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5 反馈和负反馈放大电路

销售员. 工厂. 用户. 信息员. 5 反馈和负反馈放大电路. 5.1 反馈的基本概念及类型. 实际问题举例. +. V CC. I. R B1. R C. I C. I B. T. +. +. I E. R B2. R E. U B. U E. _. _. 5.1.1 反馈的基本概念. 1. 什么是反馈. 直流电流负反馈电路. 输入回路. 反馈过程. 输出电流 I CQ 发生变化. 反馈网络. 输出回路. 在 R E 上产生压降 U EQ  I CQ R E 的变化. +. V CC. I.

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5 反馈和负反馈放大电路

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Presentation Transcript

  1. 销售员 工厂 用户 信息员 5 反馈和负反馈放大电路 5.1 反馈的基本概念及类型 实际问题举例

  2. + VCC I RB1 RC IC IB T + + IE RB2 RE UB UE _ _ 5.1.1 反馈的基本概念 1. 什么是反馈 直流电流负反馈电路 输入回路 反馈过程 输出电流ICQ发生变化 反馈网络 输出回路 在RE上产生压降UEQICQ RE的变化

  3. + VCC I RB1 RC IC IB T 输入回路 + + IE RB2 RE UB UE _ _ 反馈网络 输出回路 使放大元件的输入UBE产生变化 抑制输出电流ICQ的变化 直流电流负反馈可以稳定输出电流ICQ

  4. 反馈的定义 把放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部， 经过反馈网络， 返送到输入回路一个反馈量（电压或电流）， 反馈量与原来的外加输入量进行比较， 得到一个净输入量加到某一放大器件的真正的输入端， 以影响放大电路性能。

  5. 放大元件的输入端 双极型晶体管 —— B、E 单极型晶体管 —— G、S 运算放大器 —— 同相、反相输入端 双极型晶体管组成的差分放大电路 —— B1、B2

  6. . . . A . Xi Xid Xo + 基本放大电路 . . F Xf 反馈网络 • 图中 X——电压或电流信号 反馈电路方框图 净输入信号 输入信号 比较环节 输出信号 反馈信号

  7. . . . A . Xi Xid Xo + 基本放大电路 . . F Xf 反馈网络 开环放大电路 闭合环路 闭环放大电路

  8. + VCC I RB1 RC + ICQ IBQ + + T T + + + IEQ + RB2 RE UBQ UEQ _ _ _ _ 2．交流反馈与直流反馈 (1) 直流反馈——反馈作用仅在直流通路中存在 直流通路 反馈网络

  9. + + + + + T + _ _ _ _ (2) 交流反馈—— 在交流通路中存在的反馈 交流通路 输入回路 反馈网络 输出回路

  10. . . . A . Xi Xid Xo + 基本放大电路 . . Xf F 3. 正反馈与负反馈 反馈网络 (1) 正反馈——反馈信号加强输入信号的作用，使净输入信号大于原输入信号。 正反馈往往把放大器转变为振荡器

  11. . . . A . Xi Xid Xo + 基本放大电路 . . Xf F (2) 负反馈——反馈信号削弱输入信号的作用，使净输入信号小于原输入信号。 负反馈改善放大电路的性能 负反馈广泛应用于电子技术、自控等领域之中。

  12. . A uId uO uI + 基本放大电路 . uF F 反馈网络 4. 瞬时极性法判断正负反馈 ⊕ 判断方法 a. 在输入端加入对地瞬时极性为正的电压uI。 b. 根据放大电路的工作原理，标出电路中各点电压的 瞬时极性。 c. 判断反馈信号是增强还是削弱输入信号。

  13. . A uId uO uI + 基本放大电路 . uF F 反馈网络 ⊕ d. 反馈信号削弱了输入信号(uId<uI)为负反馈。 e. 反馈信号增强了输入信号(uId>uI)为正反馈。

  14. + A uId + _ _ + + uO R1 uF R2 _ F _ [例1] 判断图示电路反馈的极性。 [解] 假设uI的瞬时极性为正。即 uI ⊕ uI>0 那么 uF>0 uO>0 净输入信号小于输入信号，所以为负反馈。

