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1、.放大电路中反应的根本概念与类型判断方法放大电路中反应的根本概念与类型判断方法( (教案教案) )反应在电路中的应用十分广泛, 特别是在精度、稳定性等方面要求较高的场合,往往通过引入含有负反应的放大电路,以到达提高输出信号稳定度、改善电路工作性能例如,提高放大倍数的稳定性、改善波形失真、增加频带宽度、改变放大电路的输入电阻和输出电阻等的目的。反应是指将电路输出信号电压或电流的一局部或全部,通过一定形式的反应网络送回到输入回路,使得净输入信号发生变化从而影响输出信号的过程。引入反应的放大电路称为反应放大电路, 它由根本放大电路 A 和反应网络 F构成,如下图。图 1 反应放大电路的组成框图反应放
2、大电路中,xi是反应放大电路的原输入信号,xo为输出信号,xf是反应信号,xid是根本放大电路的净输入信号。根本放大电路 A 实现信号的正向传输,反应网络 F 那么将局部或全部输出信号反向传输到输入端。判断一个放大电路中是否存在反应的方法是判断一个放大电路中是否存在反应的方法是 :观察放大电路中有无反应通路, 即观察放大电路输出回路与输入回路之间是否有电路元件起桥梁作用。假设有,那么存在反应通路,即电路为反应放大电路;反之,那么无反应通路,即电路为开环放大电路。根据反应信号与原输入信号的合成类型相加或相减,反应极性 ,可将反应电路分为正反应与反应;根据反应信号中所含成分的不同,可将反应电路分为
3、直流反应与交流反应; 根据反应信号与原输入信号在放大电路输入端合成方式的不同, 可将反应电路分为串联反应与并联反应;根据输出信号反应端采样方式的不同, 可将反应电路分为电压反应与电流反应。为了正确分析反应对电路性能的影响,首先必须知道如何来区别和判断反应的类型。.v.1. 1.直流反应与交流反应的判断直流反应与交流反应的判断仅在放大电路直流通路中存在的反应称为直流反应。 直流反应影响放大电路的直流性能,如直流负反应能稳定静态工作点。仅在放大电路交流通路中存在的反应称为交流反应。 交流反应影响放大电路的交流性能,如增益、输入电阻、输出电阻及带宽等。在放大电路交直流通路中均存在的反应,称为交直流反
4、应。例:图 2 直流反应放大电路根据电容 C 对直流信号可视为开路、交流信号可视为短路的特性 “隔直通交 ,分为画出其直流通路 图 2-1和交流通路 图 2-2可知: 仅在该电路的直流通路中存在反应,因而该电路为直流反应放大电路。图 2-1 图 2 的直流通路图 2-2 图 2 的交流通路例:图 3 交流反应放大电路根据电容 C 对直流信号可视为开路、交流信号可视为短路的特性 “隔直通交 ,分为画出其直流通路和交流通路可知: 仅在该电路的交流通路中存在反应, 因而该电路为交流反应放大电路。例:图 4 交直流反应放大电路通常情况下,利用电容的“隔直流通交流特性来判断放大电路是直流反应还是交流反应
5、。如果反应通路中的电容一端接地,那么该电路为直流反应放大电路;如果电容串连在反应通路中,那么该电路为交流反应放大电路;如果反应通路中只有电阻或只有导线,那么该电路为交直流反应放大电路。2. 2.正反应与负反应的判断正反应与负反应的判断由反应放大电路的组成框图可知, 反应信号送回到输入回路与原输入信号共同作用后, 对净输入信号的影响有两种结果:一种是使净输入信号的变化得到增强,这种反应称为正反应;另一种是使净输入信号的变化得以削弱,这种反应称.v.为负反应。判断反应极性的根本方法判断反应极性的根本方法是瞬时变化极性法, 简称瞬时极性法。 具体做法是:首先将反应支路与输入回路断开, 再假定原输入信
