電子線路第八章...ppt

1、電子技術(shù)第八章集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用,武科大信息學(xué)院電工電子課部,分立電路：由各種單個元件聯(lián)接起來的電子電路 集成電路：把整個電路的各個元件以及相互之間的聯(lián)接同時制造在一塊半導(dǎo)體芯片上，組成一個不可分割的整體。 優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價格便宜 分類：集 成 度SSI（小規(guī)模)、MSI、LSI、VLSI 導(dǎo)電類型雙極型、單極型、兼容型 功 能數(shù)字、模擬、混合,模擬集成電路,集成運(yùn)算放大器 集成功率放大器 集成穩(wěn)壓電源 集成數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,第8章 集成運(yùn)算放大器及其應(yīng)用,為了能對緩慢變化的信號或直流信號進(jìn)行放大，不能采用阻容耦合而只能采用直接耦合將前級的輸出信號直接接到后級的輸入端

2、。,直接耦合的結(jié)構(gòu)雖然簡單，但存在著嚴(yán)重問題 一是前后級靜態(tài)工作點(diǎn)的相互影響； 二是所謂的零點(diǎn)漂移。,由于直接耦合不采用電容，特別適合于集成化的要求；具有良好的低頻特性，通頻帶寬。,8.1 直接耦合放大電路的主要特點(diǎn),RC1不僅是第一級的負(fù)載電阻又是第二級的偏置電阻，它們之間的靜態(tài)值是相互影響的,用的解決方法是提高第二級的基極電位。如在第二級加發(fā)射極電阻或穩(wěn)壓管進(jìn)行改進(jìn)，既能有效傳遞信號，又使每一級都有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。,+ uo1 -,+ ui2 -,8.1.1 靜態(tài)工作點(diǎn)的相互影響,零點(diǎn)漂移:,當(dāng) ui= 0 時：,特殊問題:,有時會將信號淹沒,8.1.2 零點(diǎn)漂移,理想的直接耦合放大電路

3、應(yīng)在輸入為零時，保持輸出不變。但實(shí)際的放大電路往往在輸入端短接時( u i = 0 )，所測得的輸出電壓并不恒定，而是緩慢地、無規(guī)則地變化著，這就是零點(diǎn)漂移。,抑制零漂的方法？,有時會將信號淹沒,8.1.2 零點(diǎn)漂移,引起零點(diǎn)漂移的因素很多，有晶體管參數(shù)隨溫度的變化、電源電壓的波動、電路元件參數(shù)的變化等，但溫度變化的影響是最嚴(yán)重的,抑制零點(diǎn)漂移的辦法可加入深度的負(fù)反饋。特別要注重對第一級零點(diǎn)漂移的抑制。,通常把溫度每變化一度在輸出端的漂移電壓折合到輸入端作為衡量放大電路靈敏界限的指標(biāo)UId=UOd/|AU|,8.1.2 零點(diǎn)漂移,8.2 差動放大電路,8.2.1 差動放大電路的工作原理,由電路

4、的對稱結(jié)構(gòu)，兩只晶體管具有相同的靜態(tài)工作點(diǎn)，而有溫度變化所引起的參數(shù)的變化也具有對稱性。,1. 零點(diǎn)漂移的抑制,在靜態(tài)時，ui1=ui2=0，相當(dāng)于輸入端短接，考慮對稱性，有,當(dāng)溫度升高時，集電極的電流都要升高；電位都要下降，在完全對稱時，它們的變化量也都相同，即,IC1=IC2,uo= VC1-VC2 =0,、,VC1=VC2,IC1= IC2,uo= VC1- VC2 =0,雖然每管各自都產(chǎn)生了零漂，但由于兩管集電極電位的變化量相同，相互抵消。,VC1= VC2,及,及,、,雙端輸出差動放大電路利用對稱性可抑制零漂。,兩個輸入信號的大小相等，極性相同，ui1=ui2,2. 信號輸入,(1)

5、 共模輸入,(2) 差模輸入,兩個輸入信號的大小相等，極性相反，ui1=-ui2,(3)比較輸入,ui1 ui2 共模信號uic =(ui1+ui2 )/2 及差模信號uid =(ui1ui2 )/2,前面指出差動放大電路是靠對稱性來抑制零點(diǎn)漂移的，但實(shí)際上的對稱性是不存在的。因而零點(diǎn)漂移并不能完全被抑制，為此采用下面的典型電路：,+ ui1 -,RC,+Ucc,+ uo-,T2,RB1,RC,RB1,T1,+ ui2 -,共模抑制電阻,調(diào)零電阻,負(fù)電源,8.2.2 典型差動放大電路,+ ui1 -,RC,+Ucc,+ uo-,T2,RB1,RC,RB1,T1,+ ui2 -,RE的作用是穩(wěn)定

