负反馈放大电路
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3)观察负反馈对放大电路的放大倍数的影响; ①开关k1断开,在放大器的输入端加f=1kHz,幅度Ui=5mV的正弦波 信号,用示波器测出输出电压波形,计算出Uo的幅度,若有失真可微 调RP1、RP2。 ②开关k1闭合,用示波器测出输出电压Uo'; ③计算出两种情况下的放大倍数,讨论负反馈对放大倍数的影响。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
练一练 判断下图Rf反馈极性。
由图可知,反馈回V1发射极的瞬时极性为“+”, 但净输入uBE的值是减小的,所以此反馈为负反馈。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
2)根据输出端取样对象分类 可分为电压反馈和电流反馈两类。电压反馈的反馈信号取自输出电压 ,反馈量与输出电压成正比;电流反馈的反馈信号取自输出电流,反馈 量与输出电流成正比。如图所示:
§6.3负反馈放大电路的工作原理
练一练 判别下图各电路中红色电阻所引入反馈各属何种类型?
§6.3负反馈放大电路的工作原理 (二)验证负反馈对放大电路的影响
1、分压偏置放大电路稳定静态工作点的过程 如图,首先我们来判断RE的反馈类型: 做一做
首先采用瞬时极性法,由图可知为负反馈, 再假设RL短路,IE不等于0,RE的反馈依然存在, 所以为电流反馈,又反馈的引入端为发射极,故 为串联反馈,所以该反馈为电流串联负反馈。 电路的稳压过程:当环境温度升高时,将会 引起ICQ增大,由于IEQ≈ICQ,所以IEQ也增大,导 致发射极电位UEQ=IEQREQ上升,而基极电位不变, 使UBEQ减小,IBQ也减小,从而遏制了集电极电流 ICQ的增加。其稳定电流过程用符合表示如下:
§6.3负反馈放大电路的工作原理
§6.3负反馈放大电路的工作原理
4、例题:试判断下图中RF所引入的反馈是什么类型。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
解: (1)先判断反馈的极性 采用瞬时极性法,如图反馈到V1发射极的极性为 “+”,而净 输入信号uBE=uB-uE,所以净输入信号是下降的,即反馈为负反馈; (2)判断交直流反馈 由于反馈支路中有C4、CF的存在,具有隔直作用,所以该反馈 为交流反馈; (3)判断电流、电压反馈 假设RL短路。则uo=0,反馈消失,所以该反馈为电压反馈; (4)判断串联、并联反馈 输入信号有V1的基极加入,而反馈信号加到V1的发射极,所以 该反馈为串联反馈,其组态为交流电压串联负反馈。
1、射极输出器的组成 1)电路组成(如图) 2)各元器件的作用 us信号源 Rs信号源内阻 +UCC电源 C1输入耦合电容 C2输出耦合电容 RB基极偏置电阻 RE发射极电阻 RL为负载电阻。
射极输出器
§6.3负反馈放大电路的工作原理
2、射极输出器的性能分析 1)静态分析 画直流通路,如图所示。 UCC=IBQRB+UBEQ+IEQRE =IBQRB+UBEQ+(1+β)IBQRE 整理后得: IBQ= (UCC- UBEQ)/[RB+(1+β) RE] ICQ=βIBQ UCEQ = UCC- ICQRE
测试条件 k1断开 U = (无反馈) o1 UCC=12V Au1= Uo2= UCC=9V Au2= 放大倍数稳定性 a) △Au/Au =(Au1-Au2)/Au1 =
k1闭合 U '= (有反馈) o1
Au1'=
Uo2'=
Au2'=
a) △Au/Au =(Au1-Au2)/Au1 =
§6.3负反馈放大电路的工作原理 三、连接射极输出器并分析其性能
电压、电流反馈简易判别方法是:令输出端短路,若反馈电压消失, 则为电压反馈,否则为电流反馈。注意:此处的“短路”为假设的,不是 真正的短接。 练一练 判断上图Rf反馈取样
