中南大学电子技术课件——运放和负反馈电路共83页文档

if
并联反馈
中南大学信息科学与工程学院
第
反馈判断总结：
3 1.直流反馈和交流反馈
章 直流反馈 : 直流信号的反馈(直流通道)；
集 交流反馈: 交流信号的反馈（交流通道)。
成
运 2. 正反馈和负反馈
算 放 大
正反馈: 反馈信号增强输入信号； 负反馈：反馈信号消弱输入信号。
器
及 其 负 反
3. 电流反馈和电压反馈 电流反馈：反馈信号取自输出电流； 电压反馈：反馈信号取自输出电压。
集 成 1. 反馈：将电路的输出量(电压或电流)的部分或全部，通
运 过一定的元件，以一定的方式回送到输入回路并影响输入
算 量(电压或电流)和输出量的过程。
放
大 器
2. 信号的两种流向
及 其 负
正向传输：输入 输出 — 开环 — 闭环
反向传输：输出 输入
反 馈
输入
放大电路
输出
电
路
反馈网络
中南大学信息科学与工程学院
反馈示意图
| A| | Af | = | 1＋ AF |
中南大学信息科学与工程学院
第
3 章
| A| | Af | = | 1＋F A |
集
xI
xD A
xO
xF F
成
运 算
1）如果 |1+AF|>1，则 Af<A，则引入了负反馈。
放
大 器
正反馈： |1+AF|<1， Af>A。
及
其 2）|1+AF|为开环放大倍数与闭环放大倍数之比，反映了反
3
章
uO= Aod (u＋ - u－)
集 成 运 算

例：



反馈组态：电流串联负反馈 反馈使净输入电压 uid 减小，为负反馈。 RL = 0，反馈存在，故为电流反馈。
uf = ioRf ，也说明是电流反馈。
uid = ui – uf 故为串联反馈。
例：
反馈组态：电压并联负反馈 反馈使净输入电流 iid 减小，为负反馈。 RL = 0，无反馈，故为电压反馈。 iid = ii if ，故为并联反馈。
无反馈时：
fBW
O fLf f fBWf L
fH fHf
f
9.3.4
减少非线性失真
改善了波形失真 大
无负反馈
略小
ui
A
略大
uo 小
加入 负反馈
ui + uf 略大
uid
–
A
F
uo
接近正弦波
uf
略小
9. 4
9.4.1
深度负反馈条件下电路性能的估算
深度负反馈的实质
1. 深度负反馈的实质
当 1 AF 1 时， A =
二、对输出电阻的影响 1. 电压负反馈 F 与 A 并联，使输出电阻减小。
Ro Rof = 1 AF A 为负载开路时的原电压放大倍数。
深度负反馈： Rof 0
2. 电流负反馈 F 与 A 串联，使输出电阻增大
Rof = (1 AF ) R o
A 为负载短路时的原电压放大倍数。
Rif
uf AFu id
Rif = (1 AF ) R i
深度负反馈： Rif
2. 并联负反馈使输入电阻减小
ii ui
iid
uid uid ui Rif = = = ii i id i f i id AFiid