6、靜態(tài)工作點(diǎn)，限制單管的零漂。,T,IC1,IC2,IE,UBE1,UBE2,IC1,IB1,IC2,IB2,當(dāng)溫度升高時,共模抑制電阻,8.2.2 典型差動放大電路,+ ui1 -,RC,+Ucc,+ uo -,T2,RB1,RC,RB1,T1,+ ui2 -,UEE,RE,RE愈大抑制零點(diǎn)漂移的作用愈顯著，但UCC一定時， RE過大將使集電極電流過小而影響電壓放大倍數(shù)。為此，接入負(fù)電源UEE來抵償RE兩端的直流壓降，以獲得合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。,調(diào)零電阻Rp作用是調(diào)平衡，因?qū)嶋H電路不完全對稱，可用Rp調(diào)節(jié)靜態(tài)時輸出電壓。 Rp對差模信號有反饋?zhàn)饔?，不宜過大，阻值一般在101-102。,8.2.2

7、 典型差動放大電路,差模信號,1 靜態(tài)分析,溫度T,IC,IE = 2IC,UE,UBE,IB,IC,RE 的作用,設(shè)ui1 = ui2 = 0,RE 具有強(qiáng)負(fù)反饋?zhàn)饔? 抑制溫度漂移，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。,由于電路對稱，只需計(jì)算一個管的靜態(tài)值即可 。 因?yàn)镽P很小，略去 。,+ ui1 -,RC,+Ucc,+ uo -,T2,RB1,RC,RB1,T1,+ ui2 -,UEE,RE,VE=0,. Q點(diǎn)的計(jì)算,RE對差模信號(ui1= - ui2)不起作用，單管差模電壓放大倍數(shù)：,同理,雙端輸出電壓放大倍數(shù),2. 動態(tài)分析,RC,+Ucc,T2,RB,RC,RB,T1,Rp,UEE,RE,+,-,

8、+,uo1,uo2,(1) 雙端輸入雙端輸出,+ ui1 -,+ ui2 -,T1單邊微變等效電路,當(dāng)兩管集電極之間接入負(fù)載RL時，差模電壓放大倍數(shù)：,其中,兩輸入端之間的差模輸入電阻：,兩集電極之間的差模輸出電阻：,(1) 雙端輸入雙端輸出,因?yàn)楫?dāng)輸入差模信號時，一管VC下降，另一管的VC增高，在RL中點(diǎn)相位相當(dāng)于“零”電位（接“地”），所以每管各帶一半負(fù)載電阻。,如果從T1集電極或T2集電極單端輸出,電壓放大倍數(shù)（空載）分別為：,RC,+Ucc,T2,RB,RC,RB,T1,Rp,UEE,RE,+,(2) 雙端輸入單端輸出,+ ui1 -,+ ui2 -,反相輸出,同相輸出,單端輸出的差動

9、放大電路的電壓放大倍數(shù)只有雙端輸出差動放大電路的一半。,差動放大器各點(diǎn)極性：,ui1 與uo1 、ui2 uO 反相 。與uo 2 、同相,ui2與uo2 、ui1 反相 。與uo 1 、 uo 同相,共模抑制比(CMRR),例: Ad=-200 Ac=0.1 KCMRR=20 lg (-200)/0.1 =66 dB,CMRR Common Mode Rejection Ratio,KCMRR =,KCMRR (dB) =,(分貝),總結(jié),直接耦合放大電路以差動放大器的性能為最好。 盡量選擇對稱電路參數(shù)，更好地抑制零點(diǎn)漂移。 RE的存在對提高共模抑制比具有很好的效果。 雙入雙出的電壓放大倍數(shù)