§6.3负反馈放大电路的工作原理
3)根据与输入端的连接方式分类 可分为串联反馈和并联反馈两类。串联反馈是输入信号与反馈信号两 者串联后获得净输入信号所示;并联反馈是输入信号与反馈信号两者并 联后获得净输入信号,如图所示:
练一练 判断上图Rf反馈信号性质。
3、负反馈的组态 根据以上分类方法,常常把负反馈分为以下四种的组态: 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,如图所示: 对于交直流的类型,一般从电路结构中分析。在具体的电路要引入 何种类型的反馈,应根据具体的要求来确定,这一点将在下一节中进 行讨论。
串联、并联反馈简易判别方法是:输入信号和反馈信号在不同节点引 入为串联反馈,在同一节点引入为并联反馈。 练一练 判断上图Rf反馈连接方式。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
4)根据反馈信号的组成分类 可分为直流反馈和交流反馈。直流通路中存在的反馈称为直流反馈 。交流通路中存在的反馈称为交流反馈。若两个通路中都存在的反馈 称为交、直流反馈。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
5)测量输入电阻ri、输出电阻ro; ①按照上节所介绍测量输入电阻的方法,在信号源与放大电路之间加 入一固定电阻Rs=1kΩ,在输出不失真的条件下,测量Us和Ui,并计算出ri 的大小,填入表中; ②按照上节所介绍测量输出电阻的方法,在加入信号后,输出不失真 的条件下测得空载时的输出电压UOˊ;接入负载RL,再测出输出电压UO, 计算出ro,填入表中。 6)得出结论,完成实验报告。
T(温度)↑→ICQ↑→IEQ↑→UEQ↑→UBEQ↓→IBQ↓→ICQ↓
§6.3负反馈放大电路的工作原理
2、通过实验验证负反馈对放大电路性能的影响 1)按照下图,在面包板上连接电路
2)调节静态工作点: 调节RP1,使V1管的ICQ1为1.5mA;使V2管的ICQ2为2 mA。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
实验记录表(一)
输出电压 k1断开(无反馈) Uo= 电压放大倍数 Au= Uo/5mV
k1闭合(有反馈)
负反馈对 放大倍数的影响
Uo'=
Au'= Uo'/5mV
§6.3负反馈放大电路的工作原理
4)观察负反馈对放大电路非线性失真的影响 ①断开开关k1,逐渐调大放大电路的输入信号ui,直至uo将要失真时, 记录下此时Ui和Uo的值及波形。 实验记录表(二)
射极输出器的直流通路
§6.3负反馈放大电路的工作原理
2)动态分析 画交流通路,如下图所示:由交流通路可知,其输入 输出信号共用集电极,所以该电路称为共集电极放大电路 ,而输出信号自发射极输出,又称射极输出器。 ①电压放大倍数Au ∵ ui=ube+uo (ube很小) ∴ ui≈uo 故 Au=uo/ui≈1 (略小于1) 上式表明输入输出电压大小近似相等,但uo 与ui相位相同,故该电路又称为射极跟随器。
§6.2负反馈放大电路的工作原理 一、反馈的类型及其判别方法
1、反馈的概念:
在电子电路中,反馈定义为:将放大电路输出信号(电压或电 流)的部分或全部通过一定的电路(反馈电路)回送到输入回路的 反送过程。一个反馈放大器的框图如图所示。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
2、反馈的分类及判别方法: 1)按反馈的极性分类:分为正反馈和负反馈 若反馈信号与原来输入信号相位相反,削弱原来的输入信号,这 种反馈称为负反馈。若反馈信号与原来输入信号相位相同,加强了原 输入信号,这种反馈称为正反馈。
可 本 节 小 结
1
负反馈的概 念,反馈的 组态及判别
2
负反馈对放 大电路的影 响
3
射极输出器 的特点及电 路分析
再 见 !
