模电课件第7章.pptx

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1、7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈正反馈与负反馈正反馈与负反馈串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈什么是反馈什么是反馈电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈第1页/共88页什么是反馈什么是反馈 将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送回到输入回路的过程。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反馈内部反馈外部反馈外部反馈第2页/共88页输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号（净输入信号）信号（净输入信号）什么是反馈什么是反馈框图反馈通路信号反向传输的

2、渠道开环 无反馈通路闭环 有反馈通路第3页/共88页反馈反馈反馈反馈电路电路电路电路F F F F基本放大基本放大基本放大基本放大电路电路电路电路A A+反馈放大电路的三个环节：反馈放大电路的三个环节：反馈放大电路的三个环节：反馈放大电路的三个环节：基本放大电路基本放大电路基本放大电路基本放大电路比较环节比较环节比较环节比较环节反馈电路反馈电路反馈电路反馈电路反馈系数反馈系数反馈系数反馈系数放大倍数放大倍数放大倍数放大倍数第4页/共88页RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+通过通过通过通过R RE E将输出将输出将输出将输出信信信信号号号号反馈到输入反馈到输入反馈到输入反馈到输入

3、如何判断电路中有无反馈？如何判断电路中有无反馈？如何判断电路中有无反馈？如何判断电路中有无反馈？看是否有连接输入与输出之间的反馈元件。看是否有连接输入与输出之间的反馈元件。看是否有连接输入与输出之间的反馈元件。看是否有连接输入与输出之间的反馈元件。在电路中既与输入回路相连又与输出回路相连在电路中既与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对反馈信号的大小产的元件，以及与反馈支路相连对反馈信号的大小产生影响的元件，均称为反馈元件。生影响的元件，均称为反馈元件。第5页/共88页判断电路是否存在反馈通路什么是反馈什么是反馈反馈通路反馈通路（本级）（本级）反馈通路反馈通路（本级）（本级）

4、反馈通路反馈通路（级间）（级间）第6页/共88页交流反馈：交流反馈：反馈只对交流信号起作用。反馈只对交流信号起作用。直流反馈：直流反馈：反馈只对直流信号起作用。反馈只对直流信号起作用。根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。取决于反馈通路取决于反馈通路取决于反馈通路取决于反馈通路 若在反馈网络中若在反馈网络中串接隔直电容串接隔直电容，则可以隔断直，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。流，此时反馈只对交流起作用。交直流反馈如何判断？交直流反馈如何判断？交直流反馈如何判断？交直流反馈如何判断？在起反馈作用的电阻两端在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容并联旁路电容，可以，可

5、以使其只对直流起作用。使其只对直流起作用。直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈第7页/共88页增加隔直电容增加隔直电容C后，后，Rf只对交流起反馈作用。只对交流起反馈作用。注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1C第8页/共88页增加旁路电容增加旁路电容C后，后，Rf只对直流起反馈作用。只对直流起反馈作用。C+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1第9页/共88页例例(+)(+)(+)(+)交、直流负反馈(+)交流正反馈分别画出直流和交流通路，考察反馈通

6、路是否存在，来进行判别直流通路直流通路交流通路交流通路交流通路交流通路直流负反馈(+)(+)(+)(+)第10页/共88页直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈 根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。直流反馈交、直流反馈第11页/共88页直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈(a)直流通路 (b)交流通路第12页/共88页正反馈与负反馈正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。从输出端看从输入端看正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。净输入量可以是电压，也可以是电流。第1

7、3页/共88页正反馈与负反馈正反馈与负反馈判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着 信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率 （正斜率或负斜率，用“+”+”、“-”-”号表示）。净输入量减小净输入量减小净输入量增大净输入量增大负反馈负反馈正反馈正反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路第14页/共88页(+)(+)(-)(-)(-)(+)(+)(-)(-)负反馈正反馈 设设设设输入端瞬时极性为正，输入端瞬时极性为正，输入端瞬时极性为正，输入端瞬时极性为正，根据根据根据根据同向端输出与输入同向端输出与输入同向端输出与输入同向端输出与输入瞬时极性瞬时极性瞬时极性瞬时极性相同相同相同相同

8、、反向端输出与反向端输出与反向端输出与反向端输出与输入瞬时极性相反输入瞬时极性相反输入瞬时极性相反输入瞬时极性相反的原则，标出相关各点的的原则，标出相关各点的的原则，标出相关各点的的原则，标出相关各点的瞬时极性。瞬时极性。瞬时极性。瞬时极性。对集成运算放大器来说：对集成运算放大器来说：对集成运算放大器来说：对集成运算放大器来说：(1)(1)若反馈信号与输入信号加在同一输若反馈信号与输入信号加在同一输若反馈信号与输入信号加在同一输若反馈信号与输入信号加在同一输入端上，入端上，入端上，入端上，(2)(2)若反馈信号与输入信号加在两个输若反馈信号与输入信号加在两个输若反馈信号与输入信号加在两个输若反

