曲師大模電課件21

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1、7.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟7.6.2設(shè)計(jì)舉例7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟1.選定需要的反饋類型2.確定反饋系數(shù)的大小3.適當(dāng)選擇反饋網(wǎng)絡(luò)中的電阻阻值4.通過仿真分析，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否滿足要求信號(hào)源性質(zhì)對(duì)輸出信號(hào)的要求對(duì)輸入、輸出電阻的要求對(duì)信號(hào)變換的要求（V-V、V-I、I-V、I-I）深度負(fù)反饋時(shí)盡量減小反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)基本放大電路的負(fù)載效應(yīng)7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0～5V，內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的

2、Avo=104，Ri=5kΩ，Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。解:驅(qū)動(dòng)電路需要將電壓vs轉(zhuǎn)換為電流io1已知LED的光強(qiáng)度——流過LED的電流io1線性——電壓信號(hào)vs線性選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路光電隔離器解:選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路所以Rf=1kΩ又因?yàn)楦鶕?jù)虛斷有深度負(fù)反饋時(shí)7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0～5V，內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的Avo=104，Ri=5kΩ，Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。解:仿真電路i

3、o1與vs的呈線性關(guān)系，io1=10-3vs，放大電路滿足設(shè)計(jì)要求。end7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0～5V，內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的Avo=104，Ri=5kΩ，Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。7.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.7.2增益一帶寬積7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式基本放大電路的高頻響應(yīng)比開環(huán)時(shí)增加了為基本放大電路通帶增益根據(jù)閉環(huán)增益表達(dá)式有（設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò)）——通帶閉環(huán)增益

4、其中同理可得——閉環(huán)上限頻率比開環(huán)時(shí)減小了——閉環(huán)下限頻率引入負(fù)反饋后，放大電路的通頻帶展寬了7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式例7.7.1的波特圖7.7.2增益一帶寬積放大電路的增益-帶寬積為常數(shù)閉環(huán)增益-帶寬積開環(huán)增益-帶寬積end上節(jié)回顧1、深度負(fù)反饋的討論2、負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響3、各種反饋組態(tài)的近似計(jì)算4、負(fù)反饋放大電路的設(shè)計(jì)步驟5、負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.8負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性*7.8.2頻率補(bǔ)償7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件1.自激振蕩現(xiàn)象在不加任何輸入信號(hào)的情況下，放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一

5、定頻率的信號(hào)輸出。2.產(chǎn)生原因在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移達(dá)到180?，使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋，當(dāng)滿足了一定的幅值條件時(shí)，便產(chǎn)生自激振蕩。7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件3.自激振蕩條件自激振蕩反饋深度即又得自激振蕩條件幅值條件相位條件（附加相移）注：輸入端求和的相位（-1）不包含在內(nèi)閉環(huán)增益7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件4.穩(wěn)定工作條件破壞自激振蕩條件或當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)，?f=0?。其中Gm——幅值裕度，一般要求Gm?-10dB?m——相位裕度，一般要求?m?45?（保證可靠穩(wěn)定，留有余地）寫成等式，且幅

6、值用分貝數(shù)表示時(shí)7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件用波特圖表示或Gm?-10dB或?m?45?4.穩(wěn)定工作條件7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件5.負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析環(huán)路增益的幅頻響應(yīng)寫為一般與頻率無關(guān)，則的幅頻響應(yīng)是一條水平線利用波特圖分析關(guān)鍵作出的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖水平線的交點(diǎn)為即該點(diǎn)滿足7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件(2)作水平線判斷穩(wěn)定性方法(1)作出的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖在水平線的交點(diǎn)作垂線交相頻響應(yīng)曲線的一點(diǎn)(3)判斷是否滿足相位裕度?m?45?若該點(diǎn)滿足相位裕度，穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。在相頻響應(yīng)的點(diǎn)處作垂線交于P點(diǎn)

7、若P點(diǎn)在水平線之下，穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。或5.負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析基本放大電基本放大反饋深度越深，越容易自激。越大，水平線下移，越容易自激越大，表明反饋深度越深7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件5.負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析P點(diǎn)交在的-20dB/十倍頻程處，放大電路是穩(wěn)定的。*7.8.2頻率補(bǔ)償不作要求end例電路如圖所示，近似計(jì)算它的電壓增益。閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益解：忽略基極直流偏置電路后的交流通路如下圖所示。電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋則反饋系數(shù)為注：電路必須滿足深度負(fù)反饋條件才有此結(jié)論在深度負(fù)反饋條件下，利用虛短和虛斷可知例求：(1)大環(huán)阻態(tài)；(

8、2)二、三級(jí)局部阻態(tài)；閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益在深度負(fù)反饋條件下，利用虛短和虛斷可知解：(1)電壓并聯(lián)負(fù)反饋則反饋系數(shù)為(3)深度負(fù)反饋下大環(huán)的閉環(huán)電壓增