【電子教案模擬電子技術(shù)】第五章反饋

第五章5.1負(fù)反響放大電路的組成和根本類型5.3負(fù)反響對(duì)放大電路運(yùn)用中的幾個(gè)問題小結(jié)5.2負(fù)反響對(duì)放大電路性能的影響反饋5.1負(fù)反響放大電路的組成和根本類型引言5.1.2負(fù)反響放大電路的根本類型5.1.3負(fù)反響放大電路分析5.1.1反響放大電路的組成及根本關(guān)系式反響—將電路的輸出量(電壓或電流)的部分或全部，經(jīng)過一定的元件，以一定的方式回送到輸入回路并影響輸入量(電壓或電流)和輸出量的過程。引言2.信號(hào)的兩種流向正向傳輸：輸入輸出反向傳輸：輸出輸入—開環(huán)—閉環(huán)輸入輸出放大電路反響網(wǎng)絡(luò)A+–比較環(huán)節(jié)5.1.1反響放大電路的組成一、反響的組成和根本關(guān)系式根本放大電路F反響網(wǎng)絡(luò)xi—輸入信號(hào)(ii或ui)xid—凈輸入信號(hào)(iid或uid)xo—輸出信號(hào)(io或uo)xf—反響信號(hào)(if或uf)二、反響的分類1.正反響和負(fù)反響正反響—反響使凈輸入電量添加，從而使輸出量增大。負(fù)反響—反響使凈輸入電量減小，從而使輸出量減小。判別法：瞬時(shí)極性法2.直流反響和交流反響直流反響—直流信號(hào)的反響。交流反響—交流信號(hào)的反響。例5.1.1輸入回路輸出回路判別電路能否存在反響。是正反響還是負(fù)反響？直反響還是交流反響？

RE介于輸入輸出回路，有反響。反響使uid減小，為負(fù)反響。既有直流反響，又有交流反響。5.1.2負(fù)反響放大電路的根本類型一、電壓反響和電流反響電壓反響—反響信號(hào)取自輸出電壓的部分或全部。判別法：使uo=0(RL短路)，假設(shè)反響消逝那么為電壓反響。電流反響—反響信號(hào)取自輸出電流。判別法：使io=0(RL開路)，假設(shè)反響消逝那么為電流反響。AFRLuo電壓反響電流反響iouoFARLio二、串聯(lián)反響和并聯(lián)反響串聯(lián)反響：反響信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓相加減的方式在輸入端出現(xiàn)。uid=uiuf特點(diǎn)：信號(hào)源內(nèi)阻越小，反響效果越明顯。并聯(lián)反響：反響信號(hào)與輸入信號(hào)以電流相加減的方式在輸入端出現(xiàn)。iid=iiif特點(diǎn)：信號(hào)源內(nèi)阻越大，反響效果越明顯。AFiiifisiidRSRSAFuiuidufus三、四種根本反響類型AFuiuidufusRSRLuoAFuiuidufusRSiouoRLio電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋FAiiifisiidRSRLuoFAiiifisiidRSiouoRLio電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋5.1.3負(fù)反響放大電路分析例5.1.2AF電壓串聯(lián)負(fù)反響

uo經(jīng)Rf與R1分壓反響到輸入回路，故有反響。反響使凈輸入電壓uid減小，為負(fù)反響。RL=0，無反響，故為電壓反響。uf=uoR1/(R1+Rf)也闡明是電壓反響。uid=uiuf故為串聯(lián)反響。例5.1.3Rf為輸入回路和輸出回路的公共電阻，故有反響。

反響使凈輸入電壓uid減小，為負(fù)反響。RL=0，反響存在，故為電流反響。uf=ioRf，也闡明是電流反響。uid=ui–uf故為串聯(lián)反響。AF電流串聯(lián)負(fù)反響例5.1.4

Rf為輸入回路和輸出回路的公共電阻，故有反響。反響使凈輸入電流iid減小，為負(fù)反響。RL=0，無反響，故為電壓反響。iid=iiif，故為并聯(lián)反響。AF電壓并聯(lián)負(fù)反響例5.1.5Rf介于輸入回路和輸出回路，故有反響。

反響使凈輸入電流iid減小，為負(fù)反響。RL=0，反響存在，故為電流反響。iid=ii–if，故為并聯(lián)反響。AF電流并聯(lián)負(fù)反響