6、号在某一瞬时变化的极性为正相对于公共参考端而言, “GND ,根据各种根本放大电路的输出信号与输入信号之间的相位关系,顺着信号的输出方向, 逐级标出放大电路中各有关点电位的瞬时极性, 最后判断反应信号是削弱还是增强了净输入信号的变化量,如果是增强那么为正反应,如果是削弱那么为负反应。放大电路通常由三极管或运算放大器构成。 运用瞬时极性法判定放大电路中各点电位的瞬时极性时, 首先必须熟练掌握三极管三种根本电路组态的判定与相应组态输出信号电压与输入信号电压之间的相位关系以及运算放大器输出端信号与输入端信号之间的相位关系。(a) 共射极b共集电极c共基极图 5 三极管放大电路中各电极之间的相位关系运
7、算放大器构成的放大电路中, 运算放大器输出端信号与同相输入端信号的相位一样;运算放大器输出端信号与反向输入端信号的相位相反。运算放大器同相输入端与反向输入端的定义判断正反应与负反应的直观法:判断正反应与负反应的直观法:定义: 将与原输入信号相接的电极或输入端称为输入节点,剩余的电极或输入端称为非输入节点。 当反应信号接入输入节点时,假设反应信号与原输入信号的瞬时极性一样,那么为正反应,假设反应信号与原输入信号的瞬时极性相反,那么为负反应;当反应信号接入非输入节点时,假设反应信号与原输入信号的瞬时极性一样,那么为负反应,假设反应信号与原输入信号的瞬时极性相反,那么为正反应。(a) 三极管构成的正
8、反应放大电路.v.(b) 三极管构成的负反应放大电路(c) 运放构成的负反应放大电路(d) 运放构成的正反应放大电路图 6 正负反应放大电路3. 3.串联反应与并联反应的判断串联反应与并联反应的判断串联反应与并联反应反映的是反应信号与输入回路之间的关系, 即是串联反应还是并联反应由反应网络在放大电路输入端输入端的连接方式判定。串联反应与并联反应的判断方法一串联反应与并联反应的判断方法一: 反应信号为电压信号时, 电路为串联反应放大电路;当反应信号为电流信号时,电路为并联反应放大电路。判断串联反应与并联反应的直观法:判断串联反应与并联反应的直观法: 假设反应信号与原输入信号在同一输入节点,那么为
9、并联反应;假设反应信号与原输入信号不在同一输入节点,那么为串联反应。a三极管构成的并联反应放大电路b运放构成的串联反应放大电路图 7 串并联反应放大电路4. 4.电压反应与电流反应的判断电压反应与电流反应的判断电压反应与电流反应反映的是反应信号与输出回路之间的关系, 即电压反应与电流反应由反应网络在放大电路输出端输出端的取样对象决定。在电压反应放大电路中,反应信号取自输出电压,并与之成比例;在电流反应放大电路中,反应信号取自输出电流,并与之成比例。判断电压反应与电流反应的常用方法判断电压反应与电流反应的常用方法 “输出短路法“输出短路法 :假定输出电压为 0,假设反应信号也随之为 0,那么为电
10、压反应;假设反应信号不为 0,那么为电流反应。判断电压反应与电流反应的直观法:判断电压反应与电流反应的直观法:定义: 将与输出信号相接的电极或运算放大电路中负载电阻的上端称为输出节点,剩余的电极或运算放大电路中负载电阻的下端称为非输出节点。 .v.假设反应信号由反应网络直接取自输出节点,那么为电压反应;假设反应信号由反应网络取自非输出节点,那么为电流反应。即判断放大电路是电压反应还是电流反应时, 只需观察反应网络与输出节点之间的关系。 假设反应网络与输出信号节点直接相连, 那么为电压反应; 否那么,那么为电流反应。a电压反应放大电路b电流反应放大电路图 8 电压电流反应放大电路例:有反应元件,为反应放大电路反应放大电路;反应仅存在于交流通路中,为交流反应交流反应;直观判断法:标出各节点瞬时极性,反应信号与原输入信号的瞬时极性一样,反应信号接入非输入节点,为负反应负反应;输入端为电压求和,为串联反应串联反应;输出端为电压取样,为电压反应电压反应;综上分析,该电路为交流电压串联负反应放大电路交流电压串联负反应放大电路。.v.