电流反馈放大器I的基本原理与应用

电流反馈放大器I的基本原理与应用

电流反馈放大器I的基本原理与应用

问。我不确定我理解电流反馈放大器与常规运算放大器相比如何工作。我听说无论增益如何,它们的带宽都是恒定的。这是如何运作的?它们是否与跨阻抗放大器相同?

A。在查看任何电路之前,我们先定义电压反馈,电流反馈和跨阻抗放大器。顾名思义,电压反馈是指闭环配置,其中误差信号是电压形式。传统运算放大器使用电压反馈,即它们的输入将响应电压变化并产生相应的输出电压。电流反馈是指任何闭环配置,其中用于反馈的误差信号是电流形式。电流反馈运算放大器响应其输入端之一的误差电流而不是误差电压,并产生相应的输出电压。请注意,两个开环架构都实现了相同的闭环结果:零差分输入电压和零输入电流。理想的电压反馈放大器具有高阻抗输入,从而产生零输入电流,并使用电压反馈来维持零输入电压。相反,电流反馈运算放大器具有低阻抗输入,导致零输入电压,并使用电流反馈来维持零输入电流。

跨阻抗放大器的传递函数表示为相对于电流输入的电压输出。正如函数所暗示的那样,开环“增益”,v O / i IN ,以欧姆表示。因此,电流反馈运算放大器可称为跨阻抗放大器。值得注意的是,电压反馈运算放大器电路的闭环关系也可以通过用电流驱动其动态低阻抗求和节点(例如,来自光电二极管)来配置为跨阻抗),从而产生等于输入电流乘以反馈电阻的电压输出。更有趣的是,由于理想情况下任何运算放大器应用都可以通过电压或电流反馈实现,因此可以使用电流反馈运算放大器实现相同的I-V转换器。当使用术语跨阻抗放大器时,要了解特定电流反馈运算放大器架构与任何像跨阻抗一样的闭环IV转换器电路之间的区别。

让我们来看看看一下电压反馈放大器的简化模型。同相增益配置通过开环增益A(s)和馈电放大差分电压(V IN + - V IN - )输出的一部分通过分压器返回到反相输入,该分压器由R F 和R G 组成。为了得到该电路的闭环传递函数,V o / V IN + ,假设没有电流流入运算放大器(无限大)输入阻抗);两个输入将处于大约相同的电位(负反馈和高开环增益))。

负反馈放大电路实验指导讲义

负反馈放大器实验 一、实验目的 1.加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。 2.进一步熟悉放大器性能指标的测量方法。 二、实验原理 负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低,但能在多方面改善放大器的动态指标,如稳定放大倍数,改变输入、输出电阻,减小非线性失真和展宽通频带等。因此,几乎所有的实用放大器都带有负反馈。 负反馈放大器有四种组态,即电压串联,电压并联,电流串联,电流并联。本实验以电压串联负反馈为例,分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。 1.图1-25为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路,在电路中通过R f 把输出电压u o 引回到输入端,加在晶体管T 1的发射极上,在发射极电阻R F1上形成反馈电压u f 。根据反馈的判断法可知,它属于电压串联负反馈。 主要性能指标如下 (1) 闭环电压放大倍数 V V V Vf F A 1A A += 其中 A V =U O /U i — 基本放大器(无反馈)的电压放大倍数,即开环电压放大倍数。 1+A V F V — 反馈深度,它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。 图1-25 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器 (2)反馈系数 F1 f F1 V R R R F += (3)输入电阻 R if =(1+A V F V )R i R i — 基本放大器的输入电阻

(4)输出电阻 V VO O Of F A 1R R += R O — 基本放大器的输出电阻 A VO — 基本放大器R L =∞时的电压放大倍数 2.本实验还需要测量基本放大器的动态参数,怎样实现无反馈而得到基本放大器呢?不能简单地断开反馈支路,而是要去掉反馈作用,但又要把反馈网络的影响(负载效应)考虑到基本放大器中去。为此: (1) 在画基本放大器的输入回路时,因为是电压负反馈,所以可将负反馈放大器的输出端交流短路,即令u O =0,此时 R f 相当于并联在R F1上。 (2) 在画基本放大器的输出回路时,由于输入端是串联负反馈,因此需将反馈放大器的输入端(T 1 管的射极)开路,此时(R f +R F1)相当于并接在输出端。可近似认为R f 并接在输出端。 根据上述规律,就可得到所要求的如图1-26所示的基本放大器。 图1-26 基本放大器 四、实验器材 低频信号发生器 1台 数字示波器 1台 万用表 1只 模拟电子技术实验箱 1台 五、实验内容与方法 注:实验装置上有放大器的固定实验模块(同上一次的单管放大电路)。 1.测量静态工作点 按图1-25连接实验电路,取U CC =+12V ,R L =∞,电路加入f =1kHZ 的正弦波信号,用示波器监视输出波形u O , 逐渐增大U S ,配合调节R W1和R W2,使得u O 最大且不失真,撤除U S 。用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点,记入表1-27。 表1-27 测量静态工作点测量表 2.测试基本放大器的各项性能指标(中频电压放大倍数A V ,输入电阻R i 和输出电阻R O )

