[讨论] 模拟电子电路的一点学习方法

一、内容提要

1.反馈电路的识别

(1).若电路中除放大通路外还存在有信号的反向传输通路，

  则为反馈放大电路（闭环）；反之则为开环。

(2).通过瞬时极性法，若判断出反馈信号的变化趋势是减弱输入信号的变化趋势，

  则为负反馈；反之则为正反馈。

(3).若反馈量中包含交流成分则为交流反馈；包含直流成分则为直流反馈。

(4).将输出端交流对地短路，此时若反馈信号仍然存在，则是电流反馈；

  反之，若反馈信号消失，则是电压反馈。

(5).在输入端观察反馈信号与输入信号、净输入信号的连接方式，若是串联，

  即为串联反馈；反之，如果反馈信号与输入回路相并联，因而反馈信号、

  输入信号和净输入信号相并联，即为并联反馈；

2.单环反馈放大器的理想模型：

                   反馈放大器的方框图

反馈的基本方程式：

根据以上方框图可以推导出反馈放大电路的基本方程。

放大电路的开环增益：

 反馈网络的反馈系数：

放大电路的闭环增益：

以上几个量都采用了复数表示，因为要考虑实际电路的相移。由于

式中 ， 称为环路增益。

2.交流负反馈常有的四种连接方式

(1).电压串联负反馈：

  其反馈量与输出电压成比例，与输入量的连接采用电压求和的方式。

             (a)分立元件放大电路          (b)集成运放放大电路

                           电压串联负反馈

(2).电压并联负反馈：

  其反馈量与输出电压成比例，与输入量的连接采用电流求和的方式。

           电压并联负反馈

(3).电流串联负反馈：

  其反馈量与输出电流成比例，与输入量的连接采用电压求和的方式。

             电流串联负反馈

(4).电流并联负反馈：

  其反馈量与输出电流成比例，与输入量的连接采用电流求和的方式。

     并联电流负反馈

3.负反馈对放大器主要性能的影响：

(1).提高增益的稳定性：电压反馈可稳定电压增益，电流反馈可稳定电流

增益，若负载是恒定电阻时，既可稳定输出电压，又可稳定输出电流。

(2).改善非线性失真，减小内部噪声干扰。

(3).改变放大器的输入和输出阻抗：

  串联电阻使输入阻抗增加；并联反馈使输入阻抗减小；

  电压反馈使输入阻抗减小；电流反馈使输出阻抗增加。

(4).展宽放大器的频带宽度

4.定性和定量分析负反馈放大电路，应采取以下步骤：

(1).确定反馈放大器的类型。多级放大器由主要反馈环决定放大器的类型。

(2).将反馈网络B与基本放大器A分开，画出新的基本放大电路。

   为了将反馈网络B与基本放大器A拆开，又要考虑网络B对网络A的负载作用，

   可遵照拆网的四条原则来进行。

(3).由拆网后新的基本放大器计算开环增益A_U、A_I和输入、输出阻抗r_I 、r_o。

(4).求反馈系数B，并由反馈方程式计算出A_Ui、A_If、r_If  和r_of等参数。

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• 要求

1.熟练掌握用集成运放组成的反馈放大电路的类型和极性判断。

2.熟练掌握负反馈对放大电路性能的影响及深度负反馈下闭环增益得计算。

3.正确理解虚短和虚断；正确理解闭环增益公式的含义；

会根据要求引入反馈。

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• 例题

例题1:试判断图所示电路的反馈组态。

解: 根据瞬时极性法，见图中的红色“+”、“-” 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R_f 加在E₁上的是交流负反馈。

反馈信号和输入信号加在三极管两个输入电极，故为串联反馈。

结论：交流电压串联正反馈。

图1例题1图

例题2:试判断图09.03所示电路的反馈组态。

解: 根据瞬时极性法，见图中的红色“+”、“-” 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。

                   图2 例题2图

例.3 ：求图3电路的电压增益。

解:在求电压放大倍数表达式时，可以把A₁和A₂看成一个运算放大器，见图中棕色

线框。因A₁和A₂都是反相输入的，因此可确定输入信号和输出信号之间的极性。

该电路相当同相比例运算电路，所以:

                          图3 例题3电路图

例题4：回答下列问题。

①求图09.09在静态时运放的共模输入电压;

②若要实现串联电压反馈, R_f 应接向何处?

③要实现串联电压负反馈, 运放的输入端极性如何确定？

④求引入电压串联负反馈后的闭环电压增益。

                     图4例题4图

解：①静态时运放的共模输入电压，即静态时T₁和T₂的集电极电位。

I_c1 = I_c2 = I_c3 /2

②可以把差动放大电路看成运放A的输入级。输入信号加在T₁的基极，

要实现串联反馈，反馈信号必然要加在B₂。

所以要实现串联电压反馈, R_f应接向B₂。

③既然是串联反馈, 反馈和输入信号接到差放的两个输入端。

要实现负反馈，必为同极性信号。差放输入端的瞬时极性，见图中红色标号。

根据串联反馈的要求，可确定B₂的极性，见图中绿色标号，由此可确定运放的输

入端极性。

④求引入电压串联负反馈后的闭环电压增益，可把差放和运放合为一个整体看待。

为了保证获得运放绿色标号的极性，B₁相当同相输入端，B₂相当反向输入端。

为此该电路相当同相输入比例运算电路。

所以电压增益为:

例题5：如图5所示电路，试判断反馈类型，并计算其电压增益。

解：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减。即。

　I_i =I_f+I ’_i

A_vi =V_o /I’_i 具有电阻的量纲

A_vif =V_o /I_i 具有电阻的量纲

F_iv =I_f /V_o 具有电导的量纲

                 图5 例5题图

A_vif称为互阻增益，F_iv称为互导反馈系数，A_vifF_iv相乘无量纲。

对于深度负反馈，互阻增益为:

而电压增益为:

例题6：如图6为一反馈放大器，试判断反馈类型，并计算电压增益。

                 图6例6题图

解：反馈电压从R_e上取出，根据瞬时极性和反馈电压接入方式，可判断为串联负

反馈。因输出电压短路，反馈电压仍然存在，故为串联电流负反馈。

其互导增益

于是 ，这里忽略了R_f的分流作用。

电压增益为：

例题7：如图7为一反馈放大器，试判断反馈类型，并计算电压增益。

                   图7例7题图

解：对于图7电路，为电流并联负反馈

电流反馈系数是F_ii =I_f /I_o，以图6为例

电流增益：

显然，电流增益基本上只与外电路的参数有关，与运放内部参数无关。

电压增益为：