《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》(第四版)第6章

1、第六章第六章 放大電路中的反饋放大電路中的反饋反饋反饋正反饋正反饋負(fù)反饋負(fù)反饋反饋的極性反饋的極性第第8章章第第6,7章章交流負(fù)反饋的組態(tài)交流負(fù)反饋的組態(tài)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)反饋交流正反饋的組態(tài)交流正反饋的組態(tài)電壓串聯(lián)正反饋電壓串聯(lián)正反饋電壓并聯(lián)正反饋電壓并聯(lián)正反饋電流串聯(lián)正反饋電流串聯(lián)正反饋電流并聯(lián)正反饋電流并聯(lián)正反饋反饋反饋直流反饋直流反饋交流反饋交流反饋穩(wěn)定穩(wěn)定Q點(diǎn)點(diǎn)穩(wěn)定和改善交流指標(biāo)穩(wěn)定和改善交流指標(biāo)為什么要加交流為什么要加交流負(fù)負(fù)反饋？反饋？USUiUoRS+_.RL信號(hào)源信號(hào)源負(fù)載負(fù)載ouiUA

2、U希望希望,ioRR引入引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋，可以使電壓串聯(lián)負(fù)反饋，可以使,ioRR電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)恒壓源恒壓源改善放大電路的性能改善放大電路的性能,0ioRR 深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋下深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋下信號(hào)源上無(wú)損失信號(hào)源上無(wú)損失RSS.Io.RLi.oiiIAI希望希望,ioRR引入引入電流并聯(lián)負(fù)反饋，可以使電流并聯(lián)負(fù)反饋，可以使,ioRR電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)恒流源恒流源信號(hào)源上無(wú)損失信號(hào)源上無(wú)損失深度電流并聯(lián)負(fù)反饋下深度電流并聯(lián)負(fù)反饋下0,ioRR Io.USUiRS+_.RLoiuiIAU互導(dǎo)放大倍數(shù)互導(dǎo)放大倍數(shù)希望希望,ioRR引入引入電流串聯(lián)負(fù)反饋，可以使電流串聯(lián)負(fù)反饋，可

3、以使,ioRRRSS.RLi.Uo+_.互阻放大倍數(shù)互阻放大倍數(shù)ouiiUAI希望希望,ioRR引入引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，可以使電壓并聯(lián)負(fù)反饋，可以使,ioRRUSUiUoRS+_.RL信號(hào)源信號(hào)源負(fù)載負(fù)載A隨溫度變化而變化隨溫度變化而變化,CQIb er引入引入負(fù)反饋后負(fù)反饋后fAAfAA穩(wěn)定穩(wěn)定比比但但fAA放大電路性能的改善以犧牲放大電路性能的改善以犧牲放大倍數(shù)為代價(jià)放大倍數(shù)為代價(jià)mfmAAbwfbwff減小非線性失真減小非線性失真為什么要加正反饋？為什么要加正反饋？構(gòu)成構(gòu)成振蕩電路振蕩電路,信號(hào)發(fā)生電路信號(hào)發(fā)生電路展寬頻帶展寬頻帶RSS.RLi.Uo+_.Axoxiiiiuxioooux

4、iuiiuuiAAAAAuouu+圖4.4.2 簡(jiǎn)化的集成運(yùn)放低頻等效電路u+u正反饋正反饋xd = xi + xf負(fù)反饋負(fù)反饋xd = xi xfA= xo / xdF= xf / xoAFxoxixdxf xi 輸入信號(hào)輸入信號(hào)xd 凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào)xf 反饋信號(hào)反饋信號(hào)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋系數(shù)xo 輸出信號(hào)輸出信號(hào)可同為電壓（或電流），為電壓（或電流）可同為電壓（或電流），為電壓（或電流）,difxx xox信號(hào)是單向傳遞的信號(hào)是單向傳遞的xo只由只由xd產(chǎn)生產(chǎn)生xf只由只由xo產(chǎn)生產(chǎn)生A: 基本放大電路基本放大電路F: 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)正反饋正反饋xd = xi +

5、 xf負(fù)反饋負(fù)反饋xd = xi xf反饋的極性判斷反饋的極性判斷xf加強(qiáng)了xi的作用xf削弱了xi的作用必須xf與xi同相必須xf與xi同相0AF 0AF 負(fù)負(fù)反饋反饋閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)ofixAxddfAxxxddoAxxFxdddAxxAFx1AAF0AF fAAAF環(huán)路增益環(huán)路增益1AF反饋深度反饋深度若若深度深度負(fù)負(fù)反饋反饋深度深度負(fù)負(fù)反饋下：反饋下：1fAAAFAAF1F與與 無(wú)關(guān)無(wú)關(guān),即非常穩(wěn)定即非常穩(wěn)定fAA1+AF1因此因此深度深度負(fù)負(fù)反饋下：反饋下：1fAFofixAx而按定義：而按定義：foxFx已知深度已知深度負(fù)負(fù)反饋下：反饋下：ooifxxxx即：即：ifxx0

