《模擬電路第六章》PPT課件.ppt

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1、第 六 章 放 大 電 路 中 的 反 饋 第 六 章 放 大 電 路 中 的 反 饋 6.1 反 饋 的 概 念 及 判 斷 6.2 負 反 饋 放 大 電 路 的 方 框 圖 及 放 大 倍 數(shù) 的 估 算 6.3 交 流 負 反 饋 對 放 大 電 路 性 能 的 影 響 6.4 負 反 饋 放 大 電 路 的 穩(wěn) 定 性 6.5 放 大 電 路 中 反 饋 的 其 它 問 題 本 章 基 本 要 求 會 判 ： 判 斷 電 路 中 有 無 反 饋 及 反 饋 的 性 質(zhì) 會 算 ： 估 算 深 度 負 反 饋 條 件 下 的 放 大 倍 數(shù) 會 引 ： 根 據(jù) 需 求 引 入 合 適

2、的 反 饋 會 判 振 消 振 ： 判 斷 電 路 是 否 能 穩(wěn) 定 工 作 ， 會 消除 自 激 振 蕩 。 6.1 反 饋 的 概 念 及 判 斷一 、 反 饋 的 基 本 概 念二 、 交 流 負 反 饋 的 四 種 組 態(tài)三 、 反 饋 的 判 斷 1. 什 么 是 反 饋 放 大 電 路 輸 出 量 的 一 部 分 或 全 部 通 過 一 定 的 方 式引 回 到 輸 入 回 路 ， 影 響 輸 入 ， 稱 為 反 饋 。一 、 反 饋 的 基 本 概 念要 研 究 哪 些 問 題 ？怎 樣 引 回 是 從 輸 出電 壓 還 是輸 出 電 流引 出 反 饋 多 少 怎 樣 引 出

3、反 饋 放 大 電 路 可 用方 框 圖 表 示 。 影 響 放 大 電 路 的 輸 入電 壓 還 是 輸 入 電 流 2. 正 反 饋 和 負 反 饋 從 反 饋 的 結(jié) 果 來 判 斷 ， 凡 反 饋 的 結(jié) 果 使 輸 出 量的 變 化 減 小 的 為 負 反 饋 ， 否 則 為 正 反 饋 ；引 入 反 饋 后 其 變 化 是增 大 ？ 還 是 減 小 ？引 入 反 饋 后 其 變 化 是 增 大 ？還 是 減 小 ？ 或 者 ， 凡 反 饋 的 結(jié) 果 使 凈 輸 入 量 減 小 的 為 負 反饋 ， 否 則 為 正 反 饋 。 3. 直 流 反 饋 和 交 流 反 饋 直 流 通

4、路 中 存 在 的 反 饋 稱 為 直 流 反 饋 ， 交 流 通路 中 存 在 的 反 饋 稱 為 交 流 反 饋 。 引 入 交 流 負 反 饋引 入 直 流 負 反 饋 4. 局 部 反 饋 和 級 間 反 饋 只 對 多 級 放 大 電 路 中 某 一 級 起 反 饋 作 用 的 稱 為 局 部反 饋 ， 將 多 級 放 大 電 路 的 輸 出 量 引 回 到 其 輸 入 級 的 輸入 回 路 的 稱 為 級 間 反 饋 。通 過 R3引 入 的 是 局 部 反 饋通 過 R 4引 入 的 是 級 間 反 饋通 常 ， 重 點 研 究 級 間 反 饋 或 稱 總 體 反 饋 。 二 、

5、 交 流 負 反 饋 的 四 種 組 態(tài) 將 輸 出 電 壓 的 一 部 分 或 全部 引 回 到 輸 入 回 路 來 影 響 凈輸 入 量 的 為 電 壓 反 饋 ， 即 oo UX 將 輸 出 電 流 的 一 部 分 或 全 部 引 回 到 輸 入 回 路 來 影 響 凈輸 入 量 的 為 電 流 反 饋 ， 即 oo IX 描 述 放 大 電 路 和 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 在 輸 出 端 的 連 接 方 式 ， 即反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 的 取 樣 對 象 。 1. 電 壓 反 饋 和 電 流 反 饋 2. 串 聯(lián) 反 饋 和 并 聯(lián) 反 饋 描 述 放 大 電 路 和 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 在 輸 入 端

6、 的 連 接 方 式 ，即 輸 入 量 、 反 饋 量 、 凈 輸 入 量 的 疊 加 關(guān) 系 。 fii UUU -串 聯(lián) 負 反 饋fii III -并 聯(lián) 負 反 饋+_負 反 饋 3. 四 種 反 饋 組 態(tài) ： 注 意 量 綱電 壓 串 聯(lián) 負 反 饋 電 流 串 聯(lián) 負 反 饋電 壓 并 聯(lián) 負 反 饋 電 流 并 聯(lián) 負 反 饋 為 什 么 在 并聯(lián) 負 反 饋 電 路中 不 加 恒 壓 源信 號 ？ 為 什 么 在 串聯(lián) 負 反 饋 電 路中 不 加 恒 流 源信 號 ？ 三 、 反 饋 的 判 斷 “找 聯(lián) 系 ” ： 找 輸 出 回 路 與 輸 入 回 路 的 聯(lián) 系 ，