10、與單管放大電路的放大倍數(shù)相同；單端輸出的電壓放大倍數(shù)又減小為一半。,在制造工藝上，集成運(yùn)放很難制造電感、電容大電阻元件，所以需要時一般都采取外接的方法。而制造晶體管卻最容易，一般采用晶體管恒流源代替電阻；把晶體管的三極適當(dāng)組配作二極管用。,同時也出于集成化的原因及放大緩變信號和直流信號的需要，運(yùn)放各級之間均采用直接耦合的方式。集成電路中的各個晶體管是通過同一工藝過程制作在同一硅片上的，溫度性能基本保持一致，因此易制成溫度漂移很小的差動放大器。,1. 集成運(yùn)算放大電路的特點(diǎn),8.3.1 集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn),8.3 集成運(yùn)算放大器的簡單介紹,輸入級：由差放構(gòu)成。減小零漂和抑制干擾。 中間級：共射

11、放大電路。用于電壓放大。 輸出級：互補(bǔ)對稱電路。 降低輸出電阻，提高帶載能力。 偏置電路：由恒流源電路構(gòu)成。 確定運(yùn)放各級的靜態(tài)工作點(diǎn)。,2. 電路的簡單說明,8.3.1 集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn),集成運(yùn)放的基本結(jié)構(gòu)示意圖,輸入級,中間級,輸出級,-UEE,+UCC,u,uo,u,反相端,同相端,T3,T4,T5,T1,T2,基本原理框圖,運(yùn)放舉例：F007,2反相輸入端,6輸出端,3同相輸入端,4正電源端,7負(fù)電源端,8閑置端（NC）,1、5接調(diào)零電位器,2. 電路的簡單說明,反相輸入端：由此端接輸入信號，則輸入輸出信號反相。 同相輸入端：由此端接輸入信號，則輸入輸出信號同相。,8.3.1 集成

12、運(yùn)算放大器的特點(diǎn),簡化電路符號,1,5,4,2,3,7,6,10K,-15V,+15V,電路符號,為了合理的選用和正確的使用運(yùn)算放大器，必須了解集成運(yùn)算放大器的各主要參數(shù)的意義。 1開環(huán)電壓放大倍數(shù)AUO 在沒有外接反饋電路時所測出的差模電壓放大倍數(shù)。 AUO越高，所構(gòu)成的運(yùn)算電路越穩(wěn)定，運(yùn)算精度也越高，一般約為104 107。 2共模抑制比KCMRR 它表示運(yùn)算放大器的差模電壓放大倍數(shù)Ad與共模電壓放大倍數(shù)AC 之比的絕對值。若用分貝（dB）為單位，則稱KCMR F007型晶體管的KCMR約為80dB，目前有的晶體管的KCMR已高達(dá)160dB，KCMR越大，說明集成運(yùn)算放大器的共模抑制性能越

13、好。,8.3.2 主要參數(shù),3開環(huán)（差模）輸入電阻rid 運(yùn)算放大器開環(huán)時，從兩輸入端看進(jìn)去的等效動態(tài)電阻稱為開環(huán)輸入電阻。rid越大說明集成運(yùn)算放大器由差模信號源輸入的電流就越小，F(xiàn)007的rid約為12M。 4開環(huán)輸出電阻ro 運(yùn)算放大器輸出級的輸出電阻。ro越小，集成運(yùn)算放大器帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。F007的ro約為500 。 5最大輸出電壓Uopp 能使輸出電壓與輸入電壓保持不失真關(guān)系的最大輸出電壓。F007的Uopp約為1213V。,8.3.2 主要參數(shù),6輸入失調(diào)電壓UIO 理想的運(yùn)算放大器，當(dāng)輸入電壓為零時，即ui1=ui2=0，輸出電壓uo=0。但在實(shí)際的運(yùn)算放大器中，由于制造中也

14、很難做到參數(shù)完全對稱，因此當(dāng)輸入電壓為零時， uo0 。反過來說，如果要，必須在輸入端加一個很小的補(bǔ)償電壓，它就是輸入失調(diào)電壓。 UIO一般為幾毫伏，顯然它越小越好。 7輸入失調(diào)電流IIO 輸入失調(diào)電流是指輸入信號為零時，兩個輸入端靜態(tài)基極電流之差，即IIO =IB1-IB2， IIO一般在零點(diǎn)零幾微安級，其值越小越好。,8.3.2 主要參數(shù),8輸入偏置電流IIB 輸入信號為零時，兩個輸入端靜態(tài)基極電流的平均值，即IIB =（IB1-IB2）/2 。這個電流也是越小越好，一般在零點(diǎn)幾微安級。 集成運(yùn)算放大器的其它參數(shù)的意義是可以理解的，就不一一說明了?？傊?，集成運(yùn)算放大器具有開環(huán)電壓放大倍數(shù)高

