第17章 电子电路中的反馈

2
uo
RL
io uf
Rf
ud = u+ - u- = ui - uf
削弱净输入信号
电流负反馈: 反馈信号正比于输出电流 串联反馈: uf与ui串联(电压相加减);
串联电流负反馈
15
•电流并联负反馈
基本放大电路:运放 反馈电路: R3、 Rf
Rf if ui
ii

R1
R3 io 反馈信号: i f R f R3
ui - + +
交、直 流反馈 共存

uo
R1
iI
uI

+ + R2
uO
仅有交 流反馈
19
R1
三、反馈极性的判断
―看反馈的结果” :即净输入量是被增大还是被减小。
瞬时极性法:
假设输入端瞬时极性为“+”(电位升高); 由入至出,再由出至入,依次判断出各点的瞬时极性; 若反馈信号使得净输入提高,为正反馈; 若反馈信号使得净输入降低,为负反馈。
20
xi
xd
基本放大 电路Ao
xo
xf
反馈电路 F
xo
xd 的极性→ xo的极性→ xf 的极性→ x i , xf ,xd 的叠加关系
ud ui uf 或 id ii if --负反馈 ud ui uf 或 id ii if --正反馈
21
集成运放组成的放大电路中反馈的分析
Rf
if
ui

R1
ii
id - + +
R2
uo
RL
负反馈:
if与uo 反相, id < ii 削弱净输入信号;
并联负反馈: if与ii并联(电流相加减)
并联电压负反馈
14
•电流串联负反馈
基本放大电路:运放 反馈电路: Rf 反馈信号: uf = io · f R 负反馈:
ui
ud - + + R
三、 改善波形的非线性失真
加反馈前
ui
Ao
引入负反馈后,非线性失 真减小到基本放大电路的 (1+AF)分之一。
uo
ui
加反馈后
ud uf
Ao
F
uo
38
注意
非线性失真产生于电路内部,引入负反馈 后才被抑制。
当非线性信号混入输入量或干扰来源于外 界时,引入负反馈将无济于事,必须采用信 号处理(如有源滤波)或屏蔽等方法才能解 决。
36
二、 提高放大倍数的稳定性
A0 Af 1 A0 F
dAf Af
引入负反馈使电路放大 倍数的稳定性提高。
dA0 1 A0 1 A0 F
反馈深度 称为深度负反馈,此时: 在深度负反馈的情冴下,放大倍数 只与反馈网络的参数有关。 37
1 A0 F
1 若 A0 F
1 Af F
反馈电路 F

RL
io
xf io
10
2. 串联反馈和并联反馈
根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同,可以 分为串联反馈和并联反馈。 如果反馈信号与输入信号 串联(xf=uf)为串联反馈
uf
ud
ud ui uf
如果反馈信号与输入信号 并联(xf=if)为并联反馈
ui
- + +
若反馈使得净输入Ube (Ugs)或Ib增加,为正反馈。
25
R1 + ui C1
R2
R4
+VCC T2 C2 + uo
T1 R6
R3
uf
R5
C3
-
uf作用的结果使管b-e间 电压减小,故判定电路引 入了负反馈。
26
四、 串、并联反馈的判断
看反馈电路与输入端的连接形式
串联 若反馈信号与净输入信号串联(反馈信号以电压的形式出现) 反馈 若反馈信号与净输入信号并联(反馈信号以电流的形式出现) 并联 反馈 Rf R

R2将输出回路与输入回路相连接, 引入交、直流反馈。 瞬时极性法: ud= uI-uF ,负反馈 uf与ui串联,串联反馈。 令输出电压uO =0,即将RL短路,因 iO仅受iB的控制而依然存在, uF和uD 的关系不变,电流反馈。
R2
R1
uF -
R3
电路引入的是电流串联负反馈
33
讨论三
+VCC R1 T1 I T2 R2 R4
if
ii id
id ii if
- + +

11
负反馈的类型
电压串联负反馈
负 反 馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈
12
•电压串联负反馈
Rf
Uf
基本放大电路:运放 反馈电路: R1 、 Rf 负反馈: d = u+ - u- = ui - uf u 削弱净输入信号 反馈信号:
反馈量
反馈网络
两大部分: A:放大部分,信号正向传输

