模拟电子技术教材十一
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《模拟电子技术》教案(全)模拟电子技术教案信息工程系目录第一章常用半导体器件第一讲半导体基础知识第二讲半导体二极管第三讲双极型晶体管三极管第四讲场效应管第二章基本放大电路第五讲放大电路的主要性能指标及基本共射放大电路组成原理第六讲放大电路的基本分析^p ^p 方法第七讲放大电路静态工作点的稳定第八讲共集放大电路和共基放大电路第九讲场效应管放大电路第十讲多级放大电路第十一讲习题课第三章放大电路的频率响应第十二讲频率响应概念、RC电路频率响应及晶体管的高频等效模型第十三讲共射放大电路的频率响应以及增益带宽积第四章功率放大电路第十四讲功率放大电路概述和互补功率放大电路第十五讲改进型OCL电路第五章模拟集成电路基础第十六讲集成电路概述、电流电路和有负载放大电路第十七讲差动放大电路第十八讲集成运算放大电路第六章放大电路的反馈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第二十讲深度负反馈放大电路放大倍数的估算第二十一讲负反馈对放大电路的影响第七章信号的运算和处理电路第二十二讲运算电路概述和基本运算电路第二十三讲模拟乘法器及其应用第二十四讲有滤波电路第八章波形发生与信号转换电路第二十五讲振荡电路概述和正弦波振荡电路第二十六讲电压比较器第二十七讲非正弦波发生电路第二十八讲利用集成运放实现信号的转换第九章直流电第二十九讲直流电的概述及单相整流电路第三十讲滤波电路和稳压管稳压电路第三十一讲串联型稳压电路第三十二讲总复习第一章半导体基础知识本章主要内容本章重点讲述半导体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义,工作状态或工作区的分析^p ^p 。
首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。
其后介绍二极管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。
然后介绍两种三极管(BJT和FET)的结构原理、伏安特性、主要参数以及工作区的判断分析^p ^p 方法。
本章学时分配本章分为4讲,每讲2学时。
郑州电力高等专科学校教务处教学简报2008年第1期(总第8期)教务处高教研究室编(2008年1月15日)本期目录2007—2008学年第一学期教师测评工作总结2007年立项的校内精品建设课程阶段检查情况通报动力系06级认识实习督导复查工作小结我校三部教材入选普通高等教育“十一五”国家级教材规划2007—2008学年第一学期教师测评工作总结开展教师教学效果的评价工作,是教学督促和检查的重要内容之一,对提高教育教学质量,督促检查和了解教师的授课情况,准确掌握教师的教学动态,推进科学的教学管理模式,规范教师教学行为具有重要作用。
2007—2008学年第一学期的学生对教师测评工作,是在总结上个学期网上评教经验的基础上进行的,现将有关情况总结如下。
一、组织情况本学期学生评教时间从2007年12月17日~2008年1月8日。
我校普通全日制专科各个年级学生在此时间内上机参加评教。
为方便学生网上评教,由学校教务处统一组织安排下午课外活动时间、晚自习、周末以班级为单位到学校实验楼501机房参加评教活动。
各系(部)高度重视评教工作,及时将有关要求传达到每一位学生,使每个同学都按要求参加网上评教。
本次的学生评教工作得到各系(部)的重视与支持,进展比较顺利。
在各系(部)的精心组织下,学生对教师的测评工作是本着认真严肃的态度进行的,也反映了许多教学中存在的问题和真实情况。
二、结果统计与分析除中澳班班级和因为参加实习等原因未参加测评外,此次网上评教使用的是我校的教务管理系统(由浙江正方公司结合我校的实际情况开发的教务管理软件系统),效果良好,并在实践中逐步改进。
本学期参加网上评教的学生共3050名,应参加评教而未参加评教学生148人。
其中2005级评价率为90.97%,2006级评价率为97.15%,2007级评价率为98.67。
