负反馈放大电路精选PPT.ppt

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1、负反馈放大电路第1页，此课件共59页哦5.1 反馈的基概念反馈的基概念5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法5.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响5.4 深度负反馈放大电路深度负反馈放大电路5.5 负反馈放大电路的应用负反馈放大电路的应用5.6 知识拓展知识拓展5.7 实验实验 单级负反馈放大电路的测试单级负反馈放大电路的测试小结小结习题习题本章大纲本章大纲第2页，此课件共59页哦 电子设备中的放大电路，通常要求其放大倍数非常稳定，输入输出电阻的大小、通频带以及波形失真等都应满足实际使用的要求。为了改善放大电路的性能，就需要在放大电路中引入负反馈。反馈是将放

2、大电路输出量的一部分或全部，按一定方式送回到输入端，与输入量一起参与控制，从而改善放大电路的性能。带有反馈的放大电路称为反馈放大电路。反馈的必要条件是要有反馈网络，并且要将输出量送回输入量。反馈网络是连接输出回路与输入回路的支路，多数由电阻元器件构成。5.1 反馈的基本概念反馈的基本概念第3页，此课件共59页哦5.1.1 反馈放大电路的方框图 任意一个反馈放大电路都可以表示为一个放大电路和反馈电路组成的闭环系统，其方框图如图所示。反馈放大电路方框图第4页，此课件共59页哦5.1.1 反馈放大电路的方框图 没有引入反馈时的放大电路叫做开环电路，其中的A表示放大电路的开环放大倍数。引入反馈后的放大

3、电路叫做闭环电路，图中的F表示反馈系数，反馈电路可以由某些元件或者电路构成。反馈电路与放大电路在输出回路的交点称为取样点。图中的“”表示信号的比较环节，反馈量（Xf）和输入量（Xi）在输入回路相比较得到净输入量（Xi）。图中箭头的方向表示信号传输的方向，为了分析的方便，假定信号单方向传输，即在放大电路中信号正向传输；在反馈电路中信号反向传输。实际电路中信号方向的传输是非常复杂的。在反馈电路中，既与放大电路输入回路相连，又与输出回路相连的元件，以及与反馈支路相连且对反馈信号的大小产生影响的元件，称为反馈元件。第5页，此课件共59页哦5.1.2 反馈放大电路的表达式 1.闭环放大倍数 根据如图所示

4、反馈放大电路的方框图，可求解出反馈放大电路的闭环放大倍数的表达式。第6页，此课件共59页哦5.1.2 反馈放大电路的表达式 2.反馈深度 反馈深度（1+AF）为闭环放大电路的反馈深度。它是衡量放大电路反馈强弱的一个重要指标。闭环放大倍数的变化均与反馈深度有关，AF乘积称为电路的环路放大倍数。第7页，此课件共59页哦 目前电子线路中广泛采用的是集成电路，下面就分析集成运放的反馈类型。1正反馈和负反馈 按照反馈信号极性的不同进行分类，反馈可以分为正反馈和负反馈。负反馈。当输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，放大倍数减小的反馈称为负反馈。负反馈多用于改善放大电路的性能。正反馈。当输入量不变时，引

5、入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加的反馈称为正反馈。正反馈多用于振荡电路和脉冲电路。判别正、负反馈时，可以从判别电路各点对“地”交流电位的瞬时极性入手，即可直接在放大电路图中标出各点的瞬时极性来进行判别。瞬时极性为正，表示电位升高；瞬时极性为负，表示电位降低。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第8页，此课件共59页哦【例5-1】判断如图所示电路是正反馈还是负反馈。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第9页，此课件共59页哦 解 设基极输入信号ui的瞬时极性为正，则发射极反馈信号uf的瞬时极性亦为正，发射结上实际得到的信号ube（净输入信号）与没有反馈时相比减

6、小了，即反馈信号削弱了输入信号的作用，故可确定为负反馈。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第10页，此课件共59页哦 【例5-2】判断如图所示电路是正反馈还是负反馈。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第11页，此课件共59页哦解 输入电压为正，各电压的瞬时极性如图所示。根据反馈信号与输入信号加在不同输入端上，两者极性相同时，净输入电压减小，为负反馈。Rf是反馈元件，该反馈为负反馈。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第12页，此课件共59页哦2.直流反馈和交流反馈 根据反馈量是交流量还是直流量，可将反馈分为直流反馈与交流反馈。直流反馈：若电路

