负反馈电路的分析和计算方法
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§3.3 负反馈放大器的分析分析负反馈放大器,常用的方法有等效电路法和方框图法两种。
用等效电路法可直接求出负反馈放大器的A uf、A rf、A gf、A if几个量。
还有一种方法就是把负反馈放大器划分为基本放大器和反馈电路两部分,先计算出无反馈时的A和F,然后利用前面的方程导出负反馈对放大器各方面性能影响的公式,间接得出A uf、A rf、A gf、A if来。
这种方法称之为方框图法。
一、基本放大器划分原则用方框图法分析负反馈放大器时,关键问题在于如何把具体的负反馈放大器划分为基本放大器和反馈电路两部分。
划出基本放大器必须在无反馈时但又考虑反馈电路的负载作用的情况下进行。
基本放大器划分原则可简述如下:(1)绘出输入回路若为电压反馈,则令u o=0 ,即将输出端短路。
若为电流反馈,则令i o=0,即将输出回路断开。
(2)绘出输出回路如为并联反馈,则令u i=0,即将输入端短路。
如为串联反馈,则令i i=0,即将输入回路断开。
上一页下一页二、方框图法分析步骤1.确定反馈放大器的类型,即判断反馈放大器是属于电流串联、电流并联、电压串联、电压并联中的哪一种。
2.画出无反馈时的基本放大器电路。
3.信号源采用形式。
如是串联反馈宜采用电压源等效电路,如为并联反馈,则采用电流源等效电路。
4.用适当的等效电路代替晶体管。
5. 计算反馈系数F,由基本放大器直接求出X f、X o,然后算出F=X f/X o。
6.算出基本放大器的放大倍数A,输入电阻R i,输出电阻R o。
7.由A和F求出反馈深度D=1十FA。
再算出A f、 R if、R of。
上一页下一页二、方框图法分析步骤1.确定反馈放大器的类型,即判断反馈放大器是属于电流串联、电流并联、电压串联、电压并联中的哪一种。
2.画出无反馈时的基本放大器电路。
3.信号源采用形式。
如是串联反馈宜采用电压源等效电路,如为并联反馈,则采用电流源等效电路。
4.用适当的等效电路代替晶体管。
实验5 负反馈放大电路的分析实验原理反馈是将输出信号的部分或全部通过反向传输网络引回到电路的输入端,与输入信号叠加后作用于基本放大电路的输入端。
当反馈信号与输入信号相位相反时,引入的反馈信号将抵消部分输入信号,这种情况称为负反馈。
在基本放大系统中引入负反馈可以提高放大器的性能,具有稳定电路的作用,但这是以牺牲放大器的增益为代价。
负反馈对放大器性能指标的影响取决于反馈组态和反馈深度的大小。
负反馈系统组态根据反馈信号的取样的种类可以分为电压反馈和电流反馈,根据反馈信号与输入信号的叠加关系何以分为串联反馈和并联反馈。
综合这两方面,就有了负反馈电路的四种组态即电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。
负反馈系统特性1、系统增益及其稳定性A f=A1+AF∆A f A f=11+AF×∆A A可见负反馈放大器的增益下降了(1+AF)倍,但其稳定性却提高了(1+AF)倍。
当闭环系统满足深度负反馈条件(即AF≫1)时,系统增益A f就与基本放大器的开环增益无关,而仅由反馈系数F决定,即A f≈1/F。
2、输入电阻对于串联负反馈R if=(1+AF)R i可见串联负反馈使放大器的输入电阻提高了(1+AF)倍对于并联负反馈R if=1(1+AF)R i可见并联负反馈使放大器的输入电阻下降了(1+AF)倍3、输出电阻对于电压负反馈R of=1(1+AF)R o可见电压负反馈使放大器的输出电阻下降了(1+AF)倍,系统更加接近理想电压源。
对于电流负反馈R of=(1+AF)R o可见电流负反馈使放大器的输出电阻提高了(1+AF)倍,系统更加接近理想电流源。
4、通频带负反馈能够展宽放大器的通频带宽,对于但极点心系统,电路的增益带宽积为常数。
对于多极点系统,系统的增益带宽积不再是常数,但通频带总有所扩展。
f Lf=f L1+AF f Hf=(1+AF)f HB f=f Hf−f Lf≈(1+AF)B5、非线性失真负反馈能够减小放大器的非线性失真。
28/99二、电压串联负反馈放大电路1.判断反馈的类型1) 反馈网络—R f 和R e12)判断反馈的类型+-U f +-U di ① 将输出对地短路,反馈消失,因此是电压反馈。