6、difxxx凈輸入量為凈輸入量為0直流反饋直流反饋交流反饋交流反饋僅在直流通路中存在的反饋僅在直流通路中存在的反饋僅在交流通路中存在的反饋僅在交流通路中存在的反饋有直流反饋有直流反饋電路電路直流通路直流通路交流通路交流通路無(wú)交流反饋無(wú)交流反饋有交流反饋有交流反饋無(wú)直流反饋無(wú)直流反饋交流反饋的有無(wú)交流反饋的有無(wú)有無(wú)有無(wú)交流交流反饋通路反饋通路反饋量對(duì)凈輸入量有無(wú)影響反饋量對(duì)凈輸入量有無(wú)影響判據(jù)判據(jù)無(wú)反饋通路無(wú)反饋通路有交流反饋有交流反饋無(wú)交流反饋無(wú)交流反饋判斷步驟判斷步驟:1. 判斷有無(wú)判斷有無(wú)交流反饋交流反饋;2. 判斷反饋的判斷反饋的組態(tài)組態(tài);3. 判斷反饋的判斷反饋的極性極性AFxixdx

7、fxouiudufuoFARLusRS+-AuiufuiufidiiifuouiAFRLRSisAiiifiiifuoudufuiioFARLusRS+-RuiuoioidiiifAFRLRSisRxd = xi xf如為電壓，則是如為電壓，則是,difxx x如為電流，則是如為電流，則是,difxx x回路形式回路形式肯定在輸入回路的肯定在輸入回路的某個(gè)某個(gè)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)上上輸入端判斷法輸入端判斷法:看反饋支路是否與看反饋支路是否與ui有有交叉點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）交叉點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）：若有若有交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)，則為，則為并聯(lián)并聯(lián)反饋；反饋；若無(wú)若無(wú)交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)，則為，則為串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋輸出端判斷法輸出端判斷法:讓讓

8、uo=0，若反饋不存在了，則為若反饋不存在了，則為電壓電壓反饋反饋若反饋仍然存在，則為若反饋仍然存在，則為電流電流反饋反饋簡(jiǎn)易簡(jiǎn)易輸出端判斷法輸出端判斷法:如如uo是對(duì)地的電壓，則看反饋支路是否與是對(duì)地的電壓，則看反饋支路是否與uo有有交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)：若有若有交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)，則為，則為電壓電壓反饋反饋若無(wú)若無(wú)交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)，則為，則為電流電流反饋反饋反饋反饋(xf)與輸入與輸入(xi)分別分別加在基本放大器（運(yùn)放）的加在基本放大器（運(yùn)放）的2個(gè)輸個(gè)輸入端（入端（b,e 或或uP,uN )上上, 串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋 (uf, ui)反饋反饋(xf)與輸入與輸入(xi)同時(shí)同時(shí)加在基本放大器（運(yùn)放）的加在

9、基本放大器（運(yùn)放）的1個(gè)輸個(gè)輸入端（入端（b,e 或或uP,uN)上上, 并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋 (if, ii)簡(jiǎn)易簡(jiǎn)易輸入端判斷法輸入端判斷法:信號(hào)信號(hào) x均以電壓均以電壓 u 的形式出現(xiàn)的形式出現(xiàn)AFxoxixdxfFAuiudufuoRLusRS+-框圖框圖電壓，電壓，KVL(回路形式回路形式),difu u u反饋支路與反饋支路與ui無(wú)無(wú)交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn))在放大器輸出端在放大器輸出端在放大器輸入端在放大器輸入端當(dāng)當(dāng)uo=0時(shí)，反饋不存在了時(shí)，反饋不存在了電壓電壓反饋反饋F與與A并聯(lián)并聯(lián)FAuiudufuoRLusRS+-反饋反饋(uf)與輸入與輸入(ui)分別分別加在加在A的的2個(gè)輸