電流串聯(lián)負(fù)反響電壓串聯(lián)負(fù)反響例5.1.6反響類型的判別

RE—引入本級(jí)電流串聯(lián)負(fù)反響；引入級(jí)間電流并聯(lián)負(fù)反響。例5.1.7反響信號(hào)與輸入信號(hào)在不同節(jié)點(diǎn)為串聯(lián)反響，在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)為并聯(lián)反響。反響取自輸出端或輸出分壓端為電壓反饋，反響取自非輸出端為電流反響。規(guī)律：5.1.4反響放大電路的框圖表示法一、反響放大電路的框圖在一個(gè)帶反響的放大電路中，放大電路本身和反響網(wǎng)絡(luò)是嚴(yán)密相連、混為一體的。但是，為了突出反響的作用，分析反響對(duì)放大電路的影響，我們又希望把反響放大電路分解為兩部分：一是不帶反響的“根本放大電路〞，二是“反響網(wǎng)絡(luò)〞。所以能這樣做，根據(jù)的是所謂“信號(hào)一方向作用的假定〞。前面已多次提到信號(hào)的正向和反向傳輸通道，前者是指放大電路本身，而后者是指反響網(wǎng)絡(luò)。實(shí)踐上，這兩個(gè)通道是很難分開的。由于普通由無源元件R和C組成的反響網(wǎng)絡(luò)顯然是雙向作用的，而放大電路本身也存在固有的內(nèi)部反響。但是，在工程實(shí)際中的我們有必要也有理由來做一些合理的假定，目的在于突出主要的要素，略去次要的要素，使工作機(jī)理更明晰，問題的處置更簡單。先看信號(hào)的正向傳輸，輸入信號(hào)可以經(jīng)過放大電路，也可以經(jīng)過反響網(wǎng)絡(luò)作正向傳輸。前者有很強(qiáng)的放大作用，而后者只能由衰減作用。兩相比較，我們有理由略去經(jīng)過反響網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)正向傳輸，而以為信號(hào)的正向傳輸只能經(jīng)過放大電路。同樣，假設(shè)略去放大電路本身固有的內(nèi)部反響，那么可以以為信號(hào)的反向傳輸只能經(jīng)過反響網(wǎng)絡(luò)?？傊?，經(jīng)過根本放大電路的只需信號(hào)的正向傳輸，而經(jīng)過反響網(wǎng)絡(luò)的只需信號(hào)的反向傳輸。再作這樣的假定之后，就可以把一個(gè)反響放大電路表示為如下圖。在圖中，各量既可為電壓，又可為電流，因此用普通的加相應(yīng)的下標(biāo)表示。圖中，A是根本放大電路的開環(huán)放大倍數(shù)A+–比較環(huán)節(jié)根本放大電路F反響網(wǎng)絡(luò)F是反響量與輸出量之比，叫“反響系數(shù)〞，即因此表示從輸入端的凈輸入量經(jīng)正向通道A和反向通道F,沿反響構(gòu)成的閉合環(huán)路繞行一周后，作為反響量出如今輸入端的信號(hào)傳輸系數(shù)，通常叫做“環(huán)路增益〞。二、閉環(huán)增益的普通表達(dá)式在上圖中，輸出量與輸入量之比叫做反響放大電路的“閉環(huán)增益〞，即它和開環(huán)增益A有著本質(zhì)的區(qū)別。所以可得：這就是反響放大電路中閉環(huán)增益與開環(huán)增益的普通表達(dá)式。三、反響深度由式可得：量是開環(huán)增益與閉環(huán)增益幅值之比，它自然反映了反響對(duì)放大電路的影響程度。我們把叫做“反響深度〞。1〕假設(shè)，那么。這就是負(fù)反響的情況，由于它表示反響的引入減弱了輸入量的作用，使閉環(huán)增益下降。由于