F:反馈部分,信号反向传输
5
反馈框图:
四种信号量:
xi
xd
xf
基本放大 电路Ao
xo
xo
xi xd xo xf xo
输入信号
净输入信号
反馈电路 F
输出信号
反馈信号
两个关系式:
= A0 · xd = F ·xo
A0= F=
xf
xo xd xf xo
净输入信号: id = ii - if
id - + + R2
uo
RL
io
R3
电流负反馈: 反馈信号正比于输出电流 负反馈: if与uo ( io )反相, id < ii 削弱净输入信号;
并联负反馈: if与ii并联(电流相加减)
并联电流负反馈
16
17.1.2 反馈类型的判断
一、 有无反馈的判断
无反馈 +EC RB - + + 既在输入回路 又在输出回路 uo
18
C1
uo
C2 RE RL
ui
u
i
将输出电压全部 反馈回去
二. 直流反馈和交流反馈的判断
―看通路”:即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。
设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。
iI uI

+ + R2
uO
仅有直 流反馈
五、电压、电流反馈的判断 看反馈电路与输出端的连接方式
若反馈信号取自于输出电压,为电压反馈; 若反馈信号取自于输出电流,为电流反馈;
Rf ui R1 ii if
电压反馈

电流反馈
id- + + R2
uo RL
ui
R2
- + +
RL
uo io
29
Rf uf
Rf ui - + + uo io uf uf R1 ud - + + R2
第17章 电子电路中的反馈 及集成运算放大器 的应用
1
第17章 电子电路中的反馈及
集成运算放大器的应用
17.1 放大电路中的负反馈 17.2 集成运算放大器的线性应用 17.3 集成运算放大器的非线性应用 17.4 集成运算放大器使用时的注意事项 17.5 集成运算放大器的应用举例
2
17.1
放大电路中的负反馈
x x x x 负反馈
7
三、直流反馈与交流反馈
直流反馈——如果反馈量只含有直流量(或仅在直流通路中 存在的反馈)称为直流反馈。 交流反馈——如果反馈量只含有交流量(或仅在交流通路中 存在的反馈)称为交流反馈。
iI uI

+ + R2
uO
交直流 反馈
R1
交流反馈
直流反馈
8
四. 局部反馈和级间反馈
5) 判断电压、电流反馈 看反馈电路与输出端的连接形式
31
讨论一 ui
Rf1 R1 ud - + u o1 +
Rf2
R1 - + +

uo RL
uf
R2
Rf3 本级并联电压负反馈;
Rf1 、 Rf2 : Rf3 :
级间串联电压负反馈!
32
讨论二
uI ud
+
RL

+ -

+VCC + uO iO
只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部 反馈,将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输 入回路的称为级间反馈。 通过R3引入的是局部反馈
ui R3 - + +

R1
- + +
R5 uo1
uo RL
R2
R4
通过R4引入的是级间反馈
通常,重点研究级间反馈或称总体反馈。
9
五. 负反馈的类型
运放的瞬时极性:反相输入端,输出 ;
同相输入端,输出 ; 电阻引导电位,即电阻两端电位极性一致。 集成运放的净输入量:
集成运放的净输入电压指集成运放两个输入端的电位差 ud=u+ - u- ;
净输入电流指同相输入端或反相输入端的电流 i+(或i- ) 。 若反馈使得净输入Ud 或I+( I- )减小,为负反馈; 若反馈使得净输入Ud 或I+ ( I- )增加,为正反馈。
R2
RL


电流反馈!
Rf
ui
? 电压反馈!
uo RL
反馈信号直接从输出端引出为电压反馈 从负载电阻RL的靠近“地”端引出为电流反馈
30
归纳
1)找出反馈网络
反馈类型的判断
将输入、输出回路联系起来的电路。
2)判断交、直流反馈: 看反馈网络的构成 3)判断正、负反馈: 瞬时极性法 4) 判断串、并联反馈 看反馈电路与输入端的连接形式
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第17章 电子电路中的反馈

第17章 电子电路中的反馈
1.降低放大倍数 2.提高放大倍数的稳定性 3.改善波形失真 4.展宽通频带 5.对放大电路输入电阻的影响 6.对放大电路输出电阻的影响
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负反馈对放大器性能的影响
电压放大倍数被降低 电路加入负反馈,使净输入信号减小,等于削弱
了输入信号,使得放大倍数减小。
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电压放大倍数降低分析
开环放大倍数: A Xo
XI
Xo
A
XD
反馈系数:
F XF
不带反馈
Xo
XI
Σ XD
A
Xo
闭环放大倍数:
Af
Xo XI
XF
F
带有反馈
Af
Xo X D +XF
=
Xo /X D X D /X D +XF /X D
A =
1+AF
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反馈深度
1+AF <1 1+AF >1
——并联反馈
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4. 并联电流负反馈
+ i1 R1
ui
R2
if RF
id +–+ io -
RL
设输入电压 ui 为正,
各电流的实际方向如图
差值电流 id = i1 – if if 削弱了净输入电流(差