15、、輸入電阻高（約幾兆歐）、輸出電阻低（約幾百歐）、零點(diǎn)漂移小、體積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此它被廣泛地應(yīng)用于各個技術(shù)領(lǐng)域，已成為一種通用器件。,8.3.2 主要參數(shù),3）開環(huán)輸出電阻 ro0,2）差模輸入電阻 rid,4）共模抑制比 KCMRR,在分析運(yùn)算放大器構(gòu)成的各種電路時，通常將它看成是一個理想運(yùn)算放大器。,1）開環(huán)電壓放大倍數(shù) Auo,1. 理想運(yùn)算放大器,理想化的條件是：,8.3.3理想運(yùn)算放大器及其分析依據(jù),實(shí)際運(yùn)放的參數(shù)指標(biāo)很接近理想化條件，故用理想運(yùn)放代替實(shí)際運(yùn)放所引起的誤差并不嚴(yán)重，在工程上是允許的。,右圖所示為運(yùn)放輸入和輸出電壓的關(guān)系曲線，稱為傳輸特性。從圖中看到，實(shí)際運(yùn)放的

16、傳輸特性與理想運(yùn)放比較接近。,運(yùn)算放大器的傳輸特性,2電壓傳輸特性,8.3.3理想運(yùn)算放大器及其分析依據(jù),虛地,虛斷,虛短,從運(yùn)放的傳輸特性看，可分為線性區(qū)和飽和區(qū)，工作在不同區(qū)時的分析方法不同：,線性區(qū)： uo=Auo(u+-u-),rid ，故 兩輸入端的輸 入電流為零。,Auo ，uo為有限值 故 u+-u-=uo/Auo0 即 u+ u-,分析依據(jù),當(dāng)有信號輸入時，如同相端接地，即u+=0 則u- 0,2電壓傳輸特性,uo,飽和區(qū)： uoAuo(u+-u-) 當(dāng)u+ u- 時,uo=+uo(sat) 當(dāng)u+ u- 時,uo=-uo(sat) 但兩輸入端的輸入電流仍為零,o,+Uo(sa

17、t),-Uo(sat),實(shí)際特性,u+ - u-,線性區(qū),飽和區(qū),飽和區(qū),2電壓傳輸特性,uo,8.3.3理想運(yùn)算放大器及其分析依據(jù),ri 高:幾十k M,運(yùn)放的特點(diǎn)：,KCMRR很大,ro 小：幾十 幾百,A o 很大:104以上 107,理想運(yùn)放：,ri ,KCMRR ,ro 0,Ao ,運(yùn)放符號：,總結(jié)：運(yùn)放的特點(diǎn)和符號,運(yùn)放能完成信號的代數(shù)運(yùn)算有：比例、加減、積分與微分等運(yùn)算。,Auo ，uo為有限值 故 u+-u-=uo/Auo0 即 u+ u-,rid ， 故 兩輸入端的輸 入電流為零。,分析方法：,8.4運(yùn)算放大器在信號運(yùn)算方面的應(yīng)用,1. 反相輸入比例運(yùn)算,由KCL、KVL和運(yùn)

18、放工作在線性區(qū)的分析依據(jù)：,及,RF 反饋電阻； R2 平衡電阻，保持兩個輸入端外接電阻相等，保證運(yùn)算放大器工作在對稱平衡狀態(tài)。 R2= R1RF,虛斷,虛地,8.4.1 比例運(yùn)算,說明： 1、式中的負(fù)號表示輸出與輸入反相，因此又把反相輸入的比例運(yùn)算電路稱為反相器； 2、如R1和RF的阻值足夠精確，而運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)很高，就可以認(rèn)為輸出與輸入信號的關(guān)系只取決于兩電阻的比值，而與運(yùn)放本身的參數(shù)無關(guān)。因此，保證了比例運(yùn)算的精度和穩(wěn)定性,8.4.1 比例運(yùn)算,1. 反相輸入比例運(yùn)算,及,有,得,2. 同相輸入比例運(yùn)算,當(dāng)R1=；RF=0Auf=1 這就是電壓跟隨器uo=ui,在反相端輸入若干路信號

