的方框圖表示法二、四種組態(tài)的方框圖三、負反饋放大電路的一般表達式第四節(jié)深度負反饋放大電路倍數(shù)的分析第五節(jié)負反饋對放大電路性能的影響一、穩(wěn)定放大倍數(shù)二、改變輸入電阻和輸出電阻三、展寬頻帶四、減小非線性失真五、放大電路引入負反饋的一般原則第六節(jié) 負反饋放大電路的穩(wěn)定性一、負反饋放大電路自激振蕩產(chǎn)生的原因和條件二、負反饋放大電路穩(wěn)定性的分析三、負反饋放大電路的穩(wěn)定性的判斷四、負反饋放大電路自激振蕩的消除方法本章討論的問題:1.什么是反饋？什么是直流反饋和交流反饋？什么是正反饋和負反饋？為什么要引入反饋？ 2.如何判斷電路

3、中有無引入反饋？引入的是直流反饋還是交流反饋？是正反饋還是負反饋？ 3.交流負反饋有哪四種組態(tài)？如何判斷？4.交流負反饋放大電路的一般表達式是什么？ 5.放大電路中引入不同組態(tài)的負反饋后，將對性能分別產(chǎn)生什么樣的影響？ 6.什么是深度負反饋？在深度負反饋下，如何估算反饋路以三級為最常見？8.負反饋愈深愈好嗎？什么是自激振蕩？什么樣的負 自激振蕩？系數(shù)和放大倍數(shù)？ 7.為什么放大電反饋容易產(chǎn)生自激振蕩？如何消除反饋的基本概念及判斷方法6.1.1反饋的基本概念在放大電路中，信號的傳輸是從輸入端到輸出端， 輸出信號取出一部分或全部送回到放大電路的輸入回路， 到放大電路的輸入端。反饋信號的傳輸是反向傳

4、輸。所以, 電路有反饋也稱閉環(huán)。反饋的示意圖見圖。這個方向稱為正向傳輸。 反饋就是將與原輸入信號相加或相減后再作用放大電路無反饋也稱開環(huán),放大圖中Xi是輸入信號,Xf是反饋信號,Xi稱為凈輸入信號。所以有Xi XiXf6.1.2反饋的判斷一、有無反饋的判斷負反饋，加入反饋后，凈輸入信號|Xi| < Xi ，輸出幅度下降。正反饋，加入反饋后，凈輸入信號Xi > Xi ,輸出幅度增加。二、反饋極性的判斷正反饋和負反饋的判斷法之一：瞬時極性法在放大電路的輸入端，假設一個輸入信號的電壓極性，可用“+”、" - ”或、表示。按信號傳輸方向依次判斷相關(guān)點的瞬時極性，直至判斷出反饋信號

5、的瞬時電壓極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小，則為負反饋；反之為正反饋。三、直流反饋與交流反饋的判斷反饋信號只有交流成分時為交流反饋，反饋信號只有直流成分時為直流反饋，既有交流成分又有直流成分時為交直流反饋。正反饋和負反饋的判斷法之二：正反饋可使輸出幅度增加，負反饋則使輸出幅度減小。在明確串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋后，正反饋和負反饋可用下列規(guī)則來判斷：反饋信號和輸入信號加于輸入回路一點時，瞬時極性相同的為正反饋，瞬時極性相反的是負反饋；反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同的為負反饋，瞬時極性相反的是正反饋。對三極管來說這兩點是基極和發(fā)射極， 對運算放大器來說是同相輸入端和反相輸入端

6、。（動畫9-1 ）（動畫9-2 ）負反饋放大電路的四種基本組態(tài)6.2.1 負反饋放大電路的分析要點一、電壓反饋和電流反饋電壓反饋，反饋信號的大小與輸出電壓成比例的反饋稱為電壓反饋； 電流反饋，反饋信號的大小與輸出電流成比例的反饋稱為電流反饋。電壓反饋與電流反饋的判斷：將輸出電壓短路，若反饋回來的反饋信號為零，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存 在，則為電流反饋。二、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一個電極，則為并聯(lián)反饋，此時反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系； 反之，加在放大電路輸入回路的兩個電極， 則為串聯(lián)反 饋，此時反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關(guān)系。對于三極管

7、來說，反饋信號與輸入信號同時加在輸入三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋；一個加在基極，另一個加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。對于運算放大器來說， 反饋信號與輸入信號同時加在同相輸入端或反相輸入端，則為并聯(lián)反饋；一個加在同相輸入端，另一個加在反相輸入端則為串聯(lián)反饋。例題1：試判斷圖所示電路的反饋組態(tài)。解：根據(jù)瞬時極性法，見圖中的紅色“ +”、“-”號，可知經(jīng)電阻 R加在基極Bi上的 是直流并聯(lián)負反饋。因反饋信號與輸出電流成比例，故為電流反饋。結(jié)論是直流電流并聯(lián)負反饋。故為串經(jīng)R加在Ei上的是交流負反饋。反饋信號和輸入信號加在三極管兩個輸入電極, 聯(lián)反饋。結(jié)論：交流電壓串聯(lián)負反饋。例題圖例題：試判斷圖所示

