注意：上節課相關第六章的部分內容做了修正，請大家從Blackboard的講義目錄“十一20141121”中重新下載名稱為“修正：ch6放大電路中的反饋-概念及判斷-組態.ppt”的文件。,6.3.1 負反饋放大電路的方框圖表示法,電路的開環放大倍數 (未包含反饋通路),分別為輸入信號、輸出信號和反饋信號，其中,6.3 負反饋放大電路的方框圖及一般表達式,反饋系數,電路的閉環放大倍數(包含反饋通路),稱為電路的環路放大倍數,注：反饋信號與輸入信號類型相同，但不一定與輸出信號類型相同,電壓(輸出電壓整體拿出取樣，并聯) 串聯(局部放進輸入電壓)負反饋,電流(輸出電流整體拿出取樣，串聯) 串聯(局部放進輸入電壓)負反饋,電壓(輸出電壓整體拿出取樣，并聯) 并聯(局部放進輸入電流)負反饋,電流(輸出電流整體拿出取樣，串聯) 并聯(局部放進輸入電流)負反饋,6.3.2 四種組態電路的方塊圖,四種組態負反饋放大電路的比較,電壓放大倍數,轉移電阻,轉移電導,電流放大倍數,電路的閉環放大倍數？,6.3.3 負反饋放大電路放大倍數的一般表達式,閉環放大倍數,若,則,即電路在輸入量為0 時就有輸出，稱之為自激振蕩,通常所說的負反饋放大電路是指中頻段的反饋極性；當信號頻率進入低頻段或高頻段時,同于附加相移的產生,負反饋放大電路可能對某一特定頻率產生正反饋過程,甚至產生自激振蕩。,若,稱為深度負反饋,結論：深度負反饋放大電路的閉環放大倍數主要由反饋網絡的反饋系數決定，能保持穩定。,結論：電路引入深度負反饋時(多數負反饋放大電路都滿足深度負反饋，特別是集成運放的情況)，閉環放大倍數幾乎僅僅決定于反饋網絡且穩定性很高。從深度負反饋的條件可知，反饋網絡的參數確定后，電路開環放大倍數越大，則閉環放大倍數與1/ 的近似程度愈好。,6.4.1 深度負反饋的實質,深度負反饋放大電路的閉環電壓放大倍數,對于深度串聯負反饋：,深度并聯負反饋：,6.4 深度負反饋放大電路放大倍數的分析,深度負反饋的實質是在近似分析中忽略凈輸入量。 不同組態,可忽略的凈輸入量將不同。,6.4.2 深度負反饋下的閉環放大倍數分析,1、電壓串聯負反饋,閉環放大倍數則為閉環電壓放大倍數,2、電流串聯負反饋,閉環放大倍數為轉移電導,閉環電壓放大倍數,一、深度負反饋下四種組態電路方塊圖的閉環放大倍數分析,3、電壓并聯負反饋,閉環放大倍數為轉移電阻,閉環源電壓放大倍數,并聯負反饋電路適用于恒流源或信號源內阻Rs很大的恒壓源(近似恒流源),由于IiIf，Ii趨于零，可以認為Us幾乎全部 降落在電阻Rs上。紅點處此時相當于零電位。,諾頓定理:含獨立源的線性電阻單口網絡，可等效為一個電流源和電阻的并聯。電流源電流等于單口網絡從外部短路時的端口電流，并聯的電阻是單口網絡內全部獨立源為零值時所得網絡的等效電阻。,并聯負反饋電路輸入量通常非理想恒流源信號，信號源一般有內阻Rs。可用諾頓定理進行(逆)轉換。,RS必不可少，否則恒壓源將直接加在基本放大電路輸入端，凈輸入電流僅決定于恒壓源電壓值及基本放大電路輸入電阻，而與反饋無關，即反饋不起作用。 Rs愈大反饋愈明顯，若信號源內阻太小，則應外加一個相當于Rs的電阻。,4、電流并聯負反饋,閉環放大倍數為 閉環電流放大倍數,閉環源電壓放大倍數,同理，由于IiIf，Ii趨于零，可以認為Us幾乎全部降落在電阻Rs上。,A、理想運放的性能指標 (1)開環差模增益(放大倍數)為無窮大； (2)差模輸入電阻為無窮大； (3)輸出電阻為零； (4)共模抑制比為無窮大； (5)上限截止頻率為無窮大；,實際技術指標均為有限值，理想化后必然帶來分析誤差，但在一般工程計算中這些誤差是允許的。只有在進行誤差分析時，才考慮上述理想化指標所帶來的影響。,由集成運放組成的負反饋放大電路中，集成運放工作在線性區。,知識穿插：理想運放的性能特點,B.理想運放在線性區的特點,當集成運放工作在線性區時，輸出電壓應與輸入差模電壓成線性關系:uo=Aod(uP一uN),因uo為有限值，而Aod為無窮大，因而只能凈輸入電壓uP-uN=0，即兩個輸入端“虛短”，兩個輸入端電位無窮接近但又不是真正短路。,因為凈輸入電壓為零，且理想運放的輸入電阻為無窮大，所以兩個輸入端的輸入電流也均為零，即IP=IN=0，從集成運放輸入端看進去相當于斷路，稱兩個輸入端“虛斷”，兩個輸入端的電流趨于零，但又不是真正斷路。,“虛短”(含“虛地：一端接地”)和“虛斷”是分析其輸入信號和輸出信號關系的兩個基本出發點。,“虛短”和“虛斷” 動畫片,C.集成運放工作在非線性區的電路特征,由于Aod為無窮大，即使兩個輸入端之間加微小電壓，輸出電壓都將超出其線性范圍，不是+UOM就是-UOM。 只有電路引入負反饋，使凈輸入量趨于零，才能保證集成運放工作在線性區。