• 2.工作原理 • 3.矩形波的周期和频率
负反馈放大器及集成运算放大器课 件
思考题
• 1.比较器工作在哪一种反馈状态? • 2.为什么迟滞比较器抗干扰能力强?
负反馈放大器及集成运算放大器课 件
本章小结
• 1.输入引起的输出通过某种途径又回到输入端，这个过程称为反馈 。反馈放大器的性能取决于反馈的方式。负反馈在降低增益的同时获
负反馈放大器及集成运算放大器课 件
3.4 正弦波振荡器
• 3.4.1 自激振荡
•
2.自激振荡的建立过程振荡器必
须在起振
过程中满
足的条件
|.A.F|>1
负反馈放大器及集成运算放大器课 件
3.4.2 变压器反馈式LC振荡电路
• 它是由放大电路、变压 器反馈电路和LC选频电 路三部分组成。电路中 三个线圈作变压器耦合 ，线圈L1 与电容C组成 选频电路，L2 是反馈 线圈，L3 线圈与负载 相连。
•
石英晶体是二氧化硅结晶体，具有各向异
性的物理特性。从石英晶体上按一定方位切割下来
的薄片叫石英晶片，不同切向的晶片其特性是不同
的。
•
石英晶片之所以能做成谐振器是基于它的
压电效应。
负反馈放大器及集成运算放大器课 件
（2）石英晶体的符号和等效电路
负反馈放大器及集成运算放大器课 件
• 石英晶体振荡器
•
3.1 负反馈放大器
• 3.1.1 反馈的基本概念与组态
•
1.反馈的基本概念
将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全 部，通过某一电路送回输入端，称为反馈。具有反 馈作用的放大器叫反馈放大器。反馈到输入回路的 信号称为反馈信号。由输出信号形成反馈信号的电 路叫反馈电路或反馈网络。构成反馈网络的元件叫 反馈元件。反馈信号与输出信号之比叫反馈系数。 如果反馈信号削弱了输入信号使放大电路的净输入 减小，导致电路的放大倍数降低的反馈称为负反馈， 反之，则为正反馈。

31.10.2020
模拟电子电路
7
具有交直流反馈信号的电路
_
C1
Uo
+
+
U_ i
R1Βιβλιοθήκη C2R2图8.4具有两条反馈通路的电路
31.10.2020
模拟电子电路
8
3. 按反馈和输出信号关系划分
• 电压反馈和电流反馈两类。
电压反馈：X f 取自输出电压与之成正比， 稳定输出电压。
电流反馈：X f 取自输出电流与之成正比。 稳定输出电流。
Rf
_
图8.3 正反馈放大电路
±Uz
UidUi Uf
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模拟电子电路
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2. 按反馈信号交直流成分划分
• 按反馈信号的变直流成分可以分为直流（静态） 反馈和交流（动态）反馈。
交流反馈:反馈回来的信号是交流量。影响 电路的交流性能，交流负反馈的目的是为 了改善放大器的性能指标。
•直流反馈:反馈信号是直流量。影响电路的直 流性能，直流负反馈的目的是稳定静态工作点。
电压串联负反馈
Rf 1
Rf 2 电压并联负反馈
If (+) R1 +
(+) _
+ U_id
A1
+
(+) R2 Uo1
U_s Is Iid Rb
图8.7 负反馈放大电路
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模拟电子电路
_
A2 +
(-)
+ RL _Uo
14
[例8.2]判断图8.8所示电路的反馈类型。
+Vcc
(+) Ui
第8章 负反馈放大电路

1.反馈的分类
反馈可以从不同的角度进行分类： ①按反馈的极性可分为正反馈和负反馈； ②按反馈信号的成分又可分为直流反馈和交流反馈； ③按反馈信号与输出信号的关系可分为电压反馈和电流反馈； ④按反馈信号与输入信号的关系可分为串联反馈和并联反馈。
电工电子技术
负反馈与集成运算放大器
2.反馈放大电路中的关系式
电工电子技术
负反馈与集成运算放大器
6.2.2基本差分放大电路
1. 电路组成
特点：
（1）由两个完全对称的 共射电路组合而成。 同时要求参数对称。
（2）电路采用正负双 电源供电。
电工电子技术
负反馈与集成运算放大器 2. 差分放大电路抑制零点漂移的原理
静态时，ui1 = ui2 = 0 uo= uo1 － uo2 = 0
判别法：令 uo = 0 (RL 短路)，若反馈消 失则为电压反馈。
A
RL uo
io
A
RL uo
电压
F
反馈
电流
F io 反馈
电流反馈 — 反馈信号取自输出电流。 判别法：使 uo = 0(RL 短路)，若反馈仍然 存在，则为电流反馈。 电工电子技术
负反馈与集成运算放大器
6.1.3负反馈对放大电路的影响
“正负反馈”的判断可采用瞬时极性法，反馈的结果使净 输入量减小的为负反馈，使净输入量增大的为正反馈。 瞬时极性法：规定电路输入信号在某一时刻对地的极性， 并以此为依据，逐级判断电路中各相关点电流的流向和电 位的极性，从而得到输出信号的极性；根据输出信号的极 性判断出反馈信号的极性。
电工电子技术
负反馈与集成运算放大器
（2）输入失调电压 UIO （3）输入失调电流 IIO= |IB1- IB2| （4）输入偏置电流 IIB= (IB1+ IB2)/2

