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文檔簡介

1、7.1 通用反饋結構一、反饋的組成和基本信號 xs 原輸入信號( is 或 us )。 xi 凈輸入信號( ii 或 ui)。 xo 輸出信號( io 或 uo )。 xf 反饋信號( if 或 uf )。由求和器:xi=xs-xfA+求和環節基本放大電路B反饋網絡+開環增益反饋系數 閉環增益 三者之間的關系?7.1 通用反饋結構環路傳輸二. 基本反饋方程反饋深度二. 基本反饋方程反饋深度環路傳輸二. 基本反饋方程反饋深度環路傳輸 基本反饋方程(重點)二. 基本反饋方程閉環增益4)當 時,就變為 ,說明此時反饋放大電路的閉環增益將只取決于反饋系數。因為反饋網絡通常由無源元件組成,這些元件性能非

2、常穩定,所以在這種情況下反饋放大電路的工作也將非常穩定,不受除輸入量以外的干擾因素的影響。因為 , ,所以叫做“深度反饋”。 基本反饋方程(重點)閉環增益7.2 負反饋對放大電路性能的改善1 提高增益的穩定性 6 對輸出電阻的影響 3 提高輸出信噪比4 減少非線性失真 5 對輸入電阻的影響 2 擴展通頻帶反饋放大電路的一般形式7.3 反饋的類型及其判斷補充、反饋的分析方法(重點)分析步驟:3、是否負反饋?4、是負反饋!那么是何種類型的負反饋?(判斷反饋的組態)1、找出反饋網絡(電阻)。2、是交流反饋還是直流反饋? 反饋信號輸入信號凈輸入信號輸出信號帶有反饋的放大電路稱為反饋放大電路。反饋的必要

3、條件是要有反饋網絡,將輸出量送回輸入端。反饋網絡是連接輸出回路與輸入回路的支路,多數情況由電阻元件組成。 反饋信號輸入信號凈輸入信號輸出信號1、找出反饋網絡(電阻)。2.直流反饋與交流反饋電路中引入直流反饋的目的,一般是為了穩定靜態工作點Q。直流反饋若電路將直流量反饋到輸入回路,則稱直流反饋。交流反饋若電路將交流量反饋到輸入回路,則稱交流反饋。反饋傳輸(通路)(反饋網絡)信號的正向傳輸既有交流量反饋,又有直流量反饋,稱為交直流反饋。3. 正反饋和負反饋采用瞬時極性法,看反饋是增強還是削弱輸入信號。(重點)4. 四種反饋組態(根據取樣和比較的種類)電壓串聯負反饋電壓并聯負反饋電流串聯負反饋電流并

4、聯負反饋 反饋信號輸入信號凈輸入信號輸出信號(一)正反饋、負反饋的判斷方法 -瞬時極性法 直接在放大電路圖中標出各點的瞬時極性進行判斷,瞬時極性為正,表示電位升高;瞬時極性為負,表示電位降低。 反饋信號輸入信號凈輸入信號輸出信號瞬時極性法判斷的具體步驟(BJT):1.先設凈輸入信號xi瞬時極性為正,用“+” 表示。按信號傳輸方向依次判斷相關點的瞬時極性,直至判斷出反饋信號的瞬時極性。2.根據共發射極放大電路“集電極電位與基極電位瞬時極性相反,發射極電位與基極電位瞬時極性相同”的規律,標出各極電位的瞬時極性。 例題1:試判斷圖1所示電路 的反饋組態。 圖1瞬時極性法判斷的具體步驟(BJT):3.