7、若 有 則 有 反饋 ， 否 則 無 反 饋 。 有 反 饋 嗎 ？將 輸 出 電 壓 全部 反 饋 回 去 無 反 饋1. 有 無 反 饋 的 判 斷 即 在 輸 入 回 路又 在 輸 出 回 路 2. 直 流 反 饋 和 交 流 反 饋 的 判 斷“看 通 路 ” ， 即 看 反 饋 是 存 在 于 直 流 通 路 還 是 交 流 通 路 。設(shè) 以 下 電 路 中 所 有 電 容 對 交 流 信 號 均 可 視 為 短 路 。僅 有 直流 反 饋僅 有 交 流 反 饋 交 、 直 流 反 饋 共 存僅 有 直流 反 饋 3. 正 、 負 反 饋 （ 反 饋 極 性 ） 的 判 斷“看 反

8、饋 的 結(jié) 果 ” ， 即 凈 輸 入 量 是 被 增 大 還 是 被 減 小 。瞬 時 極 性 法 ： 給 定 的 瞬 時 極 性 ，并 以 此 為 依 據(jù) 分 析 電 路 中各 電 流 、 電 位 的 極 性 從 而得 到 的 極 性 ；iX oX的 極 性 的 極 性 、 、 的 疊 加 關(guān) 系oX fX iX fX iXfiifii IIIUUU 或 正 反 饋 負 反 饋fiifii IIIUUU 或 3. 正 、 負 反 饋 的 判 斷 FuFID uuu 反 饋 量 是 僅 僅 決 定 于 輸 出 量 的 物 理 量 。O 21 1F uRR Ru 在 判 斷 集 成 運 放 構(gòu)

9、 成 的 反 饋 放 大 電 路 的 反 饋 極 性 時 ， 凈輸 入 電 壓 指 的 是 集 成 運 放 兩 個 輸 入 端 的 電 位 差 ， 凈 輸 入 電流 指 的 是 同 相 輸 入 端 或 反 相 輸 入 端 的 電 流 。 2 ON2 R uuiR 反 饋 量反 饋 電 流 反 饋 量 僅 決 定 于 輸 出 量凈 輸 入 電 流 減 小 ， 引 入 了 負 反 饋 凈 輸 入 電 流增 大 ， 引 入了 正 反 饋 4. 電 壓 反 饋 和 電 流 反 饋 的 判 斷電 路 引 入 了 電 壓 負 反 饋 令 輸 出 電 壓 為 0， 若 反 饋 量 隨 之 為 0， 則 為

10、電 壓 反 饋 ；若 反 饋 量 依 然 存 在 ， 則 為 電 流 反 饋 。 4. 電 壓 反 饋 和 電 流 反 饋 的 判 斷 電 路 引 入 了 電 流 負 反 饋反 饋 電 流 引 入 電 壓 負 反 饋 穩(wěn) 定 輸 出 電 壓 ， 引 入 電 流 負 反 饋 穩(wěn) 定輸 出 電 流 ！ 僅 受 基 極 電 流 的 控 制 5. 串 聯(lián) 反 饋 和 并 聯(lián) 反 饋 的 判 斷 FIN iii FID uuu 在 輸 入 端 ， 輸 入 量 、 反 饋 量 和 凈 輸 入 量 以 電 壓 的 方 式疊 加 ， 為 串 聯(lián) 反 饋 ； 以 電 流 的 方 式 疊 加 ， 為 并 聯(lián) 反

11、饋 。 引 入 了 并 聯(lián) 反 饋 引 入 了 串 聯(lián) 反 饋 Fu 分 立 元 件 放 大 電 路 中 反 饋 的 分 析 圖 示 電 路 有 無 引 入 反 饋 ？ 是 直 流 反 饋 還 是 交 流 反 饋 ？ 是正 反 饋 還 是 負 反 饋 ？ 若 為 交 流 負 反 饋 ， 其 組 態(tài) 為 哪 種 ？ 3. 若 在 第 三 級 的 射 極 加 旁 路 電 容 ， 且 在 輸 出 端 和 輸 入端 跨 接 一 電 阻 ， 則 反 饋 的 性 質(zhì) 有 何 變 化 ？+_ _ + +_uF 1. 若 從 第 三 級 射極 輸 出 ， 則 電 路 引入 了 哪 種 組 態(tài) 的 交流 負 反

