模拟电子第四章.doc

第4章 负反馈放大电路与基本运算电路 4.1负反馈放大电路的组成及基本类型教学要求 掌握放大电路中反馈类型的判断； 理解反馈对放大电路输出电压和电流的影响。 概述 反馈。反馈有正反馈和负反馈，在电路中引入 负反馈可使电路性能得到明显改善。利用反馈性质，在集成运放的外接线端连接不同的线性反馈元 件，可构成比例、加法、减法、积分、微分等运算电路。 一、反馈放大电路的组成及基本关系式 （一）反馈放大电路的组成及有关关系式 1.电路组成 含有反馈网络的放大电路称反馈放大电路，其组成如下图所示。图中，A称为基本放大电路，F表示反馈网络，反馈网络一般由线性元件组成。由图可见，反馈放大电路由基本放大电路和反馈网络构成一个闭环系统，因此又把它称为闭环放大电路，而把基本放大电路称为开环放大电路。xi、xf、xid和xo分别表示输入信号、反馈信号、净输入信号和输出信号，它们可以是电压，也可以是电流。图中箭头表示信号的传输方向，由输入端到输出端称为正向传输，由输出端到输入端则称为反向传输。因为在实际放大电路中，输出信号xo经由基本放大电路的内部反馈产生的反向传输作用很微弱，可略去，所以可认为基本放大电路只能将净输入信号xid正向传输到输出端。同样，在实际反馈放大电路中，输入信号xi通过反馈网络产生的正向传输作用也很微弱，也可略去，这样也可认为反馈网络中只能将输出信号xo反向传输到输入端。 2.基本关系式 （二）反馈的类型 1.正反馈和负反馈 正反馈—— 负反馈—— 判别方法：瞬时极性法 步骤：（1） 2.直流反馈和交流反馈 直流反馈——反馈回的信号为直流量的反馈。 交流反馈——反馈回的信号为交流量的反馈。 交、直流反馈——反馈回的信号既有直流量又有交流量的反馈。 例题1. 解：RE uid 减小，为负反馈。因为经过反馈元件RE 的反馈号既有直流量，也有交流量，故该反馈 二、负反馈放大电路的基本类型?? 电压反馈—— 判别方法：将输出负载RL uo = 0 )，若反馈消失则为电压反馈。 电流反馈—— 判别方法：将输出负载RL uo = 0 )，若反馈信号仍然存在则为电流反馈。 （二）串联反馈和并联反馈 串联反馈——在输入端，uid ? ui ( uf 特点： 并联反馈——在输入端，iid ? ii ( if 特点： （三）四种基本反馈类型 三、负反馈放大电路分析 例题2.分析如图所示的反馈放大电路。 分析：电阻Rf 跨接在输入回路与输出回路之间，输出电压 uo Rf 与 R1 分压反馈到输入回路，故电路有反馈；根据瞬时极性法，反馈使净输入电压 uid 减小，为负反馈；RL = 0，无反馈，故为电压反馈；uf = uoR1/(R1 + Rf) 也说明是电压反馈；uid = ui( uf 故为串联反馈；所以，此电路为电压串联负反馈。 例题3.分析如下图所示的反馈放大电路。 分析：Rf uid 减小，为负反馈；RL = 0，反馈存在，故为电流反馈；uf = ioRf ，也说明是电流反馈；uid = ui – uf 故为串联反馈；所以此电路为电流串联负反馈。 例题4.分析如下图所示的反馈放大电路。 分析：Rf RL = 0，无反馈，故为电压反馈；根据瞬时极性法判断，反馈使净输入电流 iid 减小，为负反馈；iid = ii ( if ，故为并联反馈；所以此电路为电压并联负反馈。 例题5.分析如下图所示的反馈放大电路。 分析：Rf 令RL = 0 iid 减小，为负反馈；iid = ii ( if ，故为并联反馈；所以此电路为电流并联负反馈。 例题6.试分析下列电路的组态。 分析：分析过程同上，（a）为电流串联负反馈；（b）为电压串联负反馈；（c）电阻RE引入 归纳： 反馈取自输出端或输出分压端为电压反馈，反馈取自非输出端为电流反馈。 4.2 负反馈对放大电路性能的影响教学要求 熟悉负反馈减小非线性失真和扩展通频带的原理； 理解负反馈对放大电路输入和输出电阻的影响。 一、提高增益的稳定性 由于负载和环境温度的变化、电源电压的波动和器件老化等因素，放大电路的放大倍数会发生变化。通常用放大倍数相对变化量的大小来表示放大倍数稳定性的优劣，相对变化量越小，则稳定性越好。 二、减小失真和扩展通频带 （一）减小非线性失真 一些有源器件的伏安特性的非线性会造成输出信号的非线性失真，加入负反馈可以减小这种失真，但不能消除非线性失真。 （二）扩展通频带BW 原理：当输入等幅不同频率的信号时，高频段和低频段的输出信号比中频段的小，因此反馈信号也小，对净输入信号的削弱作用小，所以高、低频段的放大倍数减小程度比中频段的小，从而扩展了通频带。图中Aｍ、fL、fH、BW和Aｍf、fLf、fHf、BWf分别为基本放大电路、负反馈放大电路的中频放