放大电路的组成及工作原理

2、4 放大电路的组成及工作原理 参考教材:《模拟电子技术基础》孙小子张企民主编西安:西安电子科技大学出版社 一、教学目标及要求 1、通过本次课的教学,使学生了解晶体管组成的基本放大电路的三种类型,掌 握放大电路的组成元器件及各元器件的作用,理解放大电路的工作原理。 2、通过本节课的学习,培养学生定性分析学习意识,使学生掌握理论结合生活 实际的分析能力。 二、教学重点 1、共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用; 2、共发射极放大电路的工作原理。 三、教学难点 1、共发射极放大电路的组成元器件及各元器件作用; 2、共发射极放大电路的工作原理。 四、教学方法及学时 1、讲授法 2、1个学时 五、教学过程 (一)导入新课 同学们,上节课我们已经学习了晶体管内部载流子运动的特性以及由此引起的晶体管的一些外部特性,比如说晶体管的输入输出特性等,在这里,我要强调一下,我们需要把更多的注意力放在关注晶体管的外部特性上,而没有必要细究内部载流子的特点。由晶体管的输出特性,我们知道,当晶体管的外部工作条件不同时,晶体管可以工作在三个不同的区间。分别为:放大区、截止区、饱与区,其中放大区就是我们日常生活中较为常用的一种工作区间。大家就是否还记得,晶体管工作在放大区时所需要的外部条件就是什么不(发射结正偏,集电结反偏)?这节课,我们将要进入一个晶体管工作在放大区时,在实际生活中应用的新内容学习。 2、4放大器的组成及工作原理 一、放大的概念 放大: 利用一定的外部工具,使原物体的形状或大小等一系列属性按一定的比例扩大的过程。日常生活中,利用扩音机放大声音,就是电子学中最常见的放大。其原理框图为: 声音声音 扩音器原理框图 由此例子,我们知道,放大器大致可以分为:输入信号、放大电路、直流电源、输出信号等四部分,它主要用于放大小信号,其输出电压或电流在幅度上得到了放大,输出信号的能量得到了加强。对放大电路的基本要求:一就是信号不失真,二就是要放大。 二、基本放大电路的组成

详解负反馈放大器电路

难点电路详解之负反馈放大器电路 1 负反馈放大器 在放大器中采用负反馈电路,其目的是为了改善放大器的工作性能,提高放大器的输出信号质量。在引入负反馈电路之后,放大器的增益要比没有负反馈时的增益小,但是可以改善放大器的许多性能,主要有四项:减小放大器的非线性失真、扩宽放大器的频带、降低放大器的噪声和稳定放大器的工作状态。 1.1 正反馈和负反馈概念 放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端,但是反馈过程则不同,它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号,再加到放大器的输入端,与原放大器输入信号进行混合,这一过程称为反馈。 ①反馈方框图 如图1所示是反馈方框图。从图中可以看出,输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大,放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中,另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF,与输入信号Ui合并,作为净输入信号VI加到放大器中。 图1 反馈方框图 ②反馈种类 反馈电路有两种:正反馈电路和负反馈电路。这两种反馈的结果(指对输出信号的影响)完全相反。 ③正反馈概念 正反馈可以举一个例子来说明,吃某种食品,由于它很可可,所以在吃了之后更想吃,这是正反过程。 如图2所示正反馈方框图,当反馈信号UF与输入信号Ui是同相位时,?这两个信号混合后是相加的关系,所以净输入放大器的信号UI?比输入信号Ui更大,而放大器的放大倍数没有变化,这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大,这种反馈称为正反馈。

图2 正反馈方框图 在加入正反馈之后的放大器,输出信号愈反馈愈大(当然不会无限制地增大,这一点在后面的振荡器电路中介绍),这是正反馈的特点。正反馈电路在放大器电路中通常不用,它只是用于振荡器中。 ④负反馈概念 负反馈也可以举一例说明,一盆开水,当手指不小心接触到热水时,手指很快缩回,而不是继续向里面伸,手指的回缩过程就是负反馈过程。 如图3所示是负反馈方框图,当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时,它们混合的结果是相减,结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小,?使放大器的输出信号Uo减小,引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。 图3 负反馈方框图 ⑤反馈量 负反馈的结果使净输入放大器的信号变小,放大器的输出信号减小,这等效成放大器的增益在加入负反馈电路之后减小了。当负反馈电路造成的净输入信号愈小,即负反馈量愈大,负反馈放大器的增益愈小,反之负反馈量愈小,负反馈放大器的增益愈大。 正反馈也有同样的正反馈量问题。 1.2 全面了解负反馈电路种类 ①负反馈种类

运算放大器构造及原理

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运算放大器的工作原理 放大器的作用: 1、能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。原理:高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在“低频电子线路”课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,运算放大器原理 运算放大器(Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP)是一种直流耦合﹐差模(差动模式)输入、通常为单端输出(Differential-in, single-ended output)的高增益(gain)电压放大器,因为刚开始主要用于加法,乘法等运算电路中,因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性:无限大的输入阻抗、等

负反馈放大电路分析要点

课程设计报告

课程设计题目:负反馈放大电路的设计 要求完成的内容:设计一个负反馈放大电路,保证输出电压稳定。指标条件如下:电压放大增益|Av|≥10,反馈深度≥10,输入电阻R i≥1KΩ,输出电阻R o≤100Ω, f L≤10HZ,f H≥1KHZ。所使用的元器件要求为:晶体管(9013或9014),电容(瓷片电容)、电阻(0.25瓦)等。 要求:(1)根据设计要求,确定电路的设计方案,估算并初步选取电路的元件参数。(2)选用熟悉的电路仿真软件,搭建电路模型进行仿真分析,由仿真结果进行参数调试、修改,直至满足设计要求。 (3)由选取的元件参数,精确计算和复核技术指标要求。 (4)满足设计要求后,认真按格式完成课程设计报告。

