电子电路基础(6.3.1)--深度负反馈放大电路的分析计算
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负反馈放大电路的计算
一:深度负反馈放大电路的近似估算只有放大电路满足了深度负反馈这个条件,我们才可以用近似计算法来估算电路的放大倍数。
这一点是我们学习的重点。
即:(1+AF)1 时,可以对放大倍数进行估算。
当(1+AF)1 时,则
Af=A/(1+AF)≈A/AF=1/F由此可见,引入负反馈后,放大电路的放大倍数仅
取决于反馈系数F,与基本放大电路的放大倍数基本无关。
我们根据Af 和F 的定义:Af=XO/Xi F=Xf/XO 可得到如下近似关系:Xi≈Xf即:在深度负反
馈时,输入量等于反馈量,净输入量为零。
(1)对于串联负反馈Uf≈Ui Ui’≈0 从此式找出输出电压输出电压Uo 与输入电压Ui 的关系,从而估算出电压的放
大倍数Auf(2)对于并联负反馈If≈Ii Ii’≈0从此式找出Uo 和Ui 的关系,估算出Auf 二:负反馈估算方法我们以串联电压负反馈放大电路为例:如图(1)所示电
路为串联电压负反馈放大电路,试分析其电压放大倍数
由于是串联电压负反馈,故Ui≈Uf。
由上图可知,输出电压Uo 经Rf 和Re1 分压后反馈到输入回路。
即:
则:由于输出电压与输入电压的相位一致,故电压的放大倍数为正值。
注:当放大电路不满足深反馈时,不能用此方法求解电压的放大倍数。
tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。
仅供参阅!。
负反馈放⼤电路的分析计算1、利⽤关系式估算闭环电压放⼤倍数通过前⾯的分析已经知道,如果负反馈放⼤电路满⾜|1+AF|》1的条件,则其闭环电压放⼤倍数Af可⽤下式表⽰:(1)上式表明,深负反馈放⼤电路的闭环放⼤倍数AF近似于反馈系数F的倒数,因此,只需求出F,即可得到Af估算闭环放⼤倍数的过程⼗分简单.但是,上⼯中的Af是⼴义的放⼤倍数,其含义和量纲与反馈的组态有关( 见表5-1),并⾮专指电压放⼤倍数。
也就是说,运⽤以上公式估算闭环电压放⼤倍数是有条件的。
只有当负反馈的组成是电压串联式时,式(1)中的Af才代表闭环电压放⼤倍数,此时该式表⽰为此时⽅可利⽤这个公式直接估算深负反馈放⼤电路的闭环电压放⼤倍数。
2、利⽤关系式Xf≈Xi估算闭环电压放⼤倍数对于电压串联负反馈以外的其他三种负反馈组态,即电压并联式、电流串联式和电流并联式反馈,由表可知,式(1)中的Af分别成为Auif、Aiuf和Aiif,它们的物理意义分别表⽰负反馈放⼤电路的闭环转移电阻、闭环转移电导和闭环电流放⼤倍数。
因此,对于这三种组态的负反馈放⼤电路,如果利⽤式(1),则分别求出Auif、Aiuf或Aiif后再经过转换才能得到Auuf,⽽不能简单、直接地求得闭环电压放⼤倍数。
此时,可以根据深负反馈的特点,采⽤其他更为简捷的估算⽅法。
当满⾜深负反馈条件时,由式(1)可知上式中的Af划闭环放⼤倍数,根据定义,Af等于输出信号与外加输⼊信号之⽐,由此可知,在深负反馈条件下,放⼤电路的反馈Xi与外加输⼊信号Xi基本上相等。
当满⾜深负反馈条件时,因1+AF》1,故回路增益的值|AF|很⼤,通常也能满⾜|AF|》1。
由图1可见,Xf=AFXi,此时只需要很⼩的净输⼊信号Xi,此时只需很⼩的净输⼊信号Xi,即可得到很⼤的Xf,使得Xf≈Xi。
负反馈愈深,回路增益的值|AF|愈⼤,则Xf与Xi愈接近相等,Xi也愈趋近于零。
对于任何组态的负反馈放⼤电路,只要满⾜深负反馈的条件,都可以利⽤的Xf≈Xi特点,直接估算闭环电压放⼤倍数。