12、 饋 ？ 2. 若 在 第 三 級 的射 極 加 旁 路 電 容 ，則 反 饋 的 性 質(zhì) 有 何變 化 ？引 入 了 電 流 串 聯(lián) 負 反 饋作 用 ？ 清 華 大 學(xué) 華 成 英 分 立 元 件 放 大 電 路 中 的 凈 輸 入 量 和 輸 出 電 流 在 判 斷 分 立 元 件 反 饋 放 大 電 路 的 反 饋 極 性 時 ， 凈 輸 入電 壓 常 指 輸 入 級 晶 體 管 的 b-e（ e-b） 間 或 場 效 應(yīng) 管 g-s（ s-g） 間 的 電 位 差 ， 凈 輸 入 電 流 常 指 輸 入 級 晶 體 管的 基 極 電 流 （ 射 極 電 流 ） 或 場 效 應(yīng) 管

13、的 柵 極 （ 源 極 ）電 流 。 在 分 立 元 件 電 流 負 反 饋 放 大 電 路 中 ， 反 饋 量 常 取 自 于輸 出 級 晶 體 管 的 集 電 極 電 流 或 發(fā) 射 極 電 流 ， 而 不 是 負載 上 的 電 流 ； 此 時 稱 輸 出 級 晶 體 管 的 集 電 極 電 流 或 發(fā)射 極 電 流 為 輸 出 電 流 ， 反 饋 的 結(jié) 果 將 穩(wěn) 定 該 電 流 。 6.2 負 反 饋 放 大 電 路 的 方 框 圖及 放 大 倍 數(shù) 的 估 算一 、 負 反 饋 放 大 電 路 的 方 框 圖二 、 負 反 饋 放 大 電 路 放 大 倍 數(shù) 的 一 般 表 達 式

14、三 、 深 度 負 反 饋 的 實 質(zhì)四 、 基 于 反 饋 系 數(shù) 的 放 大 倍 數(shù) 的 估 算 方 法五 、 基 于 理 想 運 放 的 放 大 倍 數(shù) 的 計 算 方 法 一 、 負 反 饋 放 大 電 路 的 方 框 圖 斷 開 反 饋 ， 且考 慮 反 饋 網(wǎng) 絡(luò)的 負 載 效 應(yīng)決 定 反 饋 量 和 輸 出 量 關(guān) 系的 所 有 元 件 所 組 成 的 網(wǎng) 絡(luò)負 反 饋 放 大 電 路的 基 本 放 大 電 路反 饋 網(wǎng) 絡(luò)方 框 圖 中 信 號 是 單 向 流 通 的 。 ioXXA 基 本 放 大 電 路 的 放 大 倍 數(shù)反 饋 系 數(shù) ofXXF 反 饋 放 大 電 路

15、 的 放 大 倍 數(shù) iof XXA 二 、 負 反 饋 放 大 電 路 放 大 倍 數(shù) 的 一 般 表 達 式io XXA of XXF iof XXA ii i oi ifi if XFAX XA XFX XAXX XAA 反 饋 組 態(tài) 功 能電 壓 串 聯(lián) 電 壓 控 制 電 壓電 壓 并 聯(lián) 電 流 控 制 電 壓電 流 串 聯(lián) 電 壓 控 制 電 流電 流 并 聯(lián) 電 流 控 制 電 流 A F fAio UU of UU io UU io IU of UI io IU io II of II io II io UI of IU io UI FAAA 1f 三 、 深 度 負 反

16、饋 的 實 質(zhì) 。， 即， 則若 1 11 fif XXFAFA FAAA 1f 凈 輸 入 量忽 略 不 計fi fi II UU 在 并 聯(lián) 負 反 饋 電 路 中 ，饋 電 路 中 ，上 式 說 明 ： 在 串 聯(lián) 負 反 。電 路 引 入 的 才 為 負 反 饋，只 有 0FA 符 號 相 同 。、在 中 頻 段 ， 通 常 ， fAFA 環(huán) 路 放大 倍 數(shù) 四 、 基 于 反 饋 系 數(shù) 的 電 壓 放 大 倍 數(shù) 的 估 算 方 法1. 電 壓 串 聯(lián) 負 反 饋 電 路 uuuu FUUUUA 1foiof ofUUFuu 21 1of RR RUUFuu 12f 11 RRF

17、A uuuu 2. 電 壓 并 聯(lián) 負 反 饋 電 路 ofUIFiu Rif很 小si oss ososf RIURIUUUAu ssf o 11 RFRIU iu 為 什 么 ? 為 什 么 ? 2. 電 壓 并 聯(lián) 負 反 饋 電 路 ssosf 11 RFUUA iuu 12ssf 11 RRRFA iuu ofUIFiu 2of 1RUIFiu 2 ON2 R uuiR 令 uN=0 3. 電 流 串 聯(lián) 負 反 饋 電 流 Lf Loiof 1 RFURIUUA uiu ofIUFui 1of RIUFui Fu 1LLf 1 RRRFA uiu 4. 電 流 并 聯(lián) 負 反 饋