指导教师评语: 评定成绩为: 指导教师签名:年月日

负反馈放大电路的设计 一、 课程设计的目的 (1)初步了解和掌握负反馈放大器的设计、调试的过程。 (2)能进一步巩固课堂上学到的理论知识。 (3)了解负反馈放大器的工作原理。 (4)了解并掌握负反馈放大电路各项性能指标的测试方法。 (5)加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。 二、 设计方案论证 2.1框图及基本公式 图1 负反馈放大电路原理框图 图中X 表示电压或电流信号;箭头表示信号传输的方向;符号¤表示输入求和,+、–表示输入信号 与反馈信号是相减关系(负反馈),即放大电路的净输入信号为: id i f X X X =- 基本放大电路的增益(开环增益)为: /o id A X X = 反馈系数为: /f o F X X = 负反馈放大电路的增益(闭环增益)为: /f o i A X X = 2.2负反馈对放大器各项性能指标的影响 负反馈的电路形式很多,但就基本形式来说,可以分为4种:即电流串联负反馈;电压串联负反馈 ;电流并联负反馈;电压并联负反馈。一个放大器,加入了负反馈环节后,虽

电压反馈型运算放大器的稳定性分析与补偿技术要点

电压反馈型运算放大器的稳定性分析与补偿技术 整理:李柱炎turnfey@https://www.360docs.net/doc/743844492.html, 本文整理自“小辉辉”的博客,感谢原作者,出处: https://www.360docs.net/doc/743844492.html,/thinki_cao/blog/#m=0&t=1&c=fks_084071080095080064087086084095092 085088071080094081070 Title: Stability Analysis of Voltage-Feedback Op Amps Including Compensation Techniques by Ron Mancini Mixed Signal Products 摘要 本文阐述了电压反馈型运算放大器(op amp)稳定性的分析方法,这里使用电路的性能作为获得成功设计的标准。这里讨论了内部补偿以及无补偿运算放大器的几种补偿技术。 1 Introduction 电压反馈型放大器(VFA)已经面世60年左右,从第一天开始,它们就一直成为了电路设计者的一个问题。众所周知,反馈使得它们功能强大且精确,同样的也有一定的趋势使得它们不稳定。运算放大器(op amp)电路通常使用一个高增益的放大器,它的参数是由外部反馈元件决定的。放大器的增益是如此地高以至于没有这些外部反馈元件时,轻微的输入信号就有可能使得放大器的输出饱和。运算放大器是作为通用目的使用的,所以该设定已经经过详细检验,不过结果对于其他电压反馈型电路同样可用。电流反馈型放大器(CFA)与VFA比较相似,不过它们之间的差别非常重要以至于CFA必须在单独的应用笔记中讨论。 稳定性,正如常常在电子电路术语中出现的那样,常常被定义为获得一个不振荡的状态。这是对该单词比较差劲、不精确的定义。稳定性是一个相对项,并且这样的情形使得很多人迷惑因为相对性的判断是非常费力的。在振荡的电路与不振荡的电路之间画线是很容易的,所以我们可以理解为什么有些人认为振荡是稳定与不稳定之间的自然边界。 远在振荡发生之前,反馈电路会有着恶化的相位响应、过冲和振铃,并且这些影响不被电路设计者欢迎。本应用笔记并不着眼于振荡器;因此,相对稳定性在性能方面定义。通过定义,当设计者决定好要做哪些权衡之后,他们能确定电路的相对稳定性是多少。相对稳定性的度量即衰减系数,并且可以在参考1中找到关于衰减系数的相关讨论。衰减系数与相位裕量相关,因此,相位裕量是相对稳定性的另一度量。最稳定的电路有着最长的响应时间、最低的带宽,最高的精度和最小的过冲。稳定性最差的电路有着最快的响应时间、最高的带宽、最低的精度和一些过冲。 放大器是用如晶体管等的有缘元件搭建的。相关的晶体管参数,如晶体管增益等,是受

负反馈放大器原理分析

负反馈放大器原理分析及设计 遍观所有模拟电子技朮的书籍和课程,在介绍运算放大器电路的时候,无非是先给电路来个定性,比如这是一个同向放大器,然后去推导它的输出与输入的关系,然后得出Vo=(1+Rf)Vi,那是一个反向放大器,然后得出Vo=-Rf*Vi……最后学生往往得出这样一个印象:记住公式就可以了!如果我们将电路稍稍变换一下,他们就找不着北了!偶曾经面试过至少100个以上的大专以上学历的电子专业应聘者,结果能将我给出的运算放大器电路分析得一点不错的没有超过10个人!其它专业毕业的更是可想而知了。 今天,芯片级维修教各位战无不胜的两招,这两招在所有运放电路的教材里都写得明白,就是“虚短”和“虚断”,不过要把它运用得出神入化,就要有较深厚的功底了。 1、框图、基本反馈方程式 负反馈电路类型很多,但根据反馈网络从基本放大电路输出取样方式(电压或电流)的不同可分为电压反馈和电流反馈:而根据反馈信号引回到输入端求和方式的不同,又分为串联反馈和关联反馈。综上所述,负反馈放大器分为四种类型,如图5.2-8所示,表5.2-8 示出它们的基本反馈方程式。 图5.2-8 四种类型负反馈放大方框图 A 电压并联负反馈 B电流串联负反馈 C 电压串联负反馈 D 电流关联负反馈