9、馈信号与输入信号加在两个输入端上，入端上，入端上，入端上，两者极性两者极性两者极性两者极性相反为负反馈相反为负反馈相反为负反馈相反为负反馈；极性极性极性极性相同为正反馈。相同为正反馈。相同为正反馈。相同为正反馈。两者极性两者极性两者极性两者极性相同为负反馈相同为负反馈相同为负反馈相同为负反馈；极性极性极性极性相反为正反馈。相反为正反馈。相反为正反馈。相反为正反馈。例例:第15页/共88页 设基极瞬时极性为正，设基极瞬时极性为正，设基极瞬时极性为正，设基极瞬时极性为正，根据根据根据根据集电极集电极集电极集电极瞬时极性瞬时极性瞬时极性瞬时极性与基极相反与基极相反与基极相反与基极相反、发射极发射极发

10、射极发射极(接有发射极接有发射极接有发射极接有发射极电阻而无旁路电容时电阻而无旁路电容时电阻而无旁路电容时电阻而无旁路电容时)瞬时极性瞬时极性瞬时极性瞬时极性与基极相同与基极相同与基极相同与基极相同的原则的原则的原则的原则，标出相关各点的，标出相关各点的，标出相关各点的，标出相关各点的瞬时极性。瞬时极性。瞬时极性。瞬时极性。对三极管来说：对三极管来说：对三极管来说：对三极管来说：+(3)(3)若反馈信号与输入信号加在同一电若反馈信号与输入信号加在同一电若反馈信号与输入信号加在同一电若反馈信号与输入信号加在同一电极上，极上，极上，极上，(4)(4)若反馈信号与输入信号加在两个电若反馈信号与输入信

11、号加在两个电若反馈信号与输入信号加在两个电若反馈信号与输入信号加在两个电极上，极上，极上，极上，两者极性两者极性两者极性两者极性相反为负反馈相反为负反馈相反为负反馈相反为负反馈；极性极性极性极性相同为正反馈。相同为正反馈。相同为正反馈。相同为正反馈。两者极性两者极性两者极性两者极性相同为负反馈相同为负反馈相同为负反馈相同为负反馈；极性极性极性极性相反为正反馈。相反为正反馈。相反为正反馈。相反为正反馈。第16页/共88页例例:负反馈负反馈+uf+RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+ieube 第17页/共88页总结：总结：负反馈负反馈负反馈负反馈(+)(-)(+)(-)(

12、+)(+)(+)(+)第18页/共88页级间反馈通路级间反馈通路净输入量减小净输入量减小级间负反馈正反馈与负反馈正反馈与负反馈第19页/共88页正反馈与负反馈正反馈与负反馈反馈通路反馈通路净输入量减小净输入量减小本级负反馈第20页/共88页 根据反馈电路与基本放大电路在输入端联接方式的不同，又可分为串联反馈和并联反馈。串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路 的两个电极。并联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路 的同一个电极。看输入看输入看输入看输入串联并联反馈如何判断？串联并联反馈如何判断？串联并联反馈如何判断？串联并联反馈如何判断？反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的反

13、馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一同一个电极个电极为为并联并联反馈，加在输入回路的反馈，加在输入回路的两个两个电极为电极为串联串联反反馈。馈。串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈第21页/共88页串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定串联串联：输入以电压形式求和（KVLKVL）-vi i+vidid+vf f=0 即 vidid=vi i-vf f并联：输入以电流形式求和（KCLKCL）ii i-iidid-if f=0 即 iidid=ii i-if f并联第22页/共88页串并联反馈的判断串并联反馈的判断串并联反馈的判断串并联反馈的判断看输入看

14、输入看输入看输入 对于运算放大器来说，对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。对于三极管来说，对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射极，反馈信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。则为并联反馈；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。串联负反馈串联负反馈串联负反馈串联负反馈R RF FR R1 1u u

15、i iR R2 2R RL L+i io oR R并联负反馈并联负反馈并联负反馈并联负反馈u uo oR RF Fu ui iR R2 2R R1 1+R RL L第23页/共88页RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+串联负反馈串联负反馈串联负反馈串联负反馈+UCCRCC1RF+RS+C2+RLeSuiuo并联负反馈并联负反馈并联负反馈并联负反馈+uf第24页/共88页判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈并联反馈级间反馈通路级间反馈通路xf(if)第25页/共88页判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈串联反馈与并联