18、電 路 sL21sLsf )1(1 RRRRRRFA iiu of IIFii 21 2of RR RIIFii sLsosf 1 RRFUUA iiu Loosfs RIURIU ， 深 度 負 反 饋 條 件 下 四 種 組 態(tài) 負 反 饋 放 大 電 路的 電 壓 放 大 倍 數(shù)反 饋 組 態(tài)電 壓 串 聯(lián)電 壓 并 聯(lián)電 流 串 聯(lián)電 流 并 聯(lián) sff uu AA 或 uuu FUUUUA 1foiof ssosf 11 RFUUA iuu Liof 1 RFUUA uiu sLsosf 1 RRFUUA iiu 符 號 相 同 。、通 常 ， )( fsff AFAAA uu 與

19、負 載 無 關(guān)與 總 負 載 成線 性 關(guān) 系 討 論 一 求 解 在 深 度 負 反 饋 條 件 下 電 路 的 電 壓 放 大 倍 數(shù) 。 e3fe1 e3e1f RRR RRIUF o )( L3ce3e1 e3fe1io RRRR RRRUUAuf +_ _ + +_uF 比 較 兩 電 路_ 討 論 二 求 解 在 深 度 負 反 饋 條 件 下 電 路 的 電 壓 放 大 倍 數(shù) 。 1. 第 三 級 從 射 極 輸 出 ； 2. 若 在 第 三 級 的 射 極 加 旁 路 電 容 ， 且 在 輸 出 端 和 輸入 端 跨 接 一 電 阻 。 e1ff 1 RRAu sf RRAu

20、 R 五 、 基 于 理 想 運 放 的 電 壓 放 大 倍 數(shù) 的 計 算 方 法1. 理 想 運 放 參 數(shù) 特 點 ：Aod ， rid ， ro 0， fH ，所 有 失 調(diào) 因 素 、 溫 漂 、 噪 聲 均 為 零 。2. 理 想 運 放 工 作 在 線 性 區(qū) 的 電 路 特 征 ： 引 入 交 、 直 流 負反 饋 因 為 u O為 有 限 值 ， Aod ， 所 以 uN uP 0， 即uN uP 虛 短 路因 為 rid ， 所 以 iN iP 0 虛 斷 路 求 解 放 大 倍 數(shù)的 基 本 出 發(fā) 點無 源 網(wǎng) 絡(luò)3. 理 想 運 放 工 作 在 線 性 區(qū) 的 特 點

21、 利 用 “ 虛 短 ” 、 “ 虛 斷 ” 求 解 電 路 1IIF 21 Ruiiuu RR ， 121 RRAu )( 211IO RRRuu 清 華 大 學(xué) 華 成 英 利 用 “ 虛 短 ” 、 “ 虛 斷 ” 求 解 電 路 。 1I12IPN Ruiiuuu RR ， L31 321I LOIOf RRR RRRuRiuuAu 3I1233 )1(21 RuRRR uui RRR I31 32132O uRR RRRiii RR 清 華 大 學(xué) 華 成 英 fu 設(shè) 所 有 的 電 容 對 交 流信 號 均 可 視 為 短 路 。 試 說明 電 路 中 是 否 引 入 了 交

22、 流負 反 饋 ； 如 引 入 了 ， 則 說明 其 組 態(tài) 。 fu電 流 串 聯(lián) 負 反 饋討 論電 流 串 聯(lián) 負 反 饋 ? f uA92 L7732f )/)( RR RRRRRAu 6.3 交 流 負 反 饋 對 放 大 電 路性 能 的 影 響一 、 提 高 放 大 倍 數(shù) 的 穩(wěn) 定 性二 、 改 變 輸 入 電 阻 和 輸 出 電 阻三 、 展 寬 頻 帶四 、 減 小 非 線 性 失 真五 、 引 入 負 反 饋 的 一 般 原 則 一 、 提 高 放 大 倍 數(shù) 的 穩(wěn) 定 性在 中 頻 段 ， 放 大 倍 數(shù) 、 反 饋 系 數(shù) 等 均 為 實 數(shù) 。AFAA 1f A

23、AAFAA d1 1d ff 2f )1( 1dd AFAA 2f )1( dd AFAA 說 明 放 大 倍 數(shù) 減 小 到 基 本 放 大 電 路 的 ，AF1 1 ）（ AF1放 大 倍 數(shù) 的 穩(wěn) 定 性 是 基 本 放 大 電 路 的 倍 。 二 、 改 變 輸 入 電 阻 和 輸 出 電 阻1. 對 輸 入 電 阻 的 影 響 iii IUR iif )1( RAFR 對 輸 入 電 阻 的 影 響 僅 與 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 和 基 本 放 大 電 路 在 輸入 端 的 接 法 有 關(guān) ， 即 決 定 于 是 串 聯(lián) 反 饋 還 是 并 聯(lián) 反 饋 。i iii fiiiif IAF