R
值电流) ——负反馈
反馈电流
因 i1
ui R1
if
R R RF
第17章 电子电路中的反馈
17.1 反馈的基本概念 17.2 放大电路中的负反馈☆☆ 17.3 振荡电路中的正反馈

第十七章 电子电路中的反馈

第十七章 电子电路中的反馈
第17章 电子电路中的反馈
17.1 反馈的基本概念
17.2 放大电路中的负反馈 17.3 振荡电路中的正反馈
17.1 反馈的基本概念
一、概念
凡是将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或 全部引回到输入端,与输入信号进行叠加,就称为反馈。 RB1 C1 + RC +U 通过RCC E C2 将输出电流 + 反馈到输入 + uo RS R
+ ui


– +- + A1 uo1

R
uo – + + A2

RL
串联电压负反馈
例2:试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至 A1输入端的是何种类型的反馈电路。
ui

– + + A1 uo1

R
uo – +- + A2 RL
并联电流负反馈
17.2.2 负反馈对放大电路工作性能的影响 1. 降低放大倍数
1 如果:R1=R2=R,C1=C2=C,则: f 0 2 RC
1 传递函数: f0 f U i 3 j( ) f0 f Uo 1 幅频特性: Ui f f0 2 2 3 ( ) f0 f Uo
Uo Ui
+90
f0
0
1 3
f
1 f f 0 –90 相频特性: arctg ( ) 3 f0 f
17.2 放大电路中的负反馈
17.2.1 负反馈的类型 一、反馈分类 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。 引入直流负反馈的目的:稳定静态工作点。 交流反馈: 反馈只对交流分量起作用,反馈元件只能传递 交流信号。 引入交流负反馈的目的:改善放大电路的性能。

CH17--电子电路中的反馈

CH17--电子电路中的反馈
电压放大倍数:
A ( j ) Am 1 j

H
有反馈时放大电路的 闭环频率增益:
A ( j ) Af ( j ) 1 A ( j ) F
无反馈时:
A ( j ) Am 1 j
引入负反馈:

H
A ( j ) Af ( j ) 1 A ( j ) F
北京工业大学
第17章 电子电路中的反馈
1 反馈的基本概念 2 放大电路中的负反馈
3 振荡电路中的正反馈 *
17.1 反馈的基本概念
一、定义: 放大信号从电路的输 入端到输出端正向传输。 将输出信号部分或全部 反送回放大电路的输入 端,称反馈。反馈信号 与输入信号比较后再作 用到放大电路的输入。 无反馈放大电路称开 环电路,有反馈放大电 路称闭环电路。
I f
北京工业大学
Rf
电流并联
Xi X
I f
f
I i R 1
Ii I f
R Io Uo
+

A
U
i
RL Io


U
O
R Rf R
Rb
U
f
R
R R f RL
A uf
Uo Uo R1 I i Ui
A uf (1
Af

Xo A Xi 1 AF
1 A F 1

Xi
+
时:




Xd
放大 A 电路
反馈 回路

Xo
Xf
F
Af
Xo 1 Xi F

第17章电子电路中的反馈

第17章电子电路中的反馈

RF 、CF : 交流 电压并联负反馈
RE2: 直流反馈
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(c)
470k 3.9k
(d)
+6V 3.9k + 20F + 50k 3k 3k +20V
470k
20F + + 3DG6


470
Es

+ 100F
470
600
50F – 3DG6 8k + 50F – – 2k 2k
例3:判断图示电路中的负反馈类型。 RB1 C1
+
RC1 + RE1

T1 RF
RC2
+UCC C2 + +

RE2
RS
es
+
+
T2 CE2
RL
+
u RB2
i
uo

– –
解: T2集电极的 反馈到T1的发射极,提高了E1的 交流电位,使Ube1减小,故为负反馈;
反馈从T2的集电极引出,是电压反馈;反馈电压 引入到T1的发射极,是串联反馈。 RE1、RF引入越级串联电压负反馈。
uo1
R22
uo
解:
用瞬时极性法判断正、负反馈: 设:ui>0 →uo1>0 →uo<0 →uf<0 ∵ ud = ui-uf = ui + |uf | >ui →为正反馈; ∵ 输出端开路时,uf ≠0 →为电压反馈; ∴ 为串联电压正反馈。
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17.2.2、负反馈对放大电路性能的影响
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《电子电路中的反馈》PPT课件

