電工電子技術放大電路中的負反饋

1、集成運算放大器的電壓傳輸特性集成運算放大器的電壓傳輸特性idu_uuuid uoidRu+ u-+線性段線性段非線性段非線性段非線性段非線性段-0.10.1uouid/mv(回顧回顧) 運放的線性范圍很小，作為放大器必須采取運放的線性范圍很小，作為放大器必須采取措施措施使其使其滿足線性放大要求。滿足線性放大要求。(7)放大電路中反饋的基本概念。放大電路中反饋的基本概念。反饋放大電路的框圖。反饋放大電路的框圖。反饋放大電路中反饋的分類及判別方法。反饋放大電路中反饋的分類及判別方法。簡介負反饋的四種組態(tài)。簡介負反饋的四種組態(tài)。將放大電路輸出端的信號將放大電路輸出端的信號( (電壓或電流電壓或電流)

2、 )的的 一部分或全部通過某種電路形式引回到輸入一部分或全部通過某種電路形式引回到輸入 端，影響其輸入量達到控制輸出量的措施。端，影響其輸入量達到控制輸出量的措施。IcUbeIb Ic 穩(wěn)定直流工作點：穩(wěn)定直流工作點：RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+icubeibCeVbVe射極偏置放大電路射極偏置放大電路ebbeVVUVe=IcRE放大器放大器輸出輸出輸入輸入取取+ 加強輸入信號加強輸入信號取取 - 削弱輸入信號削弱輸入信號開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)反饋電路反饋電路比較器比較器反饋反饋信號信號實際被放大信號實際被放大信號反饋框圖：反饋框圖：反饋放大電路的方框圖反饋放大電路的方框圖fX

3、dXoXiX+dooXXAioFXXA開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)fidXXX差值信號差值信號ofXXF反饋系數(shù)反饋系數(shù)基本放大基本放大dooXXA反饋電路反饋電路ofXXF比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)fidXXXfXdXoXiX+反饋的分類：反饋的分類：根據(jù)反饋取樣信號根據(jù)反饋取樣信號電壓反饋電壓反饋電流反饋電流反饋根據(jù)反饋信號與輸根據(jù)反饋信號與輸入信號的連接方式入信號的連接方式串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋根據(jù)反饋信號性質根據(jù)反饋信號性質直流反饋直流反饋交流反饋交流反饋根據(jù)反饋信號極性根據(jù)反饋信號極性負反饋負反饋正反饋正反饋負負反反饋饋電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電

4、壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋反饋信號的極性與輸入信號的極性相反時，反饋信號的極性與輸入信號的極性相反時， 即，即反饋的結果增強了原來的輸入信號，使即，即反饋的結果增強了原來的輸入信號，使凈凈輸輸入信號入信號X Xd dX Xi i，這種反饋稱為正反饋。，這種反饋稱為正反饋。反饋信號的極性與輸入信號的極性相同時，反饋信號的極性與輸入信號的極性相同時， 即，即反饋的結果削弱了原來的輸入信號，使即，即反饋的結果削弱了原來的輸入信號，使凈凈輸入輸入信號信號X Xd dX Xi i，這種反饋稱為負反饋。，這種反饋稱為負反饋。fidXXX+-判斷正負反饋判斷正負反饋

5、-瞬時極性法瞬時極性法: :首先假設輸入首先假設輸入信號為某一極性，一般為信號為某一極性，一般為“”，然后按照，然后按照基本放大器的性質確定輸出信號的極性，再基本放大器的性質確定輸出信號的極性，再由輸出端通過反饋電路返回輸入端，確定反由輸出端通過反饋電路返回輸入端，確定反饋信號的極性，最后依照上述定義作出結論。饋信號的極性，最后依照上述定義作出結論。瞬瞬 時時 極極 性性 法法負反饋負反饋正反饋正反饋ud=ui+uf,uduiud=ui-uf，udui如果反饋信號取自輸出電壓，叫如果反饋信號取自輸出電壓，叫電壓反饋電壓反饋。如果反饋信號取自輸出電流，叫如果反饋信號取自輸出電流，叫電流反饋電流反

6、饋。2. 根據(jù)反饋所根據(jù)反饋所的信號不同，可以分為的信號不同，可以分為 和和。fXdXoXiX+電壓反饋電壓反饋電流反饋電流反饋輸出輸出R R L L短路時，反饋消失，即為電壓反饋，反之短路時，反饋消失，即為電壓反饋，反之反饋存在，即為電流反饋。反饋存在，即為電流反饋。電壓、電流反饋的判別電壓、電流反饋的判別- -輸出短路法輸出短路法：R R L L短路，不一定是對地短路。短路，不一定是對地短路。例：反饋信號與輸入信號串聯(lián)，稱為反饋信號與輸入信號串聯(lián)，稱為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋。其。其反饋信號與輸入信號以電壓形式作比較。反饋信號與輸入信號以電壓形式作比較。反饋信號與輸入信號并聯(lián)，稱為反饋信號與輸入信

7、號并聯(lián)，稱為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋。其。其反饋信號與輸入信號以電流形式作比較。反饋信號與輸入信號以電流形式作比較。3. 根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號根據(jù)反饋信號在輸入端與輸入信號連接形式連接形式的的 不同，可以分為不同，可以分為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和和并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋。fXdXoXiX+fiduuufidiii串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋difUUU串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋ud=ui-uf，udui并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋0idifIII并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋取樣判別取樣判別輸出短路法輸出短路法反饋消失反饋消失反饋存在反饋存在電壓反饋電壓反饋電流反饋電流反饋極性判別極性判別瞬時極性法瞬時極性法dXdX正反饋正反饋負反饋負反饋連接判別連

