第6章放大电路中的反馈.

模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第1页第6章放大电路中的反馈§6.1反馈的概念及判断方法§6.2负反馈放大电路的四种基本组态§6.5负反馈对放大电路性能的影响§6.6负反馈放大电路的稳定性§6.7放大电路中其它形式的反馈§6.3负反馈放大电路的方框图及一般表达式§6.4深度负反馈放大电路放大倍数的分析模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第2页§6.1反馈的概念及判断方法一、反馈的基本概念二、反馈的判断模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第3页1.什么是反馈在电路中，将输出量(uO或iO)的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用于影响其输入量(uI或iI)的措施称为反馈。一、反馈的基本概念反馈放大电路的方框图。分为两个部分：基本放大电路（放大电路）和反馈网络（传输反馈信号）模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第4页2.正反馈和负反馈根据反馈的效果来判断其极性：使放大电路净输入量增大的反馈称为正反馈，使净输入量减小的反馈为负反馈。同样，使输出量的变化增大的反馈为正反馈，使输出量的变化减小的反馈为负反馈。引入反馈后其变化是增大？还是减小？引入反馈后其变化是增大？还是减小？模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第5页3.直流反馈和交流反馈如果反馈量只含有直流量，则称为直流反馈；如果反馈中只含有交流量，称为交流反馈。或者说仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈；反之亦然。引入交流负反馈引入直流负反馈重点研究：交流负反馈模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第6页二、反馈的判断放大电路中存在将输出回路与输入回路相连接的通路，并影响放大电路的净输入量，则有反馈；否则无反馈。有反馈吗？将输出电压全部反馈回去无反馈1.有无反馈的判断即在输入回路又在输出回路模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第7页2.反馈极性（正、负反馈）的判断“看反馈的结果”，即净输入量是被增大还是被减小。瞬时极性法：给定的瞬时极性，并以此为依据分析电路中各电流、电位的极性从而得到的极性；根据输出信号的极性判断反馈信号的极性。iXoX的极性→的极性→、、的叠加关系oXfXiXfX'iX''iifiifUUUIII或－－正反馈－－负反馈''iifiifUUUIII或模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第8页2.反馈极性的判断DPNuuu反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。1FO12RuuRR(a)设输入电压uI瞬时为+，则同相输入端电位uP为+，输出电压uO为+；uO在R1、R2回路产生的电流在R1上产生上+下-的反馈电压uF，使反相输入端电位uN为+；导致集成运放的净输入电压uD数值减小，引入负反馈。结论：(a)负反馈；(b)正反馈；(c)负反馈。模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第9页在判断集成运放构成的反馈放大电路的反馈极性时，净输入电压指的是集成运放两个输入端的电位差，净输入电流指的是同相输入端或反相输入端的电流。2ON2RuuiR反馈量反馈电流反馈量仅决定于输出量净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流增大，引入了正反馈模拟电路分立元件放大电路反馈极性的判断如图所示。由R3、R6引入了负反馈。分立元件放大电路反馈极性的判断2019年12月18日星期三ShandongUniversity第10页模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第11页3.直流反馈和交流反馈的判断“看通路”，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。仅有直流反馈仅有交流反馈交、直流反馈共存仅有直流反馈模拟电路【例6.1.1】判断下图所示电路是否引入了级间反馈；若是，判断反馈性质。解：R4跨接在两级之间，故引入了级间反馈；并且既引入了交流反馈，也引入了直流反馈；利用瞬时极性法可判断反馈的极性。设输入电压uI的极性对地为+，则A1的输出电位为-，即A2的输入电压对地为-，故输出电压uO对地为+；作用于R4和R1回路，产生的电流在R1上获得反馈电压uF，使得A1的净输入电压减小，引入了负反馈。2019年12月18日星期三ShandongUniversity第12页模拟电路§6.2负反馈放大电路的四种基本组态一、分析要点二、四种组态三、反馈组态的判断2019年12月18日星期三ShandongUniversity第13页模拟电路一、分析要点通常，引入了交流负反馈的放大电路称为负反馈放大电路。(a)输出电压影响净输入电压图(a)引入了交流负反馈。图中可见，输出电压全部作为反馈电压作用于运放的反相端。在输入电压不变的情况下，若由于某种原因（例如负载阻值变化）引起输出电压增大，则运放反相端电位势比随之升高，导致运放净输入减小，因此，使输出减小。即：()ONDINOuuuuuu()OIuu2019年12月18日星期三ShandongUniversity第14页模拟电路图(b)也引入了交流负反馈。图中可见，输出电流全部作为反馈电流作用于运放的反相端。在输入电流不变的情况下，若由于某种原因（例如负载阻值变化）引起输出电流增大，反馈电流随之增大，则运放反相端净输入电流将减小，导致运放净输入电压减小。即反相端电位降低，从而使运放输出电压升高，输出电流随之减小。即：OFDDNOOiiiuuui()OIii一、分析要点2019年12月18日星期三ShandongUniversity第15页(b)输出电流影响净输入电流模拟电路上述分析结论如下：（1）交流负反馈稳定放大电路，任何因素引起的输出量的变化都将得到抑制；所以也使其放大能力下降。