负反馈放大器的闭环增益A1,并环增益A和反馈系数B的基本关系式称基本关系式称基本反馈方程。 反馈深度是反映反馈强弱的重要物理量,其值越大负反馈越强。当反馈很深,即|AB|》1时,称为深度负反馈,则闭环增益 2、负反馈对放大器性能的影响 负反馈放大电路,以降低增益为代价,可改善许多性能。表5.2-9给出负反馈对输入电阻、输出电阻的影响;表5.2-10给出负反馈对放大器其他几项主要性能的影响;表5.2-10给出负反馈对放大器其他几项主要性能的影响。

模电实验报告 七 负反馈放大电路

模电实验报告 实验七 负反馈放大电路 姓名: 学号: 班级: 院系: 指导老师: 2016年

目录 实验目的: (2) 实验器件与仪器: (2) 实验原理: (2) 实验内容: (4) 实验总结: (5) 实验:负反馈放大电路 实验目的: 1.进一步了解负反馈放大器性能的影响。 2.进一步掌握放大器性能指标的测量方法。 实验器件与仪器: 1. 实验原理: 放大器中采用负反馈,在降低放大倍数的同时,可以使放大器的某些性能大大改善。所谓负反馈,就是以某种方式从输出端取出信号,再以一定方式加到输入回路中。若所加入的信号极性与原输入信号极

性相反,则是负反馈。 根据取出信号极性与加入到输入回路的方式不同,反馈可分为四类:串联电压反馈、串联电流反馈、并联电压反馈与并联电流反馈。如图3-1所示。 从网络方框图来看,反馈的这四种分类使得基本放大网络与反馈网络的联接在输入、输出端互不相同。 从实际电路来看,反馈信号若直接加到输入端,是并联反馈,否则是串联反馈,反馈信号若直接取自输出电压,是电压反馈,否则是电流反馈。 1.负反馈时输入、输出阻抗的影响 负反馈对输入、输出阻抗的影响比较复杂,不同的反馈形式,对阻抗的影响也不一样,一般而言,凡是并联负反馈,其输入阻抗降低;凡是串联负反馈,其输入阻抗升高;设主网络的输入电阻为R i ,则串联负反馈的输入电阻为 R if =(1+FA V )R i 设主网络的输入电阻为R o ,电压负反馈放大器的输出电阻为 R of = F A R V O +1 可见,电压串联负反馈放大器的输入电阻增大(1+A V F )倍,而输出电阻则下降到1/(1+A V F )倍。 2.负反馈放大倍数和稳定度 负反馈使放大器的净输入信号有所减小,因而使放大器增益下降,但却改善了放大性能,提高了它的稳定性。 反馈放大倍数为 A vf = F A A V V +1(A v 为开环放大倍数) 反馈放大倍数稳定度与无反馈放大器放大倍数稳定度有如下关系: Vf Vf A A ?= V V A A ?? F A V +11 式中?A V f/A V f 称负反馈放大器放大倍数的稳定度。V V A A /?称无反

负反馈放大器电路详解

负反馈放大器电路详解 负反馈放大器 在放大器中采用负反馈电路,其目的是为了改善放大器的工作性能,提高放大器的输出信号质量。在引入负反馈电路之后,放大器的增益要比没有负反馈时的增益小,但是可以改善放大器的许多性能,主要有四项:减小放大器的非线性失真、扩宽放大器的频带、降低放大器的噪声和稳定放大器的工作状态。 正反馈和负反馈概念 放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端,但是反馈过程则不同,它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号,再加到放大器的输入端,与原放大器输入信号进行混合,这一过程称为反馈。 1.反馈方框图 如图4-1所示是反馈方框图。从图中可以看出,输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大,放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中,另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF,与输入信号Ui合并,作为净输入信号VI加到放大器中。 图1 反馈方框图

2.反馈种类 反馈电路有两种:正反馈电路和负反馈电路。这两种反馈的结果(指对输出信号的影响)完全相反。 3.正反馈概念 正反馈可以举一个例子来说明,吃某种食品,由于它很可可,所以在吃了之后更想吃,这是正反过程。 如图4-2所示正反馈方框图,当反馈信号UF与输入信号Ui是同相位时,?这两个信号混合后是相加的关系,所以净输入放大器的信号UI?比输入信号Ui更大,而放大器的放大倍数没有变化,这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大,这种反馈称为正反馈。 图2 正反馈方框图

在加入正反馈之后的放大器,输出信号愈反馈愈大(当然不会无限制地增大,这一点在后面的振荡器电路中介绍),这是正反馈的特点。正反馈电路在放大器电路中通常不用,它只是用于振荡器中。 4.负反馈概念 负反馈也可以举一例说明,一盆开水,当手指不小心接触到热水时,手指很快缩回,而不是继续向里面伸,手指的回缩过程就是负反馈过程。 如图4-3所示是负反馈方框图,当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时,它们混合的结果是相减,结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小,?使放大器的输出信号Uo减小,引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。 图3 负反馈方框图 5.反馈量 负反馈的结果使净输入放大器的信号变小,放大器的输出信号减小,这等效成放大器的增益在加入负反馈电路之后减小了。当负反馈电路造成的净输入信号愈小,即