19、，構(gòu)成反相加法運(yùn)算電路。,由此得,當(dāng)R11=R12=R13=R1時,再若R1=RF，則,8.4.2 加法運(yùn)算,8.4.2 加法運(yùn)算,例：,uo1=-ui1,uo1,反相器,當(dāng)兩個輸入端都有信號輸入時，即為差動輸入，可進(jìn)行減法運(yùn)算,8.4.3 減法運(yùn)算,當(dāng)輸入信號為階躍電壓時，,8.4.4 積分運(yùn)算,控制和測量系統(tǒng)中常用的比例-積分調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）：,可視為反相比例運(yùn)算和積分運(yùn)算的疊加。,與以前學(xué)過的RC積分電路相比，運(yùn)放所構(gòu)成的有源積分電路其積分曲線的線性度較好。這是因?yàn)槌潆婋娏骰竞愣ā?8.4.4 積分運(yùn)算,微分運(yùn)算是積分的逆運(yùn)算，,當(dāng)輸入信號為階躍電壓時，輸出為尖脈沖電壓。微分電路穩(wěn)

20、定性不高，用得較少。(波形如右圖),在控制系統(tǒng)中使調(diào)節(jié)過程加速的比例微分調(diào)節(jié)器（PD調(diào)節(jié)器）,8.4.5 微分運(yùn)算,在自動控制系統(tǒng)中常需要進(jìn)行信號處理，如濾波、信號的測量及信號的比較等。,7.5.1 有源濾波器,濾波器是一種選頻電路選出有用信號，而抑制無用信號，使一定頻率范圍內(nèi)的信號能順利通過，衰減?。欢诖祟l率范圍以外的信號不易通過，衰減大。按選擇頻率范圍的不同，濾波器可分為低通、高通、帶通和帶阻等。 將由RC組成的無源濾波器再接到運(yùn)算放大器的輸入端構(gòu)成有源濾波器（因運(yùn)放是有源器件），性能會得到改善：體積小、效率高、頻率特性好等。,8.5運(yùn)放在信號處理方面的應(yīng)用,如圖為有源低通濾波器,8.5

21、.1 有源濾波器,傳遞函數(shù)為,8.5.1 有源濾波器,可見有源低通濾波器，輸入信號的頻率0時，輸出電壓衰減不多，信號容易通過。,當(dāng)測量微弱信號時，需將信號先放大，再測量。常用的測量放大器電路輸入級結(jié)構(gòu)對稱且輸入電阻很高，抑制零點(diǎn)漂移能力很強(qiáng)。第二級采用減法電路，為了提高運(yùn)算精度，必須使用共模抑制比很高的運(yùn)算放大器。,測量放大器原理圖,8.5.2 測量放大器,測量放大器原理圖,8.5.2 測量放大器,第一級根據(jù)理想運(yùn)放的“虛短”、“虛斷”的概念可得,第二級減法電路,uo1,uo2,I,若R4=R5，R6=R,運(yùn)放工作于開環(huán)狀態(tài)，uR是參考電壓，當(dāng)輸入與參考電壓有微小差值時，輸出信號便會達(dá)到飽和，

22、即運(yùn)放工作于非線性飽和區(qū)。,8.5.3 電壓比較器,參考電壓為零時，稱為過零比較器,uiuR，uo=+uo(sat),uiuR，uo=-uo(sat),8.5.3 電壓比較器,有時為了將輸出電壓限制在某一特定值，以與接在輸出端的數(shù)字電路的電平配合，可在比較器的輸出端與反相端之間跨接一個雙向穩(wěn)壓管Dz，作雙向限幅用。,8.5.3 電壓比較器,ui,+Uz,o,傳輸特性,uo,-Uz,試分析滯回比較器的工作原理并作出傳輸特性。,例,-U,+U,設(shè)某一瞬時uo=+UZ ， 當(dāng)ui增大到uiU時，uo變?yōu)?UZ，發(fā)生負(fù)向躍變； 當(dāng)ui減小到ui-U時，uo又變?yōu)?UZ ，發(fā)生正向躍變。 如此周而復(fù)始，

23、隨著ui大小的變化，uo為一矩形波電壓。,當(dāng)輸出電壓uo=+UZ,當(dāng)輸出電壓uo= -UZ,解：,集成運(yùn)放其它應(yīng)用*,電壓源、電流源與電壓、電流的測量,電壓源：,要求輸出電阻小,電路組成,反向比例放大器,同相比例放大器,反向比例放大器組成的電壓源,電流源：,要求輸出電阻大，要有電流負(fù)反饋。,F,IL,負(fù)載懸地！,同相輸入的電流源可以作為電壓表,輸入電阻大，相當(dāng)于電壓表的內(nèi)阻是無窮。,IG正比于UX,選用：IG=100A，RF=10，則：,UX=IGRG=1mV,此電路的優(yōu)點(diǎn),1、能測量較小的電壓；,2、輸入電阻高，對被測電路影響??；,3、與RG無關(guān)，表頭的互換性好；,4、RF小，可以做得較精密

