放大电路中的负反馈
- 格式:docx
- 大小:24.99 KB
- 文档页数:2
一.负反馈放大电路为了让放大电路稳定地工作,可以给放大电路增加负反馈电路,带有负反馈电路的放大电路称为负反馈放大电路。
1.电压负反馈放大电路电压负反馈放大电路的电阻R1除了可以为三极管VT提供基极电流Ib外,还能将输出信号一部分反馈到VT的基极(即输入端)由于基极与集电极是反相关系,故反馈为负反馈,用前面介绍的方法还可以判断出该电路的反馈类型是电压、并联、交直流反馈。
负反馈电路的一个非常重要的特点就是可以稳定放大电路的静态工作点。
由于三极管是半导体元件,它具有热敏性,当环境温度上升时,它的导电性增强,Ib、Ic电流会增大,从而导致三极管工作不稳定,整个放大电路工作也不稳定。
给放大电路引入负反馈电阻R1后就可以稳定Ib、Ic电流,其稳定过程如下:当环境温度上升时,三极管VT的Ib、Ic电流增大—流过R2的电流I增大(I=Ib+Ic,Ib、Ic电流增大,I就增大)—R2两端的电压UR2增大(UR2=I•R2,I增大,R2不变,UR2增大)—VT的C极电压Uc 下降(Uc=Vcc-UR2,UR2增大,Vcc不变,Uc会减小)—VT的b极电压Ub下降(Ub由Uc经R1降压获得,Uc下降,Ub也会跟着下降)—Ib减小(Ub下降,VT发射结两端的电压Ube减小,流过的Ib电流就减小)—Ic也减小(Ic=Ib·β,Ib减小,β不变,故Ic减小)—Ib、Ic、减小到正常值。
由此可见,电压负反馈放大电路由于R1的负反馈作用,使放大电路的静态工作点得到稳定。
2.负反馈多极放大电路(1)三极管电流途径三极管VT2的电流途径为:三有管VT1的电流途径为:由于三极管VT1、VT2都有正常的Ic、Ib、Ie电流,所以VT1、VT2均处于放大状态。
(2)静态工作点的稳定给放大电路增加负反馈可以稳定静态工作点,其静态工作点稳定过程如下:当环境温度上升时,三极管VT1的Ib、Ic电流增大—流过R1的电流Ic1增大—UR1增大—Uc1下降(Uc1=Vcc-UR1,UR1增大,Uc1下降)—VT2的基极电压Ub2下降—Ib2减小—Ic2减小—Ie2减小—流过R4的电流减小—UR4减小—Ue2下降(Ue2=UR4)—VT1的基极电压Ub1下降—Ib1减小—Ic1减小。
第4章放大电路中的负反馈许多电子设备对放大电路除了要求具有较高的增益外,对其他方面的性能要求也很高。
例如高保真音响放大器要求失真度要很低,精密测量仪器要求增益的稳定性和准确度要很高。
因此,在实用放大电路中,总是要引入不同形式的反馈以改善各方面的性能。
在放大电路中,将输出量(电压或电流)的一部分或全部,经过一定的电路(反馈网络)反过来送回到输入回路,并与原来的输入量(电压或电流)共同控制该电路,这种连接形式称为反馈。
在电子电路中,反馈现象是普遍存在的。
反馈有正负之分。
在放大电路中,通常引入负反馈以改善放大电路的性能,如在分压式偏置电路中利用负反馈稳定放大电路的工作点。
此外,负反馈还可以提高增益的稳定性、减少非线性失真、扩展频带以及控制输入和输出阻抗等。
当然,所有这些性能的改善是以牺牲放大电路的增益为代价的。
至于正反馈,在放大电路中很少采用,常用于振荡电路中。
本章从反馈的基本概念和分类入手,抽象出反馈放大器的方框图,分析负反馈对放大器性能的影响,介绍负反馈放大器的分析计算方法,总结出引入负反馈的一般原则,最后讨论负反馈放大器的自激振荡及其稳定的措施。
4.1 反馈的基本概念及判断方法4.1.1 反馈的基本概念1.反馈放大器的原理框图含有反馈电路的放大器称为反馈放大器。
根据反馈放大器各部分电路的主要功能,可将其分为基本放大电路和反馈网络两部分,如图4-1所示。
整个反馈放大电路的输入信号称为输入量,其输出信号称为输出量;反馈网络的输入信号就是放大电路的输出量,其输出信号称为反馈量;基本放大器的输入信号称为净输入量,它是输入量和反馈量叠加的结果。