  15. _ + A uId _ + + + uI uO R1 uF R2 _ F _ [例2] 判断图示电路反馈的极性。 [解] 假设 uI>0 那么 uO<0 uF<0 净输入信号大于输入信号，所以为正反馈。

  16. 特点 + • 放大电路 Xid • RL 方框图 Uo – • 反馈网络 Xf 5.1.2 负反馈放大电路的四种基本类型 1. 电压反馈和电流反馈 a. 电压反馈 反馈信号来源于输出电压 反馈信号与输出电压成正比

  17. 特点 • 放大电路 • RL Xid 方框图 Io • 反馈网络 Xf b. 电流反馈 反馈信号来源于输出电流 反馈信号与输出电流成正比

  18. . . . A . Xi Xid Xo + 基本放大电路 . . Uo =0 Io . . Xf F 输出短路 . . . 若反馈信号Xf=FUo=0, 则为电压反馈。 . . . 若反馈信号Xf=FUo0, 则为电流反馈。 c. 判断电压和电流反馈的方法 反馈网络 a. 令输出电压为零（输出短路）

  19. . . . . . A Xi Xid Uo Xo + 基本放大电路 Io =0 . . Xf F 反馈网络 输出开路 . . . 若反馈信号Xf=FIo=0, 则为电流反馈。 . . . 若反馈信号Xf=FIo0, 则为电压反馈。 . b. 令输出电流为零（输出开路）

  20. • 放大电路 • Xo Uid 方框图 • Ui • 反馈网络 Uf 2. 串联反馈和并联反馈 a. 串联反馈 反馈网络串联于输入回路 特点 反馈信号为电压

  21. R1 + • • 放大电路 Ui Xo • • Ii Iid 方框图 – • If 反馈网络 b. 并联反馈 反馈网络并联于输入回路 特点 反馈信号为电流

  22. 方框图 + + • + A • • RL Ui Uo • _ _ Uid _ + • F • Uf _ 3. 负反馈放大电路的四种基本类型 a. 电压串联负反馈

  23. 方框图 • Ii + + • A R1 • • • RL Ui Uo Iid _ _ • If • F b. 电压并联负反馈

  24. 方框图 + • + A • • Io RL Ui • _ Uid _ + • F • Uf _ c. 电流串联负反馈

  25. 方框图 • Ii + • A R1 • • • RL Io Ui Iid _ • If • F d. 电流并联负反馈

  26. • • • • • • • • • A • • • • • • • • • • • • • F • • • • • • • • • • • • • Af • • • • 3．四种类型负反馈的表达式 电压串联电压并联电流串联 电流并联

  27. + T + + _ + + + _ _ _ 5.1.3 负反馈放大电路举例 1．电压串联负反馈 输入回路 a. 判断反馈网络 输出回路 寻找输入与输出回路的共有网络 反馈网络

  28. + T + + _ + + + _ _ _ b. 判断反馈极性 利用瞬时极性法 当uI>0时 ⊕ uO>0 ⊕ uF>0 ⊕ uId=uI – uF< uI 负反馈

  29. + T + + _ + + + _ _ _ c. 负反馈的组态判断 F (a) 反馈网络F与RL并联，属电压反馈。 (b) 反馈电压uF与输入电压uI串联于电路的输入端， 属串联反馈。 电压串联负反馈

  30. + T + + _ + + + _ _ Uo  _ (如果) d. 电压负反馈的作用 能够稳定输出电压 稳定输出电压的原理 Uid Ib Ic Uf  Uo 

  31. ⊕ ⊕ + + A uId + _ _ + ⊕ uO _ + _ F _ 由运算放大器组成的电压跟随器电路 电压串联负反馈

  32. + + + + + + _ _ _ _ 2．电压并联负反馈 反馈网络 输出回路 a. 判断反馈网络 输入回路

  33. + + + + + + _ _ _ _ b. 判断反馈极性 利用瞬时极性法 当uI>0时 ⊕ uO<0 反馈信号的极性也为负 削弱了输入信号 负反馈

  34. + + + + + + _ _ _ _ c. 负反馈的组态判断 反馈网络F (a) F与RL并联于电路的输出端，属电压反馈。 (b) 反馈电流iF与输入电流iI并联于基本电路的输入端，属并联反馈。 电压并联负反馈