运算放大器常见问题

1.一般反相/同相放大电路中都会有一个平衡电阻,这个平衡电阻的作用是什么呢? (1) 为芯片内部的晶体管提供一个合适的静态偏置。 芯片内部的电路通常都是直接耦合的,它能够自动调节静态工作点,但是,如果某个输入引脚被直接接到了电源或者地,它的自动调节功能就不正常了,因为芯片内部的晶体管无法抬高地 线的电压,也无法拉低电源的电压,这就导致芯片不能满足虚短、虚断的条件,电路需要另外分 析。 (2)消除静态基极电流对输出电压的影响,大小应与两输入端外界直流通路的等效电阻值平衡, 这也是其得名的原因。 2.同相比例运算放大器,在反馈电阻上并一个电容的作用是什么?? (1)反馈电阻并电容形成一个高通滤波器, 局部高频率放大特别厉害。 (2)防止自激。 3.运算放大器同相放大电路如果不接平衡电阻有什么后果? (1)烧毁运算放大器,有可能损坏运放,电阻能起到分压的作用。 4.在运算放大器输入端上拉电容,下拉电阻能起到什么作用?? (1)是为了获得正反馈和负反馈的问题,这要看具体连接。比如我把现在输入电压信号,输出电 压信号,再在输出端取出一根线连到输入段,那么由于上面的那个电阻,部分输出信号通过该电 阻后获得一个电压值,对输入的电压进行分流,使得输入电压变小,这就是一个负反馈。因为信 号源输出的信号总是不变的,通过负反馈可以对输出的信号进行矫正。 5.运算放大器接成积分器,在积分电容的两端并联电阻RF 的作用是什么? (1) 泄放电阻,用于防止输出电压失控。 6.为什么一般都在运算放大器输入端串联电阻和电容? (1)如果你熟悉运算放大器的内部电路的话,你会知道,不论什么运算放大器都是由几个几个晶 体管或是MOS 管组成。在没有外接元件的情况下,运算放大器就是个比较器,同相端电压高的时 候,会输出近似于正电压的电平,反之也一样……但这样运放似乎没有什么太大的用处,只有在 外接电路的时候,构成反馈形式,才会使运放有放大,翻转等功能…… 7.运算放大器同相放大电路如果平衡电阻不对有什么后果? (1)同相反相端不平衡,输入为0 时也会有输出,输入信号时输出值总比理论输出值大(或小) 一个固定的数。 (2)输入偏置电流引起的误差不能被消除。 8.理想集成运算放大器的放大倍数是多少输入阻抗是多少其同相输入端和反相输入端之间的电 压是多少? (1) 放大倍数是无穷大,输入阻抗是无穷小,同向输入和反向输入之间电压几乎相同(不是0

负反馈放大电路分析教案

教学设计 授课课题负反馈放大电路分析 授课时间第14周星期三第1节授课班级15机电授课教师 教学目标知识目标 1.了解反馈及反馈电路 2. 掌握如何判断是否存在反馈 3.掌握判别反馈类型的方法 情感目标 1、通过学生对电路的综合分析培养学生自信心和成就感 2、培养学 生实事求是精神和严谨的作风。 技能目标 1、培养学生独立分析电子电路的综合能力 2、培养学生发现问题和解 决问题的能力。 学情分析学生已掌握了反馈及反馈电路的基础上,本节内容进一步学习如何判断是否存在反馈、掌握判别反馈类型的方法,为后面技能实训奠定了基础 教学重点反馈类型及判别 教学难点正负反馈的判别 教学方法讲授、提问、归纳、练习等教学准备多媒体课件 教学过程教学内容 复习提问(教师讲解反馈放大器框图,提问学生反馈的定义,为本节内容学习做好铺垫)一.反馈及反馈电路的意义 反馈:从放大器的输出端把输出信号的一部份或全部通过一定的方式送回放大器输入端的过程,称为反馈。 反馈电路:由电阻或电容等元件组成的反馈信号传送电路,称为反馈电路。 图中vi 为输入信号, vo 为输出信号, vf 为反馈信号。 反馈放大器 框图

导入新课(用生活中的例子让同学们判断是否存在反馈?问题探索,引出本次教学内容)二、负反馈放大电路分析 1. 判别电路是否存在反馈 找出电路的反馈元件,一般来说,任何连接输出回路与输入回路之间的元件,都是反馈元件。 有反馈元件,电路就存在反馈。

讲授新课 一、引出本节课的重点(正反馈与负反馈) 二、讲解正负反馈的意义,为后面判断正负反馈奠定基础 三、详细讲解判别是正反馈还是负反馈(举一例子来分析正负反二.反馈的分类及判别方法 反馈一般有三种分类: 1.正反馈与负反馈 2.电压反馈与电流反馈 3.串联反馈与并联反馈 1.正反馈与负反馈 a.正负反馈的意义 正反馈:反馈信号起到增强输入信号的作用。 负反馈:反馈信号起到削弱输入信号的作用。 b.正负反馈判别方法: 若反馈信号与输入信号同相,则为正反馈。 若反馈信号与输入信号反相,则为负反馈。 2.判别是正反馈还是负反馈 采用瞬时极性法。先假定输入信号在某一瞬时的极性为正,分析放大电路各点相位的变化,最后看反馈到输入端的反馈信号的极性:如果反馈信号极性与输入信号极性相反,则为负反馈;如果反馈信号极性与输入信号极性相同,则为正反馈。 反馈放大器框图 假设输入信号在某一时刻的极 性为“+”,由于信号从集成运放的 反相输入端输入,则集成运放输出