7、将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。直流反馈多用于稳定静态工作点。交流反馈：若电路将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。交流反馈多用于改善放大电路的动态性能，但不影响静态工作点。如果反馈信号中既有直流量，又有交流量，则称为交、直流反馈。交、直流反馈既可以稳定放大电路的静态工作点，又可以改善电路的动态性能。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第13页，此课件共59页哦【例5-3】判断图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈？解根据反馈到输入端的信号是交流还是直流，还是同时存在来进行判别。同时注意电容的“隔直通交”作用，Rf构成交、直流反馈，C2构成交流反馈。5.2 反馈的类型

8、及其判定方法反馈的类型及其判定方法第14页，此课件共59页哦3.电压反馈和电流反馈 根据取自输出端反馈信号的对象不同，可将反馈分为电压反馈和电流反馈。电压反馈：反馈信号取自输出端的电压，即反馈信号和输出电压成正比，称为电压反馈。电压反馈电路如图所示，电压反馈时，反馈网络与输出回路负载并联。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法电压反馈电路第15页，此课件共59页哦3.电压反馈和电流反馈 电流反馈：反馈信号取自输出端的电流，即反馈信号和输出电流成正比，称为电流反馈。电流反馈电路如图所示，电流反馈时，反馈网络与输出回路负载串联。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法电流

9、反馈电路第16页，此课件共59页哦3.电压反馈和电流反馈 判断电压反馈或电流反馈的方法是将反馈放大电路的输出端短接，即输出电压等于零，若反馈信号随之消失，表示反馈信号与输出电压成正比，是电压反馈；如果输出电压等于零，而反馈信号仍然存在，则说明反馈信号与输出电流成正比，是电流反馈。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第17页，此课件共59页哦4.串联反馈和并联反馈 根据反馈电路把反馈信号送回输入端连接方式的不同，可分为串联反馈和并联反馈。串联反馈：在输入端，反馈电路和输入回路串联连接，反馈信号与输入信号以电压形式相加减，如图所示。并联反馈：在输入端，反馈电路和输入回路并联连接，反

10、馈信号与输入信号以电流形式相加减，如图所示。4.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法 串联反馈 并联反馈第18页，此课件共59页哦4.串联反馈和并联反馈 判断并联反馈或串联反馈的方法是将放大电路的输入端短接，即输入电压等于零，若反馈信号随之消失，则为并联反馈；若输入电压等于零，反馈信号依然能加到基本放大电路输入端，则为串联反馈。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第19页，此课件共59页哦5.负反馈的四种组态 5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第20页，此课件共59页哦【例5-4】判断如图所示电路的反馈类型和性质。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈

11、的类型及其判定方法第21页，此课件共59页哦解 输出端假想短路，输出电流仍然流动，经R3和R5分流后，R3上的电流对放大器输入端产生作用，故是电流反馈；将输入端假想短路，R3左端接地，反馈作用消失，故是并联反馈。在判断并联反馈的极性时，把输入电流（Ii）看作常数，If+Ii=Ii。三极管基极电流就是基本放大器输入电流（Ii）。判断过程如下：UiIiUc1Ie2（Io）IfIi上述判断过程中，Ie2的正方向为从三极管流出。当Ie2减小时，给R3的分流减小，向左流的电流减小，向右流的If增大。所以，电路是负反馈。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第22页，此课件共59页哦【例5-

12、5】判断如图所示放大电路中从集成运算放大电路A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第23页，此课件共59页哦5.2 反馈的类型及其判定方法反馈的类型及其判定方法第24页，此课件共59页哦 负反馈可使放大电路很多方面的性能得到改善，下面分析负反馈对放大电路主要性能的影响。1.降低放大倍数 由反馈放大电路方框图可知，引入负反馈后的放大倍数为，由于闭环放大倍数是开环放大倍数A的1/（1+AF），即引入负反馈后放大电路的放大倍数下降了。2.提高放大倍数的稳定性 在基本放大电路中，由于电路元件的参数和电源电压不稳定，所以当温度、负载等变化时，

