1、10.5 运算放大器在信号运算方面的应用,10.8 有源滤波器,10.7 RC正弦波振荡器,10.6 电压比较器,10.1 集成电路的简单介绍,10.2 运算放大器概述,10.4 理想运算放大器,10.3 反馈的基本概念,理想运算放大器及其分析依据,1. 理想运算放大器,2. 电压传输特性 uo= f (ui),线性区： uo = Auo(u+ u),线性区,实际特性,O,10.3 电子电路中的负反馈,10.3.1 反馈的基本概念,10.3.2 放大电路中的负反馈类型,10.3.3 负反馈对放大性能改善,10.7 振荡电路中的正反馈 (RC正弦波振荡器),反馈 将电路的输出量(电压或电流)的部
2、分或全部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回路并影响输入量(电压或电流)和输出量的过程。,2. 信号的两种流向,正向传输：输入 输出,反向传输：输出 输入, 开环, 闭环,10.3.1.1 反馈概念,10.3.1 反馈的基本概念,反馈放大电路的三个环节：,基本放大电路,比较环节,反馈放大电路的方框图,反馈电路,输出信号,输入信号,反馈信号,反馈系数,净输入信号,放大倍数,反馈放大电路的方框图,净输入信号,若三者同相，则Xd = Xi Xf,可见 Xd Xi ，即反馈信号起了削弱净输入信号的作用（负反馈）。,交流反馈：反馈只对交流信号起作用。 直流反馈：反馈只对直流起作用。,若在反馈网络中
3、串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。,在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。,有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。,一、直流反馈与交流反馈：,作用:直流反馈稳定Q点,交流反馈改善特性,10.3.1.2 反馈分类,二、正反馈与负反馈：,正反馈：反馈信号使净输入信号增加。 负反馈：反馈信号使净输入信号减小。,判定方法：瞬时极性判别法预先在输入端假定输入信号某瞬时的极性（正或负），根据放大器的输入输出相位关系，标出该瞬时信号沿反馈路径各点的极性，在输入端进行比较,以确定正负反馈。,这里所说的信号一般是指交流信
4、号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。,三、电压反馈和电流反馈,电压反馈 反馈信号取自输出电压的部分或全部。,判别法：使 uo = 0 (RL 短路)，若反馈消失则为电压反馈。,电流反馈 反馈信号取自输出电流。,判别法：,电压负反馈：可以稳定输出电压、减小输出电阻。 电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。,四、串联反馈和并联反馈,串联反馈：反馈信号与输入信号以 电压相加减的形式在输入端出现。,uid = ui uf,特点：信号源内阻越小，反馈效果越明显。,并联反馈：反馈信号与输入信号以 电流相加减的形式在输入端出现。,iid = ii i
5、f,特点：信号源内阻越大，反馈效果越明显。,负反馈,交流反馈,直流反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,稳定静态工作点,10.3.2 放大电路中的负反馈类型,负反馈的类型,负反馈类型的判别步骤,3) 判别是否负反馈？,2) 判别是交流反馈还是直流反馈？,4) 是负反馈！判断是何种类型的负反馈？,1) 找出反馈网络（一般是电阻、电容）。,运算放大器电路中的负反馈,10.3.2.1 并联电压负反馈,设输入电压 ui 为正，,差值电流 id = i1 if,各电流的实际方向如图,if 削弱了净输入电流(差值电流) 负反馈,取自输出电压电压反馈,反馈信号与输入信号在同一
6、端口并联反馈,特点：输入电阻低、输出电阻低,10.3.2.2 串联电压负反馈,设输入电压 ui 为正，,差值电压 ud =ui uf,各电压的实际方向如图,uf 削弱了净输入电压(差值电压) 负反馈,取自输出电压电压反馈,反馈信号与输入信号在不同端口 串联反馈,特点：输入电阻高、输出电阻低,10.3.2.3 串联电流负反馈,设输入电压 ui 为正，,差值电压 ud =ui uf,各电压的实际方向如图,uf 削弱了净输入电压(差值电压) 负反馈,取自输出电流 电流反馈,反馈信号与输入信号在不同端口 串联反馈,特点：输出电流 io 与负载电阻RL无关同相输入恒流源电路或电压-电流变换电路,10.3