三极管负反馈电路分析

难点电路详解之——负反馈放大器电路(一) 2008-04-14 17:56:17 来源:古木电子社区 (摘自电子工程师识图速成手册) (1)正反馈和负反馈概念 (2)全面了解负反馈电路的种类 (3)负反馈电路的分析方法 (4)电压并联负反馈放大器 (5)电流串联负反馈放大器 (6)电压串联负反馈放大器 (7)电流并联负反馈放大器 (8)变形负反馈电路的特点和分析方法 (9)LC并联谐振电路参与的负反馈电路 (10)LC串联谐振电路参与的负反馈电路 (11)RC负反馈式电路 (12)可控制负反馈量的负反馈电路 (13)负反馈放大器分析小结 4.1 负反馈放大器 在放大器中采用负反馈电路,其目的是为了改善放大器的工作性能,提高放大器的输出信号质量。在引入负反馈电路之后,放大器的增益要比没有负反馈时的增益小,但是可以改善放大器的许多性能,主要有四项:减小放大器的非线性失真、扩宽放大器的频带、降低放大器的噪声和稳定放大器的工作状态。 4.1.1 正反馈和负反馈概念 放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端,但是反馈过程则不同,它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号,再加到放大器的输入端,与原放大器输入信号进行混合,这一过程称为反馈。 1.反馈方框图 如图4-1所示是反馈方框图。从图中可以看出,输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大,放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中,另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF,与输入信号Ui合并,作为净输入信号VI加到放大器中。 图4-1 反馈方框图

2.反馈种类 反馈电路有两种:正反馈电路和负反馈电路。这两种反馈的结果(指对输出信号的影响)完全相反。 3.正反馈概念 正反馈可以举一个例子来说明,吃某种食品,由于它很可可,所以在吃了之后更想吃,这是正反过程。 如图4-2所示正反馈方框图,当反馈信号UF与输入信号Ui是同相位时,?这两个信号混合后是相加的关系,所以净输入放大器的信号UI?比输入信号Ui更大,而放大器的放大倍数没有变化,这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大,这种反馈称为正反馈。 图4-2 正反馈方框图 在加入正反馈之后的放大器,输出信号愈反馈愈大(当然不会无限制地增大,这一点在后面的振荡器电路中介绍),这是正反馈的特点。正反馈电路在放大器电路中通常不用,它只是用于振荡器中。 4.负反馈概念 负反馈也可以举一例说明,一盆开水,当手指不小心接触到热水时,手指很快缩回,而不是继续向里面伸,手指的回缩过程就是负反馈过程。 如图4-3所示是负反馈方框图,当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时,它们混合的结果是相减,结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小,?使放大器的输出信号Uo减小,引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。 图4-3 负反馈方框图 5.反馈量 负反馈的结果使净输入放大器的信号变小,放大器的输出信号减小,这等效成放大器的

运算放大器基本原理

运算放大器基本原理及应用 一. 原理 (一) 运算放大器 1.原理 运算放大器是目前应用最广泛的一种器件,当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时,可以灵活地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面,可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 运算放大器一般由4个部分组成,偏置电路,输入级,中间级,输出级。 图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示 图1是运算放大器的特性曲线,一般用到的只是曲线中的线性部分。如图2所示。U -对应的端子为“-”,当输入U -单独加于该端子时,输出电压与输入电压U -反相,故称它为反相输入端。U +对应的端子为“+”,当输入U +单独由该端加入时,输出电压与U +同相,故称它为同相输入端。 输出:U 0= A(U +-U -) ; A 称为运算放大器的开环增益(开环电压放大倍数)。 在实际运用经常将运放理想化,这是由于一般说来,运放的输入电阻很大,开环增益也很大,输出电阻很小,可以将之视为理想化的,这样就能得到:开环电压增益A ud =∞;输入阻抗r i =∞;输出阻抗r o =0;带宽f BW =∞;失调与漂移均为零等理想化参数。 2.理想运放在线性应用时的两个重要特性 输出电压U O 与输入电压之间满足关系式:U O =A ud (U +-U -),由于A ud =∞,而U O 为有限值,因此,U +-U -≈0。即U +≈U -,称为“虚短”。

由于r i =∞,故流进运放两个输入端的电流可视为零,即I IB =0,称为“虚断”,这说明运放对其前级吸取电流极小。 上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则,可简化运放电路的计算。 3. 运算放大器的应用 (1)比例电路 所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路,比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。 (a) 反向比例电路 反向比例电路如图3所示,输入信号加入反相输入端: 图3反向比例电路电路图 对于理想运放,该电路的输出电压与输入电压之间的关系为: 为了减小输入级偏置电流引起的运算误差,在同相输入端应接入平衡电阻 R ’=R 1 // R F 。 输出电压U 0与输入电压U i 称比例关系,方向相反,改变比例系数,即改变两个电阻的阻值就可以改变输出电压的值。反向比例电路对于输入信号的负载能力有一定的要求。 (b) 同向比例电路 同向比例电路如图4所示,跟反向比例电路本质上差不多,除了同向接地的一段是反向输入端: i 1 f O U R R U - =

pspice运算放大器-反馈放大-串联稳压电路

1运算放大器 利用运放设计一个反相加法器,要求有4个输入端,输出信号为4个输入端信号的比例求和并反相输出,并要其中两路比例为20和35 原理图 2利用时域分析和交流扫描观察并记录输出波形,分析放大倍率和频率响应,并用公式法验算正确性