13、将引起放大倍数的变化。这时就需要引入负反馈来提高放大倍数的稳定性。5.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响第25页，此课件共59页哦3.展宽频带5.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响负反馈展宽频带第26页，此课件共59页哦4.减小非线性失真5.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响引入负反馈减小失真第27页，此课件共59页哦5.减小内部噪声 放大电路内部产生的噪声和干扰，在无负反馈时，会和有用信号一起由输出端输出，严重影响了放大电路的工作质量。引入负反馈可以使有用信号电压、噪声及干扰同时减小。有用信号减小后可以用增大输入信号弥补，但噪

14、声和干扰信号不会增加。对于外部干扰及与信号同时混入的噪声，采用负反馈的办法是不能解决的。5.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响第28页，此课件共59页哦6.改变输入、输出电阻5.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响第29页，此课件共59页哦7.放大电路中引入负反馈的一般原则 放大电路引入负反馈的一般原则如下。为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善电路的动态性能，应引入交流负反馈。根据信号源的性质决定引入串联负反馈或并联负反馈。当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大电路的输入电阻，以减小信号源的输出电流和内阻上的压降，应引入串联负反馈；

15、当信号源为恒流源或内阻较大的电流源时，为减小放大电路的输入电阻，使电路获得更大的输入电流，应引入并联负反馈。根据负载对放大电路输出量的要求，即负载对其信号源的要求，决定引入电压负反馈或电流负反馈。当负载需要稳定电压信号时，应引入电压负反馈；当负载需要稳定电流信号时，应引入电流负反馈。5.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响第30页，此课件共59页哦【例5-6】在如图所示的放大电路中按要求引入适当的反馈。希望加入信号后，ic3的数值基本不受R6改变的影响。希望接入负载后，输出电压（Uo）基本稳定。5.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响第31页，此课件共5

16、9页哦5.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响第32页，此课件共59页哦5.3 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响第33页，此课件共59页哦简单的负反馈放大电路，利用微变等效电路法进行分析计算；对于深度负反馈放大电路，采用估算方法。5.4 深度负反馈放大电路深度负反馈放大电路第34页，此课件共59页哦5.4.1 深度负反馈放大电路的特点 第35页，此课件共59页哦5.4.2 深度负反馈放大电路的估算 第36页，此课件共59页哦5.4.2 深度负反馈放大电路的估算【例5-7】如图所示的反馈放大电路，试估算此电路的电压放大倍数。第37页，此课件共59页哦5.4

17、.2 深度负反馈放大电路的估算 第38页，此课件共59页哦5.4.2 深度负反馈放大电路的估算【例5-8】如图所示的反馈放大电路，试估算此电路的电压放大倍数。第39页，此课件共59页哦5.4.2 深度负反馈放大电路的估算 第40页，此课件共59页哦负反馈放大电路广泛应用在扩音机及放音机电路中。1.OTL扩音机5.5 负反馈放大电路的应用负反馈放大电路的应用第41页，此课件共59页哦2.放音机磁头放大电路 5.5 负反馈放大电路的应用负反馈放大电路的应用第42页，此课件共59页哦1.助听器电路 5.6 知识拓展知识拓展第43页，此课件共59页哦2.精密电流变换器电路 5.6 知识拓展知识拓展第4

18、4页，此课件共59页哦1.进一步熟悉集成运算放大电路的应用。2.研究负反馈放大电路的特点，熟悉负反馈对放大电路的影响。3.熟悉负反馈放大电路的测试方法。5.7 实验实验 单级负反馈放大电路的测试单级负反馈放大电路的测试 一 实验目的第45页，此课件共59页哦二 实验器材双路直流稳压电源、信号发生器、交流毫伏表、示波器、万用表、实训线路板、各种元器件。元器件表编号名称参数编号名称参数R1电阻2kWR2电阻210kWR3电阻2kWRL电阻10kWRf电阻20kWIC集成运放A741第46页，此课件共59页哦三 实验步骤（1）电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路按下图接线，检查接线无误后，接

