1、復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)第5章反 饋復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)反響的根本概念反響電路的根本構(gòu)造負(fù)反響電路的組態(tài)負(fù)反響放大器的性能復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)反響電路的根本構(gòu)造AFisfo正反響：反響信號(hào)與輸入信號(hào)同相，反響對(duì)輸入起加強(qiáng)的作用負(fù)反響：反響信號(hào)與輸入信號(hào)反相，反響將抵消部分輸入信號(hào) 復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)反響極性的分析T1T4T3T2R1R7R6R5R4R3R2vsvo+VCC-VCCT1T2RBRCRfRLREvoVCCisiiifR8vs vi ic1 vc1 vc3 vo vi is ii ic1 vc1 ve2 if ii 瞬時(shí)極性法vs vi ic1 vc1 vc3

2、vo vi is ii ic1 vc1 ve2 if ii 復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)正反響的實(shí)例T1T4T3T2R1R7R6R5R4R3R2vivo+VCC-VCCR8復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)電壓反響與電流反響AFvoRLAFio(a) 電壓取樣(b) 電流取樣復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)串聯(lián)反響與并聯(lián)反響 A Fvsvfrivi A Fisifriii(a) 串聯(lián)反饋(b) 并聯(lián)反饋復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)四種負(fù)反響組態(tài) A Fvfrivi A Fisifriii(a) 電壓串聯(lián)負(fù)反饋(b) 電壓并聯(lián)負(fù)反饋voRLRLio A Fvfrivi A Fisifriii(c) 電流串聯(lián)負(fù)反饋

3、(d) 電流并聯(lián)負(fù)反饋voRLRLio復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)不同組態(tài)的信號(hào)特征信號(hào)組態(tài)形式 電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)外部輸入信號(hào)電壓電流電壓電流輸出信號(hào)電壓電壓電流電流基本放大器輸入信號(hào)電壓電流電壓電流反饋信號(hào)電壓電流電壓電流基本放大器傳遞函數(shù)電壓增益跨阻跨導(dǎo)電流增益反饋系數(shù)電壓比跨導(dǎo)跨阻電流比復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響詳細(xì)電路T1T4T3T2R1R7R6R5R4R3R2vsvo+VCC-VCCR8T1T2RBRCRfRLREvoVCCisiiif 電壓串聯(lián)負(fù)反響 電流并聯(lián)負(fù)反響復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響詳細(xì)電路T1T2RBRC1RfRLRE1voVCCT1T2RBRC

4、RfREvoVCCisRC2T3RE2RE3 電流串聯(lián)負(fù)反響 電壓并聯(lián)負(fù)反響復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)集成運(yùn)放構(gòu)成的負(fù)反響電路RfRLvovsRRfRLvoisRfvsRRLioRaRfRLisioRa復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的性能n負(fù)反響放大器的增益n負(fù)反響放大器的增益穩(wěn)定性n負(fù)反響放大器的輸入阻抗n負(fù)反響放大器的輸出阻抗n負(fù)反響放大器的非線性失真復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的增益 閉環(huán)增益：Af 開環(huán)增益：A 1fAAAF反響深度：1AF復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的增益穩(wěn)定性 閉環(huán)增益(Af) = 開環(huán)增益(A) / 反響深度(1+AF) 開環(huán)增益的變化

5、: 2(1)11fffAAAAAFAAAFAAA 閉環(huán)增益的變化:fffAAAAFAF兩者之間的關(guān)系:復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的輸入阻抗 A Fvfriviii+rif串聯(lián)負(fù)反響并聯(lián)負(fù)反響(1)ifirrAF1iifrrA F A Fifriiivirif+復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的輸出電阻+isf AFvorovofrofioio= 0+_vf+1oofrrAF(1)oforrAF電壓負(fù)反響電流負(fù)反響+isf A Fiorovorofiof+_if復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的非線性失真11T H DosAA FA Fisf AFTHD+_oAi復(fù)旦大學(xué)

