第八章負反饋放大器和集成運算放大器ppt課件

1、 8.1 8.1負反饋放大器負反饋放大器8.1.1 8.1.1 反饋的基本概念反饋的基本概念8.1.2 8.1.2 負反饋放大器的分析方法負反饋放大器的分析方法8.1.3 8.1.3 負反饋的四種組態(tài)負反饋的四種組態(tài)8.1.4 8.1.4 負反饋對放大器性能的影負反饋對放大器性能的影響響8.1.1 8.1.1 反饋的基本概念反饋的基本概念凡是將放大電路輸出端的信號電壓或電流凡是將放大電路輸出端的信號電壓或電流的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號迭加，就稱為反饋。迭加，就稱為反饋。若引回的信號削弱了輸入信號，就稱為負反饋。若引回的信號削弱了輸入信號，就稱為

2、負反饋。若引回的信號增強了輸入信號，就稱為正反饋。若引回的信號增強了輸入信號，就稱為正反饋。這里所說的信號一般是指交流信號，這里所說的信號一般是指交流信號，所以判斷正負反饋，就要判斷反饋信號與所以判斷正負反饋，就要判斷反饋信號與輸入信號的相位關(guān)系，同相是正反饋，反輸入信號的相位關(guān)系，同相是正反饋，反相是負反饋。相是負反饋。1.概述HOME放大器放大器輸出輸出輸入輸入取取+ 加強輸入信號加強輸入信號 正反饋正反饋 用于振蕩器用于振蕩器取取 - 削弱輸入信號削弱輸入信號 負反饋負反饋 用于放大器用于放大器開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)負反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點；穩(wěn)定放大倍數(shù)；提負反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點；穩(wěn)

3、定放大倍數(shù)；提高輸入電阻；降低輸出電阻；擴展通頻帶。高輸入電阻；降低輸出電阻；擴展通頻帶。反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)疊加疊加反饋反饋信號信號實際被放大信號實際被放大信號反饋框圖：反饋框圖：HOMEdooXXAofXXFfidXXX負反饋框圖：負反饋框圖：基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+輸出信號輸出信號輸入信號輸入信號反饋信號反饋信號差值信號差值信號ioFXXA開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋系數(shù)差值信號差值信號HOME負反饋放大器的一般關(guān)系：負反饋放大器的一般關(guān)系：基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+oodofdfo

4、ioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1當(dāng)當(dāng)AoF1時，時，F(xiàn)AF1反饋深度反饋深度結(jié)論：當(dāng)結(jié)論：當(dāng) AoF1 很大時，很大時，AF 只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負反反 饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。HOME2. 反饋放大器分類反饋放大器分類（1）、電壓反饋和電流反饋）、電壓反饋和電流反饋電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓信號。電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓信號。電流反饋：反饋信號取自輸出電流信號。電流反饋：反饋信號取自輸出電流信號。根據(jù)反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。根據(jù)反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。負負反反饋饋交流反饋交流反

5、饋直流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點穩(wěn)定靜態(tài)工作點HOME根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同，可以分根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號串聯(lián)，即反饋電壓信號串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號串聯(lián)，即反饋電壓信號與輸入信號電壓比較。與輸入信號電壓比較。并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號并聯(lián)，即反饋信號電并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號并聯(lián)，即反饋信號電流與輸入信號電流比較。流與輸入信號電流比較。串聯(lián)反饋使電路

6、的輸入電阻增大；串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。（2）、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋）、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋HOME（3）、交流反饋與直流反饋）、交流反饋與直流反饋交流反饋：反饋只對交流信號起作用。交流反饋：反饋只對交流信號起作用。直流反饋：反饋只對直流起作用。直流反饋：反饋只對直流起作用。若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，則可以隔斷直流，若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時反饋只對交流起作用。此時反饋只對交流起作用。在起反饋作用的電阻兩端并聯(lián)旁路電容，可以使其只在起反饋作用的電阻兩端并聯(lián)旁路電容，可以使其只對直流起作用。對直流起作用。有的反