k1断开 (无反馈)
输入电压 输出电压 波形 负反馈对非线 性失真的影响 Ui= Uo= k1闭合 (有反馈) Ui'= Uo'= k1重新断开 (无反馈) Ui'= Uo'=
②闭合断开开关k1,逐渐调大放大电路的输入信号ui',直至uo将 要失真时,记录下此时Ui'和Uo'的值及波形。 ③保持不变,在断开k1,观察输出信号波形的变化的情况,记录结 果并分析。
电压放大倍数 Au Ui=1V Uo= 输入、输出电压 波形 输入电阻ri、输出电阻 ro Us= V, Ui= V UOˊ= V,UO= V ri= ro=
结论:电压放大倍数Au≈ 1 ,输入uo与输入ui相位 同相 电阻ri= 大 ,输出电阻ro= 小 。
,输入
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§6.3负反馈放大电路的工作原理
判别方法:瞬时极性法即先假设放大电路输入端信号在某一瞬间 对地的极性为(+)或(-);然后根据各级电路输出端与输入端信号 的相位关系(同相或反相),标出反馈回路中各点的瞬时极性;再得 到反馈端信号的极性;最后,通过比较反馈端信号与输入端信号的极 性来判断电路的净输入信号是加强还是削弱,从而确定是正反馈还是 负反馈。
②输入阻抗ri: 输入阻抗ri是从交流通路的输入端看进去的电阻,经推导得: ri=[rbe+(1+β)R Lˊ]∥RB ③输出阻抗ro是从交流通路的输出端看进去的电阻,经推导为: ro=(RS∥RB+rbe)/(1+β ) ro约为十几欧到几十欧,比共射放大电路的输出电阻(约几千欧)小得多。
§6.3负反馈放大电路的工作原理 4、连接电路测试性能:
§6.3负反馈放大电路的工作原理
5)观察观察负反馈对放大电路放大倍数稳定性的影响 ①改变电源电压,让直流稳压电源从12V变至9V,保持输入电压Ui=5mV不 变,分别测量k1闭合和断开时的输出电压,并按公式计算两种状态下放大 倍数的相对变化量,填入表中。 △Au/Au=(Au1-Au2)/Au1 (式中是Au1电源为12V时的放大倍数,Au2是电源为9V时的放大倍数) ②根据数据,讨论负反馈对放大电路放大倍数稳定性的影响。 实验记录表(三)
做一做
1)按照下图在面包板上组装电路; 2)调试其静态工作点:将万用表串入三极管的集电极,调试RP 是ICQ=2mA,可使放大电路工作于放大状态; 3)测试电压放大倍数:去掉万用表,连接好电路。加Ui=1V,
f=1kHz的正弦波输入信号, 用毫伏表测量输出电压Uo,并记 录,计算出Au; 4)观察uo与ui的相位关系: 将uo与ui分别接双踪示波器的Y1、 Y2推导,并调节示波器,显示 波形并记录;
§6.3负反馈放大电路的工作原理
练一练 判断下图Rf反馈极性。
由图可知,反馈回V1发射极的瞬时极性为“+”, 但净输入uBE的值是减小的,所以此反馈为负反馈。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
2)根据输出端取样对象分类 可分为电压反馈和电流反馈两类。电压反馈的反馈信号取自输出电压 ,反馈量与输出电压成正比;电流反馈的反馈信号取自输出电流,反馈 量与输出电流成正比。如图所示:
§6.3负反馈放大电路的工作原理
练一练 判别下图各电路中红色电阻所引入反馈各属何种类型?
§6.3负反馈放大电路的工作原理 (二)验证负反馈对放大电路的影响
1、分压偏置放大电路稳定静态工作点的过程 如图,首先我们来判断RE的反馈类型: 做一做
首先采用瞬时极性法,由图可知为负反馈, 再假设RL短路,IE不等于0,RE的反馈依然存在, 所以为电流反馈,又反馈的引入端为发射极,故 为串联反馈,所以该反馈为电流串联负反馈。 电路的稳压过程:当环境温度升高时,将会 引起ICQ增大,由于IEQ≈ICQ,所以IEQ也增大,导 致发射极电位UEQ=IEQREQ上升,而基极电位不变, 使UBEQ减小,IBQ也减小,从而遏制了集电极电流 ICQ的增加。其稳定电流过程用符合表示如下:
§6.3负反馈放大电路的工作原理
§6.3负反馈放大电路的工作原理
4、例题:试判断下图中RF所引入的反馈是什么类型。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