  35. + + + + + + _ _ Uo  _ (如果) _ Ic If  Uo  Iid(=Ib ) d. 电压并联负反馈的作用 稳定输出电压 iC 稳定输出电压的原理

  36. + + + + + + _ _ _ _ e. 当电阻R1=0时 净输入电流的大小与反馈电流iF无关 电路无反馈作用

  37. R1 _ A + + + + uI uO _ _ _ 由运算放大器组成的电压并联负反馈电路 F R2 ⊕ RL

  38. iO + + A _ _ + + uO RL _ + _ R _ 输出回路 3．电流串联负反馈 a. 判断反馈网络 输入回路 反馈网络F

  39. iO + + A _ _ + + uO RL _ + _ R _ ⊕ b. 负反馈的判断 利用瞬时极性法 ⊕ 当uI>0时 ⊕ uO>0 uF>0 uId=uI – uF< uI 负反馈

  40. iO + + A _ _ + + uO RL _ + _ R _ c. 负反馈的组态判断 F (a) 令uO=0， uF0，属电流反馈。 (b) uF与uI串联于运放的输入回路，属串联反馈。 电流串联负反馈

  41. iO + + A _ _ + + uO RL _ + _ R _ Uid Uo  Uf  Io d. 电流串联负反馈的作用 稳定输出电流 稳定输出电流的机理 Io 

  42. R1 iO _ A + + + + RL uO _ uI _ R2 _ R3 4．电流并联负反馈 输入回路 输出回路 a. 判断反馈网络 反馈网络F

  43. R1 iO _ A + + + + uO _ uI _ R2 _ R3 b. 判断反馈极性 ⊕ 利用瞬时极性法 RL 当uI>0时 uO<0 反馈信号极性为负 削弱了输入信号 负反馈

  44. R1 iO _ A + + + + uO _ uI _ R2 _ R3 c. 负反馈的组态判断 (a) 令uO=0， iF0，属电流反馈。 (b) iF与iI并联作用于运放的输入回路，属并联反馈。 电流并联负反馈

  45. R1 iO _ A + + + + uO _ uI _ R2 _ R3 Iid Io  If  d. 电流并联负反馈的作用 稳定输出电流 稳定输出电流的机理 Io 

  46. . . . Xi Xid Xo + . + _ A . Xf · · · 开环增益 A=Xo/Xid . F · · · 闭环增益 Af=Xo/Xi · · · 反馈系数 F=Xf/Xo · · · Xid=Xi–Xf 净输入信号 5.1.4 负反馈放大电路的一般表达式 方框图 图中

  47. · · · · . . . Xo=A(Xi–Xf) Xi Xid Xo + . + _ A · · · 将 代入上式得 Xf=FXo . Xf · · · · · Xo=A(Xi–FXo) . F · · AXi · Xo= · · 1+AF · · A Xo · · · = Af= AF——环路增益 · · · 1+AF Xi 由以上各式得 闭环增益

  48. 的意义 · · 环路增益AF . . . Xi Xid Xo + . + _ A . · · · Xf Xo=A Xid . F · · · · Xf=AF Xid · · 即反馈信号是净输入信号的AF倍 在图示电路中

  49. · A · Af= · · 1+AF 1 Af= 中频时 1+AF 负反馈放大电路的放大倍数的一般表达式 即 电路的闭环放大倍数是开环放大倍数的1/(1+AF)倍。 D=1+AF 称为反馈深度

  50. · · · Xid=Xi–Xf 由于 · · · · · · Xf=FXo= FAXid · Xi · Xid= · · 1+AF a.放大倍数下降的原因 故 即引入负反馈之后，电路的净输入信号降为原输入信号的1/(1+AF)。

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