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1.了解负反馈的概念及其对放大电路的影响。
2.了解负反馈的类型判断。
教学重点
难点
1.反馈类型的判断。
2.射极输出器的电路特性。
仪器教具
教学内容、方法和过程
附记
复习旧课
1.放大电路的外部特性三个重要参数:
输入电阻、输出电阻、电压放大倍数。
新课教学
第六节 负反馈及其对放大电路性能的影响
接收机距发射台的距离有远有近,为了保持对不同强弱信号能有效一致的接收,需把输出信号引入到输入端,控制接收器的增益使其输出基本不变,这就需要负反馈。
一、负反馈的概念
1.定义
将信号全部或者部分从输出端反方向送回输入端,来实
附记
现反方向信号传输的电路称为反馈电路,带有反馈电路的放大电路称为反馈放大电路。
2.方框图
A:
基本放大电路。
F:
反馈电路连接输出端到输入端。
:
比较环节。
3.反馈过程:
输出信号Xo(部分或全部)→通过F→与Xi进行比较→得Xi→进入A。
比较是指反馈信号Xf与输入信号Xi进行相加或相减,从而得到比Xi加强或削弱的净输入信号Xi。
4.反馈类型
(1)反馈极性
正反馈:
反馈使净输入加强,放大倍数升高,用于振荡器。
负反馈:
反馈使净输入减弱,放大倍数降低。
可以改善放大电路的许多性能。
(2)输入端连接方式
(3)输出端取样信号
反馈类型框图:
二、负反馈对放大电路性能的影响
负反馈虽然使放大电路的净输入减少,放大倍数下降,但可换取放大电路的性能改善:
1.提高放大倍数的稳定性
放大倍数Ao会因
、更换晶体管、负载RL等因素变化而产生变化,引入负反馈可以减小此种变化。
例如:
放大器输出信号Xo→加入负反馈F→反馈信号Xf→净输入信号Xi→输出信号Xo
2.减小非线性失真
“非线性”是指输出信号的变化与输入信号的变化不是成正比的,晶体管就是一个非线性器件。
正常的信号放大后都会产生非线性失真。
一个正常的正弦波信号经放大后产生了非线性失真,正半周较大,负半周较小,由于负反馈信号与输出信号相同,二者输入回路相减后,使净输入信号正半周变小,负半周变大,再经过非线性非后,输出波形就得到一定的改善。
3.展宽通频带
放大电路的频率特性:
放大电路中有电容器、电感器这类电抗元件,这类电抗元件的阻抗与信号的频率有关。
当信号的频率过低或过高时会使放大倍数降低。
放大电路的通频带:
如图所示,将放大电路的放大倍数由正常值下降到0.707倍时对应的较低频率fL与对应的较高频率fH之间的频率范围,用BW表示
BW=fH-fL
引入负反馈后,放大电路的放大倍数下降为Af,它在0.707Af时对应的低频为fL<
fL,对应高频为fH<
fH,使通频带得到扩展。
4.改变输入电阻和输出电阻
(1)对输入电阻的影响:
串联反馈信号输入电阻。
输入端反馈信号与输入信号以电压形式串联相减时,输入电流Ii会减小,即输入信号的电压不变而提供的电流减小,说明输入端加入反馈电阻后增大了。
当输入端的反馈信号在输入端以并联(对信号源而言)形式接入时,由于输入信号电压不变而提供的总电流增大,说明放大电路的输入电阻减小了。
(2)对输出电阻的影响:
当电压反馈时,负反馈时使输出电压稳定,即输出端负载变化而输出端电压不变,电源内阻减小。
当电流反馈时,负反馈时使输出电流稳定,即负载变化而输出端电流不变,所以输出电阻很大。
第七节 共集电极放大电路——射极输出器
一、电路结构
如图所示。
1.
基极偏置电阻,向晶体管提供基极电流IBQ,使晶体管工作在放大状态。
2.射极输出器:
输入信号
经过
耦合后加入晶体管的基极和地之间,输出信号
从晶体管的发射极与地之间取出,即是发射极
两端电压,故称射极输出器。
对于交流信号来说,晶体管集电极所接的电源相当于短路,所以晶体管的集电极在交流时相当于接地,即集电极对输入回路和输出回路来说是公共端,因此射极输出器是一个共集电极放大电路。
总之,信号从基极输入,从发射极输出,集电极是公共端,此电路阻态为功集电极电路,又称射极输出器。
二、电路特性
(1)输出电压
略稍小于输入电压
,且同相。
——晶体管b、e之间的净输入信号电压
——
两端的信号电压,
,此电压即是输出电压
,同时也是反馈电压,削弱了净输入信号。
F——负反馈系数
输出电压与输入电压同相变化,故射极输出器又称射极跟随器。
(2)输入电阻很大
输入端为串联反馈,所以输入电阻升高,可理解为:
反馈信号
使净输入电压
减小,从而使
减小,所以输入电阻增大,射极输出器的输入电阻比无反馈的共发射极放大电路的输入电阻要大得多,其值可达几十千欧至几百千欧。
射极输出器的输入电阻约为
其中,
。
(3)输出电阻很小
输出端信号为电压,稳定输出电压,输出电阻一定很小。
一般为几十欧至几百欧。
射极输出器的输出电阻约为
为信号源内阻,其值很小,
为晶体管发射极电阻,其值大约为1k。
三、射极输出器的应用
射极输出器输入电阻很大,输出电阻很小,其应用十分广泛,例如:
(1)用于多级放大电路的第一级。
由于射极输出器的输入电阻很大,向信号源取用的电流很小,因而对信号源的影响小。
(2)用于多级放大电路的最后一级。
由于射极输出器的输出电阻很小,带载能力强,即使负载较小,对输出电压影响不大,能保证输出电压的稳定。
(3)用于两级共发射极放大电路之间,利用射极输出器的输入电阻大减小对前级放大电路的影响;
利用其输出电阻小,使它与后级输入电阻较小的共发射极放大电路配合。
起到了阻抗变换作用。
(4)双电源互补对称电路
如图所示为双电源互补对称电路。
V1、V2分别为NPN管和PNP管,两管基极连在一起,作为信号输入端,而两管的发射极连在一起,作为信号输出端,集电极则是输入、输出信号的公共端,即两只晶体管均为射极输出器的组合形式。
该电路工作在乙类放大状态。
静态时,无基极电流,两管均截止。
输入交流信号,在输入信号正半周,输入端上正下负,两管的基极电位一起升高,V1正偏导通,V2截止。
在输入信号负半周,输入端下正上负,两管基极电位一起下降,V2正偏导通,V1截止。
在输入信号的一个周期内V1、V2均导通半个周期,使负载获得一个完整的输出信号。
V1、V2两管的
值、饱和压降等参数要求一致,两管工作时,轮流交替,互相补充,所以这类电路叫乙类互补对称电路。
应用:
功率放大输出(收音机、扩音机输出电路)。
小结
1.在放大电路中,把输出信号馈送到输入回路的过程称为反馈。
2.反馈放大器主要由基本放大电路和反馈电路两部分组成。
3.负反馈对放大器性能有广泛影响,可稳定放大倍数、展宽通频带、减小非线性失真、增大或减小输入和输出电阻。
4.负反馈是以损失放大倍数为代价,换取放大电路性能的改善。
5.负反馈放大电路主要四种类型:
电压并联、电压串联、电流并联、电流串联负反馈放大电路。
作业
习题
9-9、9-10
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- 11 放大 电路