(2-1)
第十六章基本放大电路
(3)
(2-2)
16.6 放大电路中的负反馈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,与输入信号迭加,就称为 反馈 。
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 。
(2-3)
放大器 输出输入取 + 加强输入信号 正反馈 用于振荡器取 - 削弱输入信号 负反馈 用于放大器开环闭环反馈网络
±
叠加反馈信号实际被放大信号反馈框图:
(2-4)
16.6.1判断反馈的方法 ——瞬时极性法假设输出端信号有一定极性的瞬时变化,依次经过反馈、比较、放大后,再回到输出端,
若输出信号与原输出信号的变化极性相反,则为负反馈。反之为正反馈。
(2-5)
例,判断 Rf是否负反馈
+UCCR
C
C2
C1
Rf
ui uoi ib
if
是负反馈
(2-6)
例,判断 Rf是否负反馈
uC1
uB2
uo
ui
i iB
iF uFR
E2
Rf
RE1
RC1 RC2
+UCC
iE2?
是反馈
(2-7)
负反馈交流反馈直流反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈稳定静态工作点
16.6.2负反馈的类型判定
(2-8)
负反馈的分析步骤
3,是否负反馈?
4,是负反馈!那么是何种类型的负反馈?
(判断反馈的组态)
1,找出反馈网络(电阻)。
2,是交流反馈还是直流反馈?
(2-9)
1,交流反馈与直流反馈交流反馈,反馈只对交流信号起作用。
直流反馈,反馈只对直流信号起作用。
若在反馈网络中 串接隔直电容,则可以隔断直流,此时反馈只对交流起作用。
在起反馈作用的电阻两端 并联旁路电容,可以使其只对直流起作用。
有的反馈只对交流信号起作用;有的反馈只对直流信号起作用;有的反馈对交、
直流信号均起作用。
(2-10)
增加隔直电容 C后,Rf只对交流起反馈作用。
注:本电路中 C1,C2也起到隔直作用。
+

C1
RB1 RC1 RB21
RB22
RC2
RE2 CE
C3
C2
+EC
uou
i
+

T1 T2
Rf
RE1
C
(2-11)
增加旁路电容 C后,RE1只对直流起反馈作用。
C
+

C1
RB1 RC1 RB21
RB22
RC2
RE2 CE
C3
C2
+EC
uou
i
+

T1 T2
Rf
RE1
(2-12)
2,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。
电压负反馈,可以稳定输出电压、减小输出电阻。
电流负反馈,可以稳定输出电流、增大输出电阻。
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。
(2-13)
RL
uo
RL
uo
电压反馈采样的两种形式:
采样电阻
(2-14)
电流反馈采样的两种形式:
RL
io
iE
RL
io
iE Rf
采样电阻
(2-15)
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。
串联反馈,反馈信号与输入信号串联,即反馈电压信号与输入信号电压比较。
并联反馈,反馈信号与输入信号并联,即反馈信号电流与输入信号电流比较。
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。
3.串联反馈和并联反馈
(2-16)
i
if
ib
ib=i-if
并联反馈
ufui
ube
ube=ui-uf
串联反馈
(2-17)
电压反馈与电流反馈判别方法:
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。
并联反馈与串联反馈判别方法:
并联反馈 的反馈信号接于晶体管基极。
串联反馈 的反馈信号接于晶体管发射极。
总结
(2-18)
例,判断反馈的类型
+UCCR
C
C2
C1
Rf
ui uoi ib
if 电压反馈并联反馈此电路是电压并联负反馈
(2-19)
例,判断反馈的类型电流反馈并联反馈
uC1
uB2
uo
ui
i iB
iF uFR
E2
Rf
RE1
RC1 RC2
+UCC
iE2
此电路是电流并联负反馈
(2-20)
反馈电路的三个环节:
放大:
d
o
o X
XA
反馈:
o
f
X
XF
叠加:
fid XXX
基本放大电路 Ao
dX? oX?
反馈回路 F
fX?
iX? +
– 输出信号输入信号反馈信号差值信号
16.6.3 负反馈对放大电路工作性能的影响一、对放大倍数的影响
(2-21)
基本放大电路 Ao
dX? oX?
反馈回路 F
fX?
iX? +