解: (1)先判断反馈的极性 采用瞬时极性法,如图反馈到V1发射极的极性为 “+”,而净 输入信号uBE=uB-uE,所以净输入信号是下降的,即反馈为负反馈; (2)判断交直流反馈 由于反馈支路中有C4、CF的存在,具有隔直作用,所以该反馈 为交流反馈; (3)判断电流、电压反馈 假设RL短路。则uo=0,反馈消失,所以该反馈为电压反馈; (4)判断串联、并联反馈 输入信号有V1的基极加入,而反馈信号加到V1的发射极,所以 该反馈为串联反馈,其组态为交流电压串联负反馈。
1、射极输出器的组成 1)电路组成(如图) 2)各元器件的作用 us信号源 Rs信号源内阻 +UCC电源 C1输入耦合电容 C2输出耦合电容 RB基极偏置电阻 RE发射极电阻 RL为负载电阻。
射极输出器
§6.3负反馈放大电路的工作原理
2、射极输出器的性能分析 1)静态分析 画直流通路,如图所示。 UCC=IBQRB+UBEQ+IEQRE =IBQRB+UBEQ+(1+β)IBQRE 整理后得: IBQ= (UCC- UBEQ)/[RB+(1+β) RE] ICQ=βIBQ UCEQ = UCC- ICQRE
测试条件 k1断开 U = (无反馈) o1 UCC=12V Au1= Uo2= UCC=9V Au2= 放大倍数稳定性 a) △Au/Au =(Au1-Au2)/Au1 =
k1闭合 U '= (有反馈) o1
Au1'=
Uo2'=
Au2'=
a) △Au/Au =(Au1-Au2)/Au1 =
§6.3负反馈放大电路的工作原理 三、连接射极输出器并分析其性能
电压、电流反馈简易判别方法是:令输出端短路,若反馈电压消失, 则为电压反馈,否则为电流反馈。注意:此处的“短路”为假设的,不是 真正的短接。 练一练 判断上图Rf反馈取样
§6.3负反馈放大电路的工作原理
3)根据与输入端的连接方式分类 可分为串联反馈和并联反馈两类。串联反馈是输入信号与反馈信号两 者串联后获得净输入信号所示;并联反馈是输入信号与反馈信号两者并 联后获得净输入信号,如图所示:
练一练 判断上图Rf反馈信号性质。
3、负反馈的组态 根据以上分类方法,常常把负反馈分为以下四种的组态: 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,如图所示: 对于交直流的类型,一般从电路结构中分析。在具体的电路要引入 何种类型的反馈,应根据具体的要求来确定,这一点将在下一节中进 行讨论。
串联、并联反馈简易判别方法是:输入信号和反馈信号在不同节点引 入为串联反馈,在同一节点引入为并联反馈。 练一练 判断上图Rf反馈连接方式。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
4)根据反馈信号的组成分类 可分为直流反馈和交流反馈。直流通路中存在的反馈称为直流反馈 。交流通路中存在的反馈称为交流反馈。若两个通路中都存在的反馈 称为交、直流反馈。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
5)测量输入电阻ri、输出电阻ro; ①按照上节所介绍测量输入电阻的方法,在信号源与放大电路之间加 入一固定电阻Rs=1kΩ,在输出不失真的条件下,测量Us和Ui,并计算出ri 的大小,填入表中; ②按照上节所介绍测量输出电阻的方法,在加入信号后,输出不失真 的条件下测得空载时的输出电压UOˊ;接入负载RL,再测出输出电压UO, 计算出ro,填入表中。 6)得出结论,完成实验报告。
T(温度)↑→ICQ↑→IEQ↑→UEQ↑→UBEQ↓→IBQ↓→ICQ↓
§6.3负反馈放大电路的工作原理
2、通过实验验证负反馈对放大电路性能的影响 1)按照下图,在面包板上连接电路
2)调节静态工作点: 调节RP1,使V1管的ICQ1为1.5mA;使V2管的ICQ2为2 mA。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
实验记录表(一)
输出电压 k1断开(无反馈) Uo= 电压放大倍数 Au= Uo/5mV
k1闭合(有反馈)
