模擬電路 單元四　放大電路中的反饋

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1、單 元 四 放 大 電 路 中 的 反 饋4.1 反 饋 的 基 本 概 念 及 判 斷 方 法4.2 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 的 四 種 基 本 組 態(tài)4.4 深 度 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 放 大 倍 數(shù) 分 析4.6 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 的 穩(wěn) 定 性4.3 負(fù) 反 饋 對(duì) 放 大 電 路 的 方 框 圖4.5 負(fù) 反 饋 對(duì) 放 大 電 路 性 能 的 影 響童詩(shī)白第三版 童詩(shī)白第三版 本 章 重 點(diǎn) 和 考 點(diǎn) ：1.負(fù) 反 饋 組 態(tài) 的 正 確 判 斷2.深 度 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 放 大 倍 數(shù) 的 計(jì) 算3.負(fù) 反 饋 的 作 用本 章 教 學(xué) 時(shí) 數(shù)

2、 ： 8學(xué) 時(shí) 童詩(shī)白第三版 本 章 討 論 的 問(wèn) 題 ：1.什 么 是 反 饋 ？ 什 么 是 直 流 反 饋 和 交 流 反 饋 ？ 什 么 是 正 反 饋 和 負(fù) 反 饋 ？ 為 什 么 要 引 入 反 饋 ？2.如 何 判 斷 電 路 中 有 無(wú) 引 入 反 饋 ？ 引 入 的 是 直 流 反 饋 還 是 交 流 反 饋 ？ 是 正 反 饋 還 是 負(fù) 反 饋 ？3.交 流 負(fù) 反 饋 有 哪 四 種 組 態(tài) ？ 如 何 判 斷 ？4.交 流 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 的 一 般 表 達(dá) 式 是 什 么 ？ 童詩(shī)白第三版 本 章 討 論 的 問(wèn) 題 ：5.放 大 電 路 中 引 入

3、 不 同 組 態(tài) 的 負(fù) 反 饋 后 ， 將 對(duì) 性 能 分 別 產(chǎn) 生 什 么 樣 的 影 響 ？6.什 么 是 深 度 負(fù) 反 饋 ？ 在 深 度 負(fù) 反 饋 下 ， 如 何 估 算 反 饋 系 數(shù) 和 放 大 倍 數(shù) ？7.為 什 么 放 大 電 路 以 三 級(jí) 為 最 常 見(jiàn) ？8.負(fù) 反 饋 愈 深 愈 好 嗎 ？ 什 么 是 自 激 振 蕩 ？ 什 么 樣 的 負(fù) 反 饋 容 易 產(chǎn) 生 自 激 振 蕩 ？ 如 何 消 除 自 激 振 蕩 ？ 4.1 反 饋 的 基 本 概 念 及 判 斷 方 法4.1.1 反 饋 的 基 本 概 念一 、 什 么 是 反 饋在 電 子 設(shè) 備 中

4、 經(jīng) 常 采 用 反 饋 的方 法 來(lái) 改 善 電 路 的 性 能 ， 以 達(dá)到 預(yù) 定 的 指 標(biāo) 。放 大 電 路 中 的 反 饋 ， 是 指 將 放 大 電 路 輸出 電 量 (輸 出 電 壓 或 輸 出 電 流 )的 一 部 分或 全 部 ， 通 過(guò) 一 定 的 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) ， 引 回 到 放大 器 的 輸 入 端 ， 與 原 輸 入 信 號(hào) 疊 加 后 作 為輸 入 信 號(hào) 去 控 制 輸 出 ， 從 而 使 放 大 器 的 某些 性 能 獲 得 有 效 改 善 的 過(guò) 程 。 。 Xi為 輸 入 信 號(hào)X f為 反 饋 信 號(hào)Xid為 凈 輸 入 信 號(hào) 反 饋 放 大 電 路

5、 的 方 框 圖 idoXXA ofXXF FAAAf 1X .X.i X idf 基 本 放 大 電 路 A正 向 傳 輸反 向 傳 輸+ X.o 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) F是 放 大 器 的 開(kāi) 環(huán) 放 大 倍 數(shù) A idX iX fX= -是 反 饋 網(wǎng) 絡(luò) 的 反 饋 系 數(shù) F 為 該 放 大 器 的 閉 環(huán) 放 大 倍 數(shù) fA 二 、 正 反 饋 和 負(fù) 反 饋 反 饋 信 號(hào) 增 強(qiáng) 了 外 加 凈 輸 入信 號(hào) ， 使 放 大 電 路 的 放 大 倍 數(shù) 提高 正 反 饋 反 饋 信 號(hào) 削 弱 了 外 加 凈 輸 入 信 號(hào) ， 使 放 大 電 路 的放 大 倍 數(shù) 降 低 負(fù)

6、反 饋 負(fù) 反 饋穩(wěn) 定 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn)正 反 饋 多 用 于 振 蕩 電 路 和 脈 沖 電 路 中 。負(fù) 反 饋 多 用 于 改 善 放 大 電 路 的 性 能 。 三 、 直 流 反 饋 和 交 流 反 饋(a)直 流 負(fù) 反 饋 (b)交 流 負(fù) 反 饋交 流 反 饋 ： 反 饋 信 號(hào) 中 僅 有 交 流 成 分 ， 僅 對(duì) 輸 入 回 路 中 的 交 流 成 分 有 影 響 .交 流 反 饋 用 以 改 善 放 大 電 路 的 性 能 。直 流 反 饋 ： 反 饋 信 號(hào) 中 僅 有 直 流 成 分 ， 僅 對(duì) 輸 入 回 路 中 的 直流 成 分 有 影 響 .直 流 反 饋

7、 可 穩(wěn) 定 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 。 4.1.2 反 饋 的 判 斷一 、 有 無(wú) 反 饋 的 判 斷是 否 有 聯(lián) 系 輸 入 、 輸 出 回 路 的 反 饋 通 路 ；是 否 影 響 放 大 電 路 的 凈 輸 入 。 (a)沒(méi) 引 入 反 饋 的 放 大 電 路 (b)引 入 反 饋 的 放 大 電 路 (c) R的 接 入 沒(méi) 引 入 反 饋 反 饋 極 性 的 判 斷 方 法 ： 瞬 時(shí) 極 性 法 。 先 假 定 某 一 瞬 間 輸 入 信 號(hào) 的 極 性 ， 然 后 按 信 號(hào)的 放 大 過(guò) 程 ， 逐 級(jí) 推 出 輸 出 信 號(hào) 的 瞬 時(shí) 極 性 ， 最 后根 據(jù) 反 饋 回

8、 輸 入 端 的 信 號(hào) 對(duì) 原 輸 入 信 號(hào) 的 作 用 ， 判斷 出 反 饋 的 極 性 。二 、 反 饋 極 性 的 判 斷對(duì) 分 立 元 件 而 言 ， C與 B極 性 相 反 ， E與 B極 性 相 同 。對(duì) 集 成 運(yùn) 放 而 言 ， u O與 uN極 性 相 反 ， uO與 uP極 性 相 同 。(動(dòng) 畫(huà) avi9-2.avi) 2、 判 定 方 法 ：（ 1） 先 假 定 外 加 輸 入信 號(hào) 電 壓 ui處 于 某 一 瞬時(shí) 極 性 。 如 用 “ ” 號(hào) 。（ 2） 按 照 信 號(hào) 單 向傳 輸 的 方 向 ， 同 時(shí)根 據(jù) 放 大 電 路 基 射同 相 ， 基 集 反