5.3 深度负反馈放大电路的分析计算定性分析读图判断反馈类型定量计算动态指标(定性分析:读图、判断反馈类型&定量计算:动态指标(、R if 、R of )uf A 常用的计算方法有:等效电路法、拆环分析法(方框图法)、深度负反馈估算法。
2012-5-201fi X X &&=估算步骤:1.计算反馈系数2F&&2.计算闭环放大倍数3.计算闭环电压放大倍数f A uf A &2012-5-203f负反馈类型有四种组态:5.3.1 电压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈5.3.2 电压并联负反馈电流串联负反馈5.3.3 电流串联负反馈电流并联负反馈在此要分析反馈组态求放大倍数等5.3.4 电流并联负反馈组态、求放大倍数等。
2012-5-204电压串联负反馈5.3.1 电压串联负反馈(1)判断方法:根据瞬时极性法判断:负反馈输信号与反馈信号输入信号与反馈信号不加在同一电极:串联反馈输出信号与反馈信号在同一电极:电压反馈2012-5-205(2)闭环电压放大倍数R E1F E1uF R R R ⋅=+&Q 111Fuf E uA R F ⋅∴≈=+R 323uF R R =+&Q 2311uf R A R F ⋅⋅∴≈=+2012-5-206u5.3.2 电压并联负反馈1R I F f =-=&&&Q 01U U F G &0U R FI A FGiRf −=≈=∴&&&&110R R R I U U A F i i uf =-⋅==∴&&2012-5-2075.3.3 电流串联负反馈1E f R R U F &&&Q ==011Gf I A I=≈=∴&&&''001LL uf E Ri R R I U A R F U −=⋅−==∴&&&&1E ii R U U f U &&Q =F R I R IF =&&&0011L F R i Gf R R I U R F U A ⋅=≈∴&&&&&=2012-5-208F L i i uf R U U A ===∴&&005.3.4 电流并联负反馈E f f R R I IF =≈=2&&&&&Q F E If F E e I R R I A R I I +=≈=∴+202201&&&&()F E C C usf E I i rR R R R r I R I U U A R F I ⋅+⋅=⋅⋅==∴222002&&&&&3f I I R F ⋅⋅==−&Q sE sis2331Fo oFIfR R I R R I A ⋅⋅⋅⋅++∴=≈=−33()i Io o L F LR I F R R R I R U ⋅⋅⋅+⋅−2012-5-209311uf i iA R R U I R ⋅⋅∴===⋅⋅例题:回答下列问题。
负反馈放⼤电路的计算及设计⼀般的放⼤电路,增益达到40-60dB就很不错了。
但是考虑到电路的稳定性,采⽤⼀只晶体管放⼤电路的增益⼀般希望在20dB,若要获得更⾼的电压增益,就需要考虑⼆级或者多级耦合放⼤电路了。
⼀.放⼤电路反馈的判断⽅法(1)正负反馈的判断:从输⼊级到输出级依次标出各级信号的瞬时极性,判断⽅法是:输⼊信号与反馈信号不在同⼀节点引⼊,若瞬时极性相同,则为负反馈,若两者的瞬时极性不同,则为正反馈。
(2)电压反馈和电流反馈的判断:通过判断反馈到输⼊端的反馈信号正⽐于输⼊电压还是输⼊电流来判断是电流反馈还是电压反馈。
判断⽅法是:除公共接地线外,输出信号与反馈信号从同⼀点接出,则为电压反馈,若输出信号与反馈信号从不同点接出,则为电流反馈。
(3)串联反馈和并联反馈的判断:以反馈信号与输⼊信号在电路输⼊端相⽐较的⽅式来区分,反馈信号与输⼊信号以电压的形式相⽐较,则为串联反馈,以电流的⽅式相⽐较,则为并联反馈。
