项目2音频功率放大器的制作(负反馈new1)12、13.ppt

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1、健健 雄雄 职 业 技技 术 学学 院院项目项目2 2 音频功率放大音频功率放大器的制作器的制作 许多电子产品都要用到音频功率放大器，诸如音响、电视机、收音机等，均要求放大电路的末级有足够的功率去推动扬声器（喇叭）音圈振动发出声音。这种用于向负载提供足够信号功率的放大电路称为功率放大电路，简称功放。音频功率放大器的作用是将微弱的声音电信号放大为功率或幅度足够大、且与原来信号变化规律一致的信号，即进行不失真的放大。212/18/20222音频放大电路认识音频放大电路认识音频放大电路认识音频放大电路认识扬声器负载扬声器负载扬声器负载扬声器负载输入信号源输入信号源输入信号源输入信号源音频放大电路的组

2、成音频放大电路的组成为为为为放放放放大大大大器器器器提提提提供供供供能能能能量量量量的的的的直直直直流流流流电电电电源源源源R RS S+U US S放大电路放大电路放大电路放大电路+u u0 0i i0 0话筒送来的微话筒送来的微话筒送来的微话筒送来的微弱音频信号弱音频信号弱音频信号弱音频信号实物演示实物演示12/18/20222312/18/20223扩音机放大部分电路原理图前置放大电路前置放大电路前置放大电路前置放大电路功率放大电路功率放大电路功率放大电路功率放大电路NPNNPN复合管复合管PNPPNP复合管复合管负反馈负反馈OTLOTL功放功放12/18/20223412/18/202

3、24内容提要内容提要模块模块模块模块1 1 前置放大电路应用前置放大电路应用前置放大电路应用前置放大电路应用 1 1 模块模块模块模块2 2 负反馈在放大电路的应用负反馈在放大电路的应用负反馈在放大电路的应用负反馈在放大电路的应用2 2 模块模块模块模块3 3 功率放大电路的分析功率放大电路的分析功率放大电路的分析功率放大电路的分析 3 33 312/18/20224512/18/20225模块模块2 2 负反馈在放大电路的应用负反馈在放大电路的应用任务任务1 1 反馈电路的认识反馈电路的认识任务任务任务任务2 2 2 2 反馈电路的判别反馈电路的判别反馈电路的判别反馈电路的判别任务任务3 3

4、 负反馈电路的应用负反馈电路的应用任务任务4 4 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响12/18/20225612/18/202261、掌握反馈的概念、类型及其特点。、掌握反馈的概念、类型及其特点。2能理解负反馈的概念及特点，并掌握判断负反馈能理解负反馈的概念及特点，并掌握判断负反馈放大电路类型的方法。放大电路类型的方法。3了解负反馈对放大电路性能的影响。了解负反馈对放大电路性能的影响。模块模块2 2 负反馈在放大电路中的应用负反馈在放大电路中的应用任务目标：任务目标：12/18/20226712/18/20227 任务任务1 1 反馈放大电路的认识反馈放大电路的认识知识知识1

5、 反馈的基本概念反馈的基本概念反馈：反馈：在电子系统中，把放大电路在电子系统中，把放大电路输出回路中某一电量（电压或电流）输出回路中某一电量（电压或电流）的部分或全部送回到放大电路的输的部分或全部送回到放大电路的输入端，用来影响输入量。入端，用来影响输入量。A：无反馈时的放大倍数：无反馈时的放大倍数F：反馈网络的反馈系数：反馈网络的反馈系数 Xi：放大电路的输入信号：放大电路的输入信号Xid：净输入信号：净输入信号Xf：反馈信号：反馈信号Xo：输出信号：输出信号图图1 反反馈馈放大放大电电路的一般方框路的一般方框图图反馈元件：反馈元件：反馈电路中，既与反馈电路中，既与输入回路相连，又与输出回路

