3.6 放大器中的负反馈(课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（大连理工版）

负反馈的图解说明 3.6.1　负反馈的概念 所谓负反馈是指放大器的一部分输出电压被送回输入端的过程，其相位和输入信号相反(或由输入信号减去)。 负反馈框图如 图 所 示。反 相(-)输 入 可 以 有 效 地 让 反 馈 信 号 与 输 入 信 号 呈180°反相。 3.6 放大器中的负反馈 第三章　 常用放大器 在没有负反馈情况下，一个很小的输入电压就将使运算放大器到达它的输出极限，而且会呈现非线性工作状态 3.6.2　负反馈对放大器的影响 因为运算放大器的输出等级不可能达到100V，所以它会被驱动深入到饱和区，并且输出电压被限制在它的最大数值上。如图所示是输入电压分别为 ±1mV时的输出电压。 3.6 放大器中的负反馈 第三章　 常用放大器 没有负反馈的运算放大器，其应用会受到很大的限制，仅限于比较器一类电路中。利用负反馈，可以降低和控制闭环电压放大倍数，因此运算放大器的功能像线性放大器一样。除了提供一个可控制、稳定的电压放大倍数之外，负反馈也可用来控制输入和输出阻抗以及放大器频带宽度。表列出负反馈对运算放大器性能的一般影响。 3.6 放大器中的负反馈 第三章　 常用放大器 同相比例运算电路 3.7.1　同相比例运算电路 电路如图所示。输入信号ui 通过平衡电阻R2 加到集成运放的同相输入端，输出信号通过反馈电阻RF 反送到运放的反相输入端，构成电压串联负反馈;反相输入端经电阻R1 接地。根据“虚短”和“虚断”的概念，有： 则输出电压为： 3.7 基本运算电路 第三章　 常用放大器 电压跟随器 说明：①uo 与ui 同相位，且 Af≥1;uo 的大小与外接元件R1、RF 的阻值和ui 有关 ②平衡电阻：R2=R1∥RF。 ③若RF=0，R1=∞，R2=0时，uo=ui称为电压跟随器。如图所示。 电压跟随器电路最重要的特色就是它具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗。这些特色使它非常接近理想缓冲放大器，可作为连接高阻抗信号源和低阻抗负载的中介电路。 3.7 基本运算电路 第三章　 常用放大器 3.7.2　反相比例运算电路 电路如图所示。输入信号ui 通过电阻R1 加到集成运放的反相输入端，输出信号通过反馈电阻RF 回送到运放的反相输入端，构成电压并联负反馈;同相输入端经平衡电阻R2 接地。平衡电阻R2 的作用是避免运放输入的偏置电流在两个输入端之间产生附加的差模电压，所以要求运放的两个输入端对地的直流等效电阻相等。 根据“虚短”和“虚断”的概念，有：uo 说明：①uo 与ui成反相比例;uo的大小与外接元件 R1、RF 的阻值和ui 有关。 ②R2 为平衡电阻：R2=R1∥RF。 ③若R1=RF，则uo=-ui。故称为反相器。 反相比例运算电路 3.7 基本运算电路 第三章　 常用放大器 3.7.3　加法运算电路 电路如图所示。两路信号ui1和ui2分别经电阻R11和 R12送入反相输入端，输出信号经反馈电阻RF 送回反相输入端，同相输入端经平衡电阻R2 接地。这样的电路能够实现输入信号的反相加法运算： 加法电路 3.7 基本运算电路 第三章　 常用放大器 3.7 基本运算电路 第三章　 常用放大器 3.7.4　减法运算电路 前面介绍的反相或同相放大器都是单端输入信号，差分放大器是双端输入信号，其电路如图所示。输入信号ui1通过R1 加到反相输入端，另一输入信号ui2则通过 R2加到同相输入端，RF 为反馈电阻，R3 为平衡电阻。 当RF=R1=R2=R3 时： 上式表明，该差分放大器的输出电压 为输入电压ui1与ui2之差，由此实现减 法运算。 加法电路 3.7 基本运算电路 第三章　 常用放大器 3.8.1　零点漂移现象 所谓“零点漂移”是指将直流放大器输入端对地短路，使之处于静态时，在输出端用直流毫伏表进行测量，会出现不规则变化的电压，即表针会时快时慢不规则摆动，如图所示，这种现象称为零点漂移，简称为零漂。在直接耦合放大电路中，前一级的零漂电压会传到后级被逐级放大，严重时零漂电压可能超过有用的信号，将导致测量和控制系统出错。 零点漂移现象 3.8 应用集成运放时的常见现象 第三章　 常用放大器 抑制零漂的方法很多，如采用高稳定度的稳压电源来抑制电源电压波动引起的零漂;利用恒温系统来消除温度变化的影响等，但最常用的方法是利用两只特性相同的三极管接成差分放大器，这种电路是利用电路的对称和引入负反馈来抑制零漂的，一般在集成运放及其他模拟集成电路中作为输入级。 集成运算差分放大器用共模抑制比 KCMR来衡量放大器对零漂信号的抑制能力，其定义为： 差模放大倍数 Ado：在运放的两个输入端加入大小相等、极性相反的一对输入信号，称为差模信号，对差模信号的放大倍数称为差模放大倍数。 共模放大倍数 Aco：在两个输入端加上一对大小相等、极