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(2) 在电路输入端,根据反馈信号与输入信号比 较形式,可分为:串联反馈和并联反馈。 反馈电压与输入电压相比较(采用分压公式),
影响输入电压,叫串联反馈。
反馈电流与输入电流比较(采用分流公式), 影响输入电流,叫并联反馈。
串联反馈使电路的输入电阻增大, 并联反馈使电路的输入电阻减小。
在电路输入端:(信号总是从基极B输入)
第17章 电子电路中的反馈
本章要求: 1.能找出反馈元件,并判断该元件的反馈类型(正反
馈/负反馈;直流反馈/交流反馈;负反馈类型)
2. 熟练掌握各类负反馈放大电路的工作性能;
3. 判断RC/LC振荡电路的能否振荡和及其振荡频率。
17.1 反馈的基本概念
17.1.1 负反馈与正反馈
反馈:将放大电路的输出端信号(电压或电流)的 一部分或全部通过某种电路引回到输入端。
X i
A
X o
比较环节 基本放大电路
X i + X di
A
X o

X f
F
反馈电路 (b) 带反馈
(a)不带反馈
XXXX oifd
— ห้องสมุดไป่ตู้ — —
输入信号 输出信号 反馈信号 净输入信号
净输入信号:X dX iX f
若Xi ,Xf同相,则Xd < Xi , 此时,反馈信号削弱了净
输入信号, 电路为负反馈。(假定输入信号为正)
io
iE
RL
io
RL uo
iE
Rf
总结:结构法判定负反馈类型 电压反馈(稳定输出电压,减小输出电阻):
1)反馈线与电压输出端直接连接100% 2)反馈线所收集电压与输出电压成比例K%
电流反馈(稳定输出电流,增大输出电阻); 1)负载电阻RL处“浮地”状态 2)反馈线与电压输出端相隔晶体管T(非线性元件)

第17章 电子电路中的反馈

第17章  电子电路中的反馈

负反馈的类型
如果反馈信号取自输出电压, 电压反馈。 如果反馈信号取自输出电压,叫电压反馈。 如果反馈信号取自输出电流, 电流反馈。 如果反馈信号取自输出电流,叫电流反馈。
io
· A
V
RL

+ uo
AG
·
RL

+ uo

+ vf
FV
·
FR (b) 电流反馈
·
(a) 电压反馈
判断负反馈类型的方法
电压反馈和电流反馈的判别方法: 电压反馈和电流反馈的判别方法 电压反馈的特点是反馈信号直接与输出电压成正比; 电压反馈的特点是反馈信号直接与输出电压成正比; 电流反馈则是反馈信号直接与输出电流成正比。 电流反馈则是反馈信号直接与输出电流成正比。 通常采用负载短路法来判别,也就是将负载短路, 通常采用负载短路法来判别,也就是将负载短路, 负载短路法来判别 若反馈量为零,则为电压反馈,否则为电流反馈。 若反馈量为零,则为电压反馈,否则为电流反馈。 负载短路法只是一种分析方法,不是实测方法, 负载短路法只是一种分析方法,不是实测方法, 不能用于电路实际测量中, 不能用于电路实际测量中,
17.1 反馈的基本概念
反馈:将放大电路输出端的信号(电压或电流) 反馈:将放大电路输出端的信号(电压或电流)的 一部分或全部通过某种电路引回到输入端。 一部分或全部通过某种电路引回到输入端。 反馈放大电路的方框图 净输入信号
& Xi +
输入信号 反馈信号
& Xd
– & Xf
基本放大 电路A 电路A 反馈 电路F 电路F
瞬时极性法 & & Xi + Xd – & Xf

第十七章 电力电路中的反馈


若三者同相,则Xd = Xi - Xf , 即Xd < Xi , 此时,反 馈信号削弱了净输入信号, 电路为负反馈。 若 Xd > Xi ,即反馈信号起了增强净输入信号的 作用则为正反馈。
17.1.2 负反馈与正反馈的判别方法
利用瞬时极性法判别负反馈与正反馈的步骤: 1.设接“地”参考点的电位为零。 2. 若电路中某点的瞬时电位高于参考点(对交流 为电压的正半周),则该点电位的瞬时极性为正(用 表示);反之为负(用-表示)。 3. 若反馈信号与输入信号加在不同输入端(或 两个电极)上, 两者极性相同时,净输入电压减小, 为 负反馈;反之,极性相反为正反馈。 4. 若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同 一电极)上,两者极性相反时,净输入电压减小, 为 负反馈;反之,极性相同为正反馈。