共对全校承担的本学期理论课程教学的(含行政代课人员和外聘教师)196名教师共计485门课程进行了测评,剔除有效评教价数在10人以下课程,共有478门课程196名教师接受了评价。
《电子技术基础》课程简述一、课程简介《电子技术基础》是电气电子信息类专业重要的专业技术基础课,分为模拟电子技术和数字电子技术两部分。
《模拟电子技术》中,通过对常用电子器件、模拟电子基本单元电路及其应用的学习,使学生掌握模拟电子技术的基本概念、基本电路、基本理论、基本分析方法,培养模拟电子技术的基本应用能力和设计能力,了解模拟电子技术的新发展,新技术。
《数字电子技术》中,以逻辑代数、数字电子基本单元电路、常用中大规模数字电子集成器件及其应用等为主要学习内容,以对典型数字电路的分析和设计为重点,使学生获得数字电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能。
通过《模拟电子技术》和《数字电子技术》的实践教学环节,使学生掌握常用电子仪器的使用方法、电子电路的基本调测技术;初步学会查阅电子器件资料,正确使用器件,分析、寻找和排除电路故障,正确处理实验数据,分析试验结果,写出较为规范的实验报告。
《电子技术基础》课程组主要为通信工程、电网监控、电力系统继电保护、发电厂及电力系统等专业的专科生开设《模拟电子技术》和《数字电子技术》课程;为火电厂集控运行、热能与动力工程和输配电工程等专业的专科生开设《电子技术基础》课程;为通信工程(分设无线通信、光纤通信、计算机通信、多媒体通信4个专业方向)、电子信息工程和信息工程3个本科专业开设《模拟电子技术》和《数字电子技术》课程。
二、课程建设简况本课程的建设有30多年的历史,在上世纪80年代,本课程已拥有一批敬业、教学经验丰富的教师队伍,他们具有较高的教学水平,取得了较好的教研成果,使本课程在全国有了一定影响。
自1990年以来,在胡宴如、杨志忠老师的带领下,本课程的老师们一直致力于“提高学生素质和能力”的教改探索与实践,取得了在全国具有很大影响的教研成果。
胡宴如老师曾负责原国家教委高工专“电工电子系列课程改革课题”中电子系列的工作,原国家教委“电工电子系列实习基地改革”课题组的工作,以及“九五”国家重点科技攻关项目《96-750-01-02高等教育重点课程教学质量测评软件及评测理论与方法》子专题——“国家级高工专电子技术及电子线路试题库”的研制工作,为全国高等工程专科学校的电子系列课程建设和发展作出了很大贡献。
第九节门电路和触发器电子电路通常分模拟电子电路和数字电子电路两大类。
前面介绍的放大电路属于第一类,电路中的工作信号是连续变化的电信号(模拟信号)。
数字电路的基本工作信号是二进制的数字信号,它在时间上和数值上是离散的,即不是连续渐变的,而且只有0和1两个基本数字,反映在电路上就是低电平和高电平两种状态。
因此在稳态时,电路中的半导体器件都是工作在开、关状态。
数字电路是由几种最基本的单元电路组成的。
在这些基本单元中,对元件的精度要求不高,只要在工作时能够可靠地区分0和1两种状态就可以了。
数字电路中研究的主要问题是输入信号的状态(0或1)和输出信号的状态(0或1)之间的关系,即所谓逻辑关系,采用的数学工具是逻辑代数。
一、逻辑代数基础在逻辑代数中变量具有二值性,即只有两个可能的取值“0”和“1”。
(一)基本的逻辑运算逻辑代数的基本运算有三种,即“与”运算、“或”运算和“非”运算。
1.“与”运算也称“与”关系,它可表述为:当决定一事件的所有条件都具备之后,这事件才会而且一定会发生。
在现实生活中,“与”逻辑关系很多,如图8-9-1,开关 A,B 控制一盏灯Z。
灯亮的条件是开关A、B同时合上。
假定灯亮为“1”,不亮为“0”。
开关合上为“1”。
断开为“0”,把灯的状态和开关所处位置之间的关系列如表8-9-1 所示。
这种表称真值表(或称功能表),其逻辑表达式为,Z=A·B所以“与”关系也称为逻辑乘。
运算规则为:0·0=0,0·1=0,1·0=0,1·1= 1。
