負反饋放大電路
發(fā)布時間:2011/10/19 9:44:34 訪問次數(shù):5080
所謂反饋就是將放大電路輸出量(電流或電壓)的一部分以一定的方式送回到放大器的輸入端。反饋是改善放大電路能的重要手段,如它可以改變頻率特性,改善電路的穩(wěn)定性,減小電路的失真。
前面介紹放大器電路工作原理時,都是信號從放大器輸入端傳輸?shù)捷敵龆,而反饋電路要將放大器輸出端的一部分輸出信號再加到放大器的輸入端,讓放大器重新放大反饋回來的信號,如圖3-44所示。
(1)負反饋放大電路的結構組成
判別放大器是否屬于負反饋放大器,首先要找出負反饋元器件。一般來說,任何連接輸入回路與輸出回路之間的元器件,都是反饋元器件,圖3-45所示為典型負反饋放大電路的結構示意圖。
然后區(qū)分放大器中的反饋元器件是正反饋元器件還是負反饋元器件。區(qū)分正負反饋,通常采用瞬時極性法,就是先假設信號源在某一瞬時的極性為正,然后根據(jù)電路各點的相位與信號源相位的關系,看反饋到輸入端的反饋倍號的極性。若與信號源假設的極性相反,則為負反饋,相同則為正反饋。TC74LVX244FT
正反饋雖然能提高放大器的放大倍數(shù),卻會使放大器的穩(wěn)定性變壞,甚至會產(chǎn)生自振蕩,因此在放大電路中較少采用,通常應用在振蕩電路中。
(2)單級負反饋放大電路的識圖方法
對于單級負反饋放大電路,又可以分為并聯(lián)負反饋放大器和串聯(lián)負反饋放大器兩種。
①并聯(lián)負反饋放大器。
圖3-47所示為常見并聯(lián)負反饋放大器。其中電阻器R為電壓負反饋元件,電阻器R的左端直接與輸入端相連,右端又直接與輸出端相連,將輸入與輸出回路聯(lián)系起來了。
首先假設某瞬時輸入信號為正極(+),由于共射極晶體管放大器輸出的電壓極性與輸入的相反,為負極(一),通過反饋元件R,將負極性的反饋信號加到基極(b),與信號源假設極性相反,使電壓減小,所以反饋元件R為負反饋。然后,將放大器的輸出端對地交流短接,通過電容器C2晶體管集電極就會交流接地,此時就沒有信號通過負反饋元件R反饋到晶體管基極上,電路就不存在負反饋信號了,所以這是電壓負反饋電路。
②串聯(lián)負反饋放大器。
圖3-48所示為常見串聯(lián)負反饋放大器。其中電阻器R為電流負反饋元件,因為它既屬于輸入回路,又屬于輸出回路,將輸入與輸出回路聯(lián)系起來了。
首先假設某瞬時輸入信號為正極(+),由于發(fā)射極(e)的電壓極性與基極(b)相同,也為正極(+),提高了晶體管發(fā)射極的電位。因為晶體管發(fā)射結電壓等于輸入電壓Ube=U-Uf,通過反饋元件R,削弱輸入信號Ube的電壓,所以反饋元件R為負反饋。負反饋電阻器R是用于穩(wěn)定放大器,該電阻值越大,整個放大器的放大倍數(shù)越小。與負反饋電阻器R并聯(lián)的電容器C是去耦合電容器,相當于將發(fā)射極(e)的交流短路,使交流信號無負反饋作用,從而獲得較大的交流放大倍數(shù)。
(2)多級負反饋放大器的識圖方法
圖3-49所示為常見的多級負反饋放大器,電阻器R為兩級放大器之間的反饋元件,假設某瞬時輸入信號為正極(+),晶體管VT1和VT2各極電壓極性如圖3-49所示。由于晶體管VT2的集屯極輸出的信號極性為正極(+),經(jīng)反饋元件R反饋到晶體管VT1的發(fā)射極上的信號極性也為正極(+),提高了晶體管VT1發(fā)射極的電位,從而削弱了凈輸入信號Ube,故為負反饋。
①多級負反饋放大器的直流/交流反饋的判斷。
根據(jù)反饋信號的交直流性質,可以分為直流反饋和交流反饋。如果反饋信號中只包含直流成分則稱為直流反饋;若反饋信號中只有交流成分,則稱為交流反饋。很多情況下,交直流兩種反饋都有,圖3-50所示為實用多級負反饋放大器。
在圖3-50 (a)中,設晶體管VT2發(fā)射極的旁路電容器C2足夠大,可認為電容器兩端的交流信號基本為零,則從晶體管VT2的發(fā)射極通過電阻器R引回到晶體管VTI基極的反饋信號中將只有直流成分,因此電路中引入的是直流反饋。在圖3-50 (b)中,從輸出端通過電容器C和電阻器R將反饋引回到晶體管VT1的發(fā)射極,由于電容器的隔直作用,反饋信號中將只有交流成分,所以這個反饋是交流反饋。 PCF8574P
