负反馈放大电路
发布时间:2011/10/19 9:44:34 访问次数:5074
所谓反馈就是将放大电路输出量(电流或电压)的一部分以一定的方式送回到放大器的输入端。反馈是改善放大电路能的重要手段,如它可以改变频率特性,改善电路的稳定性,减小电路的失真。
前面介绍放大器电路工作原理时,都是信号从放大器输入端传输到输出端,而反馈电路要将放大器输出端的一部分输出信号再加到放大器的输入端,让放大器重新放大反馈回来的信号,如图3-44所示。
(1)负反馈放大电路的结构组成
判别放大器是否属于负反馈放大器,首先要找出负反馈元器件。一般来说,任何连接输入回路与输出回路之间的元器件,都是反馈元器件,图3-45所示为典型负反馈放大电路的结构示意图。
然后区分放大器中的反馈元器件是正反馈元器件还是负反馈元器件。区分正负反馈,通常采用瞬时极性法,就是先假设信号源在某一瞬时的极性为正,然后根据电路各点的相位与信号源相位的关系,看反馈到输入端的反馈倍号的极性。若与信号源假设的极性相反,则为负反馈,相同则为正反馈。TC74LVX244FT
正反馈虽然能提高放大器的放大倍数,却会使放大器的稳定性变坏,甚至会产生自振荡,因此在放大电路中较少采用,通常应用在振荡电路中。
(2)单级负反馈放大电路的识图方法
对于单级负反馈放大电路,又可以分为并联负反馈放大器和串联负反馈放大器两种。
①并联负反馈放大器。
图3-47所示为常见并联负反馈放大器。其中电阻器R为电压负反馈元件,电阻器R的左端直接与输入端相连,右端又直接与输出端相连,将输入与输出回路联系起来了。
首先假设某瞬时输入信号为正极(+),由于共射极晶体管放大器输出的电压极性与输入的相反,为负极(一),通过反馈元件R,将负极性的反馈信号加到基极(b),与信号源假设极性相反,使电压减小,所以反馈元件R为负反馈。然后,将放大器的输出端对地交流短接,通过电容器C2晶体管集电极就会交流接地,此时就没有信号通过负反馈元件R反馈到晶体管基极上,电路就不存在负反馈信号了,所以这是电压负反馈电路。
②串联负反馈放大器。
图3-48所示为常见串联负反馈放大器。其中电阻器R为电流负反馈元件,因为它既属于输入回路,又属于输出回路,将输入与输出回路联系起来了。
首先假设某瞬时输入信号为正极(+),由于发射极(e)的电压极性与基极(b)相同,也为正极(+),提高了晶体管发射极的电位。因为晶体管发射结电压等于输入电压Ube=U-Uf,通过反馈元件R,削弱输入信号Ube的电压,所以反馈元件R为负反馈。负反馈电阻器R是用于稳定放大器,该电阻值越大,整个放大器的放大倍数越小。与负反馈电阻器R并联的电容器C是去耦合电容器,相当于将发射极(e)的交流短路,使交流信号无负反馈作用,从而获得较大的交流放大倍数。
(2)多级负反馈放大器的识图方法
图3-49所示为常见的多级负反馈放大器,电阻器R为两级放大器之间的反馈元件,假设某瞬时输入信号为正极(+),晶体管VT1和VT2各极电压极性如图3-49所示。由于晶体管VT2的集屯极输出的信号极性为正极(+),经反馈元件R反馈到晶体管VT1的发射极上的信号极性也为正极(+),提高了晶体管VT1发射极的电位,从而削弱了净输入信号Ube,故为负反馈。
①多级负反馈放大器的直流/交流反馈的判断。
根据反馈信号的交直流性质,可以分为直流反馈和交流反馈。如果反馈信号中只包含直流成分则称为直流反馈;若反馈信号中只有交流成分,则称为交流反馈。很多情况下,交直流两种反馈都有,图3-50所示为实用多级负反馈放大器。
在图3-50 (a)中,设晶体管VT2发射极的旁路电容器C2足够大,可认为电容器两端的交流信号基本为零,则从晶体管VT2的发射极通过电阻器R引回到晶体管VTI基极的反馈信号中将只有直流成分,因此电路中引入的是直流反馈。在图3-50 (b)中,从输出端通过电容器C和电阻器R将反馈引回到晶体管VT1的发射极,由于电容器的隔直作用,反馈信号中将只有交流成分,所以这个反馈是交流反馈。 PCF8574P