（2）反馈量实质上是对输出量的采样，既可以来源于输出电压，也可以来源于输出电流，其数值与输出量成正比。（3）负反馈的基本作用是将引回的反馈量与输入量相减，从而调整电路的净输入量和输出量。（4）反馈量取自输出电压将使输出电压稳定，取自输出电流将使输出电流稳定。因此，分析负反馈放大电路，首先要研究下列问题：(1)从输出端看：反馈量是取自于输出电压（电压反馈），还是取自于输出电流（电流反馈）。(2)从输入端看：反馈量与输入量是以电压方式相叠加（串联反馈），还是以电流方式相叠加（并联反馈）。2019年12月18日星期三ShandongUniversity第16页模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第17页反馈量取自输出电压uO，且正比于uO，并与输入电压uI求差后放大，电路引入电压串联负反馈。如图，采用电阻分压的方式将输出电压的一部分作为反馈电压。反馈量：1.电压串联负反馈电路112FORuuRR二、由集成运放组成的四种组态负反馈放大电路模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第18页2.电流串联负反馈电路图(a)中负载电阻RL接到A的反相输入端，得到稳定的电流。反馈量：1FOuiR反馈量取自输出电流iO，转换为反馈电压uF，并与输入电压uI求差后放大，电路引入电流串联负反馈。(a)基本电路(b)习惯画法模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第19页3.电压并联负反馈电路4.电流并联负反馈电路图(a)中，反馈量，取自输出电压uO，转换为反馈电压uF，引入电压并联负反馈。OFuiR(a)电压并联负反馈(b)电流并联负反馈图(b)中，反馈量，取自输出电流iO，转换为反馈电流iF，引入电流并联负反馈。212FORiiRR结论：引入电压还是电流反馈，取决于负载欲得到恒定电压还是稳定电流；引入串联还是并联反馈，取决于信号源是电压源还是电流源。模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第20页1.电压反馈与电流反馈的判断电压反馈与电流反馈的区别在于基本放大电路的输出回路与反馈网络的连接方式不同：并联为电压反馈。即，令输出电压为0，若反馈量随之为0，则为电压反馈；三、反馈组态的判断图(a)中，输出短路（接地）时，等效为图(b)，尽管Rf中还有电流，那是输入电流造成的，并非正比于输出电压的iF，此时的iF=0。故电路引入了电压反馈。(a)电路(b)令输出电压为零模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第21页1.电压反馈与电流反馈的判断电压反馈与电流反馈的区别在于基本放大电路的输出回路与反馈网络的连接方式不同：串联为电流反馈。即，令输出电压为0，若反馈量依然存在，则为电流反馈。图(a)中，输出短路时，等效为图(b)，图中可见，Rf中的电流iF保持不变，仍然正比于输出电流iO。故电路引入了电流反馈。(a)电路(b)令输出电压为零模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第22页2.串联反馈与并联反馈的判断串联反馈与并联反馈的区别在于基本放大电路的输入回路与反馈网络的连接方式不同。如反馈信号为电压量，与输入电压求差而获得的净输入电压，则为串联反馈；若反馈信号为电流量，与输入电流求差获得的净输入电流，则为并联反馈。(a)集成运放净输入电压uD=uI̶uF，引入了串联反馈。(a)(b)和(c)集成运放净输入电流iD=iI̶iF，引入了并联反馈。(b)(c)模拟电路（1）电压反馈：对交变信号而言，若基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端是并联连接，则称为并联取样，又称电压反馈。（2）电流反馈：对交变信号而言，若基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端是串联连接，则称为串联取样，又称电流反馈。（1）串联反馈：对交流信号而言，信号源、基本放大器、反馈网络三者在比较端是串联连接，则称为串联反馈。（2）并联反馈：对交流信号而言，信号源、基本放大器、反馈网络三者在比较端是并联连接，则称为并联反馈。（3）串联反馈和并联反馈的判定方法：对交变分量而言，若信号源的输出端和反馈网络的比较端接于同一个放大器件的同一个电极上，则为并联反馈；否则为串联反馈。补充模拟电路【例6.2.1】分析下图的反馈情况。【例6.2.2】分析下图所示电路的反馈组态。解：R1、R2和R3构成反馈网络，显然既有直流反馈,又有交流反馈。反馈极性见图中所标注，为负反馈。短路RL，由于iO仍存在，uF也存在，故为电流反馈；在输入端，uF与uI为串联关系，故为串联反馈。所以，图6.2.8所示电路的反馈组态为：电流串联负反馈。解:电路中引入了电压串联负反馈。2019年12月18日星期三ShandongUniversity第24页模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第25页4.电压反馈和电流反馈的判断？？＋电路引入了电流负反馈反馈电流电压负反馈稳定输出电压，电流负反馈稳定输出电流！仅受基极电流的控制模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第26页5.串联反馈和并联反馈的判断？？NIFiiiDIFuuu在输入端，输入量、反馈量和净输入量以电压的方式叠加，为串联反馈；以电流的方式叠加，为并联反馈。引入了并联反馈引入了串联反馈Fu模拟电路2019年12月18日星期三ShandongUniversity第27页分立元件放大电路中反馈的分析？？图示电路有无引入反馈？是直流反馈还是交流反馈？是正反馈还是负反馈？若为交流负反馈，其组态为哪种？3.若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨接一电阻，则反馈的性质有何变化？+__+++_uF1.若从第三级射极输出，则电路引入了哪种组态的交流负反馈？2.若在第三级的射极加旁路电容，则反馈的性质有何变化？引入了电流串联负反馈作用？模拟电路