直流負反饋的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點,而對于放大器的各項動態(tài)性能,如放大倍數(shù)、通頻帶、輸入及輸出電阻值等則沒有影響。各種不同類型的交流負反饋將對放大電路的各項動態(tài)性能產(chǎn)生不同的影響,是用以改善電路交流性能的主要手段。
②多級負反饋放大器的電流/電壓反饋的判斷。
根據(jù)反饋信號在放大器輸出端采樣方式的不同,可以分為電壓反饋和電流反饋。如果反饋信號3自輸出電壓,稱為電壓反饋;如果反饋信號取自輸出電流,則稱為電流反饋。
在圖3-50 (a)中,如果去掉旁路電容器C2,則反饋信號與輸出回路的電流成正比,因此是電流反饋。在圖3-50 (b)中,反饋信號與輸出電壓成正比,屬于電壓反饋。
放大器中引入電流負反饋,將使輸凼電流保持穩(wěn)定,其結果是提高了輸出電阻值;引入電壓負反饋,將使輸出電壓保持穩(wěn)定,其結果是降低了電路的輸出電阻值。
為了判斷放大電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋,~般可假設將輸出端交流短路,即令輸出電壓等于零,觀察此時是否仍有反饋信號,如果反饋信號不復存在,則為電壓反饋;否則就是電流反饋。
③多級負反饋放大器的串聯(lián)/并聯(lián)反饋的判斷。
根據(jù)反饋信號與輸入信號在放大電路輸入回路中求和形式的不同,可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。
如果反饋信號與輸入信號在輸入回路中以電壓形式求和,即反饋信號與輸入信號串聯(lián),則稱為串3反饋;如果二者以電流形式求和,即反饋信號與輸入信號并聯(lián),則稱為并聯(lián)反饋。
在圖3-50 (b)中,假設去掉旁路電容器c,晶體管VT1的基極電流等于輸入電流與反饋電流之差,即Ib=Ii-If,也就是說,反饋信號與輸入信號以電流形式求和,所以是并聯(lián)反饋。在圖3-50 (b)中,晶體管VT1的基極和發(fā)射極之間的凈輸入電壓阢。等于外加輸入電壓與反饋電壓之差,即Ube=U-Uf,說明反饋信號與輸入信號以電壓形式求和,因此屬于串聯(lián)反饋。
所謂反饋就是將放大電路輸出量(電流或電壓)的一部分以一定的方式送回到放大器的輸入端。反饋是改善放大電路能的重要手段,如它可以改變頻率特性,改善電路的穩(wěn)定性,減小電路的失真。
前面介紹放大器電路工作原理時,都是信號從放大器輸入端傳輸?shù)捷敵龆耍答侂娐芬獙⒎糯笃鬏敵龆说囊徊糠州敵鲂盘栐偌拥椒糯笃鞯妮斎攵,讓放大器重新放大反饋回來的信號,如圖3-44所示。
(1)負反饋放大電路的結構組成
判別放大器是否屬于負反饋放大器,首先要找出負反饋元器件。一般來說,任何連接輸入回路與輸出回路之間的元器件,都是反饋元器件,圖3-45所示為典型負反饋放大電路的結構示意圖。
然后區(qū)分放大器中的反饋元器件是正反饋元器件還是負反饋元器件。區(qū)分正負反饋,通常采用瞬時極性法,就是先假設信號源在某一瞬時的極性為正,然后根據(jù)電路各點的相位與信號源相位的關系,看反饋到輸入端的反饋倍號的極性。若與信號源假設的極性相反,則為負反饋,相同則為正反饋。TC74LVX244FT
正反饋雖然能提高放大器的放大倍數(shù),卻會使放大器的穩(wěn)定性變壞,甚至會產(chǎn)生自振蕩,因此在放大電路中較少采用,通常應用在振蕩電路中。
(2)單級負反饋放大電路的識圖方法
對于單級負反饋放大電路,又可以分為并聯(lián)負反饋放大器和串聯(lián)負反饋放大器兩種。
①并聯(lián)負反饋放大器。
圖3-47所示為常見并聯(lián)負反饋放大器。其中電阻器R為電壓負反饋元件,電阻器R的左端直接與輸入端相連,右端又直接與輸出端相連,將輸入與輸出回路聯(lián)系起來了。
首先假設某瞬時輸入信號為正極(+),由于共射極晶體管放大器輸出的電壓極性與輸入的相反,為負極(一),通過反饋元件R,將負極性的反饋信號加到基極(b),與信號源假設極性相反,使電壓減小,所以反饋元件R為負反饋。然后,將放大器的輸出端對地交流短接,通過電容器C2晶體管集電極就會交流接地,此時就沒有信號通過負反饋元件R反饋到晶體管基極上,電路就不存在負反饋信號了,所以這是電壓負反饋電路。
②串聯(lián)負反饋放大器。
