【模电笔记】5.放大电路中的反馈
作者:佳蓁政睿9 | 来源:互联网 | 2023-08-13 11:51
目录一、前言1.事先声明2.学习感悟二、正文1.反馈的基本概念(1)反馈(2)输入回路与输出回路
目录
一、前言
1.事先声明
2.学习感悟
二、正文
1.反馈的基本概念
(1)反馈
(2)输入回路与输出回路
(3)闭环状态
(4)开环状态
2.反馈的各种类型
(2)串联反馈与并联反馈
(3)正反馈与负反馈
(4)电压反馈和电流反馈
3.反馈基本方程式
4.负反馈的影响->估算电路特性 and 设计负反馈
(1)共性
(2)特性
三、习题+分析
1.反馈各种类型的判断
题目(1)含三极管的放大电路
题目(2)含差分放大电路
题目(3)含场效应管的放大电路
题目(4)含运放
2.在深度负反馈情况下估算含反馈回路的放大电路性能
题目(1)
题目(2)
题目(3)
题目(4)
一、前言
1.事先声明
- 以下参考哈工大模电教材,以下“教材”均指哈工大的教材
- 红色表示重要的地方;橙色表示次重要的地方;棕色表示重要的概念名称。
2.学习感悟
-
要熟悉掌握判断反馈电路的类型的判断,这是做题最基本也最重要的能力。而瞬时极性法是其中的第一个重点内容;
-
反馈电路具备的特性导致不需要计算,只需要概念分析就能得出结果。
-
反馈的知识非常重要,是分析电路的一个新方法。此外,在前面的双极性晶体管中的讲解,涉及到的发射极电阻就是反馈电阻;在后面讲到信号发生电路的时候,振荡电路会一直使用正反馈。
-
大部分情况下都会引入负反馈,稳定放大电路的静态工作点和改善放大电路的动态性能;正反馈主要用于振荡。
-
本章以习题为主分析。
二、正文
1.反馈的基本概念
事先说明,那些串联反馈等基本概念名词可不是乱取的,学到它们在电路中的作用的时候会非常明晰了。
(1)反馈
将放大电路的输出信号的一部分或全部通过一定的方式引回到输入电路,以影响输入信号的措施。而反馈根据结构上又分为两种。
- 局部反馈:本级放大电路就存在的反馈;
- 跨级反馈:不同级的放大电路之间存在的反馈。
教材P248 (2)输入回路与输出回路
这是两个看似简单的概念,但是请注意,在分析反馈的时候,千万不要简单地把输入信号和输出信号当作那个
我个人建议新手的判断顺序。当然,判断熟了就几秒钟的事,无所谓先后了
(1)直流反馈和交流反馈
①直流反馈:反馈存在于放大电路的直流通路之中且反馈信号只有直流成分。
②交流反馈:反馈存在于放大电路的交流通路之中且反馈信号只有交流成分。
③交直流反馈:反馈既存在于直流通路又存在于交流通路。
教材P248 (2)串联反馈与并联反馈
①串联反馈:反馈信号与输入信号以电压形式相叠加
②并联反馈:反馈信号与输入信号以电流形式相叠加
③判断方法:这个判断方法非常简单。如果输入信号那个端子引出了一条导线,那就一定会存在分流,那么反馈信号与输入信号会以电流信号叠加,这样的反馈就是并联反馈;反之则是串联反馈
教材P249 ④我在开头说了,判断反馈的第二步就要判断是串联反馈还是并联反馈,是因为:在确定是以电压或电流形式叠加信号后,更容易判断后面两种类型的反馈。
(3)正反馈与负反馈
正反馈大多是坏事,负反馈大多是好事,在电路中基本都用负反馈。
①正反馈:反馈信号与输入信号相叠加后使净输入信号增加。
②负反馈:反馈信号与输入信号相叠加后使净输入信号减少。
③判断方法:瞬时极性法
- 先假设输入信号对地的瞬时极性&#xff08;就假设这个输入信号是正弦波&#xff0c;瞬时极性为正就是正弦波y>0的那一部分&#xff0c;瞬时极性为负就是正弦波y<0的那一部分&#xff09;&#xff1b;
- 按信号传输方向&#xff0c;根据先前所学知识&#xff0c;依次判断放大电路中各相关点信号的瞬时极性&#xff0c;得到输出信号的瞬时极性&#xff1b;
- 根据输出信号的瞬时极性判断反馈信号的瞬时极性&#xff1b;
- 根据反馈信号的瞬时极性判断是使输入信号减小了还是增加了。
信号遇到各种不同电器元件&#xff0c;相位变化是不一样的&#xff01;
- 电阻&#xff1a;信号遇到电阻不会改变极性。
- 双极性晶体管&#xff1a;信号遇到双极性晶体管&#xff0c;有两个关键点&#xff1a;一是输入端子是哪里&#xff0c;输出端子是哪里&#xff1b;二是对应组态的电压放大倍数是正的还是负的。然后再判断。
![](https://img8.php1.cn/3cdc5/18867/711/abcbede6821a2d1e.png)
- 场效应管&#xff1a;判断方法与双极性晶体管一致&#xff0c;只是基极换为栅极&#xff0c;集电极换为漏极&#xff0c;发射极换为源极。
- 集成运算放大器&#xff1a;信号由正相输入端进->输出信号相位与输入信号相位相同&#xff1b;信号由反相输入端进->输出信号相位与输入信号相位相反
三个基本原则&#xff1a;
- 上述说的瞬时极性的判断顺序不可改变&#xff1b;
- 不对接地出判断极性&#xff0c;电压一定为0V&#xff0c;无意义&#xff1b;
- 因为我们分析的交流信号肯定要经过放大&#xff0c;所以分析时一定要经过放大元件&#xff08;晶体管、运放&#xff09;。
教材P250 &#xff08;4&#xff09;电压反馈和电流反馈
①电压反馈&#xff1a;反馈信号将输出回路的电压的一部分或全部送回到输入回路
②电流反馈&#xff1a;反馈信号将输出回路的电流的一部分或全部送回到输入回路
③判断方法&#xff1a;将输出电压短路&#xff0c;若反馈信号消失了&#xff0c;则说明是电压反馈&#xff0c;反之是电流反馈&#xff08;我在很多地方看到了不同的判断方法&#xff0c;但是最后还是觉得上述方法更严谨&#xff09;。
这个反馈信号是电压还是电流呢&#xff1f;这是要根据先前判断的串联反馈或并联反馈决定的。看下图&#xff0c;由于Re是引入了串联反馈&#xff08;输入信号与反馈信号以电压方式叠加&#xff09;&#xff0c;因此判断反馈信号是否消失指的是Re电压信号是否消失。
教材P249 3.反馈基本方程式
有如下定义&#xff1a;
输入信号![\dot{X_{i}}](https://img.php1.cn/3cd4a/1eebe/cd5/67cc2e96eddffff8.png)
基本放大电路的放大倍数&#xff08;开环放大倍数&#xff09;
![\dot{A}&#61;\frac{\dot{X_{o}}}{\dot{{X_{i}}&#39;}}](https://img.php1.cn/3cd4a/1eebe/cd5/443b30bb45e66690.webp)
分析
瞬时极性法 蓝色箭头表示判断顺序