2.“或”运算:在决定一事件的各个条件中,只要具备一个或一个以上的条件,这事件就会发生,这样的因果关系称“或”逻辑关系。
用并联的两个开关控制一盏灯,如图 8-9-2所示只要开关A或月有一个处于合上位置灯就会亮。
按前面的假定来赋值“0”、“1”,可列出真值表如表8-9-2,其逻辑表达式为Z=A+B。
所以“或”关系也称为逻辑加。
模拟电子技术实验教学大纲电子技术是一门工程应用性质很强的学科,实验教学的的作用和重要性日益为人门所重视。
电子技术实验的目的不仅是巩固和加深课堂教学内容,验证已知理论,训练学生的基本实验技能,更重要的是培养和提高学生应用理论分析问题和解决问题的能力,培养科学作风和探索精神。
为学习后续课程和从事实际技术工作奠定良好的基础。
模拟电子技术实验就是为此目的开设的。
本实验共编排了二十三个实验,其中,既有测试、验证的内容,也有设计、研究的内容,以供不同层次、不同需要、不同专业教学要求的选择。
课程代码:071211D007(一)教学对象电子类专业,物理、化学类专业的本科二年级学生。
(二)教学内容实验一单级放大电路(6学时)一、实验目的1、熟悉电子元器件和电路实验箱。
2、掌握放大器静态工作点的调试方法及其对放大器性能的影响。
3、学习测量放大器静态工作点Q、Av 、ri、ro的方法,了解共射电路特性。
4、学习放大器的动态特性。
二、实验内容1、装接电路2、静态调整及测量:V BE、V CE、I C、I B。
3、动态研究:Av、动态范围、失真。
4、测量r i、r o。
三、实验报告1、注明完成的实验内容和思考题,整理实验数据,简述相应基本理论。
2、写出实验中感受最深的一个问题的详细报告(现象、分析、结论、体会)。
实验二两级放大电路(3学时)一、实验目的1、掌握合理设置静态工作点。
2、学会放大器频率特性测量方法。
3、了解失真及消除方法。
二、实验内容1、设置静态工作点Q、并测量。
2、负载变化对放大倍数Av的影响。
3、测量频率特性。
三、实验报告1、记录、整理实验数据,分析实验结果。
2、画出频率特性简图,标出f H 、f L。
3、写出增加频率范围的方法。
实验三负反馈放大电路(3学时)一、实验目的1、研究负反馈对放大器性能的影响。
2、掌握负反馈放大器性能的测试方法。
二、实验内容1、A vo、A vf的测试。
2、负反馈对失真的改善作用。
《模拟电子期末练习题》应用电子2班张昌文《模拟电子技术》模拟试题一二、选择题 1、稳压二极管是一个可逆击穿二极管,稳压时工作在(B)状态,但其两端电压必须(C),它的稳压值Uz才有导通电流,否则处于(F )状态。
A、正偏 B、反偏 C、大于 D、小于 E、导通 F、截止2、用直流电压表测得放大电路中某三极管各极电位分别是2V、6V、2.7V,则三个电极分别是(C),该管是(D)型。
A、(B、C、E)B、(C、B、E)C、(E、C、B)D、(NPN)E、(PNP)3、对功率放大器的要求主要是(B)、(D)、(E)。
A、U0高 B、P0大 C、功率大 D、Ri大 E、波形不失真4、共射极放大电路的交流输出波形上半周失真时为(b ),此时应该( e )偏置电阻。
A、饱和失真B、截止失真C、交越失真D、增大E、减小5、差分放大电路是为了(C)而设置的。
A、稳定Au B、放大信号C、抑制零点漂移6、共集电极放大电路的负反馈组态是(A )。
A、压串负B、流串负C、压并负7、差分放大电路RE上的直流电流IEQ近似等于单管集电极电流ICQ(B )倍。
A、1 B、2 C、38、为了使放大器带负载能力强,一般引入(A )负反馈。
A、电压B、电流C、串联9、分析运放的两个依据是(A)、(B)。
A、U-≈U+ B、I-≈I+≈0 C、U0=Ui D、Au=1试题一答案二、选择题1、B C F 2、C D 3、B C E 4、B E 5、C 6、A 7、 B 8、A 9、 A B《模拟电子技术》模拟试题五一、选择题1、稳压二极管是一个可逆击穿二极管,稳压时工作在()状态,但其两端电压必须(),它的稳压值Uz才有导通电流,否则处于()状态。
