18第6章-放大电路中的反馈负反馈对放大电路性能影响课件.ppt

1、模拟电子技术基础模拟电子技术基础北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院主讲主讲 ：赵建辉：赵建辉第六章第六章 放大电路中的反馈放大电路中的反馈(3.(3.负反馈对放大电路性能影响负反馈对放大电路性能影响)6.1 反馈的基本概念及判断方法6.2 负反馈放大电路的四种组态6.3 负反馈放大电路方块图与表达式6.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析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第6章 放大电路中的反馈本节课内容 6.放大电路中的反馈重点重点：负反馈对放大电路：负反馈对放大电路性能改善性能改善难点难点

2、：1.1.四种反馈组态对性能影响四种反馈组态对性能影响 2.2.负反馈引入的负反馈引入的一般原则一般原则 3.3.分析与估算分析与估算本节重点难点本节重点难点问题提出1.负反馈影响那些参数?2.负反馈如何影响放大电路性能？3.如何利用负反馈改善电路性能？4.引入负反馈的一般原则？FAAXXAiof1复习：深度反馈分析1.1.深度负反馈的深度负反馈的正确判断正确判断(四种反馈组态四种反馈组态)（电压（电压/电流取样，串联电流取样，串联/并联反馈）并联反馈）2.2.深度负反馈深度负反馈分析方法分析方法(1)(1)(A(Af f/A/Aufuf)(1)(1)找到反馈网络找到反馈网络 (2)(2)建立

3、反馈与输出的关系建立反馈与输出的关系F F (3)(3)利用负反馈本质利用负反馈本质,建立输出与输入关系建立输出与输入关系A Af f 串联反馈：串联反馈：U Ui i=U=Uf f 并联反馈：并联反馈：I Ii i=I=If f (4)(4)利用利用A Af f,建立建立A Aufuf关系（关系（R RL L/R/RS S）ofXXFiofXXA0fiiXXX3.3.深度负反馈深度负反馈分析方法分析方法(2)(2)fiXX6.5 负反馈对放大电路性能影响本质改善：本质改善：稳定放大倍数稳定放大倍数 改变输入改变输入/输出电阻输出电阻 改善带宽改善带宽 减小非线性失真？减小非线性失真？电压电压

4、负反馈：稳定输出电压（负反馈：稳定输出电压（RoRo减小）减小）电流电流负反馈：稳定输出电流（负反馈：稳定输出电流（RoRo增加）增加）串联串联负反馈：适合低阻电压源（负反馈：适合低阻电压源（RiRi增加）增加）并联并联负反馈：适合高阻电流源（负反馈：适合高阻电流源（RiRi减小）减小）如何定量分析？如何定量分析？6.5.1稳定放大倍数基 本 放 大 电 路A反 馈 网 络Fxo正 向 传 输反 向 传 输ixxfxi闭环放大倍数：闭环放大倍数：深度负反馈：深度负反馈：相除：相除：FAAAf1FAf122)1()1()1(AFdAdAAFAFAFdAf)1(AFAAf求导求导AdAAFdAdA

5、ff11意义：放大倍数相对变化减小意义：放大倍数相对变化减小 （牺牲放大倍数）（牺牲放大倍数）例：例：AF=100AF=100A A变化变化10%10%A Af f变化变化0.1%0.1%6.5.2改变输入输出电阻一、一、串联串联负反馈输入电阻负反馈输入电阻增大增大（1+AF1+AF）倍）倍AF1结论：结论：串联反馈等串联反馈等效输入电阻效输入电阻增大增大（1+AF1+AF）倍倍!(理想理想)基本放大电路：基本放大电路：iiiIUR反馈放大电路：反馈放大电路：iiiiifiiiifRAFIUAFUIUUIUR)1(注意：注意：与串联反馈并联的电阻（反馈环外）与串联反馈并联的电阻（反馈环外）P2

6、74P274，图，图6.5.2 6.5.2 中中 RbRb结论：结论：串联串联反馈支路反馈支路等效输入电阻增大等效输入电阻增大!二、二、并联并联负反馈输入电阻负反馈输入电阻减小减小（1+AF1+AF）倍）倍结论：结论：并联反馈等效并联反馈等效输入电阻输入电阻减小减小（1+AF1+AF）倍）倍!理想理想0 0基本放大电路：基本放大电路：iiiIUR反馈放大电路：反馈放大电路：AFRIAFIUIIUIURiiiifiiiiif1三、三、电压电压负反馈负反馈减小减小输出电阻输出电阻 （输入为零，输出（输入为零，输出加压测流加压测流）基本放大电路：基本放大电路：ooRR反馈放大电路：反馈放大电路：AF

7、RIURoRLXiooof10RoRofFAiXA 0iXfiXXofUFXoIoUAFUoooooooURAFRUFAUI1)(结论：结论：电压负反馈，等效输出电电压负反馈，等效输出电阻减小阻减小（1+AF1+AF）倍）倍,理想理想:-:-0 0电压电压调节！调节！四、四、电流电流负反馈负反馈增大增大输出电阻输出电阻 （输入为零，输出（输入为零，输出加压测流加压测流）结论：结论：电压负反馈，等效输出电电压负反馈，等效输出电阻增加阻增加（1+AF1+AF）倍。理想：）倍。理想：-基本放大电路：基本放大电路：ooRR反馈放大电路：反馈放大电路：oRLXiooofRAFIUR)1(0AFIo)(o