9、相 的原 則 ， 判 斷 出 反 饋信 號(hào) U f的 瞬 時(shí) 極 性 。（ 3） 當(dāng) 輸 入 信 號(hào) ui和 反 饋 信 號(hào) uf在 相 同端 點(diǎn) 時(shí) ， 兩 者 為 同 極性 ， 為 正 反 饋 ； 二 者極 性 相 反 ， 為 負(fù) 反 饋 。 （ 4） 當(dāng) 輸 入 信 號(hào) ui和 反 饋 信 號(hào) uf不 在 相 同 端 點(diǎn) ，兩 者 同 極 性 ， 為 負(fù) 反 饋 ； 二 者 極 性 相 反 ， 為 正 反 饋 。電 壓 瞬 時(shí) 極 性 法圖 4.2 反 饋 極 性 的 判 斷 反 饋 放 大 電 路 由 單 級(jí) 運(yùn) 算 放 大 器 構(gòu) 成 時(shí) ，反 饋 信 號(hào) 送 回 到 反 相 輸 入

10、 端 的 ， 為 負(fù) 反 饋 ；反 饋 信 號(hào) 送 回 到 同 相 輸 入 端 的 ， 為 正 反 饋 。 圖 4.2 反 饋 極 性 的 判 斷 瞬 時(shí) 極 性 法 返 回 在 放 大 電 路 的 輸 入 端 ， 假 設(shè) 一 個(gè) 輸 入 信 號(hào) 對(duì) 地的 極 性 ， 可 用 “ +” 、 “ -” 或 “ ” 、 “ ”表 示 。 按 信 號(hào) 傳 輸 方 向 依 次 判 斷 相 關(guān) 點(diǎn) 的 瞬 時(shí)極 性 ， 直 至 判 斷 出 反 饋 信 號(hào) 的 瞬 時(shí) 極 性 。 如 果反 饋 信 號(hào) 的 瞬 時(shí) 極 性 使 凈 輸 入 減 小 ， 則 為 負(fù) 反饋 ； 反 之 為 正 反 饋 。例 1

11、負(fù) 反 饋 返 回 瞬 時(shí) 極 性 法例 2負(fù) 反 饋例 3 負(fù) 反 饋例 4 正 反 饋 例 ： 用 瞬 時(shí) 極 性 法 判 斷 電 路 中 的 反 饋 極 性 。 - - 因 為 差 模 輸 入 電 壓 等于 輸 入 電 壓 與 反 饋 電 壓 之差 ， 反 饋 增 強(qiáng) 了 輸 入 電 壓 ，所 以 為 正 反 饋 。 - 反 饋 信 號(hào) 削 弱 了 輸 入信 號(hào) ， 因 此 為 負(fù) 反 饋 。圖 6.1.3(a)正 反 饋(b)負(fù) 反 饋 例 vI vO- + RL R2 R1(+) (+) (-) (-)凈 輸 入 量 減 小 vI vO- + RLR2 R1(+) (+) (-)(-

12、) 凈 輸 入 量 增 加a負(fù) 反 饋 b正 反 饋 vO- + R4 R5 R3 - +vI R1 R2 反 饋 通 路 反 饋 通 路 級(jí) 間 反 饋 通 路(+) (+) (+) (+) (-)凈 輸 入 量 減 小c級(jí) 間 負(fù) 反 饋 反 饋 通 路本 級(jí) 反 饋 通 路 分 立 元 件 電 路 反 饋 極 性 的 判 斷 圖 6.1.4分 立 元 件 放 大 電 路 反 饋 極 性 的 判 斷 反 饋 通 路凈 輸 入 量 減 小 負(fù) 反 饋 原 則 ： 對(duì) 分 立 元 件 而 言 ， C與 B極 性 相 反 ， E與 B極 性 相 同 。 三 、 交 流 反 饋 和 直 流 反 饋

13、1、 定 義（ 1） 直 流 反 饋 反 饋 信 號(hào) 中 只 包 含 直 流 成 分 。 直 流 負(fù) 反 饋 穩(wěn) 定 Q點(diǎn) ， 動(dòng) 態(tài) 參 數(shù) 無(wú) 影 響 。（ 2） 交 流 反 饋 反 饋 信 號(hào) 中 只 包 含 交 流 成 分 。 交 流 負(fù) 反 饋 改 善 動(dòng) 態(tài) 參 數(shù) ， 不 影 響 Q點(diǎn) 。（ 3） 交 直 流 反 饋 既 有 直 流 量 又 有 交 流 量 。 交 直 流 負(fù) 反 饋 既 可 穩(wěn) 定 Q點(diǎn) 又 可 改 善 動(dòng) 態(tài) 參 數(shù) 2、 判 定 方 法直 流 通 路 中 ， 如 果 反 饋 回 路 存 在 ， 即 為 直 流 反 饋 。在 交 流 通 路 中 ， 如 果 反

14、 饋 回 路 存 在 ， 即 為 交 流 反 饋 。如 果 在 直 、 交 流 通 路 中 ， 反 饋 回 路 都 存 在 ， 即 為 交 、 直流 反 饋 。 Rf、 Re2直 流 負(fù) 反 饋 Rf、 Re2交 流 負(fù) 反 饋圖 4.3 直 流 反 饋 和 交 流 反 饋 直 流 反 饋 與 交 流 反 饋 的 判 斷圖 6.1.5直 流 反 饋 與 交 流 反 饋 的 判 斷 （ 一 ） (a)電 路 (b)直 流 通 路 (c)交 流 通 路直 流 反 饋 無(wú) 交 流 反 饋 返 回 輸 入端 引入 反饋 的方 式 并 聯(lián) 反 饋 ： 反 饋 信 號(hào) 與 輸 入 信 號(hào) 加 在放 大 電

15、 路 輸 入 回 路 的 同 一 輸 入 端串 聯(lián) 反 饋 ： 反 饋 信 號(hào) 和 輸 入 信 號(hào) 加 在放 大 電 路 輸 入 回 路 的 兩 個(gè) 不 同 輸 入 端反 饋 信 號(hào) 與 輸 入 信 號(hào) 以電 流 的 形 式 進(jìn) 行 比 較反 饋 信 號(hào) 與 輸 入 信 號(hào) 以電 壓 的 形 式 進(jìn) 行 比 較四 、 并 聯(lián) 反 饋 與 串 聯(lián) 反 饋 的 判 斷判 斷 方 法 ： 將 輸 入 回 路 的 反 饋 節(jié) 點(diǎn) 對(duì) 地 短路 ， 若 輸 入 信 號(hào) 仍 能 送 入 到 放 大 電 路 中 ，則 為 串 聯(lián) 反 饋 ； 若 輸 入 信 號(hào) 不 能 再 送 入 到放 大 電 路 中 ，

16、則 為 并 聯(lián) 反 饋 。 返 回 例題 串 聯(lián) 反 饋并 聯(lián) 反 饋例 1例 2例 3 串 聯(lián) 反 饋例 4 并 聯(lián) 反 饋 1.串 聯(lián) 反 饋 的 特 點(diǎn) ：以 電 壓 求 和 方 式 反 映反 饋 對(duì) 輸 入 的 影 響 ； 如 果 信 號(hào) 源 是 一 個(gè) 恒 壓 源 （ Vi一 定 ） ， Vf 越 大 ， 放大 電 路 得 到 的 輸 入 電 壓 越 小 ， 反 饋 效 果 越 強(qiáng) 。 如 果 信 號(hào)源 是 一 個(gè) 恒 流 源 ， 則 V d與 Vf 無(wú) 關(guān) ， 反 饋 將 不 起 作 用 。Vd =Vi - Vf 說(shuō) 明 ：串 聯(lián) 反 饋 信 號(hào) 源 內(nèi) 阻 越 小 越 好 。Ii