图4-1反馈放大器的原理框图由图4-1可见,基本放大电路放大输入信号产生输出信号,而输出信号又经反馈网络反向传输到输入端,形成闭合环路,这种情况称为闭环,所以反馈放大器又称为闭环放大器。
如果一个放大器不存在反馈,即只存在放大器放大输入信号的传输途径,则不会形成闭合环路,这种情况称为开环。
负反馈放大电路的特点负反馈放大电路是一种常见的放大电路。
它通过引入负反馈的方式,使得放大电路的性能得到改善。
本文将从不同的角度解释负反馈放大电路的特点。
负反馈放大电路具有稳定性好的特点。
由于负反馈的引入,对于输入信号的变化,负反馈电路可以自动调节输出,使得输出信号更加稳定。
这是因为负反馈电路通过将一部分输出信号反馈到输入端,起到了自动调节的作用。
当输入信号发生变化时,负反馈电路会根据反馈信号作出相应调整,使得输出信号保持在稳定的水平上。
负反馈放大电路具有增益稳定的特点。
在负反馈放大电路中,通过调节反馈电阻和反馈电容的大小,可以控制放大电路的增益。
这样一来,即使放大器的性能参数发生变化,如管子的放大倍数发生变化,整个放大电路的增益也可以通过适当调节反馈电阻和反馈电容来保持不变。
这就保证了负反馈放大电路的增益稳定性,使得其在实际应用中更加可靠。
负反馈放大电路具有线性度好的特点。
负反馈放大电路通过引入反馈信号,可以抑制非线性失真,使得输出信号更加接近输入信号。
这是因为负反馈电路通过将一部分输出信号反馈到输入端,可以对放大电路的非线性特性进行补偿。
这样一来,负反馈放大电路的输出信号与输入信号之间的线性度得到了提高,使得其在实际应用中能够更好地传递信号。
负反馈放大电路还具有抑制噪声的特点。
在负反馈放大电路中,通过引入反馈电路,可以将输入信号中的噪声减小,从而得到更纯净的输出信号。
这是因为负反馈电路可以通过将噪声信号反馈到输入端,使得噪声信号与输入信号相消,从而达到抑制噪声的效果。
这对于一些对信噪比要求较高的应用场合,如音频放大器、射频放大器等,具有重要意义。
负反馈放大电路具有灵活性强的特点。
通过调节反馈电路中的参数,如反馈电阻、反馈电容的大小,可以改变放大电路的性能,如增益、带宽等。
这使得负反馈放大电路能够适应不同的应用需求。
同时,负反馈放大电路还可以根据具体的需求设计不同的反馈方式,如电压反馈、电流反馈等,进一步提高放大电路的性能。
第七章放大电路中的负反馈讲义反馈是电子技术的一个重要概念。
在放大电路中引入负反馈,是改善放大电路性能的重要手段。
7.1 反馈的基本概念一、反馈定义反馈,就是把放大电路的输出量(电压U O或电流I O)的一部分或全部,通过反馈网络以一定的方式又引回到输入回路中去,以影响电路输入信号作用的过程。
画出反馈方框图,辅助说明定义,并说明闭环、开环概念。
²反馈网络:作用是把放大电路的输出量的部分(或全部)反馈回输入回路。
反馈网络一般由在输出回路和输入回路之间起联系作用的一些元件(如电阻、电容等)组成。
²反馈信号:由反馈网络引回到放大电路的输入回路中的电量,用U f或I f表示。
²反馈系数:就是反馈网络的传输系数,反馈网络一般是线性网络²既然反馈信号是经反馈网络从输出量中取得的,则反馈信号将正比于输出信号(比例系数即反馈系数)。
这是反馈信号的一个特点。
举例说明:静态工作点稳定电路中的直流负反馈――负反馈元件、作用、影响――从直流引申到交流负反馈。
稳定原理:在射极偏置电路中,利用Re上的直流压降随I CQ变化之特点,改变U BE,使I BQ 的变化方向与I CQ相反,其结果是稳定了静态工作点。
强调:①Re的作用――反馈元件;②这是直流量的反馈,属于直流负反馈。
③直流负反馈带来的好处是使电路具有了自动调节静态电流的能力。
引申:将Ce开路,Re上会出现交流压降――产生交流反馈强调:①Re是关键元件(反馈元件),无它,便无反馈过程;②Re的位置在输出、输入回路之间起到了联系作用,将输出电流的大小变化以反馈电压的形式反映到了输入回路――反馈网络。