可見負(fù)反響的作用是使真正加到放大電路輸入端的凈輸入量減小到無反響時(shí)的

，從而使閉環(huán)增益下降。2〕假設(shè)，那么。這是正反響的情況，闡明反響的引入加強(qiáng)了輸入量的作用，使畢環(huán)增益加大。3〕當(dāng)時(shí)，閉環(huán)增益。這意味著即使沒有輸入量也依然有輸出量。這種任務(wù)形狀叫做放大電路的“自激〞。在自激時(shí)，放大電路已失去正常的放大功能，因此普通是必需加以消除的。但是，有時(shí)又要對(duì)自激形狀加以利用。4〕當(dāng)時(shí)，就變?yōu)?，闡明此時(shí)反響放大電路的閉環(huán)增益將只取決于反響系數(shù)。由于反響網(wǎng)絡(luò)通常由無源元件組成，這些元件性能非常穩(wěn)定，所以在這種情況下反響放大電路的任務(wù)也將非常穩(wěn)定，不受除輸入量以外的干擾要素的影響。由于，，所以叫做“深度反響〞。5.2負(fù)反響對(duì)放大電路性能的影響5.2.1提高增益的穩(wěn)定性5.2.2減少失真和擴(kuò)展通頻帶5.2.3改動(dòng)放大電路的輸入和輸出電阻5.2.1提高增益的穩(wěn)定性Af的相對(duì)變化量A的相對(duì)變化量放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高例5.2.1A=103，負(fù)反響使放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高100倍，求F、Af、A變化10%時(shí)的Af，以及dAf/Af。解：1)1+AF=100，那么F=(100–1)/A=0.0992)=103/100=103)此時(shí)的Af=負(fù)反響以犧牲放大倍數(shù)，換取了放大倍數(shù)穩(wěn)定性的提高。5.2.2減少失真和擴(kuò)展通頻帶一、減少非線性失真uf參與負(fù)反響無負(fù)反響FufAuiuo+–uiduo大小略大略小略小略大uiA接近正弦波改善了波形失真二、擴(kuò)展通頻帶BW無反響時(shí)：BW=fHfLfH引入反響后，fA(f)OAm0.707AmfLfHBWAf(f)Amf0.707AmffLffHfBWf可證明：fHf=(1+AF)fHfLf=fL/(1+AF)=(1+AF)fHfHf=(1+AF)BWBWf=fHffLf5.2.3改動(dòng)放大電路的輸入和輸出電阻一、對(duì)輸入電阻的影響1.串聯(lián)負(fù)反響使輸入電阻增大Rif深度負(fù)反響：iiAFuiuidufRiAFuid2.并聯(lián)負(fù)反響使輸入電阻減小Rif深度負(fù)反響：ifiidiiAFuiRiAFiid二、對(duì)輸出電阻的影響1.電壓負(fù)反響F與A并聯(lián)，使輸出電阻減小。AFRoRofA為負(fù)載開路時(shí)的源電壓放大倍數(shù)。深度負(fù)反響：2.電流負(fù)反響F與A串聯(lián)，使輸出電阻增大AFRoRofA為負(fù)載短路時(shí)的源電壓放大倍數(shù)。深度負(fù)反響：5.3負(fù)反響對(duì)放大電路運(yùn)用中的幾個(gè)問題5.3.1放大電路引入負(fù)反響的普通原那么5.3.2深度負(fù)反響放大電路的特點(diǎn)及性能估算5.3.3負(fù)反響放大電路的穩(wěn)定性5.3.1放大電路引入負(fù)反響的普通原那么一、欲穩(wěn)定某個(gè)量，那么引該量的負(fù)反響穩(wěn)定直流，引直流反響；穩(wěn)定交流，引交流反響；穩(wěn)定輸出電壓，引電壓反響；穩(wěn)定輸出電流，引電流反響。二、根據(jù)對(duì)輸入、輸出電阻的要求選擇反響類型欲提高輸入電阻，采用串聯(lián)反響；欲降低輸入電阻，采用并聯(lián)反響；要求高內(nèi)阻輸出，采用電流反響；要求低內(nèi)阻輸出，采用電壓反響。三、為使反響效果強(qiáng)，根據(jù)信號(hào)源及負(fù)載確定反響類型信號(hào)源為恒壓源，采用串聯(lián)反響；信號(hào)源為恒流源，采用并聯(lián)反響；要求負(fù)載才干強(qiáng)，采用電壓反響；要求恒流源輸出，采用電流反響。5.3.2深度負(fù)反響放大電路的特點(diǎn)及性能估算一、深度負(fù)反響放大電路的特點(diǎn)1.深度負(fù)反響的特點(diǎn)：AFAxidAFxid(1+AF)xid即：串聯(lián)負(fù)反響：虛短并聯(lián)負(fù)反響：虛斷2.深度負(fù)反響電路性能的估算：(1)電壓串聯(lián)負(fù)反響8uiC1R1uoR2Rfuiduf虛短RifRifRof[例1][例2]RifRifR0f[例3](2)電壓并聯(lián)負(fù)反響運(yùn)算放大器在線性運(yùn)用時(shí)同時(shí)存在虛短和虛斷虛斷虛地[例1]虛斷虛地[例2](3)電流串聯(lián)負(fù)反響虛短虛斷[例1]虛短[例2](4)電流并聯(lián)負(fù)反響[例1]虛地5.3.3負(fù)反響放大電路的穩(wěn)定性(消除自激振蕩)一、自激振蕩的景象ui=0AuouiAuo二、產(chǎn)生自激振蕩的條件和緣由1.自激條件········2.自激的緣由附加相移AF使負(fù)反響正反響3.消除自激的方法—相位補(bǔ)償在電路中參與C，或R、C元件進(jìn)展相位補(bǔ)償，改動(dòng)電路的高頻特性，從而破壞自激條件。相位補(bǔ)償方式滯后補(bǔ)償電容滯后RC滯后超前補(bǔ)償：密勒效應(yīng)補(bǔ)償電容滯后補(bǔ)償RC滯后補(bǔ)償密勒效應(yīng)補(bǔ)償R小結(jié)第5章一、反響的判別方法1.有無反響:2.正反響和負(fù)反響主要看信號(hào)有無反向傳輸通路。采用瞬時(shí)極性法，看反響是加強(qiáng)還是減弱凈輸入信號(hào)。對(duì)于串聯(lián)負(fù)反響，反響信號(hào)與輸入信號(hào)極性一樣；對(duì)于并聯(lián)負(fù)反響，反響信號(hào)與輸入信號(hào)極性相反。3.四種反響組態(tài)電壓和電流反響：規(guī)那么：RL短路，反響消逝那么為電壓反響，