17、 +-Vd+-Vi +-Vf AF RL +-Vo 2.并 聯(lián) 反 饋 的 特 點(diǎn) ：并 聯(lián) 反 饋 信 號(hào) 源 內(nèi) 阻 越 大 越 好 。以 電 流 求 和 方式 反 映 反 饋 對(duì)輸 入 的 影 響 ；如 果 信 號(hào) 源 是 一 個(gè) 恒 壓 源 ， 則 I d與 If 無(wú) 關(guān) ， 反 饋 將 不起 作 用 。如 果 信 號(hào) 源 是 一 個(gè) 恒 流 源 （ Ii一 定 ） ， If 越 大 ， 放大 電 路 得 到 的 輸 入 電 流 越 小 ， 反 饋 效 果 越 強(qiáng) 。Id =Ii - If 說(shuō) 明 ： +-Vs If Rs Ii Id RL +-VoAF 返 回 輸 出端 獲取 反饋

18、的方 式 電 壓 反 饋 ： 反 饋 信 號(hào) 的 取 樣 對(duì) 象 是 輸 出電 壓 ， 稱(chēng) 為 電 壓 反 饋 。電 流 反 饋 ： 反 饋 信 號(hào) 的 取 樣 對(duì) 象 是 輸 出電 流 ， 稱(chēng) 為 電 流 反 饋 。判 別 方 法將 輸 出 端 交 流 短 路 ， 若 反 饋 信 號(hào) 消失 ， 則 為 電 壓 反 饋 ； 若 反 饋 信 號(hào) 仍然 存 在 ， 則 為 電 流 反 饋 ?？?以 穩(wěn) 定 輸 出 電 壓可 以 穩(wěn) 定 輸 出 電 流五 、 電 壓 反 饋 與 電 流 反 饋 電 壓 反 饋 反 饋 信 號(hào) 從 輸 出 電 壓 uo采 樣 。電 流 反 饋 反 饋 信 號(hào) 從 輸

19、出 電 流 io采 樣 。 圖 4.3 電 壓 反 饋 和 電 流 反 饋 判 定 方 法 反 饋 信 號(hào) 采 樣 點(diǎn) 與 輸 出 電 壓 在 相 同 端 點(diǎn) 的 是 電 壓 反 饋 。 反 饋 信 號(hào) 采 樣 點(diǎn) 與 輸 出 電 壓 在 不 同 端 點(diǎn) 的 是 電 流 反 饋 。 圖 4.4 電 壓 與 電 流 反 饋 的 判 斷 返 回 例題 例 1 電 壓 反 饋例 2 電 流 反 饋例 3 電 流 反 饋 六 ： 反 饋 的 四 種 基 本 組 態(tài)一 、 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 圖 6.2.2 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 電 路 反 饋 信 號(hào) 與 輸 出 電 壓 成正 比 ， 集

20、 成 運(yùn) 放 的 凈 輸 入 電壓 等 于 輸 入 電 壓 與 反 饋 電 壓之 差 ， .fi.i UUU .oF1 1f. URR RU 電 壓 串 聯(lián) 、 電 壓 并 聯(lián) 、 電 流 串 聯(lián) 、 電 流 并 聯(lián) 二 、 電 流 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 圖 6.2.3 電 流 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 電 路反 饋 信 號(hào) 與 輸 出 電 流 成 正 比 ，凈 輸 入 電 壓 等 于 外 加 輸 入 信 號(hào)與 反 饋 信 號(hào) 之 差 .fi.i UUU Fo.f. RIU （ 2） 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 電 路 的 輸 入 電 流 很 小 ， 適 用 于 輸 入 信 號(hào) 為 恒 壓 源 或 近 似 恒

21、 壓 源 的 情 況 。（ 1） 電 壓 負(fù) 反 饋 能 夠 穩(wěn) 定 輸 出 電 壓 ， 電 流 負(fù) 反 饋 能 夠 穩(wěn) 定 輸 出 電 流 。小 結(jié) 三 、 電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 圖 6.2.4 電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 電 路 反 饋 信 號(hào) 與 輸 出 電 壓 成 正 比 ， 凈 輸 入 電 流 等 于 外 加 輸 入 電 流 與 反 饋 電 流 之 差.f.i.i III F.of. RUI 四 、 電 流 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 圖 6.2.5 電 流 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 電 路 反 饋 信 號(hào) 與 輸 出 電流 成 正 比 ， 凈 輸 入 電 流等 于 外 加 輸 入 信 號(hào)

22、與 反饋 信 號(hào) 之 差 ： .f.ii III F3 3o.f. RR RII 返 回 例題 例 1 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋例 2 電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋例 3 電 流 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋例 4 電 流 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 反 饋 阻 態(tài) 的 判 斷 iX并 聯(lián) ： 反 饋 量 和fX 輸 入 量接 于 同 一 輸 入 端 。 fXiXfXiX接 于 不 同 的 輸 入 端 。 iX串 聯(lián) ： 反 饋 量 和fX 輸 入 量 fXiX fXiX電 流 ： 將 負(fù) 載 短 路 ， 反 饋 量 仍 然 存 在 。電 壓 ： 將 負(fù) 載 短 路 ， 反 饋 量 為 零 。 一 、 電 壓

23、負(fù) 反 饋 與 電 流 負(fù) 反 饋 的 判 斷令 輸 出 電 壓 為 零 ， 反 饋 電 流 不 存 在 ， 所 以 是電 壓 負(fù) 反 饋 令 輸 出 電 壓 為 零 ， 反 饋 電 流 仍 存 在 ， 所 以 是電 流 負(fù) 反 饋 二 、 串 聯(lián) 反 饋 與 并 聯(lián) 反 饋 的 判 斷 （ 略 ）例 4.2.1 判 斷 反 饋 的 組 態(tài) 。反 饋 通 路 ： T、 R2與 R1交 、 直 流 反 饋瞬 時(shí) 極 性 法 判 斷 ： 負(fù) 反 饋輸 出 端 看 ： 電 流 負(fù) 反 饋輸 入 端 看 ： 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋電 路 引 入 交 、 直 流 電 流 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 例 4.2.2

24、判 斷 反 饋 的 組 態(tài) 。 圖 6.2.9 例 6.2.2電 路 圖反 饋 通 路 ： T3 、 R4與 R2交 、 直 流 反 饋瞬 時(shí) 極 性 法 判 斷 ： 負(fù) 反 饋輸 出 端 看 ： 電 壓 負(fù) 反 饋輸 入 端 看 ： 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋電 路 引 入 交 、 直 流 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 反 饋 類(lèi) 型 判 斷上 述 電 路 為 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 上 述 電 路 為 電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 上 述 電 路 為 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 上 述 電 路 為 電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 指 出 圖 所 示 各 放 大 電 路 中 的 反 饋 環(huán) 節(jié) ， 判

25、別 其反 饋 極 性 和 類(lèi) 型 。 (a) 電 流 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 ； (b) 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 - + + + uo - - + + ui R1 R2 R3 RL R4 (a) - + + + uo - - + + ui R1 R2 R3 RL R4 (b) 4.3.1負(fù)反饋放大電路的方框圖表示法圖 6.3.1 反 饋 放 大 電 路 方 框 圖.f.o. i XXX ， 分 別為 輸 入 信 號(hào) 、 輸 出 信號(hào) 和 反 饋 信 號(hào) ；開(kāi) 環(huán) 放 大 倍 數(shù) :.A無(wú) 反 饋 時(shí) 放 大 網(wǎng) 絡(luò) 的 放 大 倍 數(shù) ；因 為 ： i.o. XXA o.f. XXF .f.

