第六章 放大电路的反馈
〖主要内容〗
1、基本概念
反馈、正反馈和负反馈、电压反馈和电流反馈、并联反馈和串联反馈等基本概念;
2、反馈类型判断:有无反馈?是直流反馈、还是交流反馈?是正反馈、还是负反馈? 3、交流负反馈的四种组态及判断方法; 4、交流负反馈放大电路的一般表达式;
5、放大电路中引入不同组态的负反馈后,对电路性能的影响; 6、深度负反馈的概念,在深度负反馈条件下,放大倍数的估算;
〖本章学时分配〗
本章分为3讲,每讲2学时。
第十九讲 反馈的基本概念和判断方法及负反馈放大电路的方框图
一、 主要内容
1、反馈的基本概念 1)什么是反馈
反馈:将放大器输出信号的一部分或全部经反馈网络送回输入端。
反馈的示意图见下图所示。反馈信号的传输是反向传输。 开环:放大电路无反馈,信号的传输只能正向从输入端到输出端。
闭环:放大电路有反馈,将输出信号送回到放大电路的输入回路,与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。
图示中Xi是输入信号,Xf是反馈信号,Xi称为净输
????????入信号。所以有 Xi?Xi?Xf
2) 负反馈和正反馈
负反馈:加入反馈后,净输入信号
???XXii<
,输出幅度下降。
应用:负反馈能稳定与反馈量成正比的输出量,因而在控制系统中稳压、稳流。 正反馈:加入反馈后,净输入信号
???XXii>
,输出幅度增加。
应用:正反馈提高了增益,常用于波形发生器。
3) 交流反馈和直流反馈
直流反馈:反馈信号只有直流成分; 交流反馈:反馈信号只有交流成分;
交直流反馈:反馈信号既有交流成分又有直流成分。 直流负反馈作用:稳定静态工作点;
交流负反馈作用:从不同方面改善动态技术指标,对Au、Ri、Ro有影响。
2、反馈的判断 1)有无反馈的判断
(1) 是否存在除前向放大通路外,另有输出至输入的通路——即反馈通路; (2) 反馈至输入端不能接地,否则不是反馈。 2)正、负反馈极性的判断之一 —瞬时极性法
(1)在输入端,先假定输入信号的瞬时极性;可用“+”、“-”或“↑”、“↓”表示; (2)根据放大电路各级的组态,决定输出量与反馈量的瞬时极性;
(3)最后观察引回到输入端反馈信号的瞬时极性,若使净输入信号增强,为正反馈,否 则为负反馈。
注意:* 极性按中频段考虑;
* 必须熟悉放大电路输入和输出量的相位关系。
* 反馈类型主要取决于电路的连接方式,而与Ui的极性无关。
对单个运放一般有:反馈接至反相输入端为负反馈 反馈接至同相输入端为正反馈 3)电压反馈和电流反馈
(1)电压反馈:反馈信号的大小与输出电压成比例(采样输出电压); (2)电流反馈,反馈信号的大小与输出电流成比例(采样输出电流)。 (3)判断方法:
将输出电压‘短路’,若反馈回来的反馈信号为零,则为电压反馈; 若反馈信号仍然存在,则为电流反馈。
应用中,若要稳定输出端某一电量,则采样该电量,以负反馈形式送输入端。
电压负反馈作用:稳定放大电路的输出电压。 电流负反馈作用:稳定放大电路的输出电流。
4)串联反馈和并联反馈(根据反馈信号在输入端的求和方式)
(1)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上,此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。
(2)并联反馈,反馈信号加在放大电路输入回路的同一个电极,此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。
(3)判别方法:将反馈节点对地短接,若输入信号仍能送入放大电路,则反馈为串联反馈,否则为并联反馈。
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,则为并联反馈;一个加在基极,另一个加在发射极则为串联反馈。 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,则为并联反馈;一个加在同相输入端,另一个加在反相输入端则为串联反馈。 5)正、负反馈极性的判断法之二:
在明确串联反馈和并联反馈后,正、负反馈极性可用下列方法来判断: (1)反馈信号和输入信号加于输入回路同一点时:
瞬时极性相同的为正反馈;瞬时极性相反的是负反馈; (2)反馈信号和输入信号加于输入回路两点时:
瞬时极性相同的为负反馈;瞬时极性相反的是正反馈。
对三极管放大电路来说这两点是基极和发射极,对运算放大器来说是同相输入端和反相输入端。
注意:输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地而言,这样才有可比性。 6)直、交流反馈方法判断:根据反馈网络中是否有动态元件进行判断。 (1)若反馈网络无动态元件(通常为电容),则反馈信号交、直流并存; (2)若反馈网络有电容串联,则只有交流反馈; (3)若反馈网络有电容并联,则只有直流反馈。 3、负反馈放大电路的四种基本组态 1)负反馈的基本组态类型:
电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈。
2) 负反馈放大电路反馈组态的判断方法:
(1)从放大器输出端的采样物理量,看反馈量取自电压还是电流;