A、正偏 B、反偏 C、大于 D、小于 E、导通 F、截止2、用直流电压表测得放大电路中某三极管各极电位分别是2V、6V、2.7V,则三个电极分别是(),该管是()型。
A、(B、C、E)B、(C、B、E)C、(E、C、B)D、(NPN)E、(PNP)3、对功率放大器的要求主要是()、()、()。
实验十一相乘器调幅电路
内容:
一、构建相乘器调幅电路,电路元件参数如下图:
图中模拟乘法器由电源元件库——CONTROL-FUNCTION-BLOCKS——MULTIPLIER(相乘器)调出
二、1、用示波器观察调幅电路输出波形:载波频率是否与输入载波频率一致;
包络波形是否与输入低频信号一致
参考时基标度:200 us/Div或500us/Div、
(将输出波形粘贴到此)
2、用傅立叶分析观察输出调幅信号频谱成分
菜单栏:仿真—分析—傅立叶分析—分析参数设置(如下图)
分析输出对象选V(4)后。
点击“仿真”。
观察其频谱。
(将频谱图粘贴到此)
对象分别选输入量V(2),观察其频谱(将频谱图粘贴到此)
对象分别选输入量V(1),观察其频谱(将频谱图粘贴到此)
三、变更参数,用示波器观察输出波形
1、将直流电压V3更改为1V(此时调幅度为1),用示波器观察输出信号波形。
(将输出波形粘贴到此)
2、将直流电压V3更改为0.6V(此时调幅度>1),用示波器观察输出信号波形。
(将输出波形粘贴到此)
3、将直流电压V3更改为0V(或短路取消V3),用傅立叶分析观察输出信号频谱(将频谱图粘贴到此)
用示波器观察输出信号波形(将输出波形粘贴到此)。
电工电子技术及应用教案(83)【课题编号】83-11-01【课题名称】认识晶闸管【教学目标】知识传授目标:1.掌握晶闸管的结构和电路符号。
2.理解晶闸管的工作原理。
3.解晶闸管的特性、国产晶闸管型号及其含义及主要参数。
能力培养目标1.培养学生的抽象思维能力。
2.养成一定的动手实践能力。
【教学重点】晶闸管的工作原理和应用技术。
【难点分析】晶闸管的结构和种类,晶闸管的伏安特性曲线及主要参数。
【学情分析】学生的抽象思维能力较弱,不易直接讲解晶闸管的工作原理,就先通过演示实验,让学生观察到晶闸管的特性和应用,以激发他们的学习兴趣,从而引导他们掌握晶闸管的工作原理。
【教学方法】实验法、讲授法【教具资源】晶闸管及演示其导通的实验装置、多媒体课件【课时安排】1学时【教学过程】一、导入新课晶闸管是一种利用弱电控制强电的半导体器件,它使电子技术应用非常广泛。
国防军事、工业交通、农业商业、家用电器方面,无不渗透着电力电子技术的新成就。
二、讲授新课教学环节1 晶闸管的结构符号教师活动:投影晶闸管的多媒体动画。
学生活动:观察晶闸管的多媒体动画。
初步掌握晶闸管的结构和电路符号。
教学环节2 晶闸管的工作原理演示教师活动:演示晶闸管的触发导通实验学生活动:观察实验现象,理解晶闸管导通的条件和关断的条件。
讲解教师活动:重点讲解晶闸管内部可看成是两个三极管连结。
有触发信号时内部电路形成强烈的正反馈,其使迅速导通。
教学环节3晶闸管的伏安特性教师活动:投影晶闸管伏安特性曲线的多媒体课件。
学生活动:观察伏安特性曲线的转折点并理解原理。
教学环节4晶闸管的型号和主要参数教师活动:展示晶闸管的型号和主要参数学生活动:认真听讲,理解并记忆。
三、课堂小结教师与学生共同回顾晶闸管的结构、工作原理、伏安特性、晶闸管的型号以及主要参数,把分散的知识联系起来,综合理解晶闸管的特性。
四、课堂练习1.晶闸管是由半导体材料制成的可控电子开关。
()2.晶闸管一旦导通后,其阳阴极伏安特性与整流二极管的正向伏安特性相似。
第一章 电路的基本概念和基本定律1.1 在题1.1图中,各元件电压为 U 1=-5V ,U 2=2V ,U 3=U 4=-3V ,指出哪些元件是电源,哪些元件是负载?解:元件上电压和电流为关联参考方向时,P=UI ;电压和电流为非关联参考方向时,P=UI 。
P>0时元件吸收功率是负载,P<0时,元件释放功率,是电源。