26、ii XXX 4.3負(fù)反饋放大電路的方框圖及一般表達(dá)式 所 以 ： )()( .o. i.f. i.i.o XFXAXXAXAX 閉 環(huán) 放 大 倍 數(shù) ： :.fAFAAXXA 1 .i.o.f 電 路 的 環(huán) 路 放 大 倍 數(shù) ： i. f. XXFA o.f. XXF 反 饋 系 數(shù) ： . FA.F FAAXXA 1 .i.o.f若 11 FA FFAAFAAA 11 .f 深 度 負(fù) 反 饋 結(jié) 論 ： 深 度 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 的 放 大 倍 數(shù) 主 要 由 反 饋網(wǎng) 絡(luò) 的 反 饋 系 數(shù) 決 定 ， 能 保 持 穩(wěn) 定 。若 ， 01 FA 則 fA 自 激 振 蕩

27、 4.3.2 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 的 一 般 表 達(dá) 式閉 環(huán) 放 大 倍 數(shù) ： AFAAf 1在 中 頻 段 ， Af、 A和 F均 為 實(shí) 數(shù) 返 回 反 饋 深 度1 AF 稱(chēng)為反饋深度 當(dāng) 1+AF 1時(shí) ， AF A， 相 當(dāng) 于 負(fù) 反 饋當(dāng) 1+AF 1時(shí) ， AF A， 相 當(dāng) 于 正 反 饋當(dāng) 1+AF 1時(shí) ， 稱(chēng) 為 深 度 負(fù) 反 饋FAAXXA 1 .i.o.f若 ， 01 FA 則 fA 自 激 振 蕩 4.4.1 深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)放 大 電 路 的 閉 環(huán) 電 壓 放 大 倍 數(shù) ： iof XXA 深 度 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 的 閉 環(huán) 電 壓

28、 放 大 倍 數(shù) ： FA 1f ofXXF 而 foio XXXX 所 以 得 fi XX 對(duì) 于 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 ： 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 ： fi UU fi II 結(jié) 論 ： 根 據(jù) 負(fù) 反 饋 組 態(tài) ， 選 擇 適 當(dāng) 的 公 式 ； 再 根 據(jù)放 大 電 路 的 實(shí) 際 情 況 ， 列 出 關(guān) 系 式 后 ， 直 接 估 算 閉 環(huán) 電壓 放 大 倍 數(shù) 。 4.4 深 度 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 放 大 倍 數(shù) 的 分 析 凈 輸 入 信 號(hào) 近 似 為 零 ， 即 運(yùn) 算 放 大器 同 相 輸 入 端 與 反 相 輸 入 端 的 電 位 近 似 相等 ， 兩 輸 入 端

29、 間 似 乎 短 路 但 并 沒(méi) 有 真 正 的短 路 ， 稱(chēng) 為 “ 虛 短 ” 。 閉 環(huán) 輸 入 電 阻 ， 即 閉 環(huán) 放 大 電 路 的 輸入 電 流 近 似 為 零 ， ， 兩 輸 入 端 似 乎開(kāi) 路 但 并 沒(méi) 有 真 正 的 開(kāi) 路 ， 稱(chēng) 為 “ 虛 斷 ” 。 idu ifR 0 ii 0 fiid XXX 二 .深 度 負(fù) 反 饋 放 大 電 路 性 能的 估 算例 1：解 ： 圖 3-26屬 于 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 電 路 ，由 于 集 成 運(yùn) 放 的 開(kāi) 環(huán) 增 益 很 大 ， 所 以 反 饋 為 深度 負(fù) 反 饋 。 因 此 有 ： 利 用 集 成 運(yùn) 放

30、 “ 虛 斷 ” 的 特 點(diǎn) 有反 饋 系 數(shù) 為 ： 0 idu fi uu off uRR Ru 1 1fof RR RuuF 1 1 所 以 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 閉 環(huán) 放 大 倍 數(shù) 就 是 閉 環(huán) 電 壓放 大 倍 數(shù) ， 所 以 閉 環(huán) 電 壓 放 大 倍 數(shù) 為 ：因 為 深 度 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 ， 故 有 因 為 深 度 電 壓 負(fù) 反 饋 ， 故 有 111 11 RRRRRFA fff 11 RRAA ffuf ifR 0OR 例 4.4.1 如 圖 6.2.8， 已 知 R1 10K ， R2 100 K ， R3 2 K ， RL 5 K 。 求 解 在 深

31、 度 負(fù) 反 饋 條 件 下 的 AUf.圖 6.2.8 例 6.4.1電 路 圖解 ：反 饋 通 路 ： T、 R3、 R2與 R1電 路 引 入 電 流 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 IRRR RIR 321 31 10321 311 RIRRR RRIU Rf Lf RRRR RRUUF )( 321 310 30)(1 31 321 RR RRRRFA Luf 例 4.4.2 在 圖 6.2.9所 示 電 路 中 ， 已 知 R2 10K ， R4 100 K ， 求 解 在 深 度 負(fù) 反 饋 條 件 下 的 AUF圖 6.2.9 例 6.4.2電 路 圖反 饋 通 路 ： T3 、 R4與

32、R2電 路 引 入 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 42 20 RR RUUF fuu 1111 240 RRFUUA uuiuuf電 壓 放 大 倍 數(shù) 例 4.4.3a 估 算 深 負(fù) 反 饋 運(yùn) 放 的 閉 環(huán) 電 壓 放 大 倍 數(shù) 。解 ： 該 電 路 為 電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 ， 在 深 度 負(fù) 反 饋 條 件下 ： fi II ， 1ii RUI Fof RUI 1iFo RURU 得 則 閉 環(huán) 電 壓 放 大 倍 數(shù) 為 ： 11.0202.21Fiof RRUUAu 例 6.4.3a電 路 圖 該 電 路 為 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋o32 3f URR RU 5.22

33、3111 32f RRFAu 32 3of RR RUUF 故 在 深 度 負(fù) 反 饋 條 件 下 例 6.4.3 (b)電 路 圖 例 4.4.3b： 例 6.4.4 電 路 圖該 電 路 為 電 流 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 ，在 深 度 負(fù) 反 饋 條 件 下 ：fi II F3 3LoF3 3of RR RRURR RII 1ii RUI 故 ： 1iF3 3Lo RURR RRU 閉 環(huán) 電 壓 放 大 倍 數(shù) 為 ：9.51.51 )101.5(2)( 31 F3Liof RR RRRUUAu 例 4.4.4 4.5 負(fù) 反 饋 對(duì) 放 大 電 路 性 能 的 影 響4.5.1穩(wěn)定放大倍