第二节 负反馈放大电路的类型
一、正反馈和负反馈 二、电压反馈和电流反馈 三、串联反馈和并联反馈 四、负反馈放大电路类型
一、正反馈和负反馈
在反馈中，若引回的信号削弱了输入信号，就称 为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称 为正反馈。 这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正 负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关 系，同相是正反馈，反相是负反馈。
实际被放大信号
叠加
输入
±
放大器
反馈 信号 反馈网络
取+ 加强输入信号 正反馈
取 - 削弱输入信号 负反馈
输出
二、电压反馈和电流反馈
根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电 流反馈。
电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。 电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。 电压反馈一般从后级放大器的集电极采样。 电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。
第11章 负反馈放大电路
1 第一节 负反馈的基本概念 2 第二节 负反馈放大电路的类型 3 第三节负反馈对电路性能的影响
第一节 负反馈的基本概念
一、基本概念 二、负反馈放大电路的基本关系式
一、基本概念
在基本放大电路中，信号为单方向的正向传送。若将输出量（电压或电流）
的一部分或全部反方向回送到放大器的输入端，我们把这种反向信号的过程称为 反馈。
反馈放大电路由基本放大电路A和反馈电路F组成，下图为反馈放大电路方框 图。
差值信号
X i
输入信号
X d 基本放大 电路Ao X f
X o
输出信号
反馈回路F 反馈信号
二、基本关系式
1. 开环电压放大倍数A
输入信号与净输出信号比值。
2. 反馈系数F

差值信号
–+
X id 基本放大
电路A
X f
反馈网络F
反馈信号
X o
输出信号
反馈放大电路的三个环节：
放大：
A
X o X id
反馈：
F
X f X o
叠加： X id X i X f
二、负反馈放大电路增益的一般表达式
1. 表达式推导
已知
A
X o X id
开环增益
F
X f X o
反馈系数
A F
X o X i
回路的过程称之为反馈。
反馈通路
反馈通路—信号反向传输的渠道
（反馈网络）
vI
+
vO
-
RL
开环 ——无反馈通路
R1
vI
R2
+
-
vO
RL
闭环 ——有反馈通路
判断有无反馈的方法：看有无联系 输出和输入的电路元素。
信号的正向传输
一、基本概念
2. 内部 反馈和外部反馈
寄生反馈
内部反馈
Ib hie
ic
vbe hrevce
串联：反馈量 X f 和 输入量 X i 接于不同的输入端。
X i
X i
X f
X f
一、基本概念
6. 串联反馈与并联反馈
在输入端，输入量、反 馈量和净输入量以电压 的方式
叠加，为串联反馈；以 电流的方式叠加，为并 联反馈。
iF iI iN
uF
iN iI iF
并联反馈
uD uI uF
串联反馈
电路1 1、电压串联负反馈
判断反馈的类型
1. 找出反馈网络—Rf 和Re1 2. 判断反馈的类型