6、電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響改善非線性失真的原理n犧牲輸出動(dòng)態(tài)范圍 n犧牲帶寬 vtvo=vo1+vo2vo2vo1vtvi=vs-(vo1+vo2)vf 2vf 1vsvs有失真的輸出波形 疊加反響信號(hào)后的輸入波形代價(jià)：復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的分析n負(fù)反響放大器的根本分析方法n深度負(fù)反響放大器的近似計(jì)算復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)反響網(wǎng)絡(luò)的4種效應(yīng)電壓串聯(lián)負(fù)反響放大器T1T4T3T2RfR1vsvo+VCC-VCCRB反響作用輸入端負(fù)載作用直通作用輸出端負(fù)載作用復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)電壓串聯(lián)負(fù)反響的反響網(wǎng)絡(luò)分別RfR1ridrovovsvof+_復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)FRf

7、R1ridrovovsvofRfR1vf+_vivf反響網(wǎng)絡(luò)分別后的電壓串聯(lián)負(fù)反響原來的電壓放大器思索反響網(wǎng)絡(luò)影響后的根本放大器復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)電壓串聯(lián)負(fù)反響的例子n放大器的根本參數(shù)為：差分放大器的差模輸入電阻rid=10K,射極跟隨器的輸出電阻ro3=100，三級(jí)放大器的電壓增益Av0=8000。反響網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)為R1=1k, Rf=20K。思索反響網(wǎng)絡(luò)影響后的根本放大器的開路電壓增益：1131101 2080007270/10 1/20 0.1 1 20fidvvoidfofRRrAArRRrRR 思索反響網(wǎng)絡(luò)影響后的根本放大器的輸入電阻：1/101/2010.95kiidfrrR

8、R復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)思索反響網(wǎng)絡(luò)影響后的根本放大器的輸出電阻：反響深度：閉環(huán)輸入電阻：閉環(huán)輸出電阻：閉環(huán)電壓增益：31/()0.1/(120)99.53oofrrRR111111 7270347.2120vvfRA FARR 727020.941347.2vvfvAAA F(1)347.2 10.953802kifvirA F r99.530.28671347.2oofvrrA F復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)電流并聯(lián)負(fù)反響的反響網(wǎng)絡(luò)分別T1T2RBRCRfREvoVCCis 電流負(fù)反響放大器電路原理圖 電流負(fù)反響放大器的反響網(wǎng)絡(luò) RERfriroioisvoiiisRLiof復(fù)旦大學(xué)電子

9、工程系 陳光夢(mèng)反響網(wǎng)絡(luò)分別后的電流并聯(lián)負(fù)反響2012/offEoiiiifEofEiRRrAAirRRrRR短路電流增益fEofEfiRFiRR反響系數(shù)RERfriroioisvoiiifRLiof+viRfREif復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的分析方法判別反響放大器的反響類型分別負(fù)反響網(wǎng)絡(luò) 電壓反響，反響網(wǎng)絡(luò)取樣點(diǎn)短路 電流反響，反響網(wǎng)絡(luò)取樣點(diǎn)開路 串聯(lián)反響，反響網(wǎng)絡(luò)的反響點(diǎn)開路 并聯(lián)反響，反響網(wǎng)絡(luò)的反響點(diǎn)短路畫出分別反響網(wǎng)絡(luò)后的根本放大器畫出反響信號(hào)，得到反響系數(shù)計(jì)算分別反響網(wǎng)絡(luò)后的根本放大器的增益和其它目的計(jì)算反響深度計(jì)算反響放大器的各項(xiàng)性能目的復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)例：電