圖3-48所示為常見串聯(lián)負反饋放大器。其中電阻器R為電流負反饋元件,因為它既屬于輸入回路,又屬于輸出回路,將輸入與輸出回路聯(lián)系起來了。
首先假設某瞬時輸入信號為正極(+),由于發(fā)射極(e)的電壓極性與基極(b)相同,也為正極(+),提高了晶體管發(fā)射極的電位。因為晶體管發(fā)射結電壓等于輸入電壓Ube=U-Uf,通過反饋元件R,削弱輸入信號Ube的電壓,所以反饋元件R為負反饋。負反饋電阻器R是用于穩(wěn)定放大器,該電阻值越大,整個放大器的放大倍數(shù)越小。與負反饋電阻器R并聯(lián)的電容器C是去耦合電容器,相當于將發(fā)射極(e)的交流短路,使交流信號無負反饋作用,從而獲得較大的交流放大倍數(shù)。
(2)多級負反饋放大器的識圖方法
圖3-49所示為常見的多級負反饋放大器,電阻器R為兩級放大器之間的反饋元件,假設某瞬時輸入信號為正極(+),晶體管VT1和VT2各極電壓極性如圖3-49所示。由于晶體管VT2的集屯極輸出的信號極性為正極(+),經(jīng)反饋元件R反饋到晶體管VT1的發(fā)射極上的信號極性也為正極(+),提高了晶體管VT1發(fā)射極的電位,從而削弱了凈輸入信號Ube,故為負反饋。
①多級負反饋放大器的直流/交流反饋的判斷。
根據(jù)反饋信號的交直流性質,可以分為直流反饋和交流反饋。如果反饋信號中只包含直流成分則稱為直流反饋;若反饋信號中只有交流成分,則稱為交流反饋。很多情況下,交直流兩種反饋都有,圖3-50所示為實用多級負反饋放大器。
在圖3-50 (a)中,設晶體管VT2發(fā)射極的旁路電容器C2足夠大,可認為電容器兩端的交流信號基本為零,則從晶體管VT2的發(fā)射極通過電阻器R引回到晶體管VTI基極的反饋信號中將只有直流成分,因此電路中引入的是直流反饋。在圖3-50 (b)中,從輸出端通過電容器C和電阻器R將反饋引回到晶體管VT1的發(fā)射極,由于電容器的隔直作用,反饋信號中將只有交流成分,所以這個反饋是交流反饋。 PCF8574P
直流負反饋的作用是穩(wěn)定靜態(tài)工作點,而對于放大器的各項動態(tài)性能,如放大倍數(shù)、通頻帶、輸入及輸出電阻值等則沒有影響。各種不同類型的交流負反饋將對放大電路的各項動態(tài)性能產(chǎn)生不同的影響,是用以改善電路交流性能的主要手段。
②多級負反饋放大器的電流/電壓反饋的判斷。
根據(jù)反饋信號在放大器輸出端采樣方式的不同,可以分為電壓反饋和電流反饋。如果反饋信號3自輸出電壓,稱為電壓反饋;如果反饋信號取自輸出電流,則稱為電流反饋。
在圖3-50 (a)中,如果去掉旁路電容器C2,則反饋信號與輸出回路的電流成正比,因此是電流反饋。在圖3-50 (b)中,反饋信號與輸出電壓成正比,屬于電壓反饋。
放大器中引入電流負反饋,將使輸凼電流保持穩(wěn)定,其結果是提高了輸出電阻值;引入電壓負反饋,將使輸出電壓保持穩(wěn)定,其結果是降低了電路的輸出電阻值。
為了判斷放大電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋,~般可假設將輸出端交流短路,即令輸出電壓等于零,觀察此時是否仍有反饋信號,如果反饋信號不復存在,則為電壓反饋;否則就是電流反饋。
③多級負反饋放大器的串聯(lián)/并聯(lián)反饋的判斷。
根據(jù)反饋信號與輸入信號在放大電路輸入回路中求和形式的不同,可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。
如果反饋信號與輸入信號在輸入回路中以電壓形式求和,即反饋信號與輸入信號串聯(lián),則稱為串3反饋;如果二者以電流形式求和,即反饋信號與輸入信號并聯(lián),則稱為并聯(lián)反饋。
在圖3-50 (b)中,假設去掉旁路電容器c,晶體管VT1的基極電流等于輸入電流與反饋電流之差,即Ib=Ii-If,也就是說,反饋信號與輸入信號以電流形式求和,所以是并聯(lián)反饋。在圖3-50 (b)中,晶體管VT1的基極和發(fā)射極之間的凈輸入電壓阢。等于外加輸入電壓與反饋電壓之差,即Ube=U-Uf,說明反饋信號與輸入信號以電壓形式求和,因此屬于串聯(lián)反饋。
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