10、入端上個(gè)輸入端上foxFx注意：注意：對(duì)對(duì)串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋,在電路中求在電路中求uf（）時(shí)，要斷開(kāi)（）時(shí)，要斷開(kāi)ui，uf，ud回路回路fouuuuFofixAxoiuuuufA因?yàn)樯疃纫驗(yàn)樯疃蓉?fù)負(fù)反饋下：反饋下：1fAF這里：這里：1uufuuAF0dx 0du FAuiudufuoRLusRS+-oufiuAuuufA虛短虛短虛斷虛斷i0i uf例圖例圖輸出端輸出端:uo=0時(shí)，反饋不存在了，時(shí)，反饋不存在了，電壓電壓反饋；反饋；輸入端輸入端:反饋支路與反饋支路與ui無(wú)交叉點(diǎn)，無(wú)交叉點(diǎn)，串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋2. 組態(tài)判斷組態(tài)判斷1.有交流反饋有交流反饋uiu oRLRFR1(uo是對(duì)地的電壓，

11、反饋支路與是對(duì)地的電壓，反饋支路與uo有有交叉點(diǎn)交叉點(diǎn),電壓電壓反饋反饋)(輸入加在輸入加在uP，反饋加在，反饋加在uN ，串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋)uiu oRLRFR13. 極性判斷：用瞬時(shí)極性法極性判斷：用瞬時(shí)極性法注意：注意：對(duì)對(duì)串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋,求求uf (F)時(shí)，要斷開(kāi)時(shí)，要斷開(kāi)ui，uf，ud回路回路+ufuf削弱了削弱了ui的作用的作用負(fù)負(fù)反饋反饋fuuouFu11FRRRuf，ui同相同相uiu oRLRFR1深度深度負(fù)負(fù)反饋下：反饋下：ouufiuAuuf1. uo與與RL無(wú)關(guān)，恒壓源無(wú)關(guān)，恒壓源2. 與集成運(yùn)放無(wú)關(guān)，只與反饋電阻有關(guān)，即非常穩(wěn)定與集成運(yùn)放無(wú)關(guān)，只與反饋電阻有關(guān)，即

12、非常穩(wěn)定/oiuu0du 虛短虛短1uuF虛斷虛斷11RRRFAFxoxixdxfxo以電壓以電壓 uo 的形式出現(xiàn)的形式出現(xiàn)xi, xf, xd以電以電流流 ii , if, id 的形式出現(xiàn)的形式出現(xiàn)在放大器輸入端在放大器輸入端在放大器輸出端在放大器輸出端uiidiiAFRLifRSisuo在放大器輸入端在放大器輸入端電流，電流，KCL(節(jié)點(diǎn)形式節(jié)點(diǎn)形式) , ,difi i i反饋支路與反饋支路與ui有有交叉點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）交叉點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋uiidiiAFRLifRSisuo反饋與反饋與ui都加在的同一點(diǎn)都加在的同一點(diǎn)（交叉點(diǎn)）（交叉點(diǎn)）上上在放大器輸出端在放大器輸出端F與與A相

13、并聯(lián)相并聯(lián)當(dāng)當(dāng)uo=0時(shí)，反饋不存在了時(shí)，反饋不存在了電壓電壓反饋反饋輸入端輸入端交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)以左為信號(hào)源以左為信號(hào)源foxFxfoiuiuFofixAxoiuiuifA注意：注意：對(duì)對(duì)并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋,在電路中求在電路中求if(F)時(shí)，要讓時(shí)，要讓輸入端的輸入端的交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)接地接地uiidiiAFRLifRSisuoui因?yàn)樯疃纫驗(yàn)樯疃蓉?fù)負(fù)反饋下：反饋下：1fAF0dx 這里：這里：1uifiuAF0di sisui RousfsuAuidiiAFRLifRSisuoidiiAFRLifRSusuoui+-oisui RuifsAR0iu 虛斷虛斷虛短虛短riidiriuir負(fù)負(fù)反饋下：反

14、饋下：輸入端輸入端交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)接地接地虛短虛短虛斷虛斷虛斷虛斷負(fù)負(fù)反饋下反饋下深度并聯(lián)深度并聯(lián)負(fù)負(fù)反饋反饋深度串聯(lián)深度串聯(lián)負(fù)負(fù)反饋反饋深度深度負(fù)負(fù)反饋下反饋下虛斷虛短同時(shí)存在虛斷虛短同時(shí)存在虛短虛短例圖例圖RLuiuoRFR1iiif2. 組態(tài)判斷組態(tài)判斷1.有交流反饋有交流反饋輸出端輸出端:uo=0時(shí)，反饋不存在了，時(shí)，反饋不存在了，電壓電壓反饋；反饋；(uo是對(duì)地的電壓，反饋支路與是對(duì)地的電壓，反饋支路與uo有有交叉點(diǎn)交叉點(diǎn),電壓電壓反饋反饋)；輸入端輸入端:反饋支路與反饋支路與ui有有交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)，并聯(lián)并聯(lián)反饋；反饋；(輸入輸入ui和反饋都加在和反饋都加在u(交叉點(diǎn)交叉點(diǎn))上，上，并聯(lián)并