16、反馈串联反馈与并联反馈串联反馈级间反馈通路级间反馈通路xf(vf)第26页/共88页电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定。电压反馈：反馈信号xf和输出电压成比例，即xf=Fvo电流反馈：反馈信号xf与输出电流成比例，即xf=Fio 并联结构串联结构第27页/共88页 在反馈放大电路中，反馈网络把输出电压或输出电流的一部分或全部取出来送回到输入回路，因此，在放大电路输出端的取样方式有两种：1）电压取样：这时反馈信号是输出电压的一部分或全 部，即反馈信号与输出电压成正比，称 为电压反馈。2）电流取样：这时反馈信号是输出电流的一部分或全 部

17、，即反馈信号与输出电流成正比，称 为电流反馈。看输出看输出看输出看输出电压电流反馈如何判断？电压电流反馈如何判断？电压电流反馈如何判断？电压电流反馈如何判断？第28页/共88页电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压负反馈RL vo o xf xid vo 电压负反馈稳定输出电压xf=Fvo，xid=xixf第29页/共88页电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电流负反馈RL io o xf xid io 电流负反馈稳定输出电流xf=Fio，xid=xixf第30页/共88页电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈判断方法：负载短路法 将负载短路，反馈量仍然存在电流反馈。将负载短路（未接负载时输出

18、对地短路），反馈量为零电压反馈。电压反馈电流反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路第31页/共88页 将将输输出出电电压压短短路路，若若反反馈馈信信号号为为零零，则则为为电电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。电压反馈与电流反馈的判断：电压反馈与电流反馈的判断：看输出看输出看输出看输出方法一：方法一：方法二（简易方法）：方法二（简易方法）：反馈元件直接接在输出端为电压反馈。反馈元件直接接在输出端为电压反馈。反馈元件只要没有直接接到输出端，均为电流反馈。反馈元件只要没有直接接到输出端，均为电流反馈。（特别注意：负载不属于放大器，因此不能算作反馈元件）

19、（特别注意：负载不属于放大器，因此不能算作反馈元件）（特别注意：负载不属于放大器，因此不能算作反馈元件）（特别注意：负载不属于放大器，因此不能算作反馈元件）第32页/共88页 对于运算放大器来说，对于运算放大器来说，反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；反馈反馈电路电路没有没有直接直接从从输出端输出端引出引出，而是而是从负载电阻从负载电阻从负载电阻从负载电阻R RL L的靠近的靠近的靠近的靠近“地地地地”端引出的，是电流反馈端引出的，是电流反馈端引出的，是电流反馈端引出的，

20、是电流反馈。对于三极管来说，对于三极管来说，从集电极引出为电压反馈从集电极引出为电压反馈从集电极引出为电压反馈从集电极引出为电压反馈；从发射极引出为电流反馈从发射极引出为电流反馈从发射极引出为电流反馈从发射极引出为电流反馈。u uo oR RF Fu ui iR R2 2R R1 1+R RL L电压电压电压电压负负负负反馈反馈反馈反馈u uo ou ui iR R2 2R RL L+i io oR R电电电电流负流负流负流负反馈反馈反馈反馈第33页/共88页RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+电流负反馈电流负反馈电流负反馈电流负反馈+UCCRCC1RF+RS+C2+R

21、LeSuiuo电电电电压压压压负反馈负反馈负反馈负反馈+uf第34页/共88页电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压反馈反馈通路反馈通路第35页/共88页正负反馈看正负反馈看正负反馈看正负反馈看极性极性极性极性串联并联串联并联串联并联串联并联看输入看输入看输入看输入电压电流电压电流电压电流电压电流看输出看输出看输出看输出运运运运放放放放共发射极共发射极共发射极共发射极集出为集出为集出为集出为压压压压，射出为，射出为，射出为，射出为流流流流基入为基入为基入为基入为并并并并，射入为，射入为，射入为，射入为串串串串反馈类型判断方法总结：反馈类型判断方法总结：反馈类型判断方法总结：反馈类型判断方法总

22、结：第36页/共88页7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路 反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流）信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响第37页/共88页电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路 输入以电压形式求和（KVLKVL）：vidid=vi i-vf f 稳定输出电压特点：电压控制的电压源第38页/共88页电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和（K