8、oooIFARUIFBRoRo f0iXfiXXAiXAofIFXoIRLoU电流调节！电流调节！总结：负反馈总结：负反馈改善改善输入输入/输出电阻：输出电阻：组组 态：态：电压串联：电压串联：电压并联：电压并联：电流串联：电流串联：电流并联电流并联iRoRAF1如何理解如何理解改善改善？(相对相对输入输出输入输出类型类型)定量关系定量关系6.5.3 展宽频带放大倍数减小，频带展宽放大倍数减小，频带展宽(普遍性普遍性)高频放大倍数：高频放大倍数：HmHffjAA1HmmHmHmHHHffjfFAAFfjfAfjfAFAAA/1/11/11引入反馈后的引入反馈后的高频放大倍数：高频放大倍数：带入

9、：带入：HfmfHmmmHfffjAfFAfjFAAA1)1(1)1/()1(FAm同除以：同除以：反馈后放大电路反馈后放大电路的的上限频率上限频率：HmHffFAf)1(上限制频率增大上限制频率增大!HmHffFAf)1()1(FAffmLLf上限上限频率频率增大增大下限下限频率频率减小减小LfHfLHffff,HLHbwfffffHf LfHbwfffff由于：由于：频带展宽频带展宽（1+AF1+AF）倍！倍！利用负反馈展宽利用负反馈展宽通频带通频带 fBWfBWf3dB3dBfLf|lg20A|lg20mA|lg20mfAfLfHfHfOf负反馈改善频带原理负反馈改善频带原理(普遍性普遍

10、性)：常数BWmBWfmffAfA放大电路的增益带宽积放大电路的增益带宽积恒定恒定（普遍性），具有（普遍性），具有互换性互换性。由于引入负反馈后，放大电路的由于引入负反馈后，放大电路的通频带展宽通频带展宽了了（1+A1+Am mF F）倍，但倍，但放大倍数却减小放大倍数却减小了了（1+A1+Am mF F）倍，因此放大电路引入负倍，因此放大电路引入负反馈后放大倍数与通频带的乘积和放大电路未引入反馈情况下反馈后放大倍数与通频带的乘积和放大电路未引入反馈情况下（即开环状态下）放大倍数与通频带的（即开环状态下）放大倍数与通频带的乘积相等乘积相等，即，即 放大电路增益带宽放大电路增益带宽互换互换的理解

11、（的理解（增益带宽积恒定增益带宽积恒定）饱和失真和截止失真是其特例！（如何理解？）饱和失真和截止失真是其特例！（如何理解？）iBIBOQuiib(a)因输入特性弯曲引起的失真uBEiCicICQQUCEQuceUCCuCEOIBQib(b)输出曲线簇上疏下密引起的失真iCICQicQOUCEQuceUCCuCEibIBQ(c)输出曲线簇上密下疏引起的失真上疏下密上密下疏三极管特性曲线的非线性引起的失真输入非线性6.5.4 减小非线性失真负反馈减小非线性失真分析xixoxi大小小小小大大大AAixxoxf(a)(b)F利用负反馈减小非线性失真利用负反馈减小非线性失真(BJTBJT本身本身非线性非

12、线性)(a)(a)开环（无反馈）；开环（无反馈）；(b)(b)闭环（引入闭环（引入负负反馈）反馈）（1 1）（2 2）（3 3）（4 4）（5 5）不是输入信号本身（不是输入信号本身（或外界干扰）！或外界干扰）！6.5.5 放大电路引入负反馈一般原则负反馈可改善放大电路性能：负反馈可改善放大电路性能：稳定输出稳定输出;稳定放大倍数稳定放大倍数;改善输入输出电阻改善输入输出电阻;展宽频带展宽频带;减小器件本身减小器件本身非线性非线性;牺牲放大倍数（缺点）牺牲放大倍数（缺点）如何如何正确引入正确引入负反馈？负反馈？具体措施（一般原则）类型类型：稳定工作点：稳定工作点Q Q：直流负反馈：直流负反馈

13、改善改善动态动态特性：交流负反馈特性：交流负反馈极性极性：振荡电路：正反馈：振荡电路：正反馈 改善特性：负反馈改善特性：负反馈组态组态：电压信号源：电压信号源：串联串联反馈，反馈，增大增大RiRi，减小减小电压型信号源负载电压型信号源负载 电流信号源：电流信号源：并联并联反馈，反馈，减小减小RiRi，减小减小电流型信号源负载电流型信号源负载 电压电压输出输出：电压电压反馈，反馈，减小减小RoRo，增大增大电压源带负载能力电压源带负载能力 电流电流输出输出：电流电流反馈，反馈，增大增大RoRo，增大增大电流源带负载能力电流源带负载能力例：例：6.5.1 6.5.1 根据根据需求需求引入适当引入适

14、当负反馈负反馈（1 1）减小减小放大电路从信号源索取放大电路从信号源索取电流电流 增强增强输出输出带负载能力带负载能力电压串联电压串联负反馈负反馈（2 2）输入电流输入电流IiIi转换为转换为输出电流输出电流 （保持（保持稳定稳定的线性关系）的线性关系）电流并联电流并联负反馈负反馈（3 3）输入电流输入电流IiIi转换为转换为输出电压输出电压 （保持（保持稳定稳定的线性关系）的线性关系）电压并联电压并联负反馈负反馈（4 4）5-65-6相连，可否引入相连，可否引入电压串联电压串联负反馈？负反馈？以上以上1-31-3反馈放大电路动态特性如何计算？反馈放大电路动态特性如何计算？不能。不能。输入输出相位确定，则反馈组态受到限制！输入输出相位确定，则反馈组态受到限制！作业P302:P302:6.106.126.106.126.14-6.166.14-6.166.18-6.196.18-6.19