单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,7.6,负反馈放大电路设计,7.6.1,设计负反馈放大电路的一般步骤,7.6.2,设计举例,7.6.1,设计负反馈放大电路的一般步骤,1.,选定需要的反馈类型,2.,确定反馈系数的大小,3.,适当选择反馈网络中的电阻阻值,4.,通过仿真分析，检验设计是否满足要求,信号源性质,对输出信号的要求,对输入、输出电阻的要求,对信号变换的要求（,V-V,、,V-I,、,I-V,、,I-I,）,深度负反馈时,尽量减小反馈网络对基本放大电路的负载效应,7.6.2,设计举例,例,7.6.2,设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设,v,s,的变化范围为,0,5V,，,内阻,R,s,=500,。,要求,LED,的,i,o1,=10,-3,v,s,(A),。,已知运放的,A,v,o,=10,4,，,R,i,=5k,，,R,o,=100,。,设计后仿真检验发光二极管的电流。,解,:,驱动电路需要将电压,v,s,转换为电流,i,o1,已知,LED,的光强度,流过,LED,的电流,i,o1,线性,电压信号,v,s,线性,选用电流串联负反馈电路,光电隔离器,解,:,选用电流串联负反馈电路,所以,R,f,=1k,又因为根据,虚断,有,深度负反馈时,7.6.2,设计举例,例,7.6.2,设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设,v,s,的变化范围为,0,5V,，,内阻,R,s,=500,。,要求,LED,的,i,o1,=10,-3,v,s,(A),。,已知运放的,A,v,o,=10,4,，,R,i,=5k,，,R,o,=100,。,设计后仿真检验发光二极管的电流。,解,:,仿真电路,i,o1,与,v,s,的呈线性关系，,i,o1,=10,-3,v,s,，,放大电路满足设计要求。,end,7.6.2,设计举例,例,7.6.2,设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设,v,s,的变化范围为,0,5V,，,内阻,R,s,=500,。,要求,LED,的,i,o1,=10,-3,v,s,(A),。,已知运放的,A,v,o,=10,4,，,R,i,=5k,，,R,o,=100,。,设计后仿真检验发光二极管的电流。,7.7,负反馈放大电路的频率响应,7.7.2,增益一带宽积,7.7.1,频率响应的一般表达式,7.7.1,频率响应的一般表达式,基本放大电路的高频响应,比开环时增加了,为基本放大电路通带增益,根据闭环增益表达式有,（设反馈网络为纯阻网络）,通带,闭环增益,其中,同理可得,闭环上限频率,比开环时减小了,闭环下限频率,引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了,7.7.1,频率响应的一般表达式,例,7.7.1,的波特图,7.7.2,增益一带宽积,放大电路的增益,-,带宽积为常数,闭环增益,-,带宽积,开环增益,-,带宽积,end,上节回顾,1,、深度负反馈的讨论,2,、负反馈对放大电路性能的,影响,3,、各种反馈组态的近似计算,4,、负反馈放大电路的设计步骤,5,、负反馈放大电路的频率响应,7.8,负反馈放大电路的稳定性,*,7.8.2,频率补偿,7.8.1,自激振荡及稳定工作的条件,7.8.1,自激振荡及稳定工作的条件,1.,自激振荡现象,在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。,2.,产生原因,在高频区或低频区产生的,附加相移,达到,180,，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。,7.8.1,自激振荡及稳定工作的条件,3.,自激振荡条件,自激振荡,反馈深度,即,又,得自激振荡条件,幅值条件,相位条件,（附加相移）,注：输入端求和的相位（,-1,）不包含在内,闭环增益,7.8.1,自激振荡及稳定工作的条件,4.,稳定工作条件,破坏自激振荡条件,或,当反馈网络为纯电阻网络时，,f,=0,。,其中,G,m,幅值裕度,，一般要求,G,m,-10dB,m,相位裕度,，一般要求,m,45,（保证可靠稳定，留有余地）,写成等式，且幅值用分贝数表示时,7.8.1,自激振荡及稳定工作的条件,用波特图表示,或,G,m,-10dB,或,m,45,4.,稳定工作条件,7.8.1,自激振荡及稳定工作的条件,5.,负反馈放大电路稳定性分析,环路增益的幅频响应写为,一般,与频率无关，,则,的幅频响应是一条水平线,利用波特图分析,关键作出,的幅频响应和相频响应波特图,水平线,的交点为,即该点满足,7.8.1,自激振荡及稳定工作的条件,(2),作,水平线,判断稳定性方法,(1),作出,的幅频响应和相频响应波特图,在水平线,的交点作垂线交相频响应曲线的一点,(3),判断是否满足相位裕度,m,45,若该点,满足相位裕度，稳定；否则不稳定。,在相频响应的,点处作垂线交 于,P,点,若,P,点在 水平线之下，稳定；否则不稳定。,或,5.,负反馈放大电路稳定性分析,基本放大电,基本放大,反馈深度越深，越容易自激。,越大，水平线,下移，越,容易自激,越大，表明,反馈深度越深,7.8.1,自激振荡及稳定工作的条件,5.,负反馈放大电路稳定性分析,P,点交在 的,-20dB/,十倍频程处，放大电路是稳定的。,*,7.8.2,频率补偿,不作要求,end,例,电路如图所示，近似计算它的电压增益。,闭环增益,闭环电压增益,解：,忽略基极直流偏置电路后的交流通路如下图所示。,电路为,电流串联负反馈,则反馈系数为,注：电路必须满足深度负反馈条件才有此结论,在深度负反馈条件下，利用,虚短,和,虚断,可知,例,求：,(1),大环阻态；,(2),二、三级局部阻态；,闭环增益,闭环电压增益,在深度负反馈条件下，利用,虚短,和,虚断,可知,解：,(1),电压并联负反馈,则反馈系数为,(3),深度负反馈下大环的闭环电压增益。,(2),T,2,电流串联负反馈,T,2,和,T,3,级间电流串联正反馈,(3),例,求：,(1),判断反馈阻态；,在深度负反馈条件下，利用,虚短,和,虚断,可知,解：,(1),电压串联负反馈,(2),深度负反馈下大环的闭环电压增益。,(2),例,求：,(1),判断反馈阻态；,闭环电压增益,在深度负反馈条件下，利用,虚短,和,虚断,可知,解：,(1),电压串联负反馈,则反馈系数为,(2),深度负反馈下大环的闭环电压增益。,(2),end,