24、UUI UUIUR 串 聯(lián) 負 反 饋 對 輸 入 電 阻 影 響 的 討 論 iif )1( RAFR 引 入 串 聯(lián) 負 反 饋 ， 使 引 入 反 饋 的 支 路 的 等 效 電 阻 增 大到 原 來 的 （ 1 AF） 倍 。 引 入 串 聯(lián) 負 反 饋 ， 對 圖 示 兩 電 路 的 輸 入 電 阻 所 產(chǎn) 生 的影 響 一 樣 碼 ？ Rb1支 路 在 引 入 反 饋 前 后 對 輸 入 電 阻 的 影 響 有 無 變 化 ？ Fu ii ifi iiiif iii AFII UII UIUR IUR AFRR 1 iif串 聯(lián) 負 反 饋 增 大 輸 入 電 阻 ， 并 聯(lián) 負

25、反 饋 減 小 輸 入 電 阻 。引 入 并 聯(lián) 負 反 饋 ，或引 入 串 聯(lián) 負 反 饋 時在 0 )( )1( if ifif R RRAF 2、 對 輸 出 電 阻 的 影 響 對 輸 出 電 阻 的 影 響 僅 與 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 和 基 本 放 大 電 路 在 輸 出端 的 接 法 有 關(guān) ， 即 決 定 于 是 電 壓 反 饋 還 是 電 流 反 饋 。AFRR 1 oof引 入 電 壓 負 反 饋 時引 入 電 流 負 反 饋 時 oof )1( RAFR 電 壓 負 反 饋 穩(wěn) 定 輸 出 電 壓 ， 使 輸 出 具 有 恒 壓 特 性 ， 因 而輸 出 電 阻 減 小 。

26、電 流 負 反 饋 穩(wěn) 定 輸 出 電 流 ， 使 輸 出 具 有 恒 流 特 性 ， 因 而輸 出 電 阻 增 大 。 電 流 負 反 饋 對 輸 出 電 阻 影 響 的 討 論 oof )1( RAFR Rc2支 路 在 引 入 反 饋 前 后 對 輸 出 電 阻 的 影 響 有 無 變 化 ？ 引 入 電 流 負 反 饋 ， 使 引 出 反 饋 的 支 路 的 等 效 電 阻 增 大 到 原來 的 （ 1 AF） 倍 。 ?；蛞?入 電 流 負 反 饋 ；引 入 電 壓 負 反 饋 時在 )( 0 )1( ofofof RRRAF 三 、 展 寬 頻 帶 ： 設(shè) 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 是 純

27、電 阻 網(wǎng) 絡(luò)Alg20 f HmH LmL f j1 j11 ffAA ffAA FAAA O 引 入 負 反 饋 后 的 幅 頻 特 性 bwbwf LLf HHf )1(1 )1( fAFf AFff fAFf 可 推 導(dǎo) 出 引 入 負反 饋 后 的 截 止 頻率 、 通 頻 帶 fL fH FA 1lg20fLf fHf 四 、 減 小 非 線 性 失 真 由 于 晶 體 管 輸 入 特 性 的 非 線 性 ，當(dāng) b-e間 加 正 弦 波 信 號 電 壓 時 ， 基極 電 流 的 變 化 不 是 正 弦 波 。 可 以 設(shè) 想 ， 若 加 在 b-e之 間的 電 壓 正 半 周 幅

28、值 大 于 負 半周 的 幅 值 ， 則 其 電 流 失 真 會減 小 ， 甚 至 為 正 弦 波 。 非 正 弦 波近 似正 弦 波 四 、 減 小 非 線 性 失 真 設(shè) 基 本 放 大 電 路 的 輸 出 信 號 與 輸 入 信 號 同 相 。 可 以 證 明 ， 在 引 入 負 反 饋 前后 輸 出 量 基 波 幅 值 相 同 的 情 況下 ， 非 線 性 失 真 減 小 到 基 本 放大 電 路 的 1/(1 AF )。凈 輸 入 信 號 的 正 半 周 幅 值 小 于負 半 周 幅 值 五 、 引 入 負 反 饋 的 一 般 原 則 穩(wěn) 定 Q點 應(yīng) 引 入 直 流 負 反 饋 ，

29、 改 善 動 態(tài) 性 能 應(yīng) 引 入 交 流 負反 饋 ； 根 據(jù) 信 號 源 特 點 ， 增 大 輸 入 電 阻 應(yīng) 引 入 串 聯(lián) 負 反 饋 ， 減 小輸 入 電 阻 應(yīng) 引 入 并 聯(lián) 負 反 饋 ； 根 據(jù) 負 載 需 要 ， 需 輸 出 穩(wěn) 定 電 壓 （ 即 減 小 輸 出 電 阻 ） 的 應(yīng)引 入 電 壓 負 反 饋 ， 需 輸 出 穩(wěn) 定 電 流 （ 即 增 大 輸 出 電 阻 ） 的應(yīng) 引 入 電 流 負 反 饋 ； 從 信 號 轉(zhuǎn) 換 關(guān) 系 上 看 ， 輸 出 電 壓 是 輸 入 電 壓 受 控 源 的 為 電壓 串 聯(lián) 負 反 饋 ， 輸 出 電 壓 是 輸 入 電