本题中元件1、2、4上电流和电流为非关联参考方向,元件3上电压和电流为关联参考方向,因此P 1=-U 1×3= -(-5)×3=15W ; P 2=-U 2×3=-2×3=-6W ; P 3=U 3×(-1)=-3×(-1)=3W ; P 4=-U 4×(-4)=-(-3)×(-4)=-12W 。
元件2、4是电源,元件1、3是负载。
1.2 在题1.2图所示的RLC 串联电路中,已知)V 33t t C e e (u ---= 求i 、u R 和u L 。
解:电容上电压、电流为非关联参考方向,故()()33133t t t t c du di ce e e e A dt dt--=-=-⨯-=- 电阻、电感上电压、电流为关联参考方向()34t t R u Ri e e V --==-()()3313t t t t L di du Le e e e V dt dt----==⨯-=-+1.3 在题1.3图中,已知I=2A ,求U ab 和P ab 。
解:U ab =IR+2-4=2×4+2-4=6V , 电流I 与U ab 为关联参考方向,因此P ab =U ab I=6×2=12W1.4 在题1.4图中,已知 I S =2A ,U S =4V ,求流过恒压源的电流I 、恒流源上的电压U及它们的功率,验证电路的功率平衡。
解:I=I S =2A ,U=IR+U S =2×1+4=6V P I =I 2R=22×1=4W ,U S 与I 为关联参考方向,电压源功率:P U =IU S =2×4=8W ,+U 4-题1.1图ba题1.3图+u L-1/题1.2图题1.4图U 与I 为非关联参考方向,电流源功率:P I =-I S U=-2×6=-12W ,验算:P U +P I +P R =8-12+4=01.5 求题1.5图中的R 和U ab 、U ac 。
第四章负反馈放大电路学习目标了解负反馈的基本概念、负反馈放大电路的一般关系式、负反馈对放大电路性能的影响;会判断反馈类型及极性;能够根据性能要求引入反馈。
第一节反馈的基本概念实用电子电路中几乎都用到反馈。
适当的反馈可以改善线性放大电路的性能指标,一个振荡电路要输出振荡波形,也必须引入反馈。
一、什么是反馈所谓反馈,就是通过一定的电路(反馈网络)将输出量(电压或电流)的一部分或全部反送到输入端的过程。
反馈放大电路的框图如图4-1所示。
由图可见,反馈放大电路由基本放大电路和反馈网络两部分组成。
在基本放大电路中,信号从输入端到输出端进行正向传输,而在反馈网络中,信号则由输出端到输入端反向传输。
显然,要实现反馈就必须有一个连接输出回路与输人回路的中间环节,即反馈网络。
因此,判断放大电路是否存在反馈,只要分析它的输出回路与输人回路是否存在相互联系的电路元件即可判别。
如图4-2所示静态工作点稳定的放大电路中,当环境温度升高时,集电极输出电流IC有增大的趋势,使发射极电阻RE上的压降增大,发射极电位增高,净输入量UBE降低(因为基极电位VB基本不变),基极电流下降,因此集电极电流IC减小,最终趋于稳定;反之,当IC有减小的趋势时,引起净输入量UBE增大,导致集电极电流IC增大,最终使静态工作点稳定。
该电路中,发射极电阻RE把输出电流转换成电压UE,与输入端电压UB 进行比较后控制输出电流,使之稳定。
电阻RE既与输人回路有关,又与输出回路有关,起着连接输出与输入的中间环节作用,故它是反馈元件。
通常把引人反馈的放大电路称为反馈放大电路,也叫闭环放大电路,而未引人反馈的放大电路,称为开环放大电路。
在图4-3所示的多级放大电路中,第一级运放的输出端与输入端间有反馈元件R2,第二级运放的输出端与输入端间有反馈元件R4。
由于这两条反馈通路只限于本级,称为本级(局部)反馈。
而第二级输出端与第一级输入端间有反馈元件R6,就构成了级间反馈。
二、反馈的类型及其判别1.正反馈和负反馈反馈按极性可分为正反馈和负反馈两类。
图4-1所示框图中,输入量xi与反馈量xf都作用在基本放大电路的输入端,从而使输入端获得净输入xid。
当反馈量与输入量相位相同时,xid=xi+xf,净输入xid增加,放大倍数也增大,称为正反馈;反之,当反馈量与输入量相位相反时,xid=xi-xf,净输入xid减小,放大倍数也减小,称为负反馈。