15、聯(lián)反饋反饋)交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)以左為信號(hào)源以左為信號(hào)源uiuoRFR1iiif+_3. 極性判斷：用瞬時(shí)極性法極性判斷：用瞬時(shí)極性法注意：注意： 對(duì)對(duì)并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋,求求if (F)時(shí)，要讓時(shí)，要讓輸入端的輸入端的交叉點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）交叉點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)）接地接地if削弱了削弱了ii的作用的作用負(fù)負(fù)反饋反饋fiuoiFu1FR RLif, ii 同相同相uoRL+ioR1RFRiiifui1.有交流反饋有交流反饋2. 組態(tài)判斷組態(tài)判斷輸出端輸出端:uo=0時(shí)，反饋仍然存在，時(shí)，反饋仍然存在，電流電流反饋；反饋；輸入端輸入端:反饋支路與反饋支路與ui有有交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)，并聯(lián)并聯(lián)反饋；反饋；(輸入輸入ui和反饋都加在

16、和反饋都加在u上，上，并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋)RL+ioR1RFRiiifuo3. 極性判斷：用瞬時(shí)極性法極性判斷：用瞬時(shí)極性法if削弱了削弱了ii的作用的作用負(fù)負(fù)反饋反饋+-fiioiFiFRRR uiif, ii 同相同相RL+ioR1RFRiiifuiuo深度深度負(fù)負(fù)反饋下：反饋下：oiifiiAi0di 1iiF虛斷虛斷oufiuAu1oLii Ri R1iifLARRusfAR用虛短虛斷做用虛短虛斷做對(duì)單運(yùn)放構(gòu)成的電路對(duì)單運(yùn)放構(gòu)成的電路反饋通路反饋通路“-”：負(fù)反饋：負(fù)反饋反饋通路反饋通路“+”：正反饋：正反饋對(duì)多級(jí)運(yùn)放構(gòu)成的電路，仍需按對(duì)多級(jí)運(yùn)放構(gòu)成的電路，仍需按“瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法”

17、判斷。判斷。uo=0時(shí)，反饋不存在，時(shí)，反饋不存在，電壓電壓反饋反饋反饋支路與反饋支路與ui無(wú)無(wú)交叉點(diǎn)交叉點(diǎn)，串聯(lián)串聯(lián)反饋；反饋；-正正反饋反饋uf-+C不是耦合電容不是耦合電容Rfuo=0時(shí)，反饋不存在，時(shí)，反饋不存在，電壓電壓反饋反饋反饋與輸入都加在的反饋與輸入都加在的b極，極，并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋iiif+-負(fù)負(fù)反饋反饋1fiuofiFuR 深度深度負(fù)負(fù)反饋下：反饋下：ouifiuAi1iuFousfsuAuoisui RuifsARAufuouiuiuoud負(fù)反饋負(fù)反饋改善了波形失真改善了波形失真 = 1 1+ AFdAfAfdA A FA加入加入負(fù)反饋負(fù)反饋無(wú)負(fù)反饋無(wú)負(fù)反饋1fAAAF

18、oixx而自激振蕩時(shí)而自激振蕩時(shí)0,0ioxx因有減號(hào)時(shí)因有減號(hào)時(shí): (ppt 12)因此因此1AF 自自激激振振蕩蕩條條件件1)()(FA幅值平衡條件幅值平衡條件( )( )(21)FAn相位平衡條件相位平衡條件( )( )1AF幅值起振條件幅值起振條件滿足幅值平衡條件和滿足幅值平衡條件和相位平衡條件的相位平衡條件的稱為稱為臨界反饋系數(shù)臨界反饋系數(shù)FA的附加相移的附加相移為為180( )( )1AF1)()(FA利用的非線性利用的非線性的非線性：的非線性：當(dāng)當(dāng)Xo的幅值增大到一定程度時(shí)的幅值增大到一定程度時(shí)，放大倍數(shù)的數(shù)值將減小，放大倍數(shù)的數(shù)值將減小20lg Af10060402080101001000100001.耦合方式？耦合方式？. 幾級(jí)放大？幾級(jí)放大？. fH？ fL？4. 附加相移？附加相移？. 臨界臨界反饋系數(shù)反饋系數(shù)？假設(shè)由構(gòu)成了負(fù)反饋假設(shè)由構(gòu)成了負(fù)反饋放大電路，其反饋由純放大電路，其反饋由純電阻構(gòu)成電阻構(gòu)成AA0 ? 滿足滿足(