判断⽅法:输⼊信号与反馈信号从同⼀点引⼊,为并联反馈,输⼊信号与反馈信号从不同点引⼊,则为串联反馈。
⼆.反馈对放⼤电路特性参数的影响(1)输⼊电阻串联负反馈增加输⼊电阻:并联负反馈减⼩输⼊电阻:(2)输出电阻电压负反馈减⼩输出电阻:电流负反馈增加输出电阻:(3)增益使电路的增益减⼩。
(4)带宽扩展为基本放⼤电路的倍。
(5)负反馈改善放⼤电路本⾝引起的⾮线性失真(6)负反馈放⼤电路抑制反馈环内的噪声,提⾼性能噪⽐。
三.负反馈放⼤电路的⼀般表达式及四种基本组态(1)负反馈放⼤电路的⼀般表达式:开环增益:,为净输⼊信号反馈系数:闭环增益:,为开环增益。
反馈深度:,称为环路增益。
当>>1时,反馈放⼤电路的闭环增益与基本放⼤电路⽆关,只与反馈⽹络有关,这种反馈称为深度负反馈。
深度负反馈下放⼤电路的近似计算:深度负反馈的实质是忽略净输⼊量;当电路引⼊串联负反馈时,当电路引⼊串联负反馈时,分析及设计及电路时,常⽤上⾯的定律计算⼀个反馈放⼤电路的增益。
放大电路的负反馈与电路的计算1).负反馈的一般表达式2).深度负反馈的表达式当放大电路工作在中频段,反馈网络为纯电阻元件时,上述复数可用实数表示。
在满足AF>>1时,电路为深度负反馈,此时即 X i≈X f在串联负反馈中,它们是电压量,即U i≈U f在并联负反馈中,它们是电流量,即I i≈I f利用上述公式可以进行深负反馈电路的计算。
3).负反馈电路的计算例题1:已知电路如图所示, R2=R4=100kΩ, R1=R3=R5=50kΩ,求电路的电压放大倍数。
解:因为输出和输入之间由R2和R1引入了电路的深负反馈,R5和R4第二级运放的负反馈,两个运放均工作在线性区。
决定电路放大倍数的是级间负反馈,不难看出R2和R1组成的是电压并联负反馈,按照深负反馈的特点,有I i≈I f从电路可以看出I i=u I / R1 I f=-uo / R2故可写出输出电压表达式例题2:电路请见教材P128页,习题4.18,已知R1=1kΩ, R F=10kΩ,试说明:(1)电路反馈的极性和组态;(2)反馈的作用;(3)闭环放大倍数。
解:(1)电路中反馈支路是RF和R1,将输出电压的一部分加到差放的另一输入端。
当输入信号增大时,经过差放和运放两次反相,输出电压也增大,则T2的基极电位也升高,从而使输入信号减弱,因此电路引入的是负反馈。
反馈电压与输入电压是电压串联相减的关系,所以它属于电压串联负反馈。
(2)电压串联负反馈除具有负反馈一般的特点之外,主要起稳定输出电压,减小输出电阻,提高带负载能力的作用。
根据串联深负反馈的特点,有ui=uf而uf=故uo=(1+)uo=(1+10)u i=11 u i。
负反馈电路的分析和计算方法
负反馈电路的分析和计算历来是简单烦琐令人“头疼”的事情,本文为化解这些学习中的困惑采纳如下方法加以介绍。
(1)定性分析在先。
所谓定性分析,是一种思维加工过程,通过对负反馈电路的工作原理分析,进而能去伪存真(在电路中找出与负反馈相关的元器件,同时去掉其他元器件的干扰)、去粗取精(抓住众多冲突中的主要冲突以简化电路)、由此及彼、由表及里,以熟悉负反馈电路的本质,揭示负反馈电路的内在规律。
通过定性分析要确定电路是不是负反馈电路,是负反馈电路时要确定是什么类型的负反馈电路,详细电路中哪些元器件参加了负反馈,进一步的定性分析还要确认参加负反馈元器件的性质等。
最终要在电路图中画出负反馈信号的电压或电流曲线(包括大小、方向),以便在进行定量分析时不再考虑电压或电流的方向而只考虑大小,使负反馈的计算得到简化。
定性分析是定量分析的基本前提,没有定性的定量是一种盲目的、毫无价值的定量。
(2)定量分析在后。
所谓定量分析,就是讨论对象的数量特征、数量关系与数量变化的分析。
