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模拟电子技术基础 第五章


三、集成运放深度负反馈下电压放大倍数的估算(通过虚短虚断求)
• 电压串联
虚短 虚断
并联负反馈 信号源必须 为有内阻的 电压源或者 恒流源
• 电压并联 0
虚短
电压负反馈稳 定输出电压, 虚断 输出电压与负 载无关
• 电流串联
虚短 虚断
• 电流并联 0
虚短 虚断
电流负反馈稳定输出电流, 输出电流与负载无关
判断反馈的有无: 找输入与输出之间的联系,判断输出是否影响输入
讨论2:判断反馈的极性
+ uI'
+
+
uI'
-
+× uF -
-× uF +
uI' = uI - uF 负反馈 反馈网络R1 , R2
uI' = uI - uF = uI + |uF| 正反馈 反馈网络R1 , R2
注意:反馈量只决定于输出量,与输入量无关!
ii' =ii - if R7、C4引入了级间电流并联负反馈
一、方块图表示法 二、四种组态的方块图表示 三、负反馈放大倍数Af的表达式
一、方块图表示法
开环放大倍数
反馈系数
闭环放大倍数
环路放大倍数 (环路增益) 不同组态下Xo,Xi,Xi' 所表示的电量不 同,因而A、Af、F 所表示的涵义也不同!
一、反馈的基本概念 二、反馈的判断
一、反馈的基本概念
1.反馈:把输出量的一部分或全部通过一定的电路形式 作用到输入回路,来影响输入量的措施。
输入量 Xi
净输入量
基本放大电路
+ A Xi'
输出量 Xo
Xf 反馈量
F 反馈网络
注意:分析反馈放大电路时只考虑信号的单向 传输,即Xo只由Xi'和A决定,Xf只由Xo和F决定
反馈只影响某一级放大电路,称为局部反馈 反馈影响两级或两级以上的放大电路,称为级间反馈
注意:将集成运放视为一级放大电路; 只有多级放大电路才可能存在级间反馈。
二、反馈的判断
讨论1:判断反馈的有无
uId
uId
无反馈
uId = uI 无反馈
+ uF uId = uI - uF 有反馈
反馈量uF使净输 入量uId发生变化
讨论5:
串联反馈信号 源为恒压源时
+
-
效果最好

uf
+
uO
ui' =ui - uf
R7、C4 、 R6引入了级间交流电压串联负反馈 R6、 R8引入了局部交直流负反馈 R3、 C3引入了局部直流负反馈
讨论6:
并联反馈信号
-
源为恒流源时
ii
效果最好,若 +
ii'
+
为电压源则必
×
须有内阻
if
uO
- ie
交流反馈
直流反馈
讨论4:判断有无反馈、反馈的极性、交流直流反馈
b-e端为净输入 端,uBE=uI'
-
+
IC
UI+'
UF
通过电阻Re、Ce引入了直流反馈: 输出电流IC 变化将使Re上的电压(UF)变化, 从而使净输入电压(UI')变化。
UI' =UI - UF 直流负反馈 反馈网络为Re、Ce
讨论5:
一、深度负反馈的实质 二、深度负反馈下电压放大倍数的估算 三、集成运放深度负反馈下电压放大倍数的估算
一、深度负反馈的实质
深度负反馈下,净 输入量近似为零!
串联负反馈: Ui′=Ui - Uf ≈ 0 并联负反馈: Ii′=Ii - If ≈0
二、深度负反馈下电压放大倍数的估算(通过F求)
讨论1:求Auuf
2. 正反馈(Positive Feedback)、负反馈(Negative Feedback)
从反馈的效果来判断
a. 输入端
反馈的结果使净输入量减小--负反馈
增大--正反馈
Xi' =Xi - |Xf |
即Xi' ↓ 负反馈
Байду номын сангаасXi' =Xi + |Xf |
即Xi' ↑ 正反馈
b.输出端
反馈的结果使输出量的变化增大--正反馈
历史:美国西部电力公司Harold Black 于1927年为改善 长距离电话传输系统中放大器的失真而发明了反馈的方法。
Xi
- A Xi'
A很大,Xo大且容 易出现非线性失真
XO
Xf
通过反馈,减小
‘净输入’信号,
F
从而减小输出信号 及其非线性失真
稳定输出信号!
5.1 反馈的基本概念及判断方法 5.2 负反馈放大电路的四种基本组态 5.3 负反馈放大电路的表示方法 5.4深度负反馈放大电路放大倍数的估算 5.5 负反馈对放大电路性能的影响 5.6 负反馈放大电路的稳定性
结论1:对于单个集成运放,反馈引回到 同相端为正反馈,引回到反相端为负反馈
二、反馈的判断
讨论2:判断反馈的极性
接地