直流负反馈的作用是稳定静态工作点,而对于放大器的各项动态性能,如放大倍数、通频带、输入及输出电阻值等则没有影响。各种不同类型的交流负反馈将对放大电路的各项动态性能产生不同的影响,是用以改善电路交流性能的主要手段。
②多级负反馈放大器的电流/电压反馈的判断。
根据反馈信号在放大器输出端采样方式的不同,可以分为电压反馈和电流反馈。如果反馈信号3自输出电压,称为电压反馈;如果反馈信号取自输出电流,则称为电流反馈。
在图3-50 (a)中,如果去掉旁路电容器C2,则反馈信号与输出回路的电流成正比,因此是电流反馈。在图3-50 (b)中,反馈信号与输出电压成正比,属于电压反馈。
放大器中引入电流负反馈,将使输凼电流保持稳定,其结果是提高了输出电阻值;引入电压负反馈,将使输出电压保持稳定,其结果是降低了电路的输出电阻值。
为了判断放大电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈,~般可假设将输出端交流短路,即令输出电压等于零,观察此时是否仍有反馈信号,如果反馈信号不复存在,则为电压反馈;否则就是电流反馈。
③多级负反馈放大器的串联/并联反馈的判断。
根据反馈信号与输入信号在放大电路输入回路中求和形式的不同,可以分为串联反馈和并联反馈。
如果反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和,即反馈信号与输入信号串联,则称为串3反馈;如果二者以电流形式求和,即反馈信号与输入信号并联,则称为并联反馈。
在图3-50 (b)中,假设去掉旁路电容器c,晶体管VT1的基极电流等于输入电流与反馈电流之差,即Ib=Ii-If,也就是说,反馈信号与输入信号以电流形式求和,所以是并联反馈。在图3-50 (b)中,晶体管VT1的基极和发射极之间的净输入电压阢。等于外加输入电压与反馈电压之差,即Ube=U-Uf,说明反馈信号与输入信号以电压形式求和,因此属于串联反馈。
所谓反馈就是将放大电路输出量(电流或电压)的一部分以一定的方式送回到放大器的输入端。反馈是改善放大电路能的重要手段,如它可以改变频率特性,改善电路的稳定性,减小电路的失真。
前面介绍放大器电路工作原理时,都是信号从放大器输入端传输到输出端,而反馈电路要将放大器输出端的一部分输出信号再加到放大器的输入端,让放大器重新放大反馈回来的信号,如图3-44所示。
(1)负反馈放大电路的结构组成
判别放大器是否属于负反馈放大器,首先要找出负反馈元器件。一般来说,任何连接输入回路与输出回路之间的元器件,都是反馈元器件,图3-45所示为典型负反馈放大电路的结构示意图。
然后区分放大器中的反馈元器件是正反馈元器件还是负反馈元器件。区分正负反馈,通常采用瞬时极性法,就是先假设信号源在某一瞬时的极性为正,然后根据电路各点的相位与信号源相位的关系,看反馈到输入端的反馈倍号的极性。若与信号源假设的极性相反,则为负反馈,相同则为正反馈。TC74LVX244FT
正反馈虽然能提高放大器的放大倍数,却会使放大器的稳定性变坏,甚至会产生自振荡,因此在放大电路中较少采用,通常应用在振荡电路中。
(2)单级负反馈放大电路的识图方法
对于单级负反馈放大电路,又可以分为并联负反馈放大器和串联负反馈放大器两种。
①并联负反馈放大器。
图3-47所示为常见并联负反馈放大器。其中电阻器R为电压负反馈元件,电阻器R的左端直接与输入端相连,右端又直接与输出端相连,将输入与输出回路联系起来了。
首先假设某瞬时输入信号为正极(+),由于共射极晶体管放大器输出的电压极性与输入的相反,为负极(一),通过反馈元件R,将负极性的反馈信号加到基极(b),与信号源假设极性相反,使电压减小,所以反馈元件R为负反馈。然后,将放大器的输出端对地交流短接,通过电容器C2晶体管集电极就会交流接地,此时就没有信号通过负反馈元件R反馈到晶体管基极上,电路就不存在负反馈信号了,所以这是电压负反馈电路。