34、數(shù) 引 入 負(fù) 反 饋 后 ， 在 輸 入 信 號(hào) 一 定 的 情 況 下 ， 當(dāng) 電 路參 數(shù) 變 化 、 電 源 電 壓 波 動(dòng) 或 負(fù) 載 發(fā) 生 變 化 時(shí) ， 放 大 電 路輸 出 信 號(hào) 的 波 動(dòng) 減 小 ， 即 放 大 倍 數(shù) 的 穩(wěn) 定 性 提 高 。 放 大 倍 數(shù) 穩(wěn) 定 性 提 高 的 程 度 與 反 饋 深 度 有 關(guān) 。FAAA 1 .f 在 中 頻 范 圍 內(nèi) ， AFAA 1f AAAFAA d1 1d ff 放 大 倍 數(shù) 的 相 對(duì) 變 化 量 ： 結(jié) 論 ： 引 入 負(fù) 反 饋 后 ， 放 大 倍 數(shù) 的 穩(wěn) 定 性 提 高 了 (1 + AF) 倍 。

35、例 ： 在 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 放 大電 路 中 ， k18 k210F 15R RA ， 估 算 反 饋 系 數(shù) 和 反 饋 深 度 F ；)1( FA 估 算 放 大 電 路 的 閉 環(huán) 電 壓 放 大 倍 數(shù) ；fA 如 果 開(kāi) 環(huán) 差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) A 的 相 對(duì) 變 化 量 為 10%， 此 時(shí) 閉 環(huán) 電 壓 放 大 倍 數(shù) Af 的 相 對(duì) 變 化 量 等 于 多少 ？ 解 ： 反 饋 系 數(shù) 1.0182 2F1 1of RR RUUF 反 饋 深 度 45 101.01011 FA 閉 環(huán) 放 大 倍 數(shù) 1010101 45.f FAAA Af 的 相

36、 對(duì) 變 化 量 %001.010%10d1 1d 4ff AAAFAA 結(jié) 論 ： 當(dāng) 開(kāi) 環(huán) 差 模 電 壓 放 大 倍 數(shù) 變 化 10% 時(shí) ，電 壓 放 大 倍 數(shù) 的 相 對(duì) 變 化 量 只 有 0.000 1%， 而 穩(wěn)定 性 提 高 了 一 萬(wàn) 倍 。 返 回 負(fù)反饋的優(yōu)點(diǎn) 負(fù) 反 饋 對(duì) 輸 入 電 阻 的 影 響 與 反 饋 加 入 的 方 式有 關(guān) ， 即 與 串 聯(lián) 或 并 聯(lián) 反 饋 有 關(guān) ， 而 與 電 壓或 電 流 反 饋 無(wú) 關(guān) 。負(fù) 反 饋 對(duì) 輸 出 電 阻 的 影 響 與 獲 取 反 饋 信 號(hào) 的方 式 有 關(guān) ， 即 與 電 壓 或 電 流 反 饋

37、有 關(guān) ， 而 與串 聯(lián) 或 并 聯(lián) 反 饋 無(wú) 關(guān) 。5.改變輸入電阻和輸出電阻 不 同 類(lèi) 型 的 負(fù) 反 饋 ， 對(duì) 輸 入 電 阻 、 輸 出 電 阻 的 影 響 不 同 。一 、 對(duì) 輸 入 電 阻 的 影 響1. 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 增 大 輸 入 電 阻iii IUR i iii fiiiif I UFAUI UUIUR 得 ： iif )1( RFAR 結(jié) 論 ： 引 入 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 后 ， 輸 入 電 阻 增 大 為 無(wú)反 饋 時(shí) 的 倍 。)1( FA 圖 6.5.1 2. 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 減 小 輸 入 電 阻. fii III iii IUR ii i fi

38、 iiiif IFAI U II UIUR FARR 1 iif得 ： 結(jié) 論 ： 引 入 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 后 ， 輸 入 電 阻 減 小 為 無(wú) 負(fù) 反饋 時(shí) 的 1/ 。)1( FA 圖 6.5.3 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 對(duì) Ri 的 影 響 二 、 負(fù) 反 饋 對(duì) 輸 出 電 阻 的 影 響1. 電 壓 負(fù) 反 饋 減 小 輸 出 電 阻 Li ,0ooof RXIUR offii UFXXXX 放 大 電 路 的 輸 出 電 阻 定 義 為 ：時(shí)當(dāng) 0i X oooioo UFARIXARIU 得 ： FARIUR 1 oooof 結(jié) 論 ： 引 入 電 壓 負(fù) 反 饋 后 ， 放

39、大 電 路 的 輸 出 電 阻 減 小到 無(wú) 反 饋 時(shí) 的 。)1(1 FA 圖 6.5.4fi XX Rof 2. 電 流 負(fù) 反 饋 增 大 輸 出 電 阻 圖 6.5.5of fii IFX XXX ooooioooo IFARUXARUI 結(jié) 論 ： 引 入 電 流 負(fù) 反 饋 后 ， 放 大 電 路 的 輸 出 電 阻 增大 到 無(wú) 反 饋 時(shí) 的 倍 。)1( oFA oof )1( RFAR 綜 上 所 述 ,可 得 如 下 結(jié) 論 ： (1). 反 饋 信 號(hào) 與 外 加 輸 入 信 號(hào) 的 求 和 方 式 只 對(duì) 放 大電 路 的 輸 入 電 阻 有 影 響 ： 串 聯(lián) 負(fù)

40、 反 饋 使 輸 入 電 阻 增 大 ；并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 使 輸 入 電 阻 減 小 。 (2). 反 饋 信 號(hào) 在 輸 出 端 的 采 樣 方 式 只 對(duì) 放 大 電 路 的輸 出 電 阻 有 影 響 ： 電 壓 負(fù) 反 饋 使 輸 出 電 阻 減 小 ； 電 流 負(fù)反 饋 使 輸 出 電 阻 增 大 。 (3). 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 只 增 大 反 饋 環(huán) 路 內(nèi) 的 輸 入 電 阻 ； 電流 負(fù) 反 饋 只 增 大 反 饋 環(huán) 路 內(nèi) 的 輸 出 電 阻 。 (4). 負(fù) 反 饋 對(duì) 輸 入 電 阻 和 輸 出 電 阻 的 影 響 程 度 ， 與反 饋 深 度 有 關(guān) 。 4.5.3

41、展寬頻帶 由 于 負(fù) 反 饋 可 以 提 高 放 大 倍 數(shù) 的 穩(wěn) 定 性 ， 因 而 對(duì) 于 頻 率 不 同 而 引 起 的 放 大 倍 數(shù) 下 降 ， 也 可 以 改 善 。 設(shè) 無(wú) 反 饋 時(shí) 放 大 電 路 在 中 、 高 頻 段 的 放 大 倍 數(shù) 分 別為 ， 上 限 頻 率 為 f ； Hm AA 和 HmH j1 ffAA Hffm AA 和 引 入 反 饋 系 數(shù) 為 的 負(fù) 反 饋 后 ， 放 大 電 路 在 中 、高 頻 段 的 放 大 倍 數(shù) 分 別 為 ， 上 限 頻 率 為 fHf。F HfmfHmmm H m mHm HmHHHf j1)1(j1 1 j1j11

42、 j11 ffAfFAfFAA ffFA AFffA ffAFAAA 所 以 ： FAAA mmmf 1 HmHf )1( fFAf 可 見(jiàn) ， 引 入 負(fù) 反 饋 后 ， 放 大 電 路 的 中 頻 放 大 倍數(shù) 減 小 為 無(wú) 反 饋 時(shí) 的 1 / ； 而 上 限 頻 率 提高 到 無(wú) 反 饋 時(shí) 的 倍 。 )1( mFA )1( FA m 同 理 ， 可 推 導(dǎo) 出 引 入 負(fù) 反 饋 后 ， 放 大 電 路 的 下限 頻 率 降 低 為 無(wú) 反 饋 時(shí) 的 1 / 。)1( mFA 結(jié) 論 ： 引 入 負(fù) 反 饋 后 ， 放 大 電 路 的 上 限 頻 率 提 高 ，下 限 頻 率