大器的增益。
负反馈在放大器增益调整中的应用广泛，可以用于实现可调增益放大器 、自动增益控制等应用。
滤波器设计
滤波器是用于提取信号中特定频率成分 的电路。在滤波器设计中，负反馈可以
用于改变电路的频率响应特性。
通过在滤波器电路中引入负反馈，可以 改变电路的传输函数，从而改变其频率 响应特性。例如，在低通滤波器中引入 负反馈可以使通带更平坦，提高滤波器
Analog Devices： AD8628、AD8627等
STMicroelectronics： STM6011、STM6031等
06
负反馈与集成运放的实验 与设计
负反馈实验电路搭建与调试
01
搭建负反馈实验电路
根据负反馈原理，选择适当的 电子元件搭建实验电路。
02
调试实验电路
通过调整元件参数，确保实验 电路正常工作，并观察负反馈
负反馈减小了集成运放的开环增益，从而 减小了电路的噪声和失真，扩展了电路的 带宽。
负反馈降低了集成运放的非线性失真，提 高了信号的保真度。
集成运放在负反馈电路中的作用
放大电压信号
提高电路的稳定性
集成运放作为负反馈电路中的核心元 件，能够将输入的微弱电压信号进行 放大，输出幅度更大的电压信号。
集成运放在负反馈电路中能够提高电 路的稳定性，降低由于元件参数变化 或环境因素变化引起的误差。
02
提高控制精度
负反馈能够减小输出信号的误 差，提高控制精度。
03
扩展系统带宽
负反馈能够扩展系统的带宽， 使系统能够响应更快。
02
集成运放概述
集成运放的原理
集成运放是由多个晶体管集成在 一块硅片上构成的，其基本原理 是通过晶体管的放大作用来实现

2.串联电压负反馈
第八章 负反馈放大电路
Rb1 Rc1
Rb22 C2
C1 T1
C3 R’e1
Re1
Rb21
Rc2
T2 Rf
–Re2
+UCC C4
+Uo C5
C6
Rf
+
+
Uf
Re1
Uo
– –
Uf
Re1 Re1 Rf
Uo
Au fU Uoi U Uof
Re1Rf Re1
电 路 与 电 子 技 术 基 础
RL
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21
RL
Uo
Uf
U'i
Uo
电 路 与 电 子 技 术 基 础
第八章 负反馈放大电路
3. 串联电流负反馈（注意Re仅是直流反馈，Rf是交直流反馈，为什么？ ）
4
+UCC
Io Rc
1
C1
Rb2 3 Ic
Ube T
Rf Uf
Ui
Rb1
Re
C2
2
1 + Rs Ui Us -
2
基本
+ U- 'i
放大电路
+ Uf Fr Rf -
技 性能的改善或改变都与反馈深度(1+AF)有关，且均是以牺牲放大倍
术 数为代价。
基
础
第八章 负反馈放大电路
第四节 负反馈放大电路的计算
电 路
含有负反馈放大电路的参数求解一般比较复杂, 但在深度负反馈的 情况下, 闭环放大倍数就比较简单。
与
1. 深度负反馈放大电路的近似估算

Af
xo xi
A
xo xi'
F xf xo
xi' xi xf
故 Af xxoi xi' xoxf
Ai' x Ai' x xi' Fox xi' AF i' x
4.1.2 负反馈系统方框图 和一般关系式
负反馈放大电路的一般关系式：
Af
xo xi
A 1AF
其中：（1+AF）称为反馈深度，当
（1+AF）＞＞1时，称为深度负反馈，
一、电压反馈和电流反馈判别
判定方法之一：假设输出（或负载） 短路法。将反馈放大电路的输出端对地 短路，若反馈信号随之消失，则判断为 电压反馈；否则为电流反馈。
判定方法之二：按电路连接的结构特 点来判定。在输出通路中，若放大电路 的输出端与反馈网络的取样端处于同一 个放大器件的相同电极，则为电压反馈； 否则为电流反馈。
4.2.2 反馈类型的判别
四、串联反馈和并联反馈的判别 判定方法之一：“观察法”。若
信号输入端和反馈网络的比较端接在 同一个放大器件的相同电极上，则为 并联反馈；否则，为串联反馈。
判定方法之二：是采用输入假设 短路法来判别，即将放大电路输入端 的输入端短接法。若反馈信号能加到 基本放大器的输入端，为串联反馈； 否则，为并联反馈。
4.4.1 深度负反馈的特点
一、串联负反馈的估算条件 因为深度负反馈有：xi≈xf 所以对于深度串联负反馈有：u'i 0 ui≈uf （称之为“虚短” ）
由于串联负反馈的闭环输入电阻增 大，在深度负反馈条件下: ii ≈0 （称之为“虚断” ）
4.4.1 深度负反馈的特点
二、并联负反馈的估算条件