7、.2.4 并联电流负反馈,设输入电压 ui 为正，,差值电流 id = i1 if,各电流的实际方向如图,if 削弱了净输入电流(差值电流) 负反馈,取自输出电流电流反馈,反馈信号与输入信号在在同一端口并联反馈,运算放大器电路反馈类型的判别方法：,1. 反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈； 从负载电阻RL的靠近“地”端引出的，是电流反馈；2. 输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同相和反相）上的，是串联反馈；加在同一个输入端（同相或反相）上的，是并联反馈；3. 对串联反馈，输入信号和反馈信号的极性相同时，是负反馈；极性相反时，是正反馈；4. 对并联反馈，净输入电流等于输入电流和反馈电流之
8、差时，是负反馈；否则是正反馈。,例1：,试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。,解：,因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引出，所以是电压反馈；,因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端和同相输入端上，所以是串联反馈；因输入信号和反馈信号的极性相同，所以是负反馈。,串联电压负反馈,先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；,例2：,试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。,解：,因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL的靠近“地”端引出的，所以是电流反馈；,因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上，所以是并联反馈;,
9、因净输入电流 id 等于输入电流和反馈电流之差，所以是负反馈。,并联电流负反馈,10.3.3 负反馈对放大电路性能的影响,反馈放大电路的基本方程,反馈系数,净输入信号,开环 放大倍数,闭环 放大倍数,降低放大倍数,负反馈使放大倍数下降。,则有：,| 1+AF| 称为反馈深度，其值愈大，负反馈作用愈强，Af也就愈小。,射极输出器、不带旁路电容的共射放大电路的电压放大倍数较低就是因为电路中引入了负反馈。,引入负反馈使放大倍数的稳定性提高。,放大倍数下降至1/(1+|AF|)倍，其稳定性提高1+|AF|倍。,若|AF| 1，称为深度负反馈，此时：,在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数仅与反馈电路的参数
10、有关。,2.提高放大倍数的稳定性,3. 改善波形失真,加反馈前,加反馈后,大,略小,略大,略小,略大,负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。,小,接近正弦波,正弦波,uo,4.展宽通频带,引入负反馈使电路的通频带宽度增加,无负反馈,有负反馈,5. 对输入电阻的影响,1) 串联负反馈,使电路的输入电阻提高,2) 并联负反馈,使电路的输入电阻降低,电压负反馈具有稳定输出电压的作用， 即有恒压输出特性，故输出电阻降低。,电流负反馈具有稳定输出电流的作用， 即有恒流输出特性，故输出电阻提高。,1) 电压负反馈使电路的输出电阻降低,2) 电流负反馈使电路的输出电阻
11、提高,6.对输出电阻的影响,10.7 振荡电路中的正反馈,10.7.1 自激振荡,放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。,开关合在“1”为无反馈放大电路。,开关合在“2”为有反馈放大电路，,自激振荡状态,自激振荡的条件,(1)幅度条件：,(2)相位条件：,n 是整数,相位条件意味着振荡电路必须是正反馈；幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A 或反馈系数F 达到) 。,自激振荡的条件,10.7.2 正弦波振荡电路,1 正弦波振荡电路的组成,(1) 放大电路: 放大信号,(2) 反馈网络: 必须是正反馈，反馈信号即是 放大电路的输入信号,(3) 选频网络: 保证输出为单一频率的正弦波 即使电路只在某一特定频率下满 足自激振 荡条件,(4) 稳幅环节: 使电路能从AuF 1 ，过渡到 AuF =1，从而达到稳幅振荡。,RC选频网络 正反馈网络,用正反馈信号uf 作为输入信号,选出单一频率的信号,2. 电路结构,作业题P299 10.3.1 (a) (d) (e) (h)P269 10.3.2 10.5.2(解释),预习: 12.1 12.3,