②串联负反馈放大器。
图3-48所示为常见串联负反馈放大器。其中电阻器R为电流负反馈元件,因为它既属于输入回路,又属于输出回路,将输入与输出回路联系起来了。
首先假设某瞬时输入信号为正极(+),由于发射极(e)的电压极性与基极(b)相同,也为正极(+),提高了晶体管发射极的电位。因为晶体管发射结电压等于输入电压Ube=U-Uf,通过反馈元件R,削弱输入信号Ube的电压,所以反馈元件R为负反馈。负反馈电阻器R是用于稳定放大器,该电阻值越大,整个放大器的放大倍数越小。与负反馈电阻器R并联的电容器C是去耦合电容器,相当于将发射极(e)的交流短路,使交流信号无负反馈作用,从而获得较大的交流放大倍数。
(2)多级负反馈放大器的识图方法
图3-49所示为常见的多级负反馈放大器,电阻器R为两级放大器之间的反馈元件,假设某瞬时输入信号为正极(+),晶体管VT1和VT2各极电压极性如图3-49所示。由于晶体管VT2的集屯极输出的信号极性为正极(+),经反馈元件R反馈到晶体管VT1的发射极上的信号极性也为正极(+),提高了晶体管VT1发射极的电位,从而削弱了净输入信号Ube,故为负反馈。
①多级负反馈放大器的直流/交流反馈的判断。
根据反馈信号的交直流性质,可以分为直流反馈和交流反馈。如果反馈信号中只包含直流成分则称为直流反馈;若反馈信号中只有交流成分,则称为交流反馈。很多情况下,交直流两种反馈都有,图3-50所示为实用多级负反馈放大器。
在图3-50 (a)中,设晶体管VT2发射极的旁路电容器C2足够大,可认为电容器两端的交流信号基本为零,则从晶体管VT2的发射极通过电阻器R引回到晶体管VTI基极的反馈信号中将只有直流成分,因此电路中引入的是直流反馈。在图3-50 (b)中,从输出端通过电容器C和电阻器R将反馈引回到晶体管VT1的发射极,由于电容器的隔直作用,反馈信号中将只有交流成分,所以这个反馈是交流反馈。 PCF8574P
直流负反馈的作用是稳定静态工作点,而对于放大器的各项动态性能,如放大倍数、通频带、输入及输出电阻值等则没有影响。各种不同类型的交流负反馈将对放大电路的各项动态性能产生不同的影响,是用以改善电路交流性能的主要手段。
②多级负反馈放大器的电流/电压反馈的判断。
根据反馈信号在放大器输出端采样方式的不同,可以分为电压反馈和电流反馈。如果反馈信号3自输出电压,称为电压反馈;如果反馈信号取自输出电流,则称为电流反馈。
在图3-50 (a)中,如果去掉旁路电容器C2,则反馈信号与输出回路的电流成正比,因此是电流反馈。在图3-50 (b)中,反馈信号与输出电压成正比,属于电压反馈。
放大器中引入电流负反馈,将使输凼电流保持稳定,其结果是提高了输出电阻值;引入电压负反馈,将使输出电压保持稳定,其结果是降低了电路的输出电阻值。
为了判断放大电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈,~般可假设将输出端交流短路,即令输出电压等于零,观察此时是否仍有反馈信号,如果反馈信号不复存在,则为电压反馈;否则就是电流反馈。
③多级负反馈放大器的串联/并联反馈的判断。
根据反馈信号与输入信号在放大电路输入回路中求和形式的不同,可以分为串联反馈和并联反馈。
如果反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和,即反馈信号与输入信号串联,则称为串3反馈;如果二者以电流形式求和,即反馈信号与输入信号并联,则称为并联反馈。
在图3-50 (b)中,假设去掉旁路电容器c,晶体管VT1的基极电流等于输入电流与反馈电流之差,即Ib=Ii-If,也就是说,反馈信号与输入信号以电流形式求和,所以是并联反馈。在图3-50 (b)中,晶体管VT1的基极和发射极之间的净输入电压阢。等于外加输入电压与反馈电压之差,即Ube=U-Uf,说明反馈信号与输入信号以电压形式求和,因此属于串联反馈。