RF
例 3:
+ ui RB2
– + ui RB –
RB1 C1 +
RC
RE
+UCC 交、直流分量的信号均 C2 可通过 RE,所以RE引 + + 入的是交、直流反馈。 RL uo 如果有发射极旁路电容, – RE中仅有直流分量的信 号通过 ,这时RE引入的 则是直流反馈。 + 设输入电压 引入直流 ui 为正, 引入交流 负反馈的 负反馈的 uo 各电压的实际方向如图 目的:改 目的:稳ube = 差值电压 ui – uf – 善放大电 u定静态工 减小了净输入电压 f 路的性能 作点 ——负反馈
+ A2


ui
RL
i1
解: 因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL的 靠近“地”端引出的,所以是电流反馈; 因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上,所 以是并联反馈; 因净输入电流 id 等于输入电流和反馈电流之差, 所以是负反馈。

第17章 电子电路中的反馈


练习题: 运算放大器电路如图所示, RL为负载电阻,则RF1 和RF2引入的反馈分别为 ( )。 (a) 串联电流负反馈 (b) 并联电流负反馈 (c) 串联电压负反馈 (d) 正反馈
RF1 – + RL
ui
R1
+
RF2 R 2
△ 17.2.3 分立元器件放大电路中的负反馈 1、电压反馈和电流反馈的判断方法
RF + ui – ii R1 if id R2 – + RL R1 RF – – u – f +ud + + R2 +
+
+ uo –
+ ui –
+ uo –
反馈端与输入端加在同一 输入端上,为并联反馈。
反馈端与输入端加在两个 输入端上,为串联反馈。
以电流形式进行比较
以电压形式进行比较
X i
+ X
X a
f
A
F
X o
X a
X f
A
X o
F
正反馈的方框图
正弦波振荡电路的方框图
和X 大小和相位都一致。 条件: X f a
和X 大小和相位都一致。 条件: X f a
X X X f f i Au F 1 X X X a i a
例1:判别反馈类型。
+ ui –

+
A1 + R
– + ui –
+
A1 + R


+
A2 + RL

电压串联 负反馈

– A2 + +

-电子电路中的反馈资料


+
ui –


– +

+
A1

uo1


R
– uf +
– + uo
+ A2
RL
解:先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号;
因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引出, 所以是电压反馈;
因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同 相输入端上,所以是串联反馈;
因输入信号和反馈信号的极性相同,所以是负反馈。
4. 若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同 一电极)上,两者极性相反时,净输入电压减小, 为 负反馈;反之,极性相同为正反馈。
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例1:
RF
+ u– i

uf+
ห้องสมุดไป่ตู้
R1
u–d
+
R2

– +

+

+ u– o
设输入电压 ui 为正, 各电压的实际方向如图
差值电压 ud =ui – uf uf 减小了净输入电压 (差值电压) ——负反馈
例2: + ui –+
R1
Ru-2f –u+–d

– +

+

+ uo –
RF
设输入电压 ui 为正, 各电压的实际方向如图 差值电压 ud =ui + uf uf 增大了净输入电压
——正反馈
在放大电路中,出现正反馈将使放大器产生自激
振荡,使放大器不能正常工作。
在振荡器中引入正反馈,用以产生波形。

17电子电路中的反馈


F
Xf
反馈电路的 基本方程
f
一、对放大倍数的影响
F Xf Xo
Xo Ao AF Xi 1 Ao F
Xo Ao X
d
Xd Xi X f
Ao AF
开环放大倍数 闭环放大倍数 反馈深度
定义: 1
Ao F
(1) AF
Ao 1 Ao F
+
T2
uo
ube ube RE1
RB22
RE2
CE

Rf
例2:判断Rf是否负反馈,若是,判断反馈的组态。
RC
并联反馈
+UCC C2
电压反馈
if C1
Rf
ui
i
ib
uo
uo uo
if
ib=i+if
此电路是电压并联负反馈,对直流也起作用。
RC if
C1 i Rf C2
+UCC
Rf 的作用: 1. 提供静态工作点。

本级反馈通路 反馈通路
R5 R3 vO R1 vI + R2 R4 +
级间反馈通路
负反馈框图: 差值信号
Xi
输入信号
+

Xd
基本放大 电路Ao
Xo
输出信号
Xf
反馈回路F
反馈信号
反馈电路的三个环节: 放大:
Xo Ao X
d
反馈: F
Xf Xo
叠加: X d X i X f
ui
uo
iF
RE1
uF
iE2
uF
iB2
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