模电课件4南理工.ppt
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模电课件4南理工.ppt
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第四章负反馈放大器,这一章主要包括四个部分:
1、反馈的类型的判断2、反馈放大器放大倍数的计算3、反馈对电路性能的影响,(重点),4.1反馈放大器的基本概念,一、什么是反馈?
将输出量(电压、电流)的一部分或全部通过一定的网络反馈到输入回路的过程。
放大电路无反馈也称开环,放大电路有反馈也称闭环。
反馈元件:
跨接在输入和输出回路之间的元件。
二、反馈放大器的原理方框图,1、x可能是电压,也可能是电流,注意:
2、忽略信号通过反馈网络从输入端向输出端的正向传输,3、忽略反馈信号通过基本放大器从输出端向输入端的反向传输,正反馈:
表示输入信号和反馈信号叠加,负反馈:
反馈信号起增强输入信号的作用,反馈信号起削弱输入信号的作用,净输入量,4.2反馈类型的判断,一、判定有无反馈,方法:
检查电路中是否存在反馈网络,即:
是否有元器件、线路既属于输入回路、又属于输出回路,或者跨接在输入和输出回路之间。
反馈元件,反馈元件,2、判断直流反馈和交流反馈,直流反馈:
反馈信号只有直流成分。
交流反馈:
反馈信号只有交流成分。
交直流反馈:
反馈信号中既含直流成分又含交流成分。
判断方法:
画出直流通路和交流通路,直流通路上存在反馈就是直流反馈;若交流通路存在反馈就是交流反馈。
注:
一般将交流反馈和交直流反馈统称为交流反馈,即反馈信号中只要含有交流成分即称为交流反馈。
Re:
直流反馈,Rf1和Rf2:
直流反馈,Re1:
级间交流反馈,Re2:
本级交流反馈,3、判断串联反馈和并联反馈,-输入端连接方式,在放大电路的输入端,反馈信号和输入信号有两种连接方式:
串联和并联,串联反馈:
反馈信号和输入信号以电压的形式叠加。
并联反馈:
反馈信号和输入信号以电流的形式叠加。
简单判别方法:
是看反馈有没有引回到输入端。
反馈没有引回到输入端(反馈信号和输入信号分别加在输入回路的不同两个电极上),反馈引回到输入端(反馈信号和输入信号加在输入回路的同一个电极上),并联反馈,串联反馈,并联反馈,串联反馈,4、判断电压反馈和电流反馈,-输出采样,简单的方法:
看电路的反馈量有没有引自于输出端。
反馈量引自于输出端(反馈信号和输出信号从同一个电极引出),从需要稳定的输出量和输出端的采样方式来划分,反馈分为:
电压反馈:
电流反馈:
反馈量没有引自于输出端(反馈信号和输出信号从不同的两个电极引出),是电压反馈,反馈引自于输出端,所以是电压反馈,反馈没有引自于输出端,所以是电流反馈,反馈引自于输出端,所以是电压反馈,反馈没有引自于输出端,所以是电流反馈,方法3:
将输出电压短路,若反馈回来的反馈信号为零,则为电压反馈;若反馈信号仍然存在,则为电流反馈。
输出电压短路,反馈消失,所以是电压反馈,输出电压短路,反馈消失,所以是电压反馈,输出电压短路,反馈仍存在,所以是电流反馈,5、判断反馈的极性正反馈和负反馈,定义:
正反馈:
引入反馈后,放大倍数增大,负反馈:
引入反馈后,放大倍数减小,只有负反馈能起稳定输出量的作用,而正反馈会破坏放大电路的稳定性,甚至使其无法工作。
(净输入量增加),(净输入量减少),在放大电路的输入端,假设一个输入信号的电压极性,可用“+”、“-”,判断的方法瞬时极性法,步骤:
按信号传输方向(放大网络:
输入端输出端;反馈网络:
输出端输入端)依次判断相关点的瞬时极性,直至判断出反馈信号的瞬时电压极性,信号经过电阻或耦合电容不改变极性,判断净输入量(ib、vbe)的变化,加入反馈后:
若净输入量增加:
正反馈;若净输入量减小:
负反馈。
正反馈,情况二、反馈信号和输入信号分别加在输入端的两个电极上:
