第8章 负反馈电路.ppt

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第8章 负反馈电路

第8章 集成运放负反馈放大电路 8.1 反馈的基本概念 8.1.1 什么叫反馈 8.1.2 反馈放大电路的分类 不同类型的反馈具有不同的特点和规律,对放大器性能指标有不同的影响。 瞬时极性法 判断步骤: 假设输入量的瞬时极性。 根据电路输出量与输入量的相位关系,决定输出量和反馈量的瞬时极性。 根据反馈量与输入量的关系判断是正反馈还是负反馈。若比较后,加强了输入信号则为正反馈;若比较后,削弱了输入信号则是负反馈。 2. 按反馈信号交直流成分划分 按反馈信号的变直流成分可以分为直流(静态)反馈和交流(动态)反馈。 具有交直流反馈信号的电路 3. 按反馈和输出信号关系划分 按反馈信号和输出信号的关系,分为电压反馈和电流反馈两类。 4 .按反馈和输入信号关系划分 按照反馈信号和输入信号的关系,可以分成串联反馈和并联反馈两类。 负反馈的四种组态: ⑴电压串联负反馈 ⑵电压并联负反馈 ⑶电流串联负反馈 ⑷电流并联负反馈 多个反馈环,以整个放大器的反馈为主的反馈环,级间局部反馈,单级反馈。 [例8.1]判断图8.7所示电路的反馈类型。 [例8.2]判断图8.8所示电路的反馈类型。 各种负反馈放大器方块图,如图所示。 8.2.2 负反馈放大器基本关系式 负反馈放大器的基本关系式,如图所示。 反馈信号和输入信号实际上是相减的结果,所以这种情况属于负反馈。 属于正反馈,不过这是正反馈中的一个特殊情况,这时没有输入就有输出,这种现象称为自激。 电压串联: 8.3.1 提高放大倍数的稳定性 由于负反馈的自动调节作用,在输入信号不变的情况下,输出信号也趋于保持不变。负反馈放大器闭环放大倍数的稳定性是比较高的。 在深度负反馈条件下,有 加了负反馈以后放大倍数的稳定性到底提高了多少呢? 就中频区的情况作些分析。 即开环放大倍数变化了dA时,闭环放大倍数相应变化dA/(l十AF)2。 dA/A来表示开环放大倍数的相对不稳定程度,用dAf/Af来表示闭环放大倍数的相对不稳定程度。这两个相对不稳定程度之间的关系可以计算如下: 可以采用负反馈来解决这个问题。 但是,加多深的负反馈才合适呢? 8.3.2 扩展放大器的通频带 负反馈降低了由于信号频率变化而引起的放大倍数的不稳定程度,结果就表现为扩展了放大器的通频带。 中频区,输入信号被削减较多; 低频和高频区,输入信号被削减较少。 放大器的通频带可以近似认为通频带的数值就等于上限频率的数值。 集成运放下限频率为0,集成运放的通频带就是上限频率。这样,就可以说加了反馈以后放大器的通频带为加反馈前的 中频放大倍数和带宽的乘积为一常数。 8.3.3 减小放大器非线性和内部噪声的影响 放大器的非线性:就是放大倍数随信号的大小而变化。会把输入的正弦信号变成一个非正弦的输出信号,即产生非线性失真。 非正弦信号是很多不同频率的正弦波的和。 非线性失真,就是电路在传输信号的过程中产生了新的频率成分(即所谓谐波)。 放大器的一种典型的开环传输特性如图所示;它表明了Uo与Ui之间的非线性关系。 负反馈放大器只能削弱放大器内部产生的谐波,对于混在输入信号中的谐波,负反馈放大器将会把它和有用信号一样放大。 对于放大器内部产生的噪声,负反馈也同样可以削弱它们,道理和削弱放大器内部产生的谐波完全一样。 8.3.4 对输入电阻和输出电阻的影响 在放大器中引入负反馈以后,它的输入电阻和输出电阻会有很大的变化。 对输入电阻的影响决定于引入的反馈是串联还是并联,与引入的是电压还是电流反馈关系不大; 对输出电阻的影响则决定于引入的是电压反馈还是电流反馈,与引入的是串联反馈还是并联反馈关系不大。 ⒈对输入电阻的影响 ⑴串联负反馈 ⑵并联负反馈 ⒉对输出电阻的影响 ⑴电压负反馈 将电压负反馈开环放大器输出用电压源等效,如图8.12所示。 ⑵电流负反馈 将开环放大器输出电流源等效如图8.13所示。 电流串联负反馈时输出电阻为 电流并联负反馈时的输出电阻为 结论 串联负反馈增大放大器的输入电阻;并联负反馈减小放大器的输入电阻。电压负反馈,稳定输出电压,减小输出电阻;电流负反馈,稳定输出电流,增大输出电阻。 输入电阻、输出电阻增大和减小的数量都与反馈深度 有关。 8.4.1 深度负反馈条件下放大倍数的近似计算 在深度负反馈条件下, ⒈电压串联负反馈 ⒉电压并联负反馈 ⒊电流串联负反馈 ⒋电流并联负反馈 ⒌分立元件负反馈放大电路计算举例 8.5 反馈放大器的自激 前面讨论了负反馈能改善放大器的性能,而且反馈深度 愈大,改善的效果愈好。 但是实践表明,在一定条件下,当反馈放大器出现 的情况时,闭环

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