換個角度考慮，可以通過電路是否引入了負反饋，來判斷運放是否工作在線性區。,若理想運放處于開環狀態(即無反饋)或僅引入正反饋，則工作在非線性區。 當uPuN時， UO=+UOM 當uPuN時， UO=-UOM,注意： 理想運放工作在非線性區的輸入電流也等于零，即虛斷此時也成立,二、求解深度負反饋下閉環電壓放大倍數的步驟和實例分析,（1）正確判斷深度負反饋組態，選擇適當的表達公式；,（2）根據放大電路實際情況，利用已知條件靈活變通（可以跳過反饋系數的計算），列出關系式后求解,例1. 已知R1=10K，R2=100K，R3=2 K，RL=5K。求解在深度負反饋條件下的AUf,反饋通路： T、R3、 R2與R1；電路引入電流串聯深度負反饋,例2. 在圖所示電路中，已知R2=10K，R4=100K，求解在深度負反饋條件下的AUF,反饋通路: T3、R4與R2,電壓串聯負反饋,在深度負反饋條件下：,例3.估算深度負反饋運放的閉環電壓放大倍數。,則閉環電壓放大倍數為：,解：該電路為電壓并聯負反饋,在深度負反饋條件下：,為電壓串聯負反饋,在深度負反饋條件下,例4 估算深度負反饋運放的閉環電壓放大倍數。,該電路為電流并聯負反饋，在深度負反饋條件下：,故：,閉環電壓放大倍數為：,例5 估算深度負反饋運放的閉環電壓放大倍數。,一、 反饋系數分析 (注意：虛斷、虛地),電壓串聯,電流串聯,電壓并聯,由于反饋量僅決定于輸出量,因此反饋系數僅決定于反饋網絡,而與放大電路的輸入、輸出特性及負載電阻無關。,電流并聯(設并聯點 ),圖6.4.1,6.4.3 基于理想運放的放大倍數分析,二、閉環放大倍數分析（注意“虛地”）P282,電壓串聯,電壓并聯,電流并聯,電流串聯,與前面基于深度負反饋計算的放大倍數相比，雖然理想運放的負反饋也屬于深度負反饋，但由于參數理想化，放大倍數表達式中的“”變為“=”。,6.5 負反饋對放大電路性能的影響,6.5.1 提高放大倍數穩定性,引入負反饋后，在輸入信號一定的情況下，當電路參數變化、電源電壓波動或負載發生變化時，放大電路輸出信號的波動減小，即放大倍數的穩定性提高。 放大倍數穩定性提高的程度與反饋深度有關。,在中頻范圍內，,結論：引入負反饋后放大倍數的穩定性提高了(1+AF) 倍。,例：在電壓串聯負反饋放大電路中，, 估算反饋系數 和反饋深度, 估算放大電路的閉環電壓放大倍數, 如果開環差模電壓放大倍數A的相對變化量為10%，此時閉環電壓放大倍數 Af 的相對變化量等于多少？,解：, 反饋系數,反饋深度, 閉環放大倍數, Af 的相對變化量,結論：當開環差模電壓放大倍數變化 10% 時，電壓放大倍數的相對變化量只有 0.001%，而穩定性提高了一萬倍。,6.5.2 改變輸入電阻和輸出電阻,不同類型的負反饋，對輸入電阻、輸出電阻的影響不同。,一、對輸入電阻的影響,1. 串聯負反饋增大輸入電阻,引入串聯負反饋后，輸入電阻增大為無反饋時的 倍,注意：在某些串聯負反饋放大電路中，有些電阻不在反饋環內，如p285圖6.5.2中的Rb，反饋對它不產生影響。確切說，引入串聯負反饋的支路的等效電阻增大到基本放大電路的(1 + A F)倍。,結論：,2. 并聯負反饋減小輸入電阻,結論：引入并聯負反饋后，輸入電阻減小為無負反饋時的 1/ 。,二、負反饋對輸出電阻的影響,1. 電壓負反饋減小輸出電阻,結論：引入電壓負反饋后，放大電路的輸出電阻減小到無反饋時的 。,2. 電流負反饋增大輸出電阻,結論：引入電流負反饋后，放大電路的輸出電阻增大到無反饋時的 倍。,注意：在某些電流負反饋放大電路中，有些電阻不在反饋環內，如p279圖6.4.4中的Rc2，反饋對它所在支路沒有影響。確切說，電流負反饋僅僅穩定了引出反饋的支路的電流，并使該支路的等效電阻增大到基本放大電路的(1 + A F)倍。,綜上所述,(1). 反饋信號與外加輸入信號的求和方式只對放大電路的輸入電阻有影響：串聯負反饋使輸入電阻增大；并聯負反饋使輸入電阻減小。 (2). 反饋信號在輸出端的采樣方式只對放大電路的輸出電阻有影響：電壓負反饋使輸出電阻減小；電流負反饋使輸出電阻增大。 (3). 串聯負反饋只增大反饋環路內的輸入電阻；電流負反饋只增大反饋環路內的輸出電阻。 (4). 負反饋對輸入電阻和輸出電阻的影響程度，與反饋深度有關。,6.5.3 展寬頻帶,由于負反饋可以提高放大倍數的穩定性，因而對于 頻率不同而引起的放大倍數下降，也可以改善。,設無反饋時放大電路在中、高頻段的電壓放大倍數分別為 ，上限頻率為 f；,引入反饋系數為 的負反饋后，放大電路在中、高頻段的放大倍數分別為 ，上限頻率為 fHf。,同理，可推導出引入負反饋后，放大電路的下限頻率降低為無反饋時的 1/ 。,結論：引入負反饋后，放大電路的上限頻率提高，下限頻率降低，因而通頻帶展寬。,fbwf=fHf-f