7、饋只對交流信號起作用；有的反饋只對直流有的反饋只對交流信號起作用；有的反饋只對直流信號起作用；有的反饋對交、直流信號均起作用。信號起作用；有的反饋對交、直流信號均起作用。HOME圖圖8.2 8.2 反饋的分類反饋的分類HOME8.1.2 負反饋放大器的分析方法負反饋放大器的分析方法分析步驟：分析步驟：3. 判別是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋判別是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋4. 判別是電壓反饋還是電流反饋判別是電壓反饋還是電流反饋1. 確定有無反饋確定有無反饋2. 判別反饋極性判別反饋極性反饋類型的判斷反饋類型的判斷留意留意HOME負反饋的判斷方法負反饋的判斷方法瞬時極性法瞬時極性法判斷時在輸入端也要反映出反

8、饋信號與輸入信號的比較關(guān)系。判斷時在輸入端也要反映出反饋信號與輸入信號的比較關(guān)系。 如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開始。如果是如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開始。如果是 電電 流反饋，則要從輸出電流的微小變化開始。流反饋，則要從輸出電流的微小變化開始。 假設(shè)輸出端信號有一定極性的瞬時變化，依次經(jīng)過反饋、比假設(shè)輸出端信號有一定極性的瞬時變化，依次經(jīng)過反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號與原輸出信號的變化極較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號與原輸出信號的變化極性相反，則為負反饋。反之為正反饋。性相反，則為負反饋。反之為正反饋。1.1.瞬時極性法瞬時極性法HOME電壓反

9、饋一般從后級放大器的集電極采樣電壓反饋一般從后級放大器的集電極采樣電流反饋一般從后級放大器的發(fā)射極采樣電流反饋一般從后級放大器的發(fā)射極采樣并聯(lián)反饋的反饋信號接于晶體管基極并聯(lián)反饋的反饋信號接于晶體管基極串聯(lián)反饋的反饋信號接于晶體管發(fā)射極串聯(lián)反饋的反饋信號接于晶體管發(fā)射極分分立立元元件件電流電壓電流電壓反饋判別反饋判別電壓反饋一般直接從運放的輸出端采樣電壓反饋一般直接從運放的輸出端采樣電流反饋一般不直接從運放輸出端采樣電流反饋一般不直接從運放輸出端采樣 串并聯(lián)串并聯(lián)反饋判別反饋判別并聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)接在信號輸入端并聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)接在信號輸入端串聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)接在非信號輸入端串聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)接在非信

10、號輸入端集集成成電電路路電流電壓電流電壓反饋判別反饋判別 串并聯(lián)串并聯(lián)反饋判別反饋判別反反 饋饋 類類 型型 的的 判判 別別HOME反饋電路的三個環(huán)節(jié)：反饋電路的三個環(huán)節(jié)：放大：放大：dooXXA反響：反響：ofXXF比較：比較：fidXXX圖圖8.18.1負反饋框圖：負反饋框圖：基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FfXiX+輸出信號輸出信號輸入信號輸入信號反饋信號反饋信號凈輸入凈輸入信號信號（正向傳輸）（正向傳輸）（反向傳輸）（反向傳輸）2.2.框圖分析法框圖分析法HOME基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+dooXXA開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)

11、ioFXXA閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)ofXXF反饋系數(shù)反饋系數(shù)注意基本放大注意基本放大電路不是簡單電路不是簡單的把反饋支路的把反饋支路去掉即可！去掉即可！注意隨著反饋類型不同，各參數(shù)的量綱是不同的。注意隨著反饋類型不同，各參數(shù)的量綱是不同的。HOME負反饋放大器的一般關(guān)系：負反饋放大器的一般關(guān)系：基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+oodofdfoioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1FAo1反饋深度反饋深度定義：定義：AoF1 為深度負反饋為深度負反饋HOME(3) 假設(shè)假設(shè)|1+AF|=0，那么，那么 AF。即沒有輸入信。即沒有輸入信號時，也會有輸出信