正反馈多用于振荡电路,而负反馈常用于改善放大电路性能。
显然,图4-1所示为负反馈放大电路的框图。
实际应用中,常采用“瞬时极性法” 判别正反馈和负反馈。
例4-1 试用“瞬时极性法” 判别图3-3所示的电路的反馈极性。
解用“瞬时极性法” 判别反馈极性的步骤是:1.找出放大电路中的反馈元件图4-4所示电路为两级放大电路,电阻R6连接在输出级与输入级之间,构成级间反馈。
2.假设输入端的瞬时极性为“+”,按放大信号路径和反馈信号路径,标出相关点的极性。
图4-4中,设三极管V1的基极输入信号为“+”,各相关点的极性判别如下:3.在输入端看反馈信号和原输入信号的极性:若反馈信号使净输入减小,为负反馈;使净输入增加,为正反馈。
本例中,净输入为ube1,显然ube1= ui- uf,反馈使净输入减小,因此为负反馈。
例4-2试判别图4-5所示的电路的反馈极性。
解图4-5a)电路中,反馈元件Rf接在输出端与同相输入端之间,所以该电路存在反馈。
设输入信号uI对地瞬时极性为(+),因uI加在运放的反相输入端,所以输出信号uO瞬时极性为(一),经RF得到的反馈信号uf与输出信号瞬时极性相同,也为(-)。
因为uI与uF下加在运放两个不同的输入端,所以净输入uId=uI-(-uF),使净输入增加,是正反馈。
这里要指出的是,对于由单个运放组成的反馈放大电路来讲,如反馈信号接在同相输入端,为正反馈;反馈信号接在反相输入端,为负反馈。
图4-5b)电路中,反馈元件RF接在运放的输出端与反相输入端之间,所以该电路存在反馈。
假设输人信号uI对地瞬时极性为(十),因uI加在反相输入端,所以uO为(一),根据瞬时极性法所标出的瞬时极性,可以看出反相输入端的净输入电流iId=iI-iF,净输入电流减小,所以该电路是负反馈电路。
通过以上分析可以得出判断反馈极性的结论如下:(1)对于只有一级运放的反馈放大电路,若反馈元件接到反相输入端,则为负反馈;反馈元件接到同相输入端,则为正反馈。
(2)对于级间反馈,当反馈信号和输入信号加在同一个输入端时,两者极性相反时为负反馈,两者极性相同时为正反馈。
当反馈信号和输入信号分别加在两个不同的输入端时,两者极性相同时为负反馈,两者极性相反时为正反馈。
(3)由分立元件组成的反馈放大电路,其反馈极性的判断与运算放大电路相似。
当信号由集电极输出时,可以将三极管的基极b和发射极e分别看作运放的反相输入端和同相输入端;而当信号由发射极输出时,基极b和发射极e极性相同。
判别反馈极性过程中需要注意的是:(1)按放大、反馈途径逐点确定有关点电位的瞬时极性时,要遵循基本放大电路中讨论的相位关系。
当放大电路输入端基极电位上升,即瞬时极性为(+)时,集电极电位下降,其瞬时极性为(-),发射极电位上升,其瞬时极性为(+)。
对于运放组成的电路,输出端极性与同相输入端的瞬时极性相同;与反相输入端的瞬时极性相反。
(2)判断净输入量的增减,要比较输入量的瞬时极性与反馈量的瞬时极性作用在输入端时的实际量的变化。
如图4-4所示电路中,判断R6反馈支路所导致的三极管V1的净输入uBE1变化量时,由于uBE1=uI-u f,假设uI为(+),若u f为(十),则净输入量下降;反之,若uf为(-),则净输入量增加。
三、直流反馈和交流反馈在放大电路中,一般都存在着直流分量和交流分量,如果反馈信号只含有直流成分,则成为直流反馈;如果反馈信号只含有交流成分,则称为交流反馈。
在很多情况下,反馈信号中兼有两种成分,如果交、直流两种反馈兼而有之的反馈,则称为交直流反馈。
例如,在图4-6所示电路中,对直流而言,电容C相当于开路,R2和R3串联后接在输出端和反相输入端之间,所以存在直流反馈,对交流而言,当电容容量足够大时,电容容抗很小,相当于短路,反馈信号送不到放大电路的输入端,所以不存在交流反馈。
所以这条反馈支路是直流反馈。
在图4-5所示分立元件放大电路中,从C2、RF2组成的反馈通路来看,因电容C2的隔直作用,输出的直流成分被C2隔断,无法送到输入端,所以反馈通路中无直流信号反馈,只通交流,是交流反馈;从RF1组成的反馈通路来看,既通直流又通交流,是交、直流反馈。
