模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第4版） 課件【ch06】負(fù)反饋技術(shù)

第六章模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第4版)負(fù)反饋技術(shù)“十二五”普通高等教育本科國家級(jí)規(guī)劃教材01概述概述將放大電路的輸出信號(hào)X。(s)(電壓或電流)的一部分或全部，通過一定形式的反饋網(wǎng)絡(luò)F(s)取樣后，再以一定方式回送到放大電路的輸入回路，與輸入量混合，一起控制放大電路的過程，稱為反饋。帶有反饋的放大器稱為反饋放大器。概述概述1.正反饋和負(fù)反饋；在放大電路中，如果引入的反饋信號(hào)增強(qiáng)了外加輸入信號(hào)的作用，使得凈輸入信號(hào)增大，從而使放大電路的放大倍數(shù)得到提高，這樣的反饋稱為正反饋；反之，如果引入的反饋信號(hào)減弱了外加輸入信號(hào)的作用，使得凈輸入信號(hào)減小，放大電路的放大倍數(shù)降低，就稱為負(fù)反饋。概述概述2.直流反饋和交流反饋放大電路中通常存在交、直流兩種信號(hào)，如果反饋信號(hào)中只包含直流成分，則稱為直流反饋；如果反饋信號(hào)中只含有交流成分，則稱為交流反饋。概述3.局部反饋和級(jí)間反饋在多級(jí)放大電路中，通常把每級(jí)放大電路自身的反饋稱為局部反饋或本級(jí)反饋，而把多級(jí)放大電路的末級(jí)向輸入級(jí)回送的反饋稱為級(jí)間反饋或主反饋。02反饋放大器的單環(huán)理想模型反饋放大器的單環(huán)理想模型單環(huán)放大器的理想模型反饋放大器是一個(gè)閉合系統(tǒng)(或稱反饋環(huán)路),由基本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。我們把只含有一個(gè)反饋環(huán)路的放大電路，稱為單環(huán)反饋放大電路，用一個(gè)單環(huán)模型來表示其基本組成方框圖，如圖6-3所示。反饋放大器的單環(huán)理想模型單環(huán)放大器的理想模型反饋放大器的單環(huán)理想模型單環(huán)放大器的理想模型在單環(huán)理想反饋放大器的模型中，信號(hào)傳輸應(yīng)滿足單向化條件：①信號(hào)在基本放大電路中為正向傳遞，即基本放大電路只能將輸入信號(hào)X?(s)正向傳送到輸出端，不會(huì)將輸出信號(hào)反向傳送到輸入端。②信號(hào)在反饋網(wǎng)絡(luò)中為反向傳遞，即反饋網(wǎng)絡(luò)只能將輸出信號(hào)反向傳送到輸入端，不會(huì)將輸入信號(hào)正向傳送到輸出端，即信號(hào)只能按圖6-3中的箭頭方向流動(dòng)。反饋放大器的單環(huán)理想模型基本反饋方程根據(jù)前面幾個(gè)定義式，可以得到以下關(guān)系：反饋放大器的單環(huán)理想模型四種基本負(fù)反饋組態(tài)從放大電路的輸出端看：如果反饋信號(hào)的取樣對(duì)象為電壓，即基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出端口采用并聯(lián)連接，稱這種連接方式構(gòu)成的負(fù)反饋為電壓負(fù)反饋；如果反饋信號(hào)的取樣對(duì)象為電流，亦即基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出端口為串聯(lián)連接，稱為電流負(fù)反饋。輸出端的取樣方式如圖6-4所示。反饋放大器的單環(huán)理想模型四種基本負(fù)反饋組態(tài)反饋放大器的單環(huán)理想模型單環(huán)放大器的理想模型1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋(1)電路結(jié)構(gòu)框圖反饋放大器的單環(huán)理想模型單環(huán)放大器的理想模型(2)電路參數(shù)反饋放大器的單環(huán)理想模型單環(huán)放大器的理想模型(3)實(shí)用電路反饋放大器的單環(huán)理想模型單環(huán)放大器的理想模型2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋(1)電路結(jié)構(gòu)框圖(2)電路參數(shù)(3)實(shí)用電路反饋放大器的單環(huán)理想模型單環(huán)放大器的理想模型3.電流串聯(lián)負(fù)反饋(1)電路結(jié)構(gòu)框圖(2)電路參數(shù)(3)實(shí)際電路反饋放大器的單環(huán)理想模型單環(huán)放大器的理想模型4.電流并聯(lián)反饋(1)電路結(jié)構(gòu)框圖(2)電路參數(shù)(3)實(shí)際電路反饋放大器的單環(huán)理想模型單環(huán)放大器的理想模型反饋放大器的單環(huán)理想模型負(fù)反饋組態(tài)的判別方法03負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響提高閉環(huán)增益的穩(wěn)定性在放大電路中引入負(fù)反饋后，最直接、最顯著的作用就是提高了電路閉環(huán)增益的穩(wěn)定性。對(duì)于放大電路，在輸入信號(hào)一定的情況下，由于外界因素變化，如溫度、電路和器件的參數(shù)發(fā)生改變、電源電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，會(huì)使放大電路的輸出信號(hào)隨之改變，而通過引入負(fù)反饋，可以使放大電路輸出信號(hào)的波動(dòng)大大減小，使增益的穩(wěn)定性得到提高。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響提高閉環(huán)增益的穩(wěn)定性可見，深度負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)只與反饋系數(shù)F有關(guān)。由于F與放大電路的器件參數(shù)、電源電壓或負(fù)載等外界因素的變化無關(guān)，所以，深度負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)很穩(wěn)定。