24、。,8.6 反饋的基本概念,反 饋：凡是將某系統(tǒng)輸出信號的部分或全部通過 某種方式引回到輸入端，就稱為反饋。,如果反饋所在的系統(tǒng)是放大電路，就是放大電路中的負(fù)反饋。其輸出信號或輸入信號就是電信號(電壓或電流)。,負(fù)反饋：若反饋信號削弱輸入端信號，使電路的放大倍數(shù)下降，就稱為負(fù)反饋。,正反饋：當(dāng)反饋信號增強(qiáng)了輸入端信號，就稱為正反饋。,8.6.1 反饋的基本概念,無反饋的放大電路框圖如下：,當(dāng)三者同相時，反饋信號使凈輸入信號減小。,有反饋的放大電路框圖為：,當(dāng)Xf與Xi比較使凈輸入信號Xd增大，因而XO增大,電路具有正反饋；,基本放大電路,反饋電路,比較環(huán)節(jié),為基本放大電路得到的凈輸入信號。,在

25、負(fù)反饋情況下,當(dāng)Xf與Xi比較使凈輸入信號Xd減小，因而XO減小,電路具有負(fù)反饋；,8.6.1 反饋的概念,開環(huán)放大倍數(shù) （無反饋）,反饋系數(shù),閉環(huán)放大倍數(shù)（有反饋）,由前面負(fù)反饋分析可知，Xf與Xd同是電壓或電流并同相，所以AF是正實(shí)數(shù)，一般AF1。,|1+AF|稱為反饋深度，其值越大，負(fù)反饋?zhàn)饔迷綇?qiáng)，放大倍數(shù)越小。引入深度負(fù)反饋后，閉環(huán)放大倍數(shù)只取決于反饋電路，而與基本放大電路幾乎無關(guān)。,8.6.2 放大電路的負(fù)反饋,按反饋信號和輸出信號的關(guān)系分：（1）電壓 （2）電流 按反饋信號和輸入信號的關(guān)系分：（1）串聯(lián) （2）并聯(lián),組合：1、串聯(lián)電壓負(fù)反饋 2、并聯(lián)電壓負(fù)反饋 3、串聯(lián)電流負(fù)反饋

26、4、并聯(lián)電流負(fù)反饋,負(fù)反饋類型,電壓并聯(lián)負(fù)反饋,電流并聯(lián)負(fù)反饋,電流串聯(lián)負(fù)反饋,電壓串聯(lián)負(fù)反饋,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,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,分立元件,電流電壓反饋判別,電壓反饋一般直接從運(yùn)放的輸出端采樣,電流反饋一般不直接從運(yùn)放輸出端采樣,串并聯(lián)反饋判別,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,集成電路,電流電壓反饋判別,串并聯(lián)反饋判別,反 饋 類 型 的 判 別,負(fù)反饋類型的判別步驟,3) 判別是否負(fù)反饋？,2) 判別是交流反饋還是直流反饋？,4) 是負(fù)反饋！判斷是

27、何種類型的負(fù)反饋？,1) 找出反饋網(wǎng)絡(luò)（一般是電阻、電容）。,判斷反饋類型的口訣：,共發(fā)射極電路,集出為壓，射出為流， 基入為并，射入為串。,1 串聯(lián)電壓負(fù)反饋,設(shè)輸入電壓 ui 為正，,差值電壓 ud =ui uf,各電壓的實(shí)際方向如圖,uf 削弱了凈輸入電壓(差值電壓) 負(fù)反饋,反饋電壓,取自輸出電壓電壓反饋,反饋信號與輸入信號在輸入端以電壓的形式比較 串聯(lián)反饋,特點(diǎn)：輸入電阻高、輸出電阻低,2 并聯(lián)電壓負(fù)反饋,設(shè)輸入電壓 ui 為正，,差值電流 id = i1 if,各電流的實(shí)際方向如圖,if 削弱了凈輸入電流(差值電流) 負(fù)反饋,反饋電流,取自輸出電壓電壓反饋,反饋信號與輸入信號在輸入