30、流 受 控 源 的 為 電 壓 并 聯(lián)負 反 饋 ， 輸 出 電 流 是 輸 入 電 壓 受 控 源 的 為 電 流 串 聯(lián) 負 反 饋 ，輸 出 電 流 是 輸 入 電 流 受 控 源 的 為 電 流 并 聯(lián) 負 反 饋 ； 當(dāng) (1 AF) 1時 ， 它 們 的 轉(zhuǎn) 換 系 數(shù) 均 約 為 1/F。 討 論 一 為 減 小 放 大 電 路 從 信 號 源 索 取 的 電 流 ， 增 強帶 負 載 能 力 ， 應(yīng) 引 入 什 么 反 饋 ？ 為 了 得 到 穩(wěn) 定 的 電 流 放 大 倍 數(shù) ， 應(yīng) 引 入 什 么反 饋 ？ 為 了 穩(wěn) 定 放 大 電 路 的 靜 態(tài) 工 作 點 ， 應(yīng) 引

31、 入 什么 反 饋 ？ 為 了 使 電 流 信 號 轉(zhuǎn) 換 成 與 之 成 穩(wěn) 定 關(guān) 系 的 電壓 信 號 ， 應(yīng) 引 入 什 么 反 饋 ？ 為 了 使 電 壓 信 號 轉(zhuǎn) 換 成 與 之 成 穩(wěn) 定 關(guān) 系 的 電流 信 號 ， 應(yīng) 引 入 什 么 反 饋 ？ 討 論 二試 在 圖 示 電 路 中 分 別 引 入 四 種 不 同 組 態(tài) 的 交 流 負 反 饋 。 電 流 反 饋電 壓 反 饋串 聯(lián) 反 饋并 聯(lián) 反 饋 Fu 清 華 大 學(xué) 華 成 英 討 論 三 在 圖 示 電 路 中 能 夠 引 入 哪 些 組 態(tài) 的 交 流 負 反 饋 ？ 只 可 能 引 入 電 壓 并 聯(lián)

32、或 電 流 串 聯(lián) 兩 種 組 態(tài) 的 交 流 負 反 饋 。 6.4 負 反 饋 放 大 電 路 的 穩(wěn) 定 性一 、 自 激 振 蕩 產(chǎn) 生 的 原 因 及 條 件二 、 負 反 饋 放 大 電 路 穩(wěn) 定 性 的 分 析三 、 負 反 饋 放 大 電 路 穩(wěn) 定 性 的 判 斷四 、 消 除 自 激 振 蕩 的 方 法 一 、 自 激 振 蕩 產(chǎn) 生 的 原 因 及 條 件1. 現(xiàn) 象 ： 輸 入 信 號 為 0時 ， 輸 出 有 一 定 幅 值 、 一定 頻 率 的 信 號 ， 稱 電 路 產(chǎn) 生 了 自 激 振 蕩 。負 反 饋 放 大 電 路 自 激 振 蕩 的 頻 率 在 低 頻

33、 段 或 高 頻 段 。低 頻干 擾或 產(chǎn)生 了輕 微低 頻振 蕩 高 頻干 擾或 產(chǎn)生 了輕 微高 頻振 蕩實 驗波 形 oifo XXXX 在 電 擾 動 下 ， 如 合 閘 通 電 ， 必 含 有 頻 率 為 f0的 信 號 ， 對 于f = f0 的 信 號 ， 產(chǎn) 生 正 反 饋 過 程 輸 出 量 逐 漸 增 大 ， 直 至 達 到 動 態(tài) 平 衡 ， 電 路 產(chǎn) 生 了 自 激振 蕩 。2. 原 因 fii XXX 在 低 頻 段 或 高 頻 段 ， 若 存 在一 個 頻 率 f0， 且 當(dāng) f f0 時 附 加相 移 為 ， 則 ooi 0 XXX 維 持時 ， oo XFAX

34、 1FA 3. 自 激 振 蕩 的 條 件 1FA )( )12(1 FA 為 整 數(shù)nnFA 由 于 電 路 通 電 后 輸 出 量 有 一 個 從 小 到 大 直 至 穩(wěn) 幅 的過 程 ， 起 振 條 件 為 幅 值 平 衡 條 件相 位 平 衡 條 件 二 、 負 反 饋 放 大 電 路 穩(wěn) 定 性 的 分 析 附 加 相 移 由 放 大 電 路 決 定 ; 振 蕩 只 可 能 產(chǎn) 生 在 高 頻 段 。 090A Af ，時 ， 設(shè) 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 為 電 阻 網(wǎng) 絡(luò) ， 放 大 電 路 為 直 接 耦 合 形 式 。因 沒 有 滿 足 相 位 條 件 的 頻 率 ， 故 引 入 負