结论:①判断电路中是否有反馈,应观察电路中有无将输出、输入回路联系起来的反馈元件(网络)。
②放大电路中常有直流、交流反馈共存的情况。
二、正反馈和负反馈根据反馈极性的不同,即反馈量对原输入信号作用的影响不同,反馈有正反馈和负反馈之分。
正反馈:反馈信号增强了原输入信号的作用,使净输入信号增大。
放大电路中的负反馈
放大电路是主要的电子电路类型,为了确保放大电路能够正常工作,提供稳定的增益、良好的线性,以及其他的一些特殊目的,一般实用的放大电路都加上了负反馈的网络。
在各种系统的控制分析中,电路中的负反馈研究应该是最为深入和细致的了,详细的内容请参阅“电子技术”或“电路分析”专业教科书,本文仅仅是想通过对放大电路中反馈的简单介绍,阐述系统中反馈控制的基本原理。
1、为什么要在电路中设置反馈
半导体技术发展到今天,为电子电路的设计提供了极大的施展空间。
现在要设计或制作一个高性能的放大器,在如何提高放大倍数方面已经不是问题,最普通的集成电路运算放大器(LM324,其内部包含了4个相同的独立放大器,价格在1元左右,如下图),其开环电压放大倍数也可以做到几十万倍(80dB~140dB)之高,对于一般的要求来说,这几乎就是无限大的放大倍数了。
然而,在多数的应用中,都要求电路的放大倍数是一个固定不变的有限值。
所谓固定不变是指:当工作环境的温度变化;电路输入、输出连接状态发生改变;器件因常时间工作性能老化;因故障更换了主要半导体器件之后,等等的内在的和外部的干扰因素下,放大器的放大倍数都维持在设定值不会变化。
这个稳定增益(放大倍数)的要求,其实才是现代电子电路设计的难点,而在电路中使用负反馈技术,是解决这个难题的主要方法。
此外,电路中的负反馈还能解决以下问题:
提高输入阻抗,降低输出阻抗(提高负载能力),优化频率响应,稳定静态工作点,减少线性失真等等,本文不做叙述。
2、电路中最主要的两种负反馈应用示例
①反相交流放大器
电路见附图。
此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等。
电路无需调试。
放大器采用单电源供电,由R1、R2组成1/2V+偏置,C1是消振电容。
放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定:Av=-Rf/Ri。
负号表示输出信号与输入信号相位相反。
按图中所给数值,Av=-10。
此电路输入电阻为Ri。
一般情况下先取Ri 与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定Rf。
Co和Ci为耦合电容。
②同相交流放大器
电路见附图。
同相交流放大器的特点是输入阻抗高。
其中的R1、R2组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。
电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定:Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3。
R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。
以上两种基本的反馈放大器,共同点是都具有反馈,而且从输出端取出的反馈信号经过反馈网络后,都加到了运算放大器的负输入端,反馈信号的作用是抵消了输入信号,因此称为负反馈;另一个共同点是,经过分析计算发现,两种放大电路由于反馈网络的加入,使得放大器的放大倍数(增益)的大小,只由反馈网络的电阻参数值决定(Av=-Rf/Ri;Av=1+Rf/R4),只要这几个电阻的阻值是稳定的放大倍数就不会变化,而要确保电阻的阻值始终稳定在规定的范围内,是比较容易做到的。
3、电路中反馈的基本模型概括
4、电路中反馈的类型及其作用:
直流反馈:反馈只对直流分量起作用,反馈元件只能传递直流信号;目的:稳定静态工作点。