2.1静态工作点及公式法 公式法

2.2时域分析 60mV 40mV 20mV -0mV -20mV -40mV -60mV 0s10ms20ms30ms40ms50ms60ms70ms80ms90ms100ms V(vin2)V(vout)V(vin2)V(vin3)V(vin4) Time 2.3交流扫描 120 100 80 60 40 20 10mHz100mHz 1.0Hz10Hz100Hz 1.0KHz10KHz100KHz 1.0MHz10MHz100MHz 1.0GHz V(vout) / V(vin1) Frequency 3测试不同负载时的输出波形 3.1当R=1时 原理图

波形图 50mV 0V -50mV 0s10ms20ms30ms40ms50ms60ms70ms80ms90ms100ms V(vin1)V(vout) Time 3.2当R=1000k 原理图

波形图 60mV 40mV 20mV -0mV -20mV -40mV -60mV 0s10ms20ms30ms40ms50ms60ms70ms80ms90ms100ms V(vin1)V(vout) Time 4测试上下限截止频率 4.1原理图

波形图 由图,此电路是一个低通滤波器,没有下限截止频率,可以由输出下降到原来的0.7倍读出上限截止频率fH=9k

运算放大器反馈放大电路串联稳压式放大电路

运算放大器反馈放大电路 串联稳压式放大电路Last revision on 21 December 2020

实验六:1运算放大器2.利用时域分析及交流扫描观察并记录输出的波形,分析放大倍率和频率响应,并通过公式法验算放大倍率正确性。 输出电压: Uo=-Rf(UI1/R1+UI2/R2+UI3/R3)=-179mV ∴放大倍率正确

4.测试上下限频率 心得: a.温习了反相加法器,在推到Uo的过程中,要根据虚短和虚断的原则, 在节点N列电流方程,可得UI1/R1+UI2/R2+UI3/R3=-Uo/Rf所以Uo=-Rf(UI1/R1+UI2/R2+UI3/R3) b.对于多输入的电路除了用节点电流法求解运算关系外,还可以利用叠加 原理,首先分别求出各输入电压单独作用时的输出电压,然后将他们相加,便得到所有信号共同作用是输出电压与输入电压的运算关系 2反馈放大电路 1.分别利用运放和三极管实现两个电压并联负反馈电路并级联后再实现负 反馈,其中三极管电路中要求使用3个三极管形成级联。 a.运放的电压并联负反馈 b.三极管级联 c.级联后 2.利用时域分析及交流扫描观察并记录输出波形,分析放大倍率和频率响 应,并通过公式法验算放大倍率的正确性 a.运放 放大倍率Au=Uo/Us=Uo/If*Rs=(1/Fiu)*1/Rs=-R/Rs=1000 ∴成立 b.三极管 c.级联后 3.测试不同负载时的输出波形

a.运放 RL=100K时,输出波形 b.三极管,RL=100K时,输出波形 c.级联后, RL=100K时,输出波形 4.测试上下限频率 a.运放,fH=10KHz b.三极管,fL=1KHz,fH=500KHz c.级联后,fL=,fH= 心得: a.通过电压并联负反馈进而温习了其他三种负反馈。 b.在运放电压并联负反馈中,是因为若Uo↑则UN↑所以(UP-UN)↓, 进而使Uo↓,形成了负反馈。 c.在三极管电压并联负反馈中,是因为Uo↑则Uc↑,If↑则Ib↑,Ic↑则 Uc↓,Uo↓ 3串联稳压式放大电路 1.设计并实现包含串联稳压式放大电路的稳压电源 2.利用时域分析及交流扫描观察并记录输出的波形,分析放大倍率和频率 响应,并通过公式验算放大倍率的正确性 输出波形: Uo=(Ube+UD1)*(R3+R5)/R5 = Ui≈20V ∴Au=Uo/Ui=

对数放大器的原理与应用.docx

对数放大器的原理与应用 信号压缩 在现实世界中,一些信号往往具有很宽的动态范围。比如雷达、声 纳等无线电系统中,接收机前端信号动态范围可达 120dB 以上;光纤 接收器前端的电流也可从“pA”级到“mA”级。宽动态范围往往给 应用设计带来很多问题。一方面,线性放大器无法处理这样宽的动态 范围。另一方面, DA 变换中,在保证分辨率的情况下,模数转换器的 位数会随动态范围的增大而增大。因此,在处理宽动态范围的信号时,常常将其动态范围压缩到一个可以处理的程度。如果一个系统中阻抗 是线性的,信号的功率与电压的平方成正比,信号的动态范围既可 以用电压表示也可以用功率来表示。 在工程应用中,动态范围的压缩分为“线性压缩”和“非线性压缩”。线性压缩是指放大器的增益与信号的大小无关,输出基本保持 恒定。线性压缩的特点使谐波失真小,其本质是一种“压控放大器” (V CA )。非线性压缩方面最好的例子就是对数放大器。它是输入输出信号成对数关系的器件,它对信号动态范围的压缩不需要像 AGC 系统那样提取输入信号的电平来控制增益,其增益与信号的大小成反比,在通信、雷达、电子对抗、电子测量中有着广泛的应用。 对数放大器的实质 多年来,人们对对数放大器本质的认识有一些模糊。通常人们把 它看作是一种放大器,反而淡化了其非线性的特性,把它们看作特殊