35、反 饋 后 不 可 能 振 蕩 。0180 A Af ，時 ， 因 沒 有 滿 足 幅 值 條 件 的 頻 率 ， 故 引 入 負 反 饋 后 不 可 能 振 蕩 。0270A Af ，時 ， 對 于 產(chǎn) 生 180附 加 相 移 的 信 號 頻 率 ， 有 可 能 滿 足 起 振 條 件 ，故 引 入 負 反 饋 后 可 能 振 蕩 。對 于 單 管 放 大 電 路 :對 于 兩 級 放 大 電 路 :對 于 三 級 放 大 電 路 : 什 么 樣 的 放 大 電 路 引 入 負 反 饋 后 容 易 產(chǎn) 生自 激 振 蕩 ？ 三 級 或 三 級 以 上 放 大 電 路 引 入 負 反 饋 后

36、 有 可 能產(chǎn) 生 高 頻 振 蕩 ； 同 理 ， 耦 合 電 容 、 旁 路 電 容 等 為 三個 或 三 個 以 上 的 放 大 電 路 ， 引 入 負 反 饋 后 有 可 能 產(chǎn)生 低 頻 振 蕩 。 放 大 電 路 的 級 數(shù) 越 多 ， 耦 合 電 容 、 旁 路 電容 越 多 ， 引 入 的 負 反 饋 越 深 ， 產(chǎn) 生 自 激 振 蕩的 可 能 性 越 大 。 環(huán) 路 放 大 倍 數(shù) AF越 大 ， 越 容 易 滿 足 起 振 條 件 ， 閉環(huán) 后 越 容 易 產(chǎn) 生 自 激 振 蕩 。 三 、 負 反 饋 放 大 電 路 穩(wěn) 定 性 的 判 斷已 知 環(huán) 路 增 益 的 頻

37、率 特 性 來 判 斷 閉 環(huán) 后 電 路 的 穩(wěn) 定 性 。使 環(huán) 路 增 益 下 降 到 0dB的 頻 率 ， 記 作 fc；使 A F (2n 1) 的 頻 率 ， 記 作 f0。f cf0 fcf0 穩(wěn) 定 性 的 判 斷 fcf0滿 足 起振 條 件電 路 不 穩(wěn) 定 電 路 穩(wěn) 定 f 0 fc， 電 路 不 穩(wěn) 定 ， 會 產(chǎn) 生 自 激 振 蕩 ； f0 fc，電 路 穩(wěn) 定 ， 不 會 產(chǎn) 生 自 激 振 蕩 。 fcf0 Gm 幅 值裕 度m 相 位 裕 度電 路 穩(wěn) 定 當(dāng) Gm 10dB且 m 45， 才具 有 可 靠 的 穩(wěn) 定 性 。 不 滿 足起 振 條 件 四

38、、 消 除 自 激 振 蕩 的 方 法1. 簡 單 滯 后 補 償 )j(1)j(1)j(1 H3H2H1 mm ffffff FAFA 常 用 的 方 法 為 滯 后 補 償 方 法 。設(shè) 放 大 電 路 為 直 接 耦 合 方 式 ， 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 為 電 阻 網(wǎng) 絡(luò) 。 20dB/十 倍 頻 40dB/十 倍 頻 60dB/十 倍 頻 fH1 fH2 fH3 fO 20lg AF. 在 最 低 的 上 限 頻 率 所 在 回路 加 補 償 電 容 。 補 償 電 容 H1f 1. 簡 單 滯 后 補 償最 大 附 加 相移 為 -135 具 有 45 的 相 位裕 度 ， 故 電 路

39、穩(wěn) 定補 償 前補 償 后 。時 ，補 償 后 ， 當(dāng) dB0lg20 H2 FAff 滯 后 補 償 法 是以 頻 帶 變 窄 為 代價 來 消 除 自 激 振蕩 的 。)j(1)j(1)j(1 H3H2H1 mm ffffff FAFA 2. 密 勒 補 償 C CkC )1( 在 獲 得 同 樣 補 償 的情 況 下 ， 補 償 電 容 比簡 單 滯 后 補 償 的 電 容小 得 多 。 在 最 低 的 上 限 頻 率 所 在放 大 電 路 中 加 補 償 電 容 。補 償 前 補 償 后等 效 變 換 補 償 電 容 H1H1 2H j1 1j1 j1 ffffff ， 取 代補 償