43、 降 低 ， 因 而 通 頻 帶 展 寬 。f bwf=fHf-fLf fHf fbw=fH-fLfH基 本 放 大 電 路 的 通 頻 帶反 饋 放 大 電 路 的 通 頻 帶 bwmbwf )1( fFAf Alg20 mlg20 A 3dBmflg20 A 3dB f L fHfbwfLf fHffbwf 負(fù) 反 饋 對(duì) 通 頻 帶 和 放 大 倍 數(shù) 的 影 響 f xf 負(fù) 反 饋 減 小 了 波 形 失 真 加 入負(fù) 反 饋無(wú) 負(fù) 反 饋 Fxf Axi xo xo 大 小xi A 接 近 正 弦 波預(yù) 失 真+ ix4.5.4減小非線性失真和抑制干擾 同 樣 道 理 ， 負(fù) 反

44、饋 可 抑 制 放 大 電 路 內(nèi) 部 噪 聲 。圖 6.5.7 4.5.5 放 大 電 路 中 引 入 負(fù) 反 饋 的 一 般 原 則負(fù) 反 饋 對(duì) 放 大 電 路 性 能 方 面 的 影 響 ， 均 與 反 饋 深度 有 關(guān) 。負(fù) 反 饋 放 大 電 路 的 分 析 以 定 性 分 析 為 主 ， 定 量 分析 為 輔 。電 路 設(shè) 計(jì) 時(shí) ， 引 入 負(fù) 反 饋 的 一 般 原 則（ 1） 為 了 穩(wěn) 定 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) ， 應(yīng) 引 入 直 流 負(fù) 反 饋 ；為 了 改 善 電 路 的 動(dòng) 態(tài) 性 能 ， 應(yīng) 引 入 交 流 負(fù) 反 饋 。 （ 3） 根 據(jù) 負(fù) 載 對(duì) 放 大 電

45、路 輸 出 量 的 要 求 ， 即 負(fù) 載 對(duì) 其信 號(hào) 源 的 要 求 ， 決 定 引 入 電 壓 負(fù) 反 饋 或 電 流 負(fù) 反 饋 。 當(dāng) 負(fù) 載 需 要 穩(wěn) 定 的 電 壓 信 號(hào) 時(shí) ， 應(yīng) 引 入 電 壓 負(fù) 反 饋 ； 當(dāng) 負(fù) 載 需 要 穩(wěn) 定 的 電 流 信 號(hào) 時(shí) ， 應(yīng) 引 入 電 流 負(fù) 反 饋 。（ 2） 根 據(jù) 信 號(hào) 源 的 性 質(zhì) 引 入 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 ， 或 者 并聯(lián) 負(fù) 反 饋 。 當(dāng) 信 號(hào) 源 為 恒 壓 源 或 內(nèi) 阻 較 小 的 電 壓 源 時(shí) ，為 增 大 放 大 電 路 的 輸 入 電 阻 ， 以 減 小 信 號(hào) 源 的 輸出 電 流 和

46、內(nèi) 阻 上 的 壓 降 ， 應(yīng) 引 入 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 。 當(dāng)信 號(hào) 源 為 恒 流 源 或 內(nèi) 阻 較 大 的 電 壓 源 時(shí) ， 為 減 小電 路 的 輸 入 電 阻 ， 使 電 路 獲 得 更 大 的 輸 入 電 流 ，應(yīng) 引 入 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 。 例 5 負(fù) 反 饋 綜 合 例 題如 圖 所 示 電 路 ：（ 1） 要 提 高 輸 入 電 阻 ，減 小 輸 出 電 阻 ， 反 饋 應(yīng)如 何 接 入 ?確 定 運(yùn) 放 輸入 端 的 極 性 并 計(jì) 算 引 入深 度 負(fù) 反 饋 后 的 閉 環(huán) 電壓 放 大 倍 數(shù) Avf。（ 2） 要 減 小 輸 入 電 阻 ，穩(wěn) 定 輸 出

47、電 壓 ， 反 饋 應(yīng)如 何 接 入 ?確 定 運(yùn) 放 輸入 端 的 極 性 并 計(jì) 算 引 入深 度 負(fù) 反 饋 后 的 閉 環(huán) 電壓 放 大 倍 數(shù) A vf 。 例 5(1) 21 bfiovf RRvvA +-vi voRb1 RfRb2等 效 電 路 ： 例 5(2) 1bfiovf RRvvA -+vi voRb1 RfRb2等 效 電 路 ： 例 電 路 如 圖 6.5.8所 示 ， 為 了 達(dá) 到 下 列 目 的 ， 分 別 說(shuō) 明 應(yīng) 引 入 哪 種 組 態(tài) 的 負(fù) 反 饋 以 及 電 路 如 何 連 接 。（ 3） 將 輸 入 電 流 iI轉(zhuǎn) 換 成 穩(wěn) 定 的 輸 出 電

48、 壓 uO。（ 1） 減 小 放 大 電 路 從 信 號(hào) 源 索 取 的 電 流 并 增 強(qiáng) 帶 負(fù) 載 能 力 。（ 2） 將 輸 入 電 流 i1轉(zhuǎn) 換 成 與 之 成 穩(wěn) 定 線 性 關(guān) 系 的 輸 出 電 流 io。 (2)應(yīng) 引 入 電 流 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 。電 路 中 將 與 、 與 、 與 分 別 連 接 。(3)應(yīng) 引 入 電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 。電 路 中 應(yīng) 將 與 、 與 、 與 分 別 連 接 。 (1)應(yīng) 引 入 電 壓 串 聯(lián) 負(fù) 反 饋 。 電 路 中 將 與 、 與 、 與 分 別 連 接 。 5.1 集 成 運(yùn) 算 放 大 電 路 概 述集 成 電

49、路 簡(jiǎn) 稱(chēng) IC (Integrated Circuit)集 成 電 路 按其 功 能 分 數(shù) 字 集 成 電 路模 擬 集 成 電 路模 擬 集 成電 路 類(lèi) 型 集 成 運(yùn) 算 放 大 器 ； 集 成 功 率 放 大 器 ；集 成 高 頻 放 大 器 ； 集 成 中 頻 放 大 器 ；集 成 比 較 器 ； 集 成 乘 法 器 ； 集 成 穩(wěn) 壓器 ； 集 成 數(shù) /模 或 模 /數(shù) 轉(zhuǎn) 換 器 等 。單 元 五 集 成 運(yùn) 算 放 大 器 的 應(yīng) 用 集 成 電 路 的 外 形 集 成 電 路 的 外 形(a)雙 列 直 插 式 (b)圓 殼 式 (c)扁 平 式 5.2 集 成 運(yùn) 放

