电工学第4章.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 反馈放大电路,4.1,反馈的基本概念,4.2,负反馈放大器的四种类型,4.3,负反馈对放大器性能的影响,1.,开环与闭环,电路中只有正向传输，没有反向传输，称为,开环状态。,正向传输,信号从输入端到输出端的传输,反向传输,信号从输出端到输入端的传输,既有正向传输，又有反馈 称为,闭环状态,。,信号的正向传输,信号的正向传输,反馈传输,(,通路,),（反馈网络）,4.1,反馈的基本概念,直流反馈,若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。,2.,直流反馈与交流反馈,该电路引入直流反馈的目的,，,是为了稳定静态工作点,Q,。,交流反馈,若电路将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。,（如去掉电容,C,e,）,交流反馈，影响电路的交流工作性能,。,直流反馈,交流反馈,i,c,解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时存在，来进行判别。,例：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。,交、直流反馈,交流反馈,注意电容的“隔直通交”作用！,例：基本放大器，无反馈，净输入量,u,be,=,u,i,，,电压放大倍数为：,3.,负反馈与正反馈,负反馈,输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，放大倍数减小。,引入反馈后，净输入量,u,be,=,u,i,-,u,f,，,电压放大倍数为：,可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负反馈。,正反馈,输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加。,本级反馈,反馈只存在于某一级放大器中,级间反馈,反馈存在于两级以上的放大器中,例,4.,本级反馈与级间反馈,级间反馈,本级反馈,本级反馈,4.2,负反馈放大器的四种类型,负反馈类型,有四种组态,:,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,一,.,电压串联负反馈,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为,电压串联负反馈,从输入端看，有：,u,d,=,u,i,-,u,f,故为串联负反馈。,用,“,瞬时极性法,”,判断反馈极性：,假设某一瞬时，在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号，按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。,反馈电压：,因为反馈量与输出电压成比例，所以称电压反馈。,分立电路电压串联负反馈,R,L,u,O,u,f,u,d,(,u,be,),u,O,电压负反馈的特性,稳定输出电压,稳定过程：,负载变化时，,输出电压稳定,输出电阻,u,i,一定,二,.,电压并联负反馈,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为,电压串联负反馈。,i,d,=,i,i,-,i,f,从输入端看有：,因为反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。,反馈电流：,故为并联负反馈。,分立电路电压并联负反馈,反馈量与输出电压成比例，,所以是电压反馈。,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为,电压串联负反馈,i,d,=,i,i,-,i,f,在输入端有,故为并联负反馈。,因为反馈电流：,三,.,电流并联负反馈,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为,电流串联负反馈。,又因为,在输入端有,:,i,d,=,i,i,-,i,f,反馈电流：,因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。,故为并联负反馈。,分立电路组成的电流并联负反馈,引入电流负反馈的目的,稳定输出电流,稳定过程：,负载变化时，,输出电流稳定,输出电阻,R,L,i,o,(,i,c2,),i,f,i,d,（,i,b,）,i,o,(,i,c2,),四,.,电流串联负反馈,反馈电压：,u,f,=,i,o,R,f,根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为,电流串联负反馈,u,d,=,u,i,-,u,f,又因为,在输入端有,因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。,故为串联负反馈。,分立电路组成的电流串联负反馈电路,i,o,u,f,u,d,i,o,引入电流负反馈的目的,稳定输出电流,稳定过程：,负载变化时，,输出电流稳定,输出电阻,R,L,五,.,反馈类型及判别方法总结,1.,直流反馈与交流反馈,注意电容的“隔直通交”作用,例题,1:,试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？,2.,反馈极性：正反馈与负反馈,判定方法,“,瞬时极性法”,例题,2:,试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。,对于串联反馈：,输入量与反馈量作用在不同的两点上，若输入量与反馈量的瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。,对于并联反馈：,输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。,动画演示,3.,取样方式,电压反馈与电流反馈,假设输出端交流短路（,R,L,=0,），即,u,o,=0,，,若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。,电压反馈：,反馈信号的大小与输出电压成比 例。,判断方法,输出短路法：,电流反馈：,反馈信号的大小与输出电流成比 例。,例题,3:,试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈。,4.,比较方式,串联反馈和并联反馈,串联反馈：,反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：,u,d,=,u,i,-,u,f,并联反馈：,反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极。有：,i,d,=,i,i,-,i,f,此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。,此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。,对于三极管电路：,若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈。,若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。,对于运放电路：,若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并联反馈。,若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相端则为串联反馈。,2.,负反馈放大器的一般关系,闭环放大倍数：,放大,：,反馈,：,迭加：,A,F,=X,o,/X,i,=X,o,/(,X,d,+,X,f,)=X,o,/(+,X,o,F,),=,X,o,A,1,1,A,+F,=,A,1+AF,4.3,负反馈对放大电路性能的影响,提高增益的稳定性,减少非线性失真,扩展频带,改变输入电阻和输出电阻,在放大器中引入负反馈,降低了放大倍数,使,放大器的性能得以改善：,一,.,提高放大倍数的稳定性,闭环时,则,只考虑幅值有,即闭环增益相对变化量比开环减小了,1+,AF,倍,即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。,2.,改善放大器的非线性失真,A,u,i,u,f,u,i,u,o,u,d,加反馈前,加反馈后,A,F,+,失真,改善,u,o,u,o,3.,扩展放大器的通频带,放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。,无反馈时放大器的通频带：,f,bw,=,f,H,f,L,f,H,有反馈时放大器的通频带：,f,bwf,=,f,Hf,f,Lf,f,Hf,可以证明：,f,bwf,=(1+,AF,),f,bw,放大器的一个重要特性：,增益与通频带之积为常数。,即：,A,mf,f,bwf,=,A,m,f,bw,0,20lg|A|（dB）,F,（Hz）,A,m,f,L,f,H,f,Lf,f,Hf,A,mf,4.,负反馈对输入电阻的影响,(1),串联负反馈使输入电阻增加,无,反馈时：,有,反馈时：,(2),并联负反馈使输入电阻减小,无,反馈时：,有,反馈时：,5.,负反馈对输出电阻的影响,电压负反馈稳定输出电压（当负载变化时）恒压源输出电阻小。,(1),电压负反馈使输出电阻减小,电流负反馈稳定输出电流（当负载变化时）恒流源输出电阻大。,(2),电流负反馈使输出电阻提高,为改善性能引入负反馈的一般原则,要稳定直流量,引直流负反馈,要稳定交流量,引交流负反馈,要稳定输出电压,引电压负反馈,要稳定输出电流,引电流负反馈,要增大输入电阻,引串联负反馈,要减小输入电阻,引并联负反馈,