8、電路的反饋組態(tài)。解：根據(jù)瞬時極性法，見圖中的紅色“ +”、“-”號，可知是負反饋。因反饋信號和輸入信號加在運放兩個輸入端，故為串聯(lián)反饋。因反饋信號與輸出電壓成比例，故為電壓反饋。結(jié)論：交、直流串聯(lián)電壓負反饋6.2.2 四種負反饋組態(tài)負反饋的類型有四種， 即電壓串聯(lián)負反饋、 電壓并聯(lián)負反饋、電流串聯(lián)負反饋和電流并聯(lián)負 反饋。在此要分析反饋的屬性、求放大倍數(shù)等動態(tài)參數(shù)。電壓串聯(lián)負反饋(a)分立元件放大電路(b)集成運放放大電路圖電壓串聯(lián)負反饋(1)判斷方法對圖(a)所示電路，根據(jù)瞬時極性法判斷，經(jīng) R加在發(fā)射極 Ei上的反饋電壓為+', 與輸入電壓極性相同， 且加在輸入回路的兩點， 故為串

9、聯(lián)負反饋。反饋信號與輸出電壓成比 例，是電壓反饋。后級對前級的這一反饋是交流反饋，同時Ri上還有第一級本身的負反饋，這將在下面分析。對圖(b),因輸入信號和反饋信號加在運放的兩個輸入端，故為串聯(lián)反饋，根據(jù)瞬時極 性判斷是負反饋，且為電壓負反饋。結(jié)論是交直流串聯(lián)電壓負反饋。(2)閉環(huán)放大倍數(shù)對于串聯(lián)電壓負反饋，在輸入端是輸入電壓和反饋電壓相減，所以X。 Vo AvX' v-1 Mv反饋系數(shù) Fvv 2f VL,對于圖(a) .Xo VoReiFvvei,Avvf1Rf Rei對于圖(b)LRi“,F v, Avvf1二、電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋的電路如圖所示。因反饋信號與輸入信號在一

10、點相加,據(jù)瞬時極性法判斷，為負反饋，且為電壓負反饋。因為并聯(lián)反饋,為并聯(lián)反饋。根 常采用電流相加減。即。圖電壓并聯(lián)負反饋Ii If IiAzi Vo/Ii 具有電阻的量綱Avif Vo/Ii具有電阻的量綱FivIf /Vo具有電導的量綱.VoAviAvif.Ii 1 Avi Fiv .Avif稱為互阻增益，F(xiàn)iv稱為互導反饋系數(shù)，Avi Fiv相乘無量綱。對于深度負反饋，互阻增益為AvifFivFivVo/RfVoRf而電壓增益為AvfVoVoAvifRfR三、電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電路如圖所示。圖（a）是基本放大電路將 G去掉而構(gòu)成，圖（b）是由集成運放構(gòu)成。對圖（a）,反饋電壓從 R

11、上取出，根據(jù)瞬時極性和反饋電壓接入方式，可判斷為串聯(lián) 負反饋。因輸出電壓短路，反饋電壓仍然存在，故為串聯(lián)電流負反饋。（a）（b）圖電流串聯(lián)負反饋對圖（b）的電路，求其互導增益1. IoRAivf FviRFviIo于是Aivf1/R ,這里忽略了 R的分流作用。電壓增益為AmVoVi-RLAivf RLRLViR四、電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋的電路如圖（a）、（b）所示。對于圖（a）電路，反饋節(jié)點與輸入點相同, 所以是電流并聯(lián)負反饋。對于圖（b）電路，也為電流并聯(lián)負反饋。(a)(b)圖并聯(lián)電流負反饋電流反饋系數(shù)是Fii 1f/Io ,以圖(b)為例IfRf1f(IfR2Io)R20FiiR2

12、百I0I fIoR2R2Rf電流放大倍數(shù)Aif /Fii(1黑)R2與運放內(nèi)部參數(shù)無關(guān)。 電壓放大倍顯然，電流放大倍數(shù)基本上只與外電路的參數(shù)有關(guān), 數(shù)為冷嘴(1鼠例題：回答下列問題。求圖在靜態(tài)時運放的共模輸入電壓 ；若要實現(xiàn)串聯(lián)電壓反饋，R應接向何處？要實現(xiàn)串聯(lián)電壓負反饋，運放的輸入端極性如何確定? 求引入電壓串聯(lián)負反饋后的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。圖例題圖解： 靜態(tài)時運放的共模輸入電壓，即靜態(tài)時和T2的集電極電位。C1 = I C2 = I C3 /2Vr2VccVeeR2RiR215241566V6VVb3Vr2 Vee(6 15) V9VVE3Vb3Vbe3 ( 9 0.7 )V9.7 VC3V E3 V EERZ39.7155.3mA1 mAC1I C2C1V C20 .5 mAVcc Ic1 Rc15V可以把差動放大電路看成運放 A的輸入級。輸入信號加在 T1的基極，要實現(xiàn)串聯(lián) 反饋，反饋信號必然要加在 B20所以要實現(xiàn)串聯(lián)電壓反饋 ，R應接向E2o 既然是串聯(lián)反饋，反饋和輸入信號接到差放的