集成电子技术基础教程 第三篇第三章(13).ppt

1、集成电子技术基础教程 L D C 第三篇 模拟电路和系统 集成电子技术基础教程 集成电子技术基础教程 L D C 第三章 反馈放大电路及应用 集成电子技术基础教程 L D C v反馈放大器 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 集成电子技术基础教程 L D C 负反馈形式稳定对象输入电阻输出电阻 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联 负反馈的主要效果 集成电子技术基础教程 L D C 对于深度负反馈( ) 净输入： 对于串联负反馈， ，称为“虚短” 对于并联负反馈， ，称为“虚断” 3.3.4 负反馈放大电路的计算 集成电子技术基础教程 L D C 有反相输入、同相

2、输入 和差分输入三种形式 反相输入方式 电压并联负反馈 由集成运放构成的各种运算电路 v比例运算电路 集成电子技术基础教程 L D C 同相输入方式 当R1开路时，vo= vs ，又称电压跟随器 电压串联负反馈 集成电子技术基础教程 L D C 差分输入方式 当 ， 时， 集成电子技术基础教程 L D C 反相输入 也有反相输入、同相输入 和差分输入三种形式 v求和运算电路 集成电子技术基础教程 L D C 同相输入 集成电子技术基础教程 L D C 双端输入 集成电子技术基础教程 L D C 积分运算 设vC(0)=0 若输入阶跃信号，则 v积分和微分运算电路 集成电子技术基础教程 L D

3、C 微分运算 集成电子技术基础教程 L D C 对数运算 v对数和指数运算电路 集成电子技术基础教程 L D C 指数运算 集成电子技术基础教程 L D C 而与负载RL无关 v电流电压变换电路 集成电子技术基础教程 L D C 负载不接地 与负载RL无关 v电压电流变换电路 集成电子技术基础教程 L D C 负载接地 当R2/R1R3/R4时 ， 与负载RL无关。 集成电子技术基础教程 L D C 【例3.3.4 】假设电路满足深度反馈的条件， 计算Avf、Rif和Rof。 由分立元件构成的深度负反馈放大电路 解： A b e vovs RsRb1 Re1 RfRL 电压串联负反馈 集成电子

4、技术基础教程 L D C 解：分析分立元件构成的反馈放大电路，应考虑交流通路， 并找出反馈信号和净输入信号。 集成电子技术基础教程 L D C 【例3.3.5 】差放输入级构成的多级负反馈放大器如 图所示（交流通路），假设电路能满足深度负反馈 的条件，试分析计算 。 电压并联负反馈 解 ： 集成电子技术基础教程 L D C 以反相比例运算电路为例，由近似计算可得Avf=-R2/R1。 设R2=20k，R1=10k，则Avf=-2。 应用PSPICE分析实际运算电路的误差 集成电子技术基础教程 L D C PSPICE仿真结果： 1.0 Hz 10 Hz 100 Hz 1 kHz 10 kHz

5、Avf1.99994 集成电子技术基础教程 L D C 自激振荡是指没有输入信号(vi=0)时，放大 电路也有输出(vo0)。通常可用示波器观察 到输出振荡波形，这时放大器的闭环增益趋 于无穷大。 3.3.5 负反馈放大电路的自激问题 集成电子技术基础教程 L D C 以同相比例运算电路为例 先画出开环对数幅频特性和相频特性曲线 产生自激的原因和条件 设基本放大器具有三个极 点频率 集成电子技术基础教程 L D C 在通频带内为负反馈 通频带外转变为正反馈 集成电子技术基础教程 L D C 若 = 0，则 ，说明在没有输 入的条件下，放大器也有输出，此时放大器产生了 自激振荡。 产生自激振荡的

6、条件为 幅值平衡条件 相位平衡条件 只有同时满足这两个条件，电路才会产生自激振 荡。但刚起振时，要求 1，才能使振荡幅 度不断增大，直到满足幅值平衡条件。 v产生自激振荡的条件 集成电子技术基础教程 L D C 负反馈放大电路稳定工作(不产生自激振荡)的条件(即 稳定判据)是：当 时， ；或 当 时， 1。 通常利用环路增益 的波特图来判别负反馈放大电 路是否会产生自激振荡。 稳定判据和稳定裕度 v稳定判据 集成电子技术基础教程 L D C 在相位条件满足时看 幅度条件： 在幅度条件满足时看 相位条件： 该电路产生自激振荡 当 时， 同样也可以判断该电路 会产生自激振荡。 当 时， 集成电子技

7、术基础教程 L D C 该电路将不会 产生自激振荡 集成电子技术基础教程 L D C 增益裕度 Gm 相位裕度 m 当电路的附加相移满足 （相位平衡 条件 ）时，其对应的环路增益即为增益裕度Gm。 设 dB时所对应的频率为fG ,则相位裕 度为 工程上要求：Gm-10dB，m 45 v稳定裕度 集成电子技术基础教程 L D C 解：作反馈线 时 不会产生自激 应小于0.001 【例3.3.6 】某负反馈放大电路的开环幅频和相频特性曲线如 图所示。设反馈网络由纯电阻构成，试分析为防止产生自 激振荡， 必须小于多少? 集成电子技术基础教程 L D C 相位补偿法（频率补偿法）是在反馈放大电路的适当部位加入 RC网络，改变环路增益的频率响应，使得反馈放大电路在增益 裕度和相位裕度满足要求的前提下，能获得较大的环路增益。 通常将电容接在时间常数最大的回路中 补偿后通频带变窄，又称窄带补偿 消除自激振荡的方法 v电容滞后补偿 集成电子技术基础教程 L D C 通常将RC网络接在时间常数最大的回路中。补偿后 的频带比电容补偿时损失小一些。 vRC滞后补偿 集成电子技术基础教程 L D C 将补偿电容或RC补偿网络跨接在电路中，利用密勒效 应可以达到增大电容的作用，因此补偿电容可以较小 。 v密勒效应补偿 集成电子技术基础教程 L D C