12、號，這種現(xiàn)象稱自激振蕩。號時，也會有輸出信號，這種現(xiàn)象稱自激振蕩。(1) 假設(shè)|1+AF| 1則|AF |A|，加入反饋后閉環(huán)放大倍數(shù)變小，屬于負反饋。(2) 假設(shè)假設(shè)|1+AF| |A|，加入反饋后閉，加入反饋后閉環(huán)放大環(huán)放大 倍數(shù)增加，為正反饋。倍數(shù)增加，為正反饋。HOME8.1.3 8.1.3 負反饋的四種組態(tài)負反饋的四種組態(tài)1 1電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋 令輸出端短路，若反饋電壓消失，則為電壓反饋，否則為電流反饋。 串聯(lián)、并聯(lián)反饋簡易判別方法是：輸入信號和反饋信號在不同節(jié)點引入為串聯(lián)反饋，在同一節(jié)點引入為并聯(lián)反饋。電壓、電流反饋簡易判別方法是：電壓、電流反饋簡易判別方法是：圖圖8.

13、3 8.3 電壓串聯(lián)負反饋電路電壓串聯(lián)負反饋電路HOME例例1：判斷：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。ufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf此電路是電壓串聯(lián)負反饋，此電路是電壓串聯(lián)負反饋，對直流不起作用。對直流不起作用。HOME2 2電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋圖圖8.4 8.4 電壓并聯(lián)負反饋電路電壓并聯(lián)負反饋電路HOME例例2：判斷：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋電壓反饋

14、并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯(lián)負反饋，對直流也起作用。此電路是電壓并聯(lián)負反饋，對直流也起作用。HOME3 3電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋圖圖8.5 8.5 電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋HOME例例3：判斷如圖電路中：判斷如圖電路中RE3的負反饋作用。的負反饋作用。+UCCT1T2T3RB1RC1 RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=uiufuc1uc2ib3ie3電流串聯(lián)負反饋。電流串聯(lián)負反饋。HOME4 4電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋圖圖8.6 8.6 電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋HOME例例4：判斷：判斷Rf是否負反饋，若是，

15、判斷反饋的組態(tài)。是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流反饋電流反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2HOME8.1.4 8.1.4 負反饋對放大器性能的影響負反饋對放大器性能的影響基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回電反饋回電路路FfX iX+dooXXAofXXFfidXXX反饋電路反饋電路基本方程基本方程HOME負反饋使放大倍數(shù)下降。負反饋使放大倍數(shù)下降。引入負反饋使電路的穩(wěn)定性提高。引入負反饋使電路的穩(wěn)定性提高。FAAAooF1FAAAdAAdoooFF11(2)FAAAooF1(1

16、)(3) 假設(shè)假設(shè)1FAo稱為深度負反饋，此時稱為深度負反饋，此時FAF1在深度負反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。在深度負反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。1、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性FAo1反饋深度反饋深度定義：定義：HOME2、展寬頻帶、展寬頻帶引入負反饋使電路的通頻帶寬度增加：引入負反饋使電路的通頻帶寬度增加：oofBFAB)1 ( fABoAoAFBFHOME3、減小非線性失真、減小非線性失真Aouiuo加反饋前加反饋前加反饋后加反饋后ufuiudAoF+ 改善改善uouoHOME（1）. 串聯(lián)負反饋使電路的輸入電阻增加：串聯(lián)負反饋使電路的輸入電阻增加：

17、ioifrFAr)1 ( （2）. 并聯(lián)負反饋使電路的輸入電阻減小：并聯(lián)負反饋使電路的輸入電阻減?。?1 (FArroiif例如例如:射極輸出器射極輸出器了解：串聯(lián)負反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了了解：串聯(lián)負反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了一個電阻，故輸入電阻增加。一個電阻，故輸入電阻增加。了解：并聯(lián)負反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了了解：并聯(lián)負反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。一條支路，故輸入電阻減小。4、負反饋對輸入、輸出電阻的影響、負反饋對輸入、輸出電阻的影響HOME（3）. 電壓負反饋使電路的輸出電阻減小：電壓負反饋使電路的輸出電阻減小：)1 (FArrooof例如例如:射極輸出器射極輸出器了解：電壓負反饋目的是阻止了解：電壓負反饋目的是阻止 uo的變化，穩(wěn)定的變化，穩(wěn)定輸出電壓。輸出電壓。放大電路空載時放大電路空載時可等效右圖框中可等效右圖框中為電壓源：為電壓源：輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，反之