40、后 產(chǎn) 生 系 數(shù) ： 3. RC 滯 后 補 償 ： 在 最 低 的 上 限 頻 率 所 在 回 路 加 補 償 。 )j(1)j(1)j(1 H3H2H1 mm ffffff FAFA )j(1)j(1 H3H1 mm2H 2H ffff FAFAff ， 則若 上 式 表 明 ， 最 大 附 加 相 移 為 180， 不 滿 足 起 振 條 件 ， 閉環(huán) 后 一 定 不 會 產(chǎn) 生 自 激 振 蕩 ， 電 路 穩(wěn) 定 。 補 償 電 路 RC 滯 后 補 償 與 簡 單 滯 后 補 償 比 較簡 單 補 償 后的 幅 頻 特 性 RC滯 后 補 償 后的 幅 頻 特 性補 償 前 滯 后

41、 補 償 法 消 振 均 以 頻 帶 變 窄 為 代 價 ， RC滯 后 補 償 較 簡單 電 容 補 償 使 頻 帶 的 變 化 小 些 。 為 使 消 振 后 頻 帶 變 化 更 小 ， 可 考 慮 采 用 超 前 補 償 的 方 法 。 清 華 大 學(xué) 華 成 英 討 論 判 斷 電 路 引 入 負 反 饋 后 有 可 能 產(chǎn) 生 自 激 振 蕩 嗎 ？如 可 能 ， 則 應(yīng) 在 電 路 的 哪 一 級 加 補 償 電 容 ？ 6.5 放 大 電 路 中 反 饋 的 其 它 問 題一 、 放 大 電 路 中 的 正 反 饋二 、 電 流 反 饋 型 集 成 運 放三 、 方 框 圖 法

42、 解 負 反 饋 放 大 電 路 一 、 放 大 電 路 中 的 正 反 饋 引 入 的 正 、 負 反 饋 目 標(biāo) 應(yīng)一 致 。 自 舉 電 路 ： 通 過 引 入 正 反饋 ， 增 大 輸 入 電 阻 ， 因 而 提高 輸 入 電 壓 。 fu uR uR ARiUR R UARUUi 1 )1(3i3 3 i3 oi33負 反 饋正 反 饋兩 路 反 饋 要 分 別 分 析 ！ 二 、 電 流 反 饋 型 集 成 運 放1. 電 流 模 技 術(shù) 信 號 傳 遞 過 程 中 除 與 晶 體 管 b-e間 電 壓 有 關(guān) 外 ， 其 余 各參 量 均 為 電 流 量 的 電 路 稱 為 電

43、流 模 電 路 。 電 流 源 電 路 可 按 比 例 傳 輸 電 流 ， 故 稱 為 電 流 模 電 路 的 單元 電 路 。 IO ii 優(yōu) 點 ：（ 1） 只 要 uCE2 UCES， iO就 僅 受 ICM限 制 。（ 2） iO與 iI具 有 良 好 的 線 性 關(guān) 系 ， 不 受 晶體 管 非 線 性 特 性 的 影 響 。（ 3） 極 間 電 容 有 低 阻 回 路 ， 電 路 上 限 頻 率高 。 2. 由 電 流 反 饋 型 集 成 運 放 組 成 的 負 反 饋 放 大 電 路 的頻 率 響 應(yīng) )21( j1 1 2HH12 CRfffRRAu 改 變 R1可 改 變 增

44、 益 ， 但 上限 頻 率 不 變 ， 即 頻 帶 不 變 ，帶 寬 增 益 積 不 是 常 量 。 三 、 方 框 圖 法 解 負 反 饋 放 大 電 路F fffRRAFAfffRRA 1 bwfHfLfofiffbwHLoi 、 首 先 求 出 負 反 饋 放 大 電 路 的 基 本 放 大 電 路 及 其 動 態(tài) 參 數(shù) 、反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 和 反 饋 系 數(shù) ， 然 后 求 解 負 反 饋 放 大 電 路 的 動 態(tài) 參 數(shù) ，過 程 如 下 ：1. 基 本 放 大 電 路 的 求 解 方 法 ： 見 第 三 版 6.3.4節(jié) ， 其 動 態(tài) 參 數(shù)的 求 解 方 法 見 3.2節(jié) 。

45、2. 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 及 反 饋 系 數(shù) 的 求 解 方 法 ： 見 6.4節(jié) 。3. 負 反 饋 放 大 電 路 動 態(tài) 參 數(shù) 的 求 解 方 法 ： 見 6.5節(jié) 。 討 論 1. 引 入 了 哪 種 組 態(tài) 的 交 流 負 反 饋 ？ 深 度 負 反 饋 條 件 下 的電 壓 放 大 倍 數(shù) ？ 輸 入 電 阻 ？ 輸 出 電 阻 ？ 2. 若 u I=1V， 則 在 正 常 情 況 下 和 R2、 R3、 R5、 R6分 別 出現(xiàn) 短 路 、 斷 路 情 況 下 uO=? uoR5R6 R3 1k 100kR11k R2 R41k1k 10k uI A1 A2 R5u I R2 u O R3 R4 R1 +VCC VEE A VT2VT1