19、通正、负电源电压9V。第47页，此课件共59页哦三 实验步骤（1）电压串联负反馈放大电路输入端ui接入频率为1kHz、有效值为0.2V的正弦信号，用示波器观察输入电压ui及输出电压uo的波形。用交流毫伏表分别测出ui、up、uf、uo的有效值并记录于下表中，维持输入电压ui不变，断开RL测出开路输出电压uot，记录于下表中。根据测量数据求出Auf、Rif、Rof，记录于下表中。第48页，此课件共59页哦三 实验步骤（1）电压串联负反馈放大电路 电压串联负反馈的数据内容Ui（V）Up（V）Uf（V）Uo（V）Uot（V）AufRifRof测量值理论值第49页，此课件共59页哦三 实验步骤（2）电

20、流串联负反馈放大电路 按下图接线，检查接线无误后，接通正、负电源电压9V。电流串联负反馈放大电路第50页，此课件共59页哦三 实验步骤（2）电流串联负反馈放大电路 输入端ui接入频率为1kHz、有效值为0.2V的正弦信号，用示波器观察ui、uo波形。用交流毫伏表分别测出ui、up、uf、uo的有效值并记录于下表中。维持输入电压ui不变，将RL改接为5.1kW和2kW，分别测出ui、up、uf、uo的有效值并记录于下表中。根据测量数据求出Auf并记录于下表中。第51页，此课件共59页哦三 实验步骤（2）电流串联负反馈放大电路 电流串联负反馈的数据内容Ui（V）Up（V）Uf（V）Uo（V）Uo（

21、V）（=UoUf）RL10kW5.1kW2kW第52页，此课件共59页哦四实验报告（1）整理实训数据。（2）根据测试结果总结电压串联负反馈放大电路、电流串联负反馈放大电路的特点。（3）说明实训中遇到的问题及解决办法。五 思考题（1）说明负反馈对放大电路的影响。（2）对于电流串联负反馈放大电路，改变不同RL，说明了什么问题？第53页，此课件共59页哦六 注意事项测试结果与理论估算值产生误差的原因主要有如下几点。集成运放的特性与理论值相差较多，主要是集成运放的开环增益不高，使实测输出电压值偏小。另外，共模抑制比较低，也会引起同相运算电路的输出值产生误差。运算电路外接元件的标称值与实际值有误差。调零

22、没有调好或调零电位器发生变动。电路接错或测量点接错，电压表换挡误差或读数错误，电压表内阻较低等。输入信号过大，集成运放工作在非线性状态。第54页，此课件共59页哦 反馈是将放大电路输出量的一部分或全部，按一定方式送回到输入端，与输入量一起参与控制，从而改善放大电路的性能。反馈放大电路可以用方框图表示，其闭环电压放 大倍数的表达式为 。按照不同的分类方法，反馈有正反馈、负反馈；交流反馈、直流反馈。交流反馈中有电压反馈、电流反馈；串联反馈、并联反馈。负反馈的引入可使放大电路很多方面的性能得到改善，主要表现在：降低放大倍数，提高放大倍数的稳定性，展宽频带，减小非线性失真，减小内部噪声，改变输入、输出

23、电阻。小小 结结第55页，此课件共59页哦 当反馈深度（1+AF）1，则有 ，这 种情况下称放大电路引入深度负反馈。在深度负反馈条件 下，电路的闭环电压放大倍数可以用 进行估算。如果求解电压放大倍数，可以根据具体电路，列写输出电压和输入电压的表达式进行估算。小小 结结第56页，此课件共59页哦1把放大器输出信号的 引回到输入回路，影响 ，从而影响电路输出的技术，称为反馈。使 的反馈称为负反馈；使 的反馈称为正反馈。2负反馈在电路中起到 的作用。3负反馈放大器是由 和 组成的一个闭环系统。4一个放大电路，其基本放大器的非线性失真系数为8%，要将其减至0.4%，同时要求该电路的输入阻抗提高，负载变化时，输出电压尽可能的稳定。（1）电路中应当引入什么类型的负反馈？（2）如果基本放大电路的放大倍数|A|=103，反馈系数（|F|）应为多少？（3）引入反馈后，电路的闭环放大倍数（|Af|）是多少？习习 题题第57页，此课件共59页哦5判断如图所示的反馈极性以及类型。习习 题题第58页，此课件共59页哦6判断如图所示电路的反馈类型，并估算闭环电压放大倍数。习习 题题第59页，此课件共59页哦