5、當反饋信號和輸入信號加于輸入回路一點時,瞬時極性相同的為正反饋,瞬時極性相反的是負反饋; 當反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時,瞬時極性相同的為負反饋,瞬時極性相反的是正反饋。 例題1:試判斷圖1所示電路 的反饋組態。 圖1反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時,瞬時極性相同的為負反饋,瞬時極性相反的是正反饋。結論:負反饋。反饋信號和輸入信號加于輸入回路一點時,瞬時極性相同的為正反饋,瞬時極性相反的是負反饋。結論:負反饋。 根據反饋信號在輸入端與輸入信號比較(疊加)形式的不同,可以分為串聯反饋和并聯反饋。二、串聯反饋(電壓求和)和并聯反饋(電流求和)串聯反饋:反饋信號與輸入信號串聯,即反饋電壓

6、信號與輸入信號電壓比較。并聯反饋:反饋信號與輸入信號并聯,即反饋信號電流與輸入信號電流比較。二、串聯反饋(電壓求和)和并聯反饋(電流求和)RSABusuiufuABisifiiiRS(二)、串聯和并聯反饋:規則:串聯負反饋:ui = us uf并聯負反饋:ii = is if反饋信號與輸入信號在不同節點為串聯反饋;反饋信號與輸入信號在同一個節點為并聯反饋。規律:RSABusuiufuABisifiiiRS例題2: 判斷電路的反饋類型比較取樣1.當反饋信號和輸入信號加于輸入回路一點時,瞬時極性相反的是負反饋;2.反饋信號與輸入信號在同一個節點為并聯反饋。三、電壓反饋和電流反饋根據反饋所采樣的信號

7、不同,可以分為電壓反饋和電流反饋。三、電壓反饋和電流反饋電壓反饋:反饋信號取自輸出電壓信號。電流反饋:反饋信號取自輸出電流信號。根據反饋所采樣的信號不同,可以分為電壓反饋和電流反饋。ABRLuo電壓反饋電流反饋iouoBARLio規則:RL 短路,反饋消失則為電壓反饋, 反饋存在為電流反饋。規律:電壓反饋取自輸出端或輸出分壓端; 電流反饋取自非輸出端。三、電壓反饋和電流反饋:ABRLuo電壓反饋電流反饋iouoBARLio比較取樣1.當反饋信號和輸入信號加于輸入回路一點時,瞬時極性相反的是負反饋;2.反饋信號與輸入信號在同一個節點為并聯反饋。3.反饋信號取自輸出端,是電壓反饋。 結論: 電壓并

8、聯負反饋例題2: 判斷電路的反饋類型 四種類型的反饋阻態輸出端: 電壓反饋 電流反饋輸入端: 串聯反饋 并聯反饋組合四種: 電壓串聯反饋 電壓并聯反饋 電流串聯反饋 電流并聯反饋負反饋交流反饋直流反饋電壓串聯負反饋電壓并聯負反饋電流串聯負反饋電流并聯負反饋穩定靜態工作點反饋的類型四種基本反饋類型ABusuiufuRSRLuoABuSuiufuRSiouoRLio電壓串聯負反饋電流串聯負反饋BAiSifiiiRSRLuoBAisifiiiRSiouoRLio電壓并聯負反饋電流并聯負反饋例 3輸入回路輸出回路判斷電路是否存在反饋。是正反饋還是負反饋?RE 介于輸入輸出回路,有反饋。反饋信號和輸入信

9、號加于輸入回路兩點時,瞬時極性相同為負反饋。電流串聯負反饋電壓串聯負反饋例 4 反饋類型的判斷反饋信號與輸入信號在不同節點為串聯反饋,在同一個節點為并聯反饋。反饋取自輸出端或輸出分壓端為電壓反饋,反饋取自非輸出端為電流反饋。規 律: RE 引入本級電流串聯負反饋;Rf -引入級間電流并聯負反饋。例5 反饋信號與輸入信號在不同節點為串聯反饋,在同一個節點為并聯反饋。反饋取自輸出端或輸出分壓端為電壓反饋,反饋取自非輸出端為電流反饋。規 律:反饋類型的判斷比較取樣1.反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時,瞬時極性相同為負反饋;2.反饋信號與輸入信號在不同節點為串聯反饋;3.反饋取自輸出端或輸出分壓端