该电路的反馈极性请同学们课后自行分析。
直流负反馈用以稳定静态工作点,交流负反馈用来改善放大电路的动态性能。
本章重点分析不同类型的交流负反馈。
第二节交流负反馈的基本类型一、负反馈放大电路的一般关系式图4-1是负反馈电路的一般框图,符号○×表示比较环节,用以比较输入信号i和反馈信号f,在负反馈时,f与i极性相反,所以净输入量为(4-1)基本放大电路的输出信号o与净输入信号id之比称为开环放大倍数,即(4-2)反馈网络的反馈系数为反馈信号f与放大电路输出信号o之比,即(4-3)负反馈放大电路的输出信号o与输入信号i之比称为闭环放大倍数,即(4-4)经推导,引入负反馈后的电压放大倍数为(4-5)式(4-5)为负反馈放大电路的闭环放大倍数或闭环增益表达式,表明引入负反馈后的闭环增益是开环增益的的倍。
其中,分母是衡量反馈强弱程度的一个重要指标,称为反馈深度。
越大,反馈越深,闭环增益越小。
需要说明的是,本章讨论的放大电路主要工作在中频区,这样信号通过放大电路与反馈网络时都不会产生相位移动,故放大倍数和反馈系数都可以用实数表示。
二、交流负反馈的四种组态由图4-1可见,反馈网络连接于输出与输入端之间。
按反馈网络在输出端的连接方式可将反馈分为电压反馈和电流反馈;按反馈网络在输入端的连接方式则可分为串联反馈和并联反馈。
综合反馈网络在输出与输入端之间的连接方式,可将负反馈分为电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈四种组态,其框图如图4-8a、b、c、d所示。
1.电压反馈和电流反馈图4-8a、b中,反馈网络与负载并联,反馈信号取自输出电压并与之成正比,称为电压反馈;图4-8c、d中,反馈网络与负载串联,反馈信号取自输出电流,称为电流反馈。
由于电压反馈中的反馈量取自输出电压,因此在判断时可令uo=0(即RL短路),若反馈电压不存在,就是电压反馈,反之为电流反馈。
例如,图4-9(a)所示电路中,反馈元件RF并接在输出电压uo端,反馈电压,若将负载RL短路(如图中虚线所示),则uf=0,故为电压反馈。
图4-9(b)所示电路中,反馈元件RF没有直接并接在输出电压uo端,因此反馈信号不是取自于负载RL两端的输出电压,而是取自电阻R3上的电压IOR3,即反馈信号与输出电流成正比,若将负载RL短路时(如图中虚线所示),反馈量依然存在,故为电流反馈。
故为电流反馈。
2.串联反馈和并联反馈图4-9a、c中,反馈信号和输入信号在输入端以电压方式串联联结,称为串联反馈;图4-9b、d中,反馈信号和输入信号在输入端以电流方式并联联结,称为并联反馈。
串联反馈和并联反馈可以根据电路结构判定:当反馈信号和输入信号接在放大电路的同一点时,可判定为并联反馈;而接在放大电路不同的点时,可判定为串联反馈。
图4-9(a)所示电路中,输入信号ui自运放同相输入端输入,而反馈元件RF将反馈电压uf引入到反相输入端,所以是串联反馈。
图4-9(b)所示电路中,输入信号ui自运放反相输入端输入,反馈元件RF将反馈信号引入到同一输入端,所以是串联反馈。
需要说明的是,在串联反馈中,输入信号与反馈信号是以串联形式得到净输入信号的,因此输入信号与反馈信号必然是以电压形式进行相加、减(比较)的,如图4-9a、c所示;在并联反馈中,输入信号与反馈信号是以并联形式得到净输入信号的,因此输入信号与反馈信号必然是以电流形式进行相加、减(比较)的,图4-9b、d所示。
综合以上分析,图4-9(a)所示电路的反馈组态为电压串联负反馈,图4-9(b)所示电路的反馈组态为电流并联负反馈例4-3 判断图4-10所示电路的反馈类型和性质解图4-10是由分立元件组成的多级放大电路,它包含多个反馈环节:以Re1为反馈元件构成的第一级本级反馈,它只影响第一级的本级性能;以Re1、Rf为反馈元件构成的级间反馈,它主要影响整个放大电路的性能。
对级间反馈分析如下:1.用瞬时极性法判别反馈极性如图所示。
由图可见,反馈信号uF和输入信号uI加在输入级T1的两个不同的输入端即发射极和基极,而且两信号极性相同,因此级间反馈为负反馈。