② 输入信号和反馈信号分别加在三极管发射结的两端,故为串联反馈。
③ 假定输入电压的瞬时极性为正,反馈电压的瞬时极性也为正,U di =U i -U f <U i ,因此是负反馈。
+--++④ 电路中无电容,因此是交直流反馈。
称为极间反馈∙ R f 和R e1组成两极放大电
路的交直流电压串联负反
馈网络。
∙ R e1也是T 1本级的电流
串联负反馈。
∙ R e2又是T 2本级的电流
串联负反馈。
电路中存在三个反馈环,分析时以级间反馈作为主要反馈环。
电压串联负反馈29/99
电压串联负反馈方框图
2.增益及反馈系数开环增益di o U U U A =闭环增益i o Uf U U A =反馈系数o f U U U B =反馈方程式U
U U Uf 1B A A A +=反馈深度U U 1B A F +=+-U i R b A U +-U di R c2+-U o -B U R e1+U f R f 无量纲i di f
o U o U U U U U B U A =+=+30/99
制作单位:北京交通大学电子信息工程学院 《模拟电子技术》课程组。
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。
交流负反馈电路计算负反馈是电子电路设计中常用的一种技术手段,它可以提高电路的稳定性、线性度和带宽等性能指标。
在实际应用中,交流负反馈电路的设计和计算是非常重要的,本文将围绕交流负反馈电路的计算展开讨论。
交流负反馈电路的基本原理是将电路的一部分输出信号反馈到输入端,通过比例因子进行相应的调整,从而实现对电路性能的控制。
在计算交流负反馈电路时,我们需要考虑电路的放大倍数、带宽、相位等参数,以及反馈电阻、输入电阻和输出电阻等参数的影响。
首先,我们需要计算电路的放大倍数,即电路的电压增益。
电压增益的计算可以通过电路的输入电阻和输出电阻来进行估算。
一般来说,输入电阻和输出电阻较高的电路可以提供较大的电压增益。
其次,我们需要计算电路的带宽。
带宽是电路能够传输的频率范围,也是电路的工作范围。
带宽的计算可以通过电路的增益和输入电容来进行估算。
一般来说,增益较高的电路带宽较窄,而增益较低的电路带宽较宽。
在计算交流负反馈电路时,我们还需要考虑相位的影响。
相位的计算可以通过电路的增益和相位延迟来进行估算。
一般来说,增益较高的电路相位延迟较大,而增益较低的电路相位延迟较小。
在实际应用中,我们还需要考虑反馈电阻、输入电阻和输出电阻等参数的影响。
反馈电阻的选择可以影响电路的放大倍数和带宽,输入电阻的选择可以影响电路的输入信号和输出信号的匹配程度,输出电阻的选择可以影响电路的输出信号和负载的匹配程度。
最后,我们需要进行电路的稳定性分析。
稳定性分析可以通过电路的极点和零点来进行估算。
一般来说,极点和零点的位置越稳定,电路的稳定性越好。
综上所述,交流负反馈电路的计算涉及到电路的放大倍数、带宽、相位、反馈电阻、输入电阻、输出电阻和稳定性等参数的考虑。
在进行计算时,我们需要综合考虑这些参数,并选择合适的元件和电路拓扑结构,以满足电路设计的要求。
需要注意的是,在实际应用中,电路的计算和设计是一个复杂的过程,需要综合考虑电路的各种参数和要求,以及实际的工作条件和限制。
电压串联负反馈电路电压串联负反馈电路如图1所示一.计算(一)静态工作点计算: 1.前级静态工作点211212101.0910010C BQ E R U V R R ⨯==≈++前级基极电位11345()12 1.22 3.328CEQ C CQ U E I R R R V V =-++=-⨯=前级集射极电压2.后级静态工作点(二)开、闭环放大倍数计算: 1.反馈系数441044101000.0110000Of O O U R U R R R F U U R R ⨯+=====+2.前级基极电阻72672222291230 2.77100300.7 2.072.072.071000C BQ EQ BQ EQ CQ EQ E R U V R R U U V U I I mAR ⨯==≈++=-=≈==≈后级基极电位 后级射极电位 后级集电极电流 110.70.39EQ BQ U U V=-=前级射极电位图1 电压串联负反馈电路111450.391.22100220EQ CQ EQ U I I mAR R ≈==≈++前级集电极电流 2289()12244CEQ C CQ U E I R R V V=-+=-⨯=后级集射极电压111126300(1)2.5()be E CQ E r K I I I β=++=Ω≈3.