10、為電壓反饋。 結論:電壓串聯負反饋例題6: 判斷電路的反饋類型Kb ?Ke ?例題7: 判斷電路的反饋類型Kb 電流并聯負反饋Ke 電流串聯正反饋例題7: 判斷電路的反饋類型Kb ?Ke ?例題8: 判斷電路的反饋類型Kb 電壓并聯正反饋Ke 電壓串聯負反饋例題8: 判斷電路的反饋類型u-u+ uo集成運算放大器符號與極性(補充)反相輸入端 u同相輸入端 u+ 輸出端 uo與u+極性相同,與u-極性相反。國際符號:國內符號:反相輸入端同相輸入端運放例題9: 判斷電路的反饋類型分析: uo 經 Rf 與 R1 分壓反饋到輸入回路,故有反饋。反饋使凈輸入電壓 uid 減小,為負反饋。RL = 0,

11、無反饋,故為電壓反饋。uf = uoR1/(R1 + Rf) 也說明是電壓反饋。uid = ui uf 故為串聯反饋。結論:電壓串聯負反饋例題9: 判斷電路的反饋類型電壓串聯負反饋瞬時極性法當vi一定時:若vovfvidvo電壓串聯負反饋電壓負反饋串聯負反饋輸出回路輸入回路基本放大器反饋網絡.AFAFvividvfvo反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時,瞬時極性相同為負反饋。電壓負反饋穩定輸出電壓反饋取自輸出端或輸出分壓端,是電壓反饋。反饋信號與輸入信號在不同節點為串聯反饋。例 10 分析:Rf 為輸入回路和輸出回路的公共電阻,故有反饋。反饋使凈輸入電壓 uid 減小,為負反饋。RL = 0

12、,反饋存在,故為電流反饋。uf = ioRf ,也說明是電流反饋。uid = ui uf 故為串聯反饋。結論:電流串聯負反饋AB電流串聯負反饋電流串聯負反饋AFAFvividvf反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時,瞬時極性相同為負反饋。io反饋取自非輸出端為電流反饋。反饋信號與輸入信號在不同節點為串聯反饋。AF.例題11 電壓并聯負反饋AFvoiiiidif反饋信號和輸入信號加于輸入回路同一點時,瞬時極性相反為負反饋。反饋取自輸出端或輸出分壓端為電壓反饋.反饋信號與輸入信號在同一個節點為并聯反饋。例題12 電流并聯負反饋AF.iiiidifAF反饋信號和輸入信號加于輸入回路同一點時,瞬時極性

13、相反為負反饋。io當ii一定時:若ioifiidio通過R、Rf電流負反饋穩定輸出電流電流負反饋反饋取自非輸出端為電流反饋。并聯負反饋反饋信號與輸入信號在同一個節點為并聯反饋。io=iR+if=(1+Rf/R)if例13:試分析該電路存在的極間反饋,并判斷其反饋組態。解: 根據瞬時極性法電路是負反饋。反饋信號與輸入信號在不同節點為串聯反饋。反饋取自輸出端或輸出分壓端,故為電壓反饋。反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時,瞬時極性相同為負反饋。結論:電壓串聯負反饋例14:試分析該電路存在的反饋,并判斷其反饋組態。例14:試分析該電路存在的反饋,并判斷其反饋組態。結論: 電流并聯負反饋反饋信號與輸入

14、信號在同一個節點, 所以是并聯負反饋。反饋取自非輸出端,所以是電流負反饋。解:根據瞬時極性法判斷:反饋信號和輸入信號加于輸入回路同一點時,瞬時極性相反為負反饋。 例題15: 試判斷圖示電路的反饋組態,是交流反饋?或直流反饋?結論:交流電壓串聯負反饋。結論:是交直流電流并聯負反饋。例16: (東南大學研究生入學試題)如圖所示,試說明: (1)F點分別接在 H、J、K三點時,各形成何種反饋;J 解:(1)F點接在H點時,形成電壓并聯正反 饋; J 解:(1) F點接在J點時,形成電壓串聯負反饋; J 解: F點接在 K 點時,形成電壓并聯負反饋。 J小結: 1、反饋類型:正反饋與負反饋;電壓反饋與