d
o
o X
XA
——开环放大倍数
i
o
F X
XA
——闭环放大倍数
o
f
X
X
F?
——反馈系数
(2-22)
负反馈放大器的一般关系:
基本放大电路 Ao
dX? oX?
反馈回路 F
fX?
iX? +

o
o
d
o
fdf
o
i
o
F
A
F
X
X
X
XXX
X
X
X
A
1
11


FA
A
o
o
1
FAo?1
反馈深度定义:
(2-23)
df XX,
同相,所以
0||?FAo
则有:
oF AA?
负反馈使放大倍数下降。
引入负反馈使电路的稳定性提高。
FA
AA
o
o
F 1 FAA
Ad
A
Ad
oo
o
F
F

1
1
(2)
FA
AA
o
o
F 1
中,
d
f
o
f
d
o
o X
X
X
X
X
XFA

(1)
(3) 若 1FA
o
称为深度负反馈,此时
FA F
1?
在深度负反馈的情况下,放大倍数只与反馈网络有关。
(2-24)
二、改善波形的失真
Aoui uo
加反馈前加反馈后
uf
ui
ud
Ao
F
+

改善
uoo
(2-25)
三、对输入、输出电阻的影响
1,串联负反馈使电路的输入电阻增加:
2,并联负反馈使电路的输入电阻减小:
例如,射极输出器理解,串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻,故输入电阻增加。
理解,并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路,故输入电阻减小。
(2-26)
3,电压负反馈使电路的输出电阻减小:
例如,射极输出器理解,电压负反馈目的是阻止?uo的变化,稳定输出电压 。
放大电路等效右图框中为电压源:
输出电阻越小,输出电压越稳定。
ro
eso uoRL
(2-27)
理解,电流负反馈目的是阻止?io的变化,稳定输出电流 。
放大电路等效为右图框中电流源:
输出电阻越大,输出电流越稳定。
4,电流负反馈使电路的输出电阻增加:
roiso
io
RL
(2-28)
)()(||)( ffAfA UU