8、接判別并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋信號、反饋信號、反饋連接法連接法并接并接串接串接串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋1. 反饋電路直接從輸出端引出的，反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋；是電壓反饋；從負載電阻從負載電阻RL的靠近的靠近“地地”端引出的，端引出的，是電流反饋；是電流反饋； 2. 輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端（同相輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端（同相和反相）上的，和反相）上的，是串聯(lián)反饋是串聯(lián)反饋；加在同一個輸入端（同；加在同一個輸入端（同相或反相）上的，相或反相）上的，是并聯(lián)反饋是并聯(lián)反饋； 3. 對串聯(lián)反饋，輸入信號和反饋信號的極性相同時，對串聯(lián)反饋，輸入信號和反饋信號的極性相同時，是負反

9、饋；是負反饋；極性相反時，極性相反時，是正反饋是正反饋； 4. 對并聯(lián)反饋，凈輸入電流等于輸入電流和反饋電對并聯(lián)反饋，凈輸入電流等于輸入電流和反饋電流之差時流之差時(極性相反時極性相反時)，是負反饋；是負反饋；否則否則(極性相同極性相同)是正是正反饋反饋1.瞬時極性法判別極性瞬時極性法判別極性0uuuuRdfoL穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓2.輸出短路法輸出短路法3.信號、反饋的接法信號、反饋的接法A.A.oodfoUIIIU穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定輸出電壓1.瞬時極性法判別極性瞬時極性法判別極性2.輸出短路法輸出短路法3.信號、反饋的接法信號、反饋的接法id = i1 if， id i10iB.B.oo

10、dfoLiuuuiR穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流1.瞬時極性法判別極性瞬時極性法判別極性2.輸出短路法輸出短路法3.信號、反饋的接法信號、反饋的接法ou0IIIIdfo穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流1.瞬時極性法判別極性瞬時極性法判別極性2.輸出短路法輸出短路法3.信號、反饋的接法信號、反饋的接法id = i1 if， id1，稱為，稱為深度負反饋深度負反饋，此時：，此時：FA1f 例例2.2.2 2.2.2 某負反饋放大器，放大倍數(shù)某負反饋放大器，放大倍數(shù)A A=10=104 4, ,反反饋系數(shù)饋系數(shù)F F=0.01=0.01，由于外部條件變化使，由于外部條件變化使A A變化了變化了10%10%，求，

11、求A Af f的相對變化量。的相對變化量。解：解：AdAAFAdA11ff%1 . 0%)10(01. 010114ffAdAAouiuo加反饋前加反饋前加反饋后加反饋后ufuiudAoF+ 改善改善uoBWFABW)1 (of無負反饋無負反饋f|Au|串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋理解：理解：串聯(lián)負反饋相當于在輸入回路中串串聯(lián)負反饋相當于在輸入回路中串了一個電阻，故輸入電阻增加。了一個電阻，故輸入電阻增加。uiubeib+在同樣的在同樣的 ib下下，ui= ube + uf ube，所以所以 rif 提高。提高。biiiur 無負反饋時：無負反饋時：有負反饋時：有負反饋時：biifiur uf+bbe

12、iu 并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋理解：理解：并聯(lián)負反饋相當于在輸入回路中并并聯(lián)負反饋相當于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。ifbbeiiur 無負反饋時：無負反饋時：有負反饋時：有負反饋時：ibeifiur iiibube+ 電壓負反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，電壓負反饋具有穩(wěn)定輸出電壓的作用，即有恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。即有恒壓輸出特性，故輸出電阻降低。 電流負反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，電流負反饋具有穩(wěn)定輸出電流的作用，即有恒流輸出特性，故輸出電阻提高。即有恒流輸出特性，故輸出電阻提高。1) 電壓負反饋使電路的輸出電阻降低電壓負反饋使電路的輸出電阻降

13、低2) 電流負反饋使電路的輸出電阻提高電流負反饋使電路的輸出電阻提高roesouoRLroisoioRL非線性應用：非線性應用：是指由運放組成的電路處于非線性狀是指由運放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關系態(tài)，輸出與輸入的關系 uo=f( ui ) 是非線性函數(shù)。是非線性函數(shù)。由運放組成的非線性電路有以下情況：由運放組成的非線性電路有以下情況：1. 電路中的運放處于非線性狀態(tài)。電路中的運放處于非線性狀態(tài)。+Auouid比如：比如：運放開環(huán)應用運放開環(huán)應用2.4 集成運算放大器的非線性應用集成運算放大器的非線性應用2. 電路中的運放處于線性狀態(tài)，但外圍電路有非電路中的運放處于線性狀態(tài)，但外

14、圍電路有非線性元件（二極管、三極管、穩(wěn)壓管等）。線性元件（二極管、三極管、穩(wěn)壓管等）。ui0時時：iFouRRu11ui0時時：iFFouRRRu121/uoui0傳輸特性傳輸特性+AuoR1RF1RF2Dui（2 2）運放工作在非線性區(qū)。）運放工作在非線性區(qū)。 3.3.分析運放電路的基本依據(jù)分析運放電路的基本依據(jù)（1 1）運放工作在線性區(qū)。）運放工作在線性區(qū)。 “虛短虛短”和和“虛斷虛斷”u u+ +- -u u- -= =u uididu u+ +u u 時，時，u uo o=+=+U Uomom u u+ +u u 時，時，u uo o= =U Uom om 虛斷虛斷+ + +u uo ou ui iU UR Ru uo ou ui i0 0+ +U Uomom- -U UomomU UR R當當u ui i U UR R時時 , , u uo o = - = -U Uomom 1 1、 單門限比較器單門限比較器2.4.1 2.4.1 單門限單門