类型的放大器更是不对。尽管这些电路提供一些放大功能,如在RF 和IF 放大器中,它对小信号呈现出高增益等等,但它们真正的用途 是实现精确的对数变换,严格地说,这些电路应该叫做“对数变换器”。但多年来人们已经习惯了“对数放大器”的叫法。IC 厂商也不愿因为改名而使用户对他们的产品性质和用途造成误解。因此,本文也将沿用“对数放大器”这一名称。 对数放大器的分类 在许多文献中,对数放大器的分类也是相当混乱的,根据实现对数函数依据的不同 ,有的将其分为二极管、三极管对数放大器和级联对数放大器,有的将其分为真对数放大器和似对数放大器等等。但几十年来,随着半导体理论、工艺和模拟集成电路的发展,许多对数放大器实现的方法已经被淘汰,其分类方法也未尽科学。目前根据市场上现有的对数放大器结构和应用领域的不同,可将对数放大器分为三类:基本对数放大器、基带对数放大器和解调对数放大器。 基本对数放大器也称跨导线性( Translinear)对数放大器,它基于双极性三极管( BJT)的对数特性来实现信号的对数变换。这类对数放大器可以响应缓慢变化的输入信号,其特点是具有优良的直流精度和非常宽的动态范围(高达 180dB),缺点是交流特性差。 基带对数放大器也称视频对数放大器(虽然很少用于视频显示相关的应用),它克服了基本对数放大器的缺点,能够响应快速变化的

G类放大器的基本原理及其应用

第 1 页 共 9 页 G 类放大器的基本原理及其应用 吴红奎 G 类放大器并不是一个什么新概念,大约在1977年,Hitachi (日立)公司就推出了基于G 类放大技术的商用功率放大器:HMA-8300,这就是其其E 系列后级,采用场效应管为输出级,搭配HCA-8300组成分体式的功率放大 器。 题头图. HCA-8300/HMA-8300前/后级放大器 G 类放大器的电源供给需要使用当时还比较昂贵的功率半导体器件做为电子开关,由此带来的效率提升则显得有些微不足道。随着高速和功率半导体器件价格的逐渐降低以及便携产品对效率的苛求,G 类放大器又开始受到人们的追捧,MAXIM (美信)在2006年一下子推出了两款针对便携应用的G 类放大器 IC 。 本文旨在说明G 类放大器的基本原理和实际应用。 一、G 类放大器的概念及其它 1、什么是G 类放大器 放大器的分类方法有很多种,在音频应用领域,按照末级功率晶体管静态工作点的不同,可以分为A (甲)类、AB (甲乙)类、Super-A (滑动甲类)、B (乙)类等;按照末级功率晶体管的工作状态不同,可以分为模拟放大器和D 类放大器(数字放大器)等;功率放大器的供电方式也不仅仅限于固定电压的一组对称的正负电源或者单一电源,也可以是多组电压不同的电源,或者电压变化的单一电源,就有了G 类放大器、H 类放大器之说,图1可以更好的说明这个问题。 G 类放大器采用高、低两组工作电压并且根据输出功率的大小(以信号幅度计)自动转换,图2是G 类放大器的流程示意图,VCC 为正电源,VEE 为负电源,电压的高低以绝对值计,下同;图3是G 类放大器的电源电压对应输出功率的变化曲线图。 如果负载一定,功率放大器的理论最大不失真输出功率和静态功耗只与供电电压有关,所以采用高、低电压供电的G 类放大器理论上有更高的效率,而失真度指标则与末级放大器的工作点有关。由于工作电压的转换与输入信

电桥放大器的原理与应用

电桥放大器的原理及应用 摘要:在非电量测量仪器中经常采用电阻传感器,通过对电阻传感器中电阻的相对变化的测量来检测一些非电量。电阻传感器都是通过电桥的连接方式,将被测非电量转换成电压或电流信号,并用放大器做进一步放大。这种由电阻传感器电桥和运放组成的运放电路被称为电桥放大器。电桥放大器是非电量测试系统中常见的一种放大电路[1]。本文将主要介绍电桥放大器的原理、应用及应用中出现的问题和解决办法。 关键词:电桥放大器;非电量测量;非线性误差 The Principle and Application of the Bridge Amplifier Abstract:Resistive sensors are often used in non-power measuring instruments and the measurement of the resistor's relative change in resistive sensor can be used to detect some of the non-electricity. Resistive sensors are based on the connection of the bridge and the measured non-electricity is converted into a voltage or current signal and then amplifier further amplification. The op amp circuit composed of resistive sensor bridge and op amp is called Bridge Amplifier. Bridge Amplifier is a common kind of amplifier circuit in a non-electricity test system.This article will focus on the Bridge Amplifier's principles,applications,application problems and solutions. Keywords: Bridge amplifier;Non-power measurement;Nonlinearity error 引言 在现代电子技术的发展中,电子检测技术得到了广泛的应用,在非电量的检测中, 常常使用电阻传感器将一些非电物理量如压力、光、热、湿度、流量等转换为电阻量的变化, 然后再转换为电压进行测量。由于传感器的变化量常常是在一个参考状态的初始值基础上进行变化, 为了获取纯变化量, 一般利用电桥电路来抑制初始值。在电桥电路的输出较小时, 又需要用集成运算放大器与之配合, 这样就形成了应用广泛的电阻电桥传感放大器[2]。本文将对电桥放大器做一些研究,先阐述其基本原理,然后再讨论其应用及在应用中出现的问题和解决方法。 1 电桥放大器

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