28、端以電流的形式比較并聯(lián)反饋,特點(diǎn)：輸入電阻低、輸出電阻低,3 串聯(lián)電流負(fù)反饋,設(shè)輸入電壓 ui 為正，,差值電壓 ud =ui uf,各電壓的實(shí)際方向如圖,uf 削弱了凈輸入電壓(差值電壓) 負(fù)反饋,反饋電壓,取自輸出電流 電流反饋,反饋信號與輸入信號在輸入端以電壓的形式比較 串聯(lián)反饋,uf =Rio,特點(diǎn)：輸出電流 io 與負(fù)載電阻RL無關(guān) 同相輸入恒流源電路或電壓-電流變換電路,4 并聯(lián)電流負(fù)反饋,設(shè)輸入電壓 ui 為正，,差值電流 id = i1 if,各電流的實(shí)際方向如圖,if 削弱了凈輸入電流(差值電流) 負(fù)反饋,反饋電流,取自輸出電流電流反饋,反饋信號與輸入信號在輸入端以電流的形式

29、比較 并聯(lián)反饋,4 并聯(lián)電流負(fù)反饋,設(shè)輸入電壓 ui 為正，,差值電流 id = i1 if,各電流的實(shí)際方向如圖,if 削弱了凈輸入電流(差值電流) 負(fù)反饋,反饋電流,取自輸出電流電流反饋,特點(diǎn)：輸出電流 io 與負(fù)載電阻RL無關(guān) 反相輸入恒流源電路,反饋過程：,電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用,反饋類型 并聯(lián)電壓負(fù)反饋,例2：,Uo,if,ib,ic,Uo,Ib = Ii - If,反饋類型：并聯(lián)電流負(fù)反饋,（同相相減）,if與ii在輸入端以電流形式比較，兩者并聯(lián)，并聯(lián)反饋,id變小，負(fù)反饋,反饋與輸入加在同一個輸入端，并聯(lián)反饋,反饋從RL端近地端引出，電流反饋,_,+,+,RL,A1,u

30、i,a,uo,RF,uo1,例：8.6.1多級運(yùn)放反饋分析,A2,8.6.4 負(fù)反饋對放大電路工作性能的影響,開環(huán)放大倍數(shù) （無反饋）,反饋系數(shù),閉環(huán)放大倍數(shù)（有反饋）,由前面負(fù)反饋分析可知，Xf與Xd同是電壓或電流并同相，所以AF是正實(shí)數(shù)，一般AF1,引入負(fù)反饋，放大倍數(shù)降低了,1、降低放大倍數(shù),2、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性,當(dāng)外界條件變化時，即使輸入一定，輸出仍有變化，也就引起放大倍數(shù)的變化。如果這種相對變化較小，則說明其穩(wěn)定性高。,當(dāng)1+AF=100,有反饋的放大倍數(shù)的相對變化是無反饋的百分之一。,反饋放大電路的穩(wěn)定性提高了,8.6.4 負(fù)反饋對放大電路工作性能的影響,3、改善波形失真,注：

31、不能消除失真,標(biāo)準(zhǔn),失真,小,大,略大,略小,略小,略小,略大,略大,？,負(fù)反饋利用已失真的波形改善失真，只能減小失真，不能消除失真。,8.6.4 負(fù)反饋對放大電路工作性能的影響,4.展寬通頻帶,引入負(fù)反饋使電路的通頻帶寬度增加,無負(fù)反饋,有負(fù)反饋,8.6.4 負(fù)反饋對放大電路工作性能的影響,5. 對輸入電阻的影響,在同樣的 ib下，ui= ube + uf ube，所以 rif 提高。,1) 串聯(lián)負(fù)反饋,無負(fù)反饋時：,有負(fù)反饋時：,使電路的輸入電阻提高,8.6.4 負(fù)反饋對放大電路工作性能的影響,無負(fù)反饋時：,有負(fù)反饋時：,在同樣的ube下，ii = ib + if ib，所以 rif 降低。,2) 并聯(lián)負(fù)反饋,使電路的輸入電阻降低,8.6.4 負(fù)反饋對放大電路工作性能的影響,5. 對輸入電阻的影響,電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用， 即有恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。,電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用， 即有恒流輸出特性，故輸出電阻提高。,1) 電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻降低,2) 電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻提高,6.對輸出電阻的影響,8.6.4 負(fù)反饋對放大電路工作性能的影響,(1)交流反饋