23、CLKCL）：iidid=ii i-if f 稳定输出电压 电流控制的电压源特点：第39页/共88页电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路 输入以电压形式求和（KVLKVL）：vidid=vi i-vf f 稳定输出电流 电压控制的电流源特点：第40页/共88页电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和（KCLKCL）：iidid=ii i-if f 稳定输出电流 电流控制的电流源特点：第41页/共88页电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性串联反馈：输入端电压求和（KVL）电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性并联反馈：输入端电流求和（KCL）特点小结：第42页/

24、共88页反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流）(+)(-)(+)(+)级间电压串联负反馈(+)第43页/共88页反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流）电压并联负反馈第44页/共88页直流反馈交、直流反馈反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流）(+)(+)(-)(+)(+)(+)电流串联负反馈第45页/共88页串联负反馈信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响vID=vI-vF则vI最好为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。要想反馈效果明显，就要求vF变化能有效引起vID的变化。第46页/共88页信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响并联负反馈iID=iI-i

25、F则iI最好为恒流源，即信号源内阻RS越大越好。要想反馈效果明显，就要求iF变化能有效引起iID的变化。第47页/共88页7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式1.闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式2.反馈深度讨论反馈深度讨论3.环路增益环路增益第48页/共88页1.闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式开环增益反馈系数闭环增益因为所以已知闭环增益的一般表达式即7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式第49页/共88页负反馈放大电路中各种信号量的含义7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式第50页/共

26、88页2.反馈深度讨论反馈深度讨论一般负反馈称为反馈深度深度负反馈正反馈自激振荡 一般情况下，A和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影响时，Af、A和F分别用 、和 表示。即7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式第51页/共88页7.4 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减小非线性失真减小非线性失真抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响提高增益的稳定性提高增益的稳定性第52页/共88页提高增益的稳定性提高增益的稳定性闭环时对A求导得只考虑幅值有即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF另一方面,在深度负

27、反馈条件下 即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Avf、Arf、Agf、Aif）第53页/共88页减小非线性失真减小非线性失真 闭环时增益减小，线性度变好。只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。1开环特性2闭环特性 第54页/共88页抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声比原有的信噪比提高了 倍电压的信噪比 增加一前置级 并认为该级为无噪声的 新的信噪比 第55页/共88页对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 串联负反馈1.对输入电阻的影响开环输入电

28、阻 Ri i=vidid/ii i因为 vf f=Fxo o xo o=Avidid闭环输入电阻 Rifif=vi i/ii i所以 vi i=vidid+vf f=(1+=(1+AF)vidid闭环输入电阻 Rifif=vi i/ii i引入串联负反馈后，输入电阻增加了。第56页/共88页对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 并联负反馈1.对输入电阻的影响闭环输入电阻 引入并联负反馈后，输入电阻减小了。注意:反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。第57页/共88页例如例如图中R1 1不在环内但是当R1 1 时，反馈对Rif几乎没有影响。第58页/共88页对输入电阻

29、和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响2.对输出电阻的影响 电压负反馈第59页/共88页2.对输出电阻的影响闭环输出电阻 电压负反馈而 Xid=-Xf=-FvT 忽略反馈网络对iT的分流所以 引入电压负反馈后，输出电阻减小了。第60页/共88页对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响2.对输出电阻的影响 电流负反馈闭环输出电阻 引入电流负反馈后，输出电阻增大了。注意:反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。第61页/共88页 负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。串联负反馈 并联负反馈 电压负反馈 电流负反馈 特别注意表的内容增大

30、输入电阻减小输入电阻减小输出电阻，稳定输出电压增大输出电阻，稳定输出电流对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响第62页/共88页7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算1.深度负反馈的特点深度负反馈的特点2.举例举例第63页/共88页1.深度负反馈的特点深度负反馈的特点即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关由于则又因为代入上式得（也常写为 xf f xi i）净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念输入量近似等于反馈量（xid id 0）第64页/共88页1.深度负反馈的特点深度负反馈的特点串联负反馈，输入端电压求和深度负

31、反馈条件下 xidid=xi i-xf f 0 虚短虚断虚短虚断并联负反馈，输入端电流求和vidid=vi i-vf f 0iidid=ii i-if f 0vidid=iid id ri i 0第65页/共88页2.举例举例 电压串联负反馈反馈系数 实际上该电路就是第2 2章介绍的同相比例放大电路，该结果与第2 2章所得结构相同 设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。解：根据虚短、虚断闭环增益（就是闭环电压增益）第66页/共88页2.举例举例(例例 电压串联负反馈 设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。解：根据虚短、虚断闭环电压增益第67页/共88