iF
iI'
只考虑输出电压作用所产
生的反馈电流,忽略输入 电压的作用(设uN=0)
-
iI' = iI -iF 负反馈 反馈网络为R2
问题:若同相端与反相端 互换,则反馈极性如何?
二、反馈的判断 讨论3:判断直流和交流反馈
Rb1
-Rc1 Rb2
+ C1
+ ui
uI'-
T1
×
Rf
-
uF Re1
+VCC
+Rc2
T2
+
两级CE放大电路
-
uo
Re2 -
• Rf、 Re1、 Re2引入了正反馈,交流和直流反馈,级间反馈 • Re1引入了负反馈,交流和直流反馈,局部反馈(影响第一级) • Re2引入了负反馈,交流和直流反馈,局部反馈(影响第二级)
实现电压放大 电压串联
实现电流- 电压并联 电压转换
实现电压电流转换
电流串联
实现电流放大 电流并联
二、四种组态的方块图表示
电压串联 (shunt-serial)
电流串联 (serial-serial)
电压并联 (shunt-shunt)
电流并联 (serial-shunt)
三、负反馈放大倍数Af的表达式
思考题:求Ausf
ii'≈0
ug≈0
-
ii ii' + 0
×if
ic+
- ie
电流并联负反馈 uO
深度并联负反馈存在虚断,即ii'近似为零,因此ug也近似为零
测验题:求Auf
+
ui'
+
uf 电流串联负反馈
+
ui'
+
uf
电压串联负反馈
Auf ≈1
三、集成运放深度负反馈下电压放大倍数的估算(通过虚短虚断求)
减小--负反馈
△Xo ↑ 正反馈
△Xo ↓ 负反馈
瞬时极性法判断反馈的极性(正、负)
• 先从输入回路断开反馈网络(开环)
• 规定Xi的瞬时极性为‘+’(即相对于‘地’的瞬时变化量为正)
→ 逐级判断Xo极性 → 判断Xf极性 • 若Xf 极性使:Xi'= Xi - |Xf | 即使得Xi' ↓ ——负反馈
Rb1
+ C1
+ ui
-
Rc1
-
T1

Rf
uf Re1
+VCC Re2
- 电压串联负反馈
T2
+
+
Rc2
u-o
通常,A、F、Af、 Auuf或Ausf同符号,该 符号与由瞬时极性法
判断出的Uo的极性相 同(设Ui极性为正)
讨论2:求Ausf
ii'≈0
ug≈0
+ ii
ii'
-
0
×
if
电压并联负反馈
-
并联反馈
(2)电压反馈、电流反馈(从输出端看)
Xf取自uO——电压反馈 Xf取自iO ——电流反馈
电压反馈 交流负反馈的四种组态 电压串联
电流串联
电流反馈 电压并联 电流并联
三、交流负反馈四种组态的判断
1. 串联、并联反馈的判断
uI = uI' + uF iI = iI' + iF
串联反馈 并联反馈
当uO = 0时, 电压负反馈 由输出产生 的iF = 0
结论2:反馈直接引回到信号输入端为并联反馈
反馈引回到另外一端为串联反馈
iI'
-

iF
iI' = iI - iF 并联负反馈
当uO = 0时, 电压负反馈 由输出产生 的iF = 0
uA
当uO = 0时uA ≠ 0,由 输出产生的iF ≠ 0 电流并联负反馈
3. 展宽频带
fbwf=(1+AF)fbw 交流负反馈使频带展宽了1+AF倍
4. 减小非线性失真及抑制内部噪声
由于半导体器 件的非线性,
A2
Xo
Af2 Xo
当放大电路为理想运放时,深度负反馈下同时存在’虚短’和’虚断’
理想运放特点: Aod=∞ Rid=∞ Rod=0
理想运放引入负反馈后,输出与输入呈线性关系: Uo= Uid * Aod Uo<Uom , Aod=∞ → Ui′ ≈ 0 Rid=∞ → Ii′≈ 0
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