50、 的 電 路 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn)一 . 對(duì) 稱(chēng) 性 好 ， 適 用 于 構(gòu) 成 差 分 放 大 電 路 。 二 . 集 成 電 路 中 電 阻 ， 其 阻 值 范 圍 一 般 在 幾 十 歐 到 幾十 千 歐 之 間 ， 如 需 高 阻 值 電 阻 時(shí) ， 要 在 電 路 上 另 想 辦 法 。 三 . 在 芯 片 上 制 作 三 極 管 比 較 方 便 ， 常 常 用 三 極 管代 替 電 阻 (特 別 是 大 電 阻 )。 四 . 在 芯 片 上 制 作 比 較 大 的 電 容 和 電 感 非 常 困 難 ，電 路 通 常 采 用 直 接 耦 合 電 路 方 式 。 五 . 集 成 電 路 中

51、 的 NPN 、 PNP管 的 值 差 別 較 大 ，通 常 PNP 的 10 。 常 采 用 復(fù) 合 管 的 形 式 。 一 、 輸 入 級(jí) 差 分 電 路 ， 大 大 減 少 溫 漂 。二 、 中 間 級(jí) 采 用 有 源 負(fù) 載 的 共 發(fā) 射 極 電 路 ， 增 益 大 。三 、 輸 出 級(jí) 互 補(bǔ) 對(duì) 稱(chēng) 電 路 ， 帶 負(fù) 載 能 力 強(qiáng)四 、 偏 置 電 路 電 流 源 電 路 ， 為 各 級(jí) 提 供 合 適 的 靜 態(tài) 工 作 點(diǎn) 。輸 入 級(jí) 偏 置 電 路中 間 級(jí) 輸 出 級(jí)+ uo uid5.3 集 成 運(yùn) 放 電 路 的 組 成 及 其 各 部 分 的 作 用實(shí) 質(zhì) 上

52、 是 一 個(gè) 具 有 高 放 大 倍 數(shù) 的 多 級(jí) 直 接 耦 合 放 大 電 路 。圖 4.1.1 集 成 運(yùn) 算 的 基 本 組 成 5.4集成運(yùn)放的電壓傳輸特性圖 4.1.2 集 成 運(yùn) 放 的 符 號(hào) 和 電 壓 傳 輸 特 性u(píng) O= f(uP-uN)+ AoduPuN uO uO uP-uN集 成 運(yùn) 放 的 兩 個(gè) 輸 入 端 分 別 為 同 相 輸 入 端 uP和 反 向 輸 入 端 uN。電 壓 傳 輸 特 性 輸 出 電 壓 與 其 兩 個(gè) 輸 入 端 的 電 壓之 間 存 在 線 性 放 大 關(guān) 系 ， 即 )(odO NP uuAu 集 成 運(yùn) 放 的 工 作 區(qū) 域

53、線 性 區(qū) 域 ： 運(yùn) 放 加 入 深 度 負(fù) 反 饋Aod為 差 模 開(kāi) 環(huán) 放 大 倍 數(shù)非 線 性 區(qū) 域 ： 運(yùn) 放 常 處 于 開(kāi) 環(huán) 狀 態(tài) 或 加 入 正 反 饋輸 出 電 壓 只 有 兩 種 可 能 的 情 況 ： +UOM或 -UOMU OM為 輸 出 電 壓 的 飽 和 電 壓 。 uO uP-uN+UOM -UOM 5.5 集 成 運(yùn) 放 的 線 性 應(yīng) 用1.基本運(yùn)算電路： 常見(jiàn)的基本運(yùn)算電路有比例運(yùn)算、加法、減法、微積分和乘法運(yùn)算等 * R2 = R1 / RF由 于 “ 虛 斷 ” ， i+= 0， u+ = 0；由 于 “ 虛 短 ” ， u = u+ = 0“

54、虛 地 ”由 iI = iF ， 得 F o1I R uuRuu IFIof RRuuAu 反 相 輸 入 端 “ 虛 地 ” ， 電 路 的 輸 入 電 阻 為 Rif = R1圖 7.2.11.基 本 電 路 (電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 )一、反相比例運(yùn)算電路IIFo uRRu 引 入 深 度 電 壓 并 聯(lián) 負(fù) 反 饋 ， 電 路 的 輸 出 電 阻 為 R0f =0 2. T型 網(wǎng) 絡(luò) 反 相 比 例 運(yùn) 算 電 路 圖 7.2.2 T型 網(wǎng) 絡(luò) 反 相 比 例 運(yùn) 算 電 路電 阻 R2 、 R3和 R4構(gòu) 成 T形 網(wǎng) 絡(luò) 電 路節(jié) 點(diǎn) N的 電 流 方 程 為 2 2M1I i

55、RuRu I31 23M3 uRRRRui i4 = i2 + i3 輸 出 電 壓 u0= -i2 R2 i4 R4 所 以將 各 電 流 代 入 上 式 I 3 42I 42o )/1( uR RRR RRu 二、同相比例運(yùn)算電路*R2 = R1 / RF 根 據(jù) “ 虛 短 ” 和 “ 虛 斷 ”的 特 點(diǎn) ， 可 知i+ = i- = 0； u = u+ = u IOF1 1 uuRR R 所 以 IFIOf 1 RRuuAu 得 ： 由 于 該 電 路 為 電 壓 串 聯(lián) 負(fù)反 饋 ， 所 以 輸 入 電 阻 很 高 。 IIFo )1( uRRu 圖 7.2.3 uR if= Ri

56、 ( 1+Aod F ) 當(dāng) 圖 7.2.3RF = 0 或 R1 = 時(shí) ， 如 下 圖 7.2.4所 示 三 、 電 壓 跟 隨 器Auf = 1u0= uI集 成 電 壓 跟 隨 器 性能 優(yōu) 良 ， 常 用 型 號(hào)AD9620計(jì) 算 方 法 小 結(jié)1.列 出 關(guān) 鍵 結(jié) 點(diǎn) 的 電 流 方 程 ， 如 N點(diǎn) 和 P點(diǎn) 。2.根 據(jù) 虛 短 (地 )、 虛 斷 的 原 則 ， 進(jìn) 行 整 理 。 四差分比例運(yùn)算電路 11 RR FF RR 圖 差 分 比 例 運(yùn) 算 電 路方 法 1： 在 理 想 條 件 下 ， 由 于“ 虛 斷 ” ， i+ = i = 0 IF1 F uRR Ru

57、OF1 1IF1 F uRR RuRR Ru 由 于 “ 虛 短 ” ， u+ = u ， 所 以 ： IF1 FOF1 1IF1 F uRR RuRR RuRR R 1FII Of RRuuuAu 電 壓 放 大 倍 數(shù) 差 模 輸 入電 阻Rif = 2R1 當(dāng) vi1單 獨(dú) 工 作 時(shí) 為 反 相 比 例 運(yùn) 放 ， vo1= Rfvi1/R1 當(dāng) vi2單 獨(dú) 工 作 時(shí) 為 同 相 比 例 運(yùn) 放 ， i2v2RPR PR1RfR102v )( i1v1RfRi2v2RPR PR1RfR10v )(若 R1=R2， Rf=RP則 vo=Rf(vi2 vi1)/R1若 R1=Rf， 則

58、 vo=vi1 vi2說(shuō) 明 輸 出 與 兩 輸 入 電 壓 差 成 比 例 ， 實(shí) 現(xiàn) 減 法 運(yùn) 算方 法 :2： 疊 加 定 理 五比例電路應(yīng)用實(shí)例 兩 個(gè) 放 大 級(jí) 。 結(jié) 構(gòu) 對(duì) 稱(chēng)的 A1、 A2 組 成 第 一 級(jí) ， 互相 抵 消 漂 移 和 失 調(diào) 。 A3 組 成 差 分 放 大 級(jí) ，將 差 分 輸 入 轉(zhuǎn) 換 為 單 端 輸出 。 當(dāng) 加 入 差 模 信 號(hào) u I 時(shí) ， 若 R2 = R3 ， 則 R1 的 中 點(diǎn) 為 交流 地 電 位 ， A1、 A2 的 工 作 情 況 將 如 下 頁(yè) 圖 中 所 示 。圖 三 運(yùn) 放 數(shù) 據(jù) 放 大 器 原 理 圖 由 同