对于负反馈电路而言就是关系到很多量的计算。
在有了前面的定性分析后,定量分析可以削减很多干扰成分,使分析过程更简洁。
负反馈电路中少不了放大器,没有放大器就不存在负反馈电路。
当放
大器中加入负反馈电路之后,就成为负反馈放大器,而一般的放大器中都要加入各种形式的负反馈电路,所以放大器通常与负反馈紧密相联系,放大器一般
都是负反馈放大器。
学习、把握有关负反馈电路的内容是有肯定的难度的,主要难在负反馈电路推断和负反馈过程的分析中。
深度负反馈放大电路放大倍数的分析 1. 深度负反馈的实质。
,此时,时,称之为深度负反馈当FA F A f 111≈>>+ f o f o o f o i X X X X F X A X X ==≈=/故, f d i X X X +=而 dX 是忽略了净输入量所以深度负反馈的实质。
fi f i I I U U ≈≈;对于并联反馈,对于串联反馈,。
2. 深度负反馈放大电路的计算。
应,求络对输出端的负载效求解,只需考虑反馈网)据(FF A f 11≈ 的关系。
与方程列出求解,需要通过此或)据(io d f i d f i X X I I I U U U )0()0(2≈≈≈≈例:求图示电路的闭环放大倍数。
解:该电路为电压串联负反馈。
断开输入回路与反馈网络的连接,得到反馈网络对输出端的影响。
2110R R R U U F f uu +==1211R R F A uu uuf +=≈ 例:求图示电路的闭环放大倍数。
解1:该电路为电压并联负反馈00≈=∴≈+-U U I d11R U R U U I i i i ≈-=- 22R U R U U I o o f -≈-=- f i I I ≈ 21R U R U o i -≈∴ 12R R A uuf-≈ 故 解2:22001/RU R U U I F f iu -=-≈= 21R F A iuuif -≈≈ 121100R R R A R I U U U A uif i i uuf-==≈= 例:求图示电路的闭环放大倍数。
–c b2 R b1 U–c b2 R b1 U 解:该电路为电流串联负反馈。
将输入端开路,得到反馈网络对输出端的影响。
e ce cf ui R I R I I U F === 0 e ui iuf R F A 11=≈ eLLiuf iLc i ouufR R R A U R I U U A '''-≈-=-== 前面的结果:ebe LuufR r R A )1('ββ++-=例:求图示电路的闭环放大倍数。
深度负反馈条件下放大倍数的计算
在分析深度负反馈条件下放大倍数的计算之前,我们需要先了解什么是深度负反馈以及它的作用。
具体来说,计算深度负反馈条件下的放大倍数的步骤如下:
1.求取放大器的开环增益A。
开环增益可以通过测量、理论计算或者数据手册中得到。
2.确定负反馈回路的衰减系数β。
衰减系数β是指负反馈信号与输出信号之间的比例关系。
一般情况下,β可以通过分压器、电阻分压等方式实现。
3.计算闭环增益Af。
闭环增益Af可以通过使用公式Af=A/(1+Aβ)来计算。
其中,A为开环增益,β为负反馈的衰减系数。
计算得到的闭环增益即为深度负反馈条件下的放大倍数。
需要注意的是,上述的计算方法是在假设放大器的开环增益A和负反馈衰减系数β保持恒定的情况下进行的。
在实际的应用中,放大器的增益和负反馈系数可能会随着频率、温度等参数的变化而发生变化。
此时,需要进行更加详细的分析和计算。
总结起来,深度负反馈条件下放大倍数的计算需要计算放大器的开环增益和负反馈的衰减系数,并通过使用Af=A/(1+Aβ)的公式计算闭环增益。
这种方法可以用于分析深度负反馈对放大器性能的影响,并进行合理的设计和优化。