15、電流反饋;串聯反饋與并聯反饋;直流反饋與交流反饋。 2、負反饋放大電路的四種基本組態:電壓串聯負反饋;電壓并聯負反饋;電流串聯負反饋;電流并聯負反饋; 3、用瞬時極性法判別正反饋和負反饋。 4、按采樣形式、電路結構、輸出短路法判別電壓反饋和電流反饋。 5、按電路結構、比較形式、反饋信號性質判別串聯反饋和并聯反饋。1. 串聯(電壓求和)負反饋使輸入電阻增大Rif深度負反饋:2. 并聯(電流求和)負反饋使輸入電阻減小Rif深度負反饋:ii A BusuiufRiABuiifiiis A BusRiABii 補充:對輸入電阻的影響1. 串聯負反饋使電路的輸入電阻增加:2. 并聯負反饋使電路的輸入電阻

16、減小:例如:射極輸出器理解:串聯負反饋相當于在輸入回路中串聯了一個電阻,故輸入電阻增加。理解:并聯負反饋相當于在輸入回路中并聯了一條支路,故輸入電阻減小。 對輸入電阻的影響1. 電壓取樣負反饋 B與A并聯,使輸出電阻減小ABRoRofA為負載開路時的源電壓增益深度負反饋:2.電流取樣負反饋 B與A串聯,使輸出電阻增大ABRoRofA為負載短路時的源電壓增益深度負反饋: 對輸出電阻的影響1. 電壓負反饋使電路的輸出電阻減小:例如:射極輸出器理解:電壓負反饋目的是阻止uo的變化,穩定輸出電壓。放大電路空載時可等效右圖框中為電壓源:輸出電阻越小,輸出電壓越穩定,反之亦然。RoUsouoRL 對輸出電

17、阻的影響理解:電流負反饋目的是阻止io的變化,穩定輸出電流。放大電路空載時可等效為右圖框中電流源:輸出電阻越大,輸出電流越穩定,反之亦然。2. 電流負反饋使電路的輸出電阻增加:RoisoioRL 對輸出電阻的影響 例17: (研究生入學試題) 電流串聯負反饋放大器是一種輸出端取樣量為,輸入端比較量為的負反饋放大器,它使輸入電阻,輸出電阻。 例17: (研究生入學試題) 電流串聯負反饋放大器是一種輸出端取樣量為,輸入端比較量為的負反饋放大器,它使輸入電阻,輸出電阻。 解: 輸出端取樣量為電流; 輸入端比較量為電壓; 它使輸入電阻增加; 輸出電阻增加。 討論: 反饋類型的判斷取決于輸出端取樣量和輸

18、 入端比較量。 電壓反饋使輸出電阻減小,電流反饋使輸出電阻增大; 串聯反饋使輸入電阻增大,并聯反饋使輸出電阻減小。 估算輸入輸出電阻在深度負反饋條件下:注:表中的輸入、輸出電阻均指反饋環中的輸入、輸出電阻。(1)電壓串聯負反饋舉例18 深度負反饋條件下,求Rof, RifRifRifRb1/Rb2Rof0(2)電壓并聯負反饋Rif0RifRSRof0舉例19 深度負反饋條件下,求Rof, Rif負反饋對放大電路的影響(總結)降低放大倍數;提高放大倍數的穩定性;展寬頻帶;減小非線性失真;減小內部噪聲;改變輸入、輸出電阻; 串聯負反饋 輸入電阻增大 并聯負反饋 輸入電阻減小 電壓負反饋 穩定電壓、輸出電阻減小 電流負反饋 穩定電流、輸出電阻增大 例20:(北方交通大學研究生入學試題) 負反饋可以從那些方面改善放大器的性能? 例20:(北方交通大學研究生入學試題) 負反饋可以從那些方面改善放大器的性能? 解:它從以下五方面改善其性能: a. 增大放大倍數的恒定性; b. 減小非線性失真; c. 抑制噪聲; d. 擴展頻帶; e. 改變輸入、輸出阻抗。 補充:為改善性能引入負反饋的一般原則 要穩定直流量引直流負反饋 要穩定交流量引交流負反饋 要穩定輸出電壓引電壓負反饋 要穩定輸出電流引電流負反饋

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