10、壓并聯(lián)負(fù)反響放大器T1T2RBRCRfREvoVCCvsrs復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)分別反響網(wǎng)絡(luò)后的根本放大器T1T2RBRCRfREVCCrsRfvoisiiif+_ifRif負(fù)反響網(wǎng)絡(luò)被拆成兩部分反響信號(hào)反響信號(hào)疊加點(diǎn)復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)參與信號(hào)源的電壓并聯(lián)負(fù)反響放大器vsrsiirifrofZmf iivo復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)深度負(fù)反響放大器的近似估算n根本分析方法的缺陷n分別反響網(wǎng)絡(luò)拆環(huán)過程復(fù)雜n根本放大器計(jì)算復(fù)雜，假設(shè)要得到準(zhǔn)確結(jié)果，還是要借助于計(jì)算機(jī)進(jìn)展輔助分析 n實(shí)踐的負(fù)反響放大器大多用集成運(yùn)放構(gòu)成，放大器具有很高的增益，構(gòu)成所謂深度負(fù)反響構(gòu)造n需求研討深度負(fù)反響放

11、大器的近似估算方法111fAFAFAAAFF復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)深度負(fù)反響放大器的近似估算n深度負(fù)反響形狀： AF1 n反響深度：n負(fù)反響放大器的閉環(huán)增益可以簡(jiǎn)化為：111fAFAFAAAFF1AFAF11fAAA FF復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)電壓串聯(lián)負(fù)反響電路RfR1vovsv+v-111fvfRAFR 放大器的閉環(huán)增益：RfR1vovsv+v-R1Rfvf復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)電壓并聯(lián)負(fù)反響電路Rfrsvovsv+v-Rfrsvov+v-vsRfif基本放大器1mffZRF 閉環(huán)增益：1mffovsmfssifssZRvAZvRrRR 源電壓增益：復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)虛短

12、路、虛開路n深度負(fù)反響構(gòu)成虛短路與虛開路n運(yùn)用虛短路與虛開路概念，簡(jiǎn)化負(fù)反響放大器增益的近似計(jì)算n近似估算的局限性：n 只能計(jì)算增益，不能計(jì)算輸入和輸出阻抗n 只需運(yùn)放處于深度負(fù)反響形狀近似成立復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響電路的例子：串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電源R1R4R3R2DZT1T2C2C1VOVIVZVF基準(zhǔn)輸入比較放大電壓取樣復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的頻率特性n負(fù)反響反大器對(duì)放大器通頻帶的影響n負(fù)反響放大器的頻率穩(wěn)定性復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響對(duì)放大器通頻帶的影響負(fù)反響可以擴(kuò)展放大器的通頻帶|A|A0A0ffhfhf基本放大器的頻率特性負(fù)反饋放大器的頻率特性復(fù)旦大學(xué)電子

13、工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的頻率穩(wěn)定性幅頻特性相頻特性AF-/2-3/2-20dB/dec-40dB/dec-60dB/dec132極點(diǎn)與頻率特性的關(guān)系復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)負(fù)反響放大器的自激景象n放大器自激景象：當(dāng)AF 的附加相移到達(dá)負(fù)180度，即其絕對(duì)相移到達(dá)負(fù)360度時(shí)， 假設(shè)同時(shí)有|AF|1，反響信號(hào)與輸入信號(hào)同相，變成正反響產(chǎn)生自激。n放大器產(chǎn)生自激的條件：| 1()(21) ,1,2,.AFAFnn；復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)穩(wěn)定裕度遠(yuǎn)離自激的尺度穩(wěn)定裕度分為增益裕度與相位裕度。幅頻特性相頻特性AF-幅度裕量相位裕量oG=180o|1:(dB)0-20log|AF| =180()AFAF增益裕度相位裕度：復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)防止負(fù)反響放大器自激的方法|A|-20dB/dec-40dB/dec-60dB/dec13200dBn頻率補(bǔ)償法：密勒電容 犧牲通頻帶的寬度來換取放大器的穩(wěn)定性復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)正反響和反響振蕩器正反響反響振蕩器 復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)正反響的運(yùn)用：自舉VCCvoviVCCRLT1T2T3RB2RB1CvBvo vB IB流過RB2的電流由電容C提供輸出電壓不受電源電壓限制復(fù)旦大學(xué)電子工程系 陳光夢(mèng)正反響的運(yùn)用：電壓比較器n電壓比較器的