17章电子电路中的反馈.

第17章电子电路中的反馈17.1反馈的基本概念17.2放大电路中的负反馈17.3振荡电路中的正反馈下一页返回上一页反馈放大电路由三部分组成：基本放大电路反馈网络输入求和网络输出信号输入信号反馈信号净输入信号反馈电路FfX–dXoX基本放大电路AiX+由此构成反馈网络也称闭环放大电路ofXXF反馈系数17.1反馈的基本概念ofiXAX闭环放大增益一负反馈与正反馈1反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或全部通过某种电路引回到输入端。这个过程称为反馈。2电路有无反馈的判断：若放大电路中存在将输出回路与输入回路相连接的通路（反馈通路），并由此影响了放大电路的净输入，则表明电路引入了反馈；否则电路中没有反馈。17.1反馈的基本概念下一页返回上一页下一页返回上一页净输入信号xd与原输入信号xi相比：①xdxi净输入信号比没有引入反馈时减少了，即反馈信号起了削弱输入信号的作用，这种反馈称为负反馈；②xdxi净输入信号比没有引入反馈时增大了，即反馈信号起了增强输入信号的作用，这种反馈称为正反馈。3反馈的极性（正反馈与负反馈）17.1反馈的基本概念xdxi方法：规定电路输入信号在某一时刻对地的极性，并以此为依据，逐级判断电路各相关点电流流向和电位的极性，从而得到输出信号的极性；根据输出信号的极性判断出反馈信号的极性；①若反馈信号使基本放大电路的净输入信号增大，则说明引入了正反馈；②若反馈信号使基本放大电路的净输入信号减小，则说明引入了负反馈。二负反馈与正反馈的判别方法——瞬时极性法下一页返回上一页17.1反馈的基本概念下一页返回上一页例2：uo负反馈电路例1：正反馈电路集成运放工作在线性区——负反馈集成运放工作在饱和区——正反馈、开环17.1反馈的基本概念RFui+–++–ud+–+uFR1-RFuoui++–+–+R1-+uduF-RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo例3：负反馈电路下一页返回上一页17.1反馈的基本概念直流反馈和交流反馈在放大电路同时包含直流和交流分量，所以反馈有直流和交流反馈。在直流通路中存在的反馈为直流反馈在交流通路中存在的反馈为交流反馈17.1反馈的基本概念下一页返回上一页例4：CeRb1+UCCRCC1C2Rb2ReRLuiuo1直流反馈：Re为反馈元件2交流反馈：Re为反馈元件TUBEICICVEIB负反馈电路下一页返回上一页例5：如果RF不接在T2的集电极，而是接C2与RL之间，两者有何不同？解:因电容C2的隔直流作用，这时RF仅引入交流反馈。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo×17.1反馈的基本概念下一页返回上一页17.2放大电路中的负反馈一负反馈的类型1)输出端根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。如果反馈信号取自输出电压，叫电压反馈。如果反馈信号取自输出电流，叫电流反馈。2)根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。反馈信号与输入信号串联，即反馈信号与输入信号以电压形式作比较，称为串联反馈;反馈信号与输入信号并联，即反馈信号与输入信号以电流形式作比较，称为并联反馈下一页返回上一页负反馈交流反馈直流反馈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稳定静态工作点17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页17.2放大电路中的负反馈1电压串联负反馈反馈电路F基本放大电路Auiufuduo输出电压uo是取样信号，反馈信号以电压uf的形式串联在输入回路中，uf正比于输出电压uo。反馈电压1fo1FRuuRR例：通过电压反馈，能使uo不受RL变化的影响，说明电压反馈放大电路具有良好的恒压输出特性。下一页返回上一页反馈信号以电压uf的形式串联在输入回路中稳定输出电压RL↓→uo↓→uf↓→uid(=ui－uf)↑uo↑17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页17.2放大电路中的负反馈2电压并联负反馈反馈电路F基本放大电路Aiiifiduo输出电压uo是取样信号，反馈信号以电流if的形式并联在输入回路中，if正比于输出电压uo。例：i1ifiduoRFuiR2R1++––++–RL差值电流id=i1–ifif削弱了净输入电流(差值电流)——负反馈反馈电流fofRui取自输出电压——电压反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较id和if并联——并联反馈17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页UoifidUo反馈过程：电压负反馈具有稳定输出电压的作用下一页返回上一页17.2放大电路中的负反馈3电流串联负反馈反馈电路F基本放大电路Auiufudio输出电流io是取样信号，反馈信号以电压uf的形式串联在输入回路中，uf正比于输出电流io。uouiR2RL+–++–ioR+–uf–+ud反馈电压取自输出电流——电流反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较——串联反馈uf=RioRuRuiifo特点：输出电流io与负载电阻RL无关——同相输入恒流源电路或电压-电流变换电路例1：17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页例2：ui与uf串联,以电压形式比较——串联反馈uf正比于输出电流——电流反馈+uf–+–ieubeuf=ieREicRERB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–净输入电压ube=ui–uf反馈过程：icufubeib→ic电流负反馈具有稳定输出电流的作用17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页下一页返回上一页17.2放大电路中的负反馈4电流并联负反馈反馈电路F基本放大电路Aiiifidio输出电流io是取样信号，反馈信号以电流if的形式并联在输入回路中，if正比于输出电流io。