其中,称为放大器的幅频响应)(|| fA
U
称为放大器的相频响应)( f?
16.7放大电路的频率特性放大电路的电压放大倍数与频率有关
(2-29)
频率特性幅频特性相频特性低频段,在低频段,三极管的极间电容可视为开路,耦合电容 C1,C2不能忽略。
中频段,所有的电容均可忽略(放大电路)
高频段,耦合电容 C1,C2可以可视为短路,
三极管的极间电容和线路分布电容不能忽略。
放大电路分低、中、高三个频段研究
(2-30)
共射放大电路的频率特性
f-180°
fHfL
-225°
-270°
f
fHfL
|A| U
|A| UO
-135°
-90°
|A|21 UO
( 1)通频带:
HLHbw ffff
( 2)带宽 -增益积,│fbw× AuO│
三极管一旦确定,带宽增益积基本为常数
(2-31)
引入负反馈使电路的通频带宽度增加:
f
A
Bo
Ao?
AF?
BF
(2-32)
耦合方式,直接耦合;阻容耦合;变压器耦合。
16.8 多级放大电路及耦合方式耦合,即信号的传送。
多级放大电路对耦合电路要求:
1,静态:保证各级 Q点设置
2,动态,传送信号。
第一级放大电路输入输出第二级放大电路第 n 级放大电路
… …
第 n-1 级放大电路功放级要求,波形不失真,减少压降损失。
(2-33)
解决方法,提高后极的 E极电位,加 RE2。 提高了
T1的输出电压,使 T2有合适的 Q点。
问题 1,前后级 Q点相互影响,需设置合适的 Q点 。
+UCC
uo
RC2
T2
ui
RC1R1
T1
R2
RE2
直接耦合电路的问题
(2-34)
问题 2,零点漂移。
前一级的温漂将作为后一级的输入信号,使得当 ui 等于零时,uo不等于零。
ui
RC1R1
T1
+UCC
uo
RC2
T2
R2
RE2
uo
t0
有时会将信号淹没解决方法,差动电路。
(2-35)
阻容耦合多级放大器的分析
i
o
u,
.
U
UA
o1
o
i
o1
.
.
.
.
U
U
U
U
u2u1 AA
前级的输出阻抗是后级的信号源阻抗
后级的输入阻抗是前级的负载
1,两级之间的相互影响
2,电压放大倍数(以两级为例)
注意,在算前级放大倍数时,要把后级的输入阻抗作为前级的负载!unu2u1u AAAA
扩展到 n级
(2-36)
设,?1=?2=50,
rbe1 = 2.9k?,
rbe2 = 1.7 k?
例,
oius rrA,、求:
前级 后级
+UCC
RS
1M
(+24V)R1
20k
27k
C2
C3
R3
R2
RL
RE2
82k
43k
10k
8k
10k
C1
RC2
T1
RE1
CE
T2
SU?
oU?
iU?
(2-37)
关键,考虑级间影响。
1,静态,Q点同单级。
2,动态性能,
方法,
ri2 = RL1
ri221 io UU
+UCC
RS
1M
(+24V)R1
20k
27k
C2
C3
R3
R2
RL
RE2
82k
43k
10k
8k
10k
C1
RC2
T1
RE1
CE
T2
SU?
oU?
iU?
1oU?
2iU?
性能分析
(2-38)
考虑级间影响
2 ri,ro,概念同单级
1
ri ro
21
1
2
uus
s
o
i
o
s
o
us AAU
U
U
U
U
UA
ri2
+UCC
RS
1M
(+24V)R1
20k
27k
C2
C3
R3
R2
RL
RE2
82k
43k
10k
8k
10k
C1
RC2
T1
RE1
CE
T2
SU?
oU?
iU?
1oU?
2iU?
(2-39)
微变等效电路,ri2
+UCC
RS
1M
(+24V)R1
20k
27k
C2
C3
R3
R2
RL
RE2
82k
43k
10k
8k
10k
C1
RC2
T1
RE1
CE
T2
SU?
oU?
iU?
1oU?
2iU?
RE1
R2 R3 RC2 RL
RS
R1
SU?
iU?
1ber
2ber
1bi
1bi?
2bi
2bi? OU?
ir 2ir or
(2-40)
1,ri = R1 //[ rbe1 +(? +1)RL1']
其中,RL1?= RE1// ri2 = RE1// R2 // R3 // rbe1=RE1//RL1
= RE1//ri2= 27 // 1.7? 1.7k?
ri =1000//(2.9+51× 1.7)? 82k?
2,ro = RC2= 10k?
RE1
R2 R3 RC2 RL
RS
R1
SU?
iU?
1ber
2ber
1bi
1bi?
2bi
2bi? OU?
ir 2ir or
(2-41)
3,中频电压放大倍数,
其中:
11 u
si
i
us ARr
rA?
9 6 8.07.1519.2 7.151)1( )1(
111
11
1



Lbe
L
u Rr
RA
7 7 8.09 6 8.0
2082
82
1
1
1
1 u
Si
i
us ARr
rA
RE1
R2 R3 RC2 RL
RS
R1
SU?
iU?
1ber
2ber
1bi
1bi?
2bi
2bi? OU?
ir 2ir or
(2-42)
1 4 7
71
101050
2
22
2

.
)//(
r
RA
be
L
u
RE1
R2 R3 RC2 RL
RS
R1
SU?
iU?
1ber
2ber
1bi
1bi?
2bi
2bi? OU?
ir 2ir or
41 1 47 7 801 4 721,.AAA uusus
(2-43)
小结
(1) 由于电容的隔直作用,各级放大器的静态工作点相互独立,分别估算。
(2) 前一级的输出电压是后一级的输入电压。
(3) 后一级的输入电阻是前一级的交流负载电阻。
(4) 总电压放大倍数 =各级放大倍数的乘积。
(5) 总输入电阻 ri 即为第一级的输入电阻 ri1 。
(6) 总输出电阻即为最后一级的输出电阻。
可知,射极输出器接在多级放大电路的首级可提高输入电阻;接在末级可减小输出电阻;接在中间级可起匹配作用,从而改善放大电路的性能