后级基极电阻222226300(1)1.6()be E CQ E r K I I I β=++=Ω≈4.后级输入电阻2672////100//30//1.6 1.5i be R R R r K ===Ω5.前级交流电压放大倍数3211104//3//1.51008(1)(//) 2.51010.1//10i U be R R A r R R ββ=-=-=-+++⨯6.后级交流电压放大倍数L 22////()' 5.1//3//10.1118104-100991.62U be R R R R R A r r be ββ+=-=-=-= 7.电路开环增益12792U U U A A A =⨯=8.电路闭环增益79288.8117920.01U Uf U A A A F ===++⨯(三)开、闭环输入输出电阻计算:121410////[(1)(//)] 5.3i be R R R r R R K β=++≈Ω开环输入电阻(四)负载变化(R 11由5.1K 变为3K ) 1.开环增益变化率开环前级增益不变,A ’U1= A U12////()3//3//10.1118104'-10081.61.62U R R R R A r be β+=-=-开环后级增益= 12'''648'7926480.182792U U U U U U U U A A A A A A A A ==∆--===开环增益开环增益变化率 2.闭环增益变化率4108()// 2.32501O OOf U R R R R K R R A F=+≈Ω=≈Ω+开环输出电阻闭环输出电阻121410////(1)[(1)(//)]9if U be R R R A F r R R K β=+++≈Ω闭环输入电阻'648'86.61'16480.01U Uf A A A F ===++⨯闭环增益'88.886.60.024888.8Uf Uf UfUfUfA A A A A ∆--===闭环增益变化率3.开、闭环输入输出电阻121410'////[(1)(//)] 5.3i i be R R R R r R R K β==++≈Ω 121410'////(1')[(1)(//)]9if U be R R R A F r R R K β=+++≈Ω4108'()// 2.3' 2.3'3071'7.48O O O Of U R R R R R K R KR A F ==+≈Ω==≈Ω+二.数据表2.计算并测量各项开环指标,测试负载(R 11)由5.1k Ω变为3k Ω时的电压放大倍3.计算并测量各项闭环指标,测试负载(R 11)由5.1k Ω变为3k Ω时的电压放大倍数变化率三.调测方法(一)测量静态工作点(用万用表的相关量程测量):A 、加上预定的工作电压E C ,E C 靠近输出端。
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复杂烦琐令人“头疼”的事情,本文为化解这些学习中的困惑采用如下方法加以介绍。
(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(抓住众多矛盾中的主要矛盾以简化电路)、由此及彼、由表及里,以认识负反馈电路的本质,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,具体电路中哪些元器件参与了负反馈,进一步的定性分析还要确认参与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,就是研究对象的
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许多量的计算。
在有了前面的定性分析后,定量分析可以减少许多干扰成分,使分析过程更简单。
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、掌握有关负反馈电路的内容是有一定的难度的,主要难在负反馈电路判断和负反馈过程的分析中。