特点：输出电流io与负载电阻RL无关——反相输入恒流源电路例：RFR1uiR2RL+–++–ioRi1ifidif削弱了净输入电流(差值电流)——负反馈反馈电流oFfiRRRi取自输出电流——电流反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较——并联反馈17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页下一页返回上一页17.2放大电路中的负反馈负反馈类型的判别步骤3)判别是否负反馈。2)判别是交流反馈还是直流反馈。4)是交流负反馈，判断是何种类型的负反馈。1)找出反馈网络（一般是电阻、电容）。下一页返回上一页结论：3.从输入端确定是串联反馈和并联反馈。串联反馈：反馈信号以电压形式出现在输入回路中，反馈支路与输入回路的连接点与输入端不在同一电极；并联反馈：反馈信号以电流形式出现在输入回路中，反馈支路与输入回路的连接点与输入端在同一电极。17.2放大电路中的负反馈1.反馈信号使净输入信号减少的是负反馈，增大的为正反馈。2.电压反馈：稳定电压；电流反馈：稳定电流。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。T输入量反馈量T输入量反馈量下一页返回上一页17.2放大电路中的负反馈对于运放电路：若反馈信号与输入信号加在相同输入端的为并联反馈。若输入信号和反馈信号不在同一输入端的为串联反馈。输入量反馈量+A-+A输入量反馈量下一页返回上一页17.2放大电路中的负反馈4.从输出端确定电压反馈和电流反馈。电压反馈：反馈取样输出电压。电流反馈：反馈取样输出电流。结论：判断方法——负载短路法：将放大电路的负载两端短路，即uo=0,若反馈信号消失，则为电压反馈；否则为电流反馈。下一页返回上一页17.2放大电路中的负反馈电压反馈电流反馈反馈通路反馈通路下一页返回上一页例1：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。uf+–uo1uiR+–++–uo++–RLA1A2串联电压负反馈-ud+17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页例2：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。并联电流负反馈uo1uiR++–uo++–RLA1A2i1ifid17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页例3：判断图示电路中的负反馈类型。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo串联电压负反馈17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页例4：如果RF的另一端不接在T1的发射极，而是接在它的基极，两者有何不同，是否会变成正反馈？解:T2集电极的反馈到T1的基极，提高了B1的交流电位，使Ube1增大，故为正反馈；RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo17.2放大电路中的负反馈RF2(R1、R2):直流反馈（稳定静态工作点）+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC2RC1CE2RE2R2+C+RF1、RE1:交直流电压串联负反馈例5：17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页VIT2R1+uiR1T1R2RfsR3R4+UCC-UCCuoT3R2并联电压负反馈17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页下一页返回上一页二负反馈对放大电路性能的影响1.降低放大倍数反馈电路FfX–dXoX基本放大电路AiX+doXXA开环放大倍数：反馈系数：ofXXFfidXXX净输入信号：故：闭环放大倍数：AFAXXA1iof17.2放大电路中的负反馈fidXXX下一页返回上一页负反馈使放大倍数下降。则有：AAfdfXX、同相，所以AF是正实数负反馈时，dfofdoXXXXXXAF|1+AF|称为反馈深度，其值愈大，负反馈作用愈强，Af也就愈小。中，在1fAFAA17.2放大电路中的负反馈若|AF|1，称为深度负反馈，此时：在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数仅与反馈电路的参数有关。FA1f下一页返回上一页2.提高放大倍数的稳定性AFAA1fAAAFAAd11dff引入负反馈使放大倍数的稳定性提高。式中：dAA是开环放大倍数的相对变化是闭环放大倍数的相对变化，它总是前者的1/(1+AF)ffdAA17.2放大电路中的负反馈例：|A|=300，|F|=0.01。7501.030013001fAFAA则：%6dAA若：%.%.51)6(01030011AAAFAAd11dff则：17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页ffdAA∣1+AF∣越大，即反馈越深，越小，闭环增益的稳定性越好。下一页返回上一页3.改善波形失真Auiufud加反馈前加反馈后略小略大略小略大负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。uoAFuo大小接近正弦波正弦波ui17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页4.展宽通频带引入负反馈使电路的通频带宽度增加无负反馈有负反馈BWfBWf|Au|O17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页uiubeib++––5.对输入电阻的影响在同样的ib下，ui=ube+ufube，所以rif提高。1)串联负反馈biiiur无负反馈时：有负反馈时：biifiuruf+–使电路的输入电阻提高bbeiu17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页ifbbeiiur无负反馈时：有负反馈时：ibeifiur在同样的ube下，ii=ib+ifib，所以rif降低。2)并联负反馈使电路的输入电阻降低iiibube+–17.2放大电路中的负反馈下一页返回上一页o0of)1(rFArFArr0oof1电压负反馈具有稳定输出电压的作用，即有恒压输出特性，故输出电阻降低。电流负反馈具有稳定输出电流的作用，即有恒流输出特性，故输出电阻提高。1)电压负反馈使电路的输出电阻降低2)电流负反馈