32、页2.举例举例(例例 电流并联负反馈 设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环增益和闭环源电压增益表达式。解：根据虚短、虚断闭环增益所以闭环电压增益注意：若io o参考方向不同，将影响闭环增益的结果 又因为iR第68页/共88页解:（3 3）闭环增益例例（3 3）求大环反馈的闭环增益以及对信号源的闭环电压增益；电压并联负反馈根据虚短、虚断0V0V2.举例举例第69页/共88页7.6 负反馈放大电路设计负反馈放大电路设计设计负反馈放大电路的一般步骤设计负反馈放大电路的一般步骤设计举例设计举例第70页/共88页设计负反馈放大电路的一般步骤设计负反馈放大电路的一般步骤1.1.选定需要的反馈类型2

33、.2.确定反馈系数的大小3.3.适当选择反馈网络中的电阻阻值4.4.通过仿真分析，检验设计是否满足要求信号源性质对输出信号的要求对输入、输出电阻的要求对信号变换的要求（V-V、V-I、I-V、I-I）深度负反馈时尽量减小反馈网络对基本放大电路的负载效应第71页/共88页设计举例设计举例例设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为05V，内阻Rs=500。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。解:驱动电路需要将电压vs s转换为电流io1o1已知LED的光强度流过LED的电流io1o1线性电压信

34、号vs s线性选用电流串联负反馈电路光电隔离器第72页/共88页解:选用电流串联负反馈电路所以 Rf=1k又因为根据虚断有深度负反馈时设计举例设计举例例设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为05V，内阻Rs=500。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。第73页/共88页解:仿真电路io1与vs的呈线性关系，io1=10-3vs，放大电路满足设计要求。设计举例设计举例例设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为05V，内阻Rs=500。要求LED的io1=10-3vs(A)

35、。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。第74页/共88页7.7 负反馈放大电路的频率响应负反馈放大电路的频率响应增益一带宽积增益一带宽积频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式第75页/共88页频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式基本放大电路的高频响应比开环时增加了 为基本放大电路通带增益根据闭环增益表达式有（设反馈网络为纯阻网络）通带闭环增益其中同理可得闭环上限频率比开环时减小了闭环下限频率引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了第76页/共88页频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式例的波特图 第77页/共88页增益一带宽积增益一带宽积放大

36、电路的增益-带宽积为常数 闭环增益-带宽积开环增益-带宽积第78页/共88页7.8 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性频率补偿频率补偿自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件第79页/共88页自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件1.自激振荡现象自激振荡现象 在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。2.产生原因产生原因 在高频区或低频区产生的附加相移达到180180，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。第80页/共88页自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件3.自激振荡条件自激振荡

37、条件自激振荡反馈深度即又得自激振荡条件幅值条件相位条件（附加相移）注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（-1-1-1-1）不包含在内）不包含在内闭环增益第81页/共88页自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件4.稳定工作条件稳定工作条件破坏自激振荡条件或 当反馈网络为纯电阻网络时，f=0。其中Gm幅值裕度，一般要求Gm -10dB m相位裕度，一般要求 m 45（保证可靠稳定，留有余地）写成等式，且幅值用分贝数表示时第82页/共88页自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件用波特图表示或Gm -10dB 或 m 45 4.稳定工作条件稳定工作条件第83页/共88页自激振

38、荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件5.负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析环路增益的幅频响应写为环路增益的幅频响应写为一般一般与频率无关，与频率无关，则则的幅频响应是一条水平线的幅频响应是一条水平线利用波特图分析利用波特图分析关键作出关键作出的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图水平线水平线的交点为的交点为即该点满足即该点满足第84页/共88页自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件(2)作作水平线水平线判断稳定性方法判断稳定性方法(1)作出作出的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图在水平线在水平线的交点作垂线交相频响应曲线的一点的交点作

39、垂线交相频响应曲线的一点(3)判断是否满足相位裕度判断是否满足相位裕度 m 45 若该点若该点满足相位裕度，稳定；否则不稳定。满足相位裕度，稳定；否则不稳定。在相频响应的在相频响应的点处作垂线交点处作垂线交 于于P点点若若P点在点在 水平线之下，稳定；否则不稳定。水平线之下，稳定；否则不稳定。或或5.负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析第85页/共88页基本放大电基本放大电基本放大基本放大 反反馈馈深深度度越越深深，越越容易自激。容易自激。越大，水平线越大，水平线下移，越下移，越容易自激容易自激越大，表明越大，表明反馈深度越深反馈深度越深自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件5.负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析P点交在点交在 的的-20dB/十倍频程处，放大电路是稳定的。十倍频程处，放大电路是稳定的。第86页/共88页频率补偿频率补偿不作要求第87页/共88页感谢您的观看。第88页/共88页