59、相 比 例 運(yùn) 放 的 電 壓放 大 倍 數(shù) 公 式 ， 得 121 2I1O1 212/1 RRRRuu I112O1 )21( uRRu 則同 理 I212I213O2 )21()21( uRRuRRu 所 以 I12I2I112O2O1 )21()(21( uRRuuRRuu 則 第 一 級(jí) 電 壓放 大 倍 數(shù) 為 ： 12I o2o1 21 RRu uu 改 變 R1， 即 可調(diào) 節(jié) 放 大 倍 數(shù) 。 R1 開(kāi) 路 時(shí) ， 得到 單 位 增 益 。 A3 為 差 分 比 例 放 大 電 路 。 當(dāng) R4 = R5 ， R6 = R7 時(shí) ， 得 第二 級(jí) 的 電 壓 放 大 倍 數(shù)

60、 為 46O2O1 O RRuu u 所 以 總 的 電 壓 放 大 倍 數(shù) 為 )21( 1246I o2o1o2o1 oIo RRRRu uuuu uuuAu 在 電 路 參 數(shù) 對(duì) 稱(chēng) 的 條 件 下 ， 差 模 輸 入 電 阻 等 于 兩 個(gè)同 相 比 例 電 路 的 輸 入 電 阻 之 和 idod21 1i )21(2 RARR RR 例 ： 在 數(shù) 據(jù) 放 大 器 中 ， R1 = 2 k， R2 = R3 = 1 k， R4 = R5 = 2 k， R6 = R7 = 100 k， 求 電 壓 放 大 倍 數(shù) ； 已 知 集 成 運(yùn) 放 A1、 A2 的 開(kāi) 環(huán) 放 大 倍 數(shù)

61、 Aod = 105，差 模 輸 入 電 阻 Rid = 2 M， 求 放 大 電 路 的 輸 入 電 阻 。100)2121(2100 )21( 1246IO RRRRuuAu解 ： M102M 2)10122 21(2 )21(2 55idod21 1i RARR RR 7.2.3 加 減 運(yùn) 算 電 路一 、 求 和 運(yùn) 算 電 路 。1.反相求和運(yùn)算電路 F321 / RRRRR 由 于 “ 虛 斷 ” ， i = 0所 以 ： i1 + i2 + i3 = iF又 因 “ 虛 地 ” ， u = 0所 以 ： FO3I32I21I1 RuRuRuRu )( I33FI22FI11FO

62、 uRRuRRuRRu 當(dāng) R1 = R2 = R3 = R 時(shí) ， )( I3I2I11FO uuuRRu 圖 7.2.7 2同相求和運(yùn)算電路由 于 “ 虛 斷 ” ， i = 0， 所 以 ：RuR uuR uuR uu 3I32I21I1解 得 ： I33I22I11 uRRuRRuRRu 其 中 ： RRRRR / 321 由 于 “ 虛 短 ” ， u+ = u)(1( )1()1( I33I22I111F 1F1FO uRRuRRuRRRR uRRuRRu 圖 7.2.9 二 、 加 減 運(yùn) 算 電 路利 用 疊 加 原 理 求 解圖 (a)為 反 相 求 和 運(yùn) 算 電 路 )(

63、 I22FI11FO1 uRRuRRu )( I44FI33FO2 uRRuRRu 圖 (b)為 同 相 求 和 運(yùn) 算 電 路 )( 2I21I14I43I3FO RuRuRuRuRu 若 電 路 只 有 二 個(gè) 輸 入 ， 且 參 數(shù)對(duì) 稱(chēng) ， 電 路 如 圖 7.2.12 )( I1I2FO uuRRu 上 式 則 為 圖 7.2.12 差 分 比 例 運(yùn) 算 電 路電 路 實(shí) 現(xiàn) 了 對(duì) 輸 入 差 模 信 號(hào) 的 比 例 運(yùn) 算 若 R1/R2/Rf R3/R4/R5 改 進(jìn) 電 路 圖 ： 高 輸 入 電 阻 差 分 比 例 運(yùn) 算 電 路 I1IF1o1 )1( uRRu I23

64、F2o13F2o )1( uRRuRRu 若 R1 = RF2， R3 = RF1 )(1( I1I23F2o uuRRu 例 ： 用 集 成 運(yùn) 放 實(shí) 現(xiàn) 以 下 運(yùn) 算 關(guān) 系 I3I2I1O 3.1102.0 uuuu 解 ： )3.12.0()( I3I1I33F1I11F1O1 uuuRRuRRu )10()( I2O1I24F2O12F2O uuuRRuRRu )3.12.0()( I3I1I33F1I11F1O1 uuuRRuRRu )10()( I2O1I22F2O14F2O uuuRRuRRu 比 較 得 ： 10,1,3.1,2.0 2F24F23F11F1 RRRRRR

65、RR選 RF1 = 20 k， 得 ： R1 = 100 k， R3 = 15.4 k；選 R F2 = 100 k， 得 ： R4 = 100 k， R2 = 10 k。 k8/ F1311 RRRR k3.8/ F2422 RRRR 7.2.3 積 分 運(yùn) 算 電 路 和 微 分 運(yùn) 算 電 路一、積分運(yùn)算電路RR 由 于 “ 虛 地 ” ， u = 0， 故uO = uC由 于 “ 虛 斷 ” ， iI = iC ， 故uI = iIR = iCR得 ： tuRCtiCuu CC d1d1 IO = RC 積 分 時(shí) 間 常 數(shù) 圖 7.2.16 積 分 電 路 的 輸 入 、 輸 出

66、波 形(一 )輸 入 電 壓 為 階 躍 信 號(hào) 圖 6.3.2t0 t1 tuIO tuOO UI)(d1 0IIO ttRCUtuRCu 當(dāng) t t0 時(shí) ， uI = 0， uO = 0；當(dāng) t0 t 1 時(shí) ， uI = 0， uo 保 持 t = t1 時(shí) 的 輸 出 電 壓 值 不 變 。即 輸 出 電 壓 隨 時(shí) 間 而 向 負(fù) 方 向 直 線 增 長(zhǎng) 。 問(wèn) 題 ： 如 輸 入 波 形 為 方 波 ， 輸 出 波 形 為 何 波 ？ (二 )輸 入 電 壓 為 正 弦 波tUu sinmI tRCU ttURCu cos dsin1m mO tuOORCU m可 見(jiàn) ， 輸 出 電 壓 的 相 位 比 輸 入 電 壓 的 相 位 領(lǐng)先 90 。 因 此 ， 此 時(shí) 積 分 電 路 的 作 用 是 移 相 。 tuIOUm 2 3 圖 7.2.17注 意 ： 為 防 止 低 頻 信 號(hào) 增 益 過(guò) 大 ， 常 在 電 容 上 并 聯(lián) 電 阻 。 如 圖 7.2.16 二、微分運(yùn)算電路圖 7.2.18 基 本 微 分 電 路由 于 “ 虛 斷 ” ， i = 0， 故 iC