负反馈对 放大倍数的影响
Uo'=
Au'= Uo'/5mV
§6.3负反馈放大电路的工作原理
4)观察负反馈对放大电路非线性失真的影响 ①断开开关k1,逐渐调大放大电路的输入信号ui,直至uo将要失真时, 记录下此时Ui和Uo的值及波形。 实验记录表(二)
射极输出器的直流通路
§6.3负反馈放大电路的工作原理
2)动态分析 画交流通路,如下图所示:由交流通路可知,其输入 输出信号共用集电极,所以该电路称为共集电极放大电路 ,而输出信号自发射极输出,又称射极输出器。 ①电压放大倍数Au ∵ ui=ube+uo (ube很小) ∴ ui≈uo 故 Au=uo/ui≈1 (略小于1) 上式表明输入输出电压大小近似相等,但uo 与ui相位相同,故该电路又称为射极跟随器。
§6.2负反馈放大电路的工作原理 一、反馈的类型及其判别方法
1、反馈的概念:
在电子电路中,反馈定义为:将放大电路输出信号(电压或电 流)的部分或全部通过一定的电路(反馈电路)回送到输入回路的 反送过程。一个反馈放大器的框图如图所示。
§6.3负反馈放大电路的工作原理
2、反馈的分类及判别方法: 1)按反馈的极性分类:分为正反馈和负反馈 若反馈信号与原来输入信号相位相反,削弱原来的输入信号,这 种反馈称为负反馈。若反馈信号与原来输入信号相位相同,加强了原 输入信号,这种反馈称为正反馈。
可 本 节 小 结
1
负反馈的概 念,反馈的 组态及判别
2
负反馈对放 大电路的影 响
3
射极输出器 的特点及电 路分析
再 见 !
k1断开 (无反馈)
输入电压 输出电压 波形 负反馈对非线 性失真的影响 Ui= Uo= k1闭合 (有反馈) Ui'= Uo'= k1重新断开 (无反馈) Ui'= Uo'=
②闭合断开开关k1,逐渐调大放大电路的输入信号ui',直至uo将 要失真时,记录下此时Ui'和Uo'的值及波形。 ③保持不变,在断开k1,观察输出信号波形的变化的情况,记录结 果并分析。
电压放大倍数 Au Ui=1V Uo= 输入、输出电压 波形 输入电阻ri、输出电阻 ro Us= V, Ui= V UOˊ= V,UO= V ri= ro=
结论:电压放大倍数Au≈ 1 ,输入uo与输入ui相位 同相 电阻ri= 大 ,输出电阻ro= 小 。
,输入
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
§6.3负反馈放大电路的工作原理
判别方法:瞬时极性法即先假设放大电路输入端信号在某一瞬间 对地的极性为(+)或(-);然后根据各级电路输出端与输入端信号 的相位关系(同相或反相),标出反馈回路中各点的瞬时极性;再得 到反馈端信号的极性;最后,通过比较反馈端信号与输入端信号的极 性来判断电路的净输入信号是加强还是削弱,从而确定是正反馈还是 负反馈。
②输入阻抗ri: 输入阻抗ri是从交流通路的输入端看进去的电阻,经推导得: ri=[rbe+(1+β)R Lˊ]∥RB ③输出阻抗ro是从交流通路的输出端看进去的电阻,经推导为: ro=(RS∥RB+rbe)/(1+β ) ro约为十几欧到几十欧,比共射放大电路的输出电阻(约几千欧)小得多。
§6.3负反馈放大电路的工作原理 4、连接电路测试性能:
§6.3负反馈放大电路的工作原理
5)观察观察负反馈对放大电路放大倍数稳定性的影响 ①改变电源电压,让直流稳压电源从12V变至9V,保持输入电压Ui=5mV不 变,分别测量k1闭合和断开时的输出电压,并按公式计算两种状态下放大 倍数的相对变化量,填入表中。 △Au/Au=(Au1-Au2)/Au1 (式中是Au1电源为12V时的放大倍数,Au2是电源为9V时的放大倍数) ②根据数据,讨论负反馈对放大电路放大倍数稳定性的影响。 实验记录表(三)
做一做
1)按照下图在面包板上组装电路; 2)调试其静态工作点:将万用表串入三极管的集电极,调试RP 是ICQ=2mA,可使放大电路工作于放大状态; 3)测试电压放大倍数:去掉万用表,连接好电路。加Ui=1V,
f=1kHz的正弦波输入信号, 用毫伏表测量输出电压Uo,并记 录,计算出Au; 4)观察uo与ui的相位关系: 将uo与ui分别接双踪示波器的Y1、 Y2推导,并调节示波器,显示 波形并记录;