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響擴(kuò)展閉環(huán)增益的通頻帶由于放大電路對(duì)不同頻率的輸入信號(hào)呈現(xiàn)出不同的放大倍數(shù)，使放大電路的通頻帶受到一定限制，但可以通過引入負(fù)反饋，來展寬放大電路的通頻帶。通過前面的分析可以看到，當(dāng)放大電路的放大倍數(shù)發(fā)生變化時(shí)，可以通過負(fù)反饋使放大倍數(shù)的相對(duì)變化量減小，因此，對(duì)于因信號(hào)頻率不同而引起的放大倍數(shù)的下降，也可以利用負(fù)反饋進(jìn)行改善。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響擴(kuò)展閉環(huán)增益的通頻帶負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響減小非線性失真由于放大電路中晶體管等有源器件的伏安特性曲線為非線性曲線，當(dāng)輸入信號(hào)為正弦波時(shí)，其輸出波形往往不再是一個(gè)真正的正弦波，從而使輸出信號(hào)產(chǎn)生非線性失真。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響減小非線性失真負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響提高閉環(huán)增益的穩(wěn)定性負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響改變放大器的輸入電阻從輸入端看，反饋信號(hào)與外加輸入信號(hào)在負(fù)反饋放大電路輸入回路中的連接方式不同，將對(duì)輸入電阻產(chǎn)生不同的影響。定性來看，串聯(lián)負(fù)反饋將增大輸入電阻，而并聯(lián)負(fù)反饋將減小輸入電阻。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響改變放大器的輸入電阻1.串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大圖6-18為串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的示意圖，圖中，放大電路與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入端口為串聯(lián)方式。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響改變放大器的輸入電阻負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響改變放大器的輸入電阻2.并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小在圖6-19所示的并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的示意圖中，放大電路與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入端以并聯(lián)方式連接，同樣，電路中未具體畫出放大電路輸出端的連接組態(tài)，僅標(biāo)出輸出信號(hào)x。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響改變放大器的輸入電阻負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響改變放大器的輸出電阻1.電壓負(fù)反饋使輸出電阻減??；2.電流負(fù)反饋使輸出電阻增大；負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響引入負(fù)反饋的一般原則從以上分析看出，引入負(fù)反饋可以改善和影響放大電路的性能。在電路設(shè)計(jì)中為獲得高性能指標(biāo)的放大電路，在引入負(fù)反饋時(shí)應(yīng)按照以下基本原則進(jìn)行：(1)如果需要穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)等直流量，應(yīng)該在放大電路中引入直流負(fù)反饋。(2)同理，如果需要穩(wěn)定放大電路的交流性能，應(yīng)該引入交流負(fù)反饋。(3)如果需要穩(wěn)定輸出電壓，應(yīng)該在放大電路中引入電壓負(fù)反饋；如果需要穩(wěn)定輸出電流，應(yīng)該引入電流負(fù)反饋。(4)如果需要提高輸入電阻，應(yīng)該引入串聯(lián)負(fù)反饋；而如果需要減小輸入電阻，應(yīng)該引入并聯(lián)負(fù)反饋。04負(fù)反饋放大電路的分析與計(jì)算負(fù)反饋放大電路的分析與計(jì)算深度負(fù)反饋放大電路的參數(shù)估算1.深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)；2.深度負(fù)反饋放大電路閉環(huán)增益的估算方法；負(fù)反饋放大電路的分析與計(jì)算利用方框圖法進(jìn)行分析計(jì)算負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響方框圖法分析計(jì)算舉例(1)確定反饋放大器的類型。(2)利用方框圖法分離出基本放大器的等效電路。(3)畫出基本放大器的微變等效電路。負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響反饋放大器AF網(wǎng)絡(luò)分析法小結(jié)(1)首先要正確判斷反饋類型，從而明確A、F的量綱。(2)將負(fù)反饋放大電路分解成A和F網(wǎng)絡(luò)，電壓求和時(shí)，信號(hào)源采用戴絲流求和時(shí)，信號(hào)源采用諾頓電路表示。(3)分離A網(wǎng)絡(luò)的基本方法和原則為：“串聯(lián)開路、并聯(lián)短路”。05負(fù)反饋放大電路的分析與計(jì)算負(fù)反饋放大電路的分析與計(jì)算負(fù)反饋對(duì)放大器頻率特性的影響1.負(fù)反饋對(duì)放大器增益函數(shù)零、極點(diǎn)的影響；2.單極點(diǎn)閉環(huán)系統(tǒng)的響應(yīng)特性；負(fù)反饋放大電路的分析與計(jì)算負(fù)反饋放大器的穩(wěn)定性1.負(fù)反