若两者瞬时极性相同的为负反馈;若瞬时极性相反的为正反馈。
情况一、反馈信号和输入信号加在输入端的同一个电极上:
若两者瞬时极性相同的为正反馈;若瞬时极性相反的为负反馈。
负反馈,负反馈,我们只关心交流负反馈的情况,那么可以构成四种类型的反馈组态:
电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈,例题1、试判断图中电路级间反馈的极性,若为交流反馈,请判断其组态。
Rf2和Re11:
交流反馈,存在反馈:
Rf1和Rf2、Re1反馈元件,Rf1:
直流反馈,只分析交流反馈,看输出端采样:
引自输出端电压反馈,负反馈,看输入端连接:
没有引回输入端串联反馈,瞬时极性法:
电压串联负反馈,例2判断反馈类型,第一步,找出反馈元件:
第二步,看输出端采样:
没有引自输出端电流反馈,第三步,看输入端连接:
引回输入端并联反馈,第四步,瞬时极性法:
负反馈,电流并联负反馈,4.3负反馈放大电路的增益,基本放大器的增益:
开环增益,反馈网络的反馈系数:
反馈放大器的增益:
闭环增益,
(1)表达式的推导,对于负反馈:
(2)反馈深度,(3)环路增益,4.4负反馈对放大器性能的影响,对增益的影响对通频带的影响对非线性失真的影响对输入、输出电阻的影响,一、提高放大倍数的稳定性,放大电路增益的稳定性提高后,在输入量一定时,就可得到较稳定的输出。
所以:
引入电压负反馈能够稳定输出电压;引入电流负反馈能够稳定输出电流。
例1某放大电路的开环电压放大倍数A104,如果由于某种原因,使A下降为8103。
现引入反馈系数F=0.01负反馈,试求闭环电压放大倍数Af和开环电压放大倍数A的相对变化量。
解:
A0104时,,A08103时,,开环放大倍数A0的相对变化量为:
闭环放大倍数Af的相对变化量为:
二、展宽通频带,通常把放大倍数在高频和低频区分别下降到中频区时放大倍数的0.707倍时的频率叫作上限截止频率fH和下限截止频率fL。
它们之差称为放大电路的通频带或称带宽。
负反馈放大电路扩展通频带,三、减小了非线性失真,失真的反馈信号使净输入信号产生相反的失真,从而弥补了放大电路本身的非线性失真,负反馈只能改善反馈环内产生的非线性失真,对于输入波形的失真没有改善作用,四、负反馈对放大器输入电阻的影响,只与反馈放大器输入端的连接方式有关,1串联反馈,无反馈:
加入反馈后:
串联负反馈使输入电阻增加(1+AF)倍,2并联反馈,无反馈:
加入反馈后:
并联负反馈使输入电阻减小(1+AF)倍,五、负反馈对放大器输出电阻的影响,只与反馈放大器输出端的采样有关,1电压反馈,无反馈:
加入反馈后:
电压负反馈使输出电阻减小(1+AF)倍,2电流反馈,无反馈:
加入反馈后:
电流负反馈使输出电阻增加(1+AF)倍,小结:
1、直流负反馈能稳定静态工作点2、串联负反馈使得输入电阻升高并联负反馈使得输入电阻减小3、电压负反馈能够稳定输出电压,使得输出电阻减小电流负反馈能够稳定输出电流,使得输出电阻增大4、负反馈均能展宽通频带,且减小非线性失真,例:
判断反馈类型,若为负反馈说明反馈对放大器性能的影响,电压反馈,串联反馈,负反馈,电压反馈,串联反馈,负反馈,能够稳定输出电压,使得输出电阻减小,使得输入电阻升高,展宽通频带,减小非线性失真,小结,在放大电路中,把输出回路的电量(电压或电流)馈送到输入回路的过程称为反馈。
从反馈基本概念出发,应用瞬时极性法判断反馈极性并确定四种类型的反馈组态。
本章主要讨论负反馈对放大电路性能的改善。
负反馈可以提高增益的恒定性、减小非线性失真、拟制噪声、扩展频带和控制输入电阻和输出电阻。
性能的改善与反馈深度有关,反馈愈深,改善程度愈好。
但反馈深度不宜无限增大,否则易引起自激振荡。
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- 课件 理工