第9章集成运算放大器及其应用详解.ppt

9.2 放大电路中的反馈 9.2.1 反馈的概念 1．反馈的定义 2．负反馈和正反馈 加入反馈后，净输入信号 输出幅度下降的反馈称为负反馈 加入反馈后，净输入信号 输出幅度增加的反馈称为正反馈 正反馈和负反馈的判断法之一：瞬时极性法 在放大电路的输入端，假设一个输入信号的电压极性，可用“+”、“-”或“↑”、“↓”表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时电压极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。 3．电压反馈和电流反馈 反馈信号的大小与输出电压成比例的反馈称为电压反馈；反馈信号的大小与输出电流成比例的反馈称为电流反馈。 电压反馈与电流反馈的判断：将输出电压‘短路’，若反馈回来的反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈 4．串联反馈和并联反馈 反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，则为并联反馈，此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系；反之，加在放大电路输入回路的两个电极，则为串联反馈，此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。 对于晶体管来说，反馈信号与输入信号同时加在输入晶体管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极，另一个加在发射极则为串联反馈。 对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端，另一个加在反相输入端则为串联反馈。 5．交流反馈和直流反馈 反馈信号只有交流成分时为交流反馈，反馈信号只有直流成分时为直流反馈，既有交流成分又有直流成分时为交直流反馈。 正反馈和负反馈的判断法之二：正反馈可使输出幅度增加，负反馈则使输出幅度减小。在明确串联反馈和并联反馈后，正反馈和负反馈可用下列规则来判断：反馈信号和输入信号加于输入回路一点时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时极性相反的是负反馈；反馈信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同的为负反馈，瞬时极性相反的是正反馈。对晶体管来说这两点是基极和发射极，对运算放大器来说是同相输入端和反相输入端。 例9-3 试判断图9-6a所示电路的反馈组态 解：根据瞬时极性法，见图中的“+”、“-” 号，可知经电阻R1加在基极B1上的是直流并联负反馈。因反馈信号与输出电流成比例，故为电流反馈。结论是直流电流并联负反馈。 经Rf 加在E1上的是交流负反馈。反馈信号和输入信号加在晶体管两个输入电极，故为串联反馈。结论：交流电压串联负反馈。 例9-4 试判断所示电路的反馈组态。 解：根据瞬时极性法，见图中的 “+”、“-” 号，可知是负反馈。因反馈信号和输入信号加在运放两个输入端，故为串联反馈。因反馈信号与输出电压成比例，故为电压反馈。 结论：交、直流串联电压负反馈。 9.2.2 反馈的基本方程 1．闭环放大倍数的一般表达式 根据图9-5可以推导出反馈放大电路的基本方程。 放大电路的开环放大倍数 放大电路的闭环放大倍数 2．反馈深度 ︱ ︳称为反馈深度 3．环路增益 环路增益是指放大电路和反馈网络所形成环路的增益 闭环放大倍数近似等于反馈系数的倒数，与有源器件的参数基本无关。反馈网络一般由无源元件构成，其稳定性优于有源器件，因此深度负反馈时的放大倍数比较稳定。 9.2.3 四种负反馈类型的分析 负反馈的类型有四种，即电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈。在此要分析反馈的属性、求放大倍数等动态参数。 a)分立元件放大电路 b)集成运放放大电路 图9-7 电压串联负反馈 对图b，因输入信号和反馈信号加在运放的两个输入端，故为串联反馈，根据瞬时极性判断是负反馈，且为电压负反馈。结论是交直流串联电压负反馈。 (2) 闭环放大倍数 对于串联电压负反馈，在输入端是输入电压和反馈电压相减，所以闭环放大倍数由以下求出。 （9-11） 反馈系数 对于图a 对于图b 2．电压并联负反馈 电压并联负反馈的电路如图9-8所示。其中A可以认为是一个放大器。输出Uo与“+”端同相位，而与“-”端相位相反。因反馈信号与输入信号在一点相加，为并联反馈。根据瞬时极性法判断，为负反馈，且为电压负反馈。因为并联反馈，在输入端采用电流相加