6、输入回路相连，又与输出回路相连；与反馈支路相连且对反相连；与反馈支路相连且对反馈信号的大小产生影响的元件馈信号的大小产生影响的元件。12/18/20227812/18/202282、反、反馈馈放大放大电电路的一般表达式路的一般表达式基本放大基本放大电电路（无反路（无反馈馈）放大倍数）放大倍数 （开（开环环）反反馈馈网网络络的反的反馈馈系数系数反反馈馈放大放大电电路放大倍数路放大倍数 （闭环闭环）基本放大基本放大电电路路净输净输入信号入信号闭环闭环放大放大电电路放大倍数（增益）路放大倍数（增益）一般表达式一般表达式12/18/20228912/18/202293.关于反馈深度的讨论关于反馈深度的

7、讨论一般负反馈一般负反馈称为反馈深度称为反馈深度深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈自激振荡自激振荡12/18/202291012/18/202210直流反馈直流反馈若电路将直流量反馈到输入回路，则若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。称直流反馈。1.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈直流反馈直流反馈电路中引入直流反馈的目的，电路中引入直流反馈的目的，一般是为了稳定静态工作点一般是为了稳定静态工作点Q。交流反馈交流反馈若电路将若电路将交流量反馈到输入回路，交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。则称交流反馈。（如去掉电容（如去掉电容Ce）交流反馈交流反馈交流反馈，影响电路的交流工作交流反馈，影

8、响电路的交流工作性能性能。任务2 反馈电路的判别12/18/2022101112/18/202211判定方法判定方法在直流通路中，如果反馈回路存在，即为直流反馈。在直流通路中，如果反馈回路存在，即为直流反馈。在交流通路中，如果反馈回路存在，即为交流反馈。在交流通路中，如果反馈回路存在，即为交流反馈。如果在直、交流通路中，反馈回路都存在，即为交、直流反馈。如果在直、交流通路中，反馈回路都存在，即为交、直流反馈。图图 直流直流、交流反、交流反馈馈的判断的判断12/18/2022111212/18/202212 解解：根根据据反反馈馈到到输输入入端端的的信信号号是是交交流流，还还是是直直流流，或或同

9、同时存在，来进行判别。时存在，来进行判别。例例：判判断断下下图图中中有有哪哪些些反反馈馈回回路路，是是交交流流反反馈馈还还是是直直流反馈。流反馈。交流反馈交流反馈交、直流反馈交、直流反馈12/18/2022121312/18/202213例：基本放大器，无反馈，净输例：基本放大器，无反馈，净输入量入量Vbe=Vi，电压放大倍数为：电压放大倍数为：2.负反馈与正反馈负反馈与正反馈负反馈负反馈输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，放大倍数减小。放大倍数减小。引入反馈后，净输入量引入反馈后，净输入量Vbe=Vi-Vf，电压放大倍数为：电压放大倍数为：可见，净

10、输入量减小，放大倍数减小，所以是负反馈可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负反馈。正反馈正反馈输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加。放大倍数增加。=-RLrbe+（1+）ReAu12/18/2022131412/18/202214判定方法判定方法 先假定外加输入信号先假定外加输入信号电压电压ui处于某一瞬时极处于某一瞬时极性。如用性。如用“”号。号。按照信号单向传按照信号单向传输的方向，同时根输的方向，同时根据放大电路据放大电路基射同基射同相相，基集反相基集反相的原的原则，判断出反馈信则，判断出反馈信号号Uf的瞬时极性的瞬时极性。当输

11、入信号当输入信号ui和反和反馈信号馈信号uf在相同端点在相同端点时时，两者为同极性，两者为同极性，为正反馈；二者极性为正反馈；二者极性相反，为负反馈。相反，为负反馈。当输入信号当输入信号ui和反馈信号和反馈信号uf不在相同端点不在相同端点，两者，两者同极性，为负反馈；二者极性相反，为正反馈。同极性，为负反馈；二者极性相反，为正反馈。电压瞬时极性法电压瞬时极性法图图2 反反馈馈极性的判断极性的判断12/18/2022141512/18/202215反反馈馈放大放大电电路由路由单级单级运算放大器构成运算放大器构成时时，反反馈馈信号送回到反相信号送回到反相输输入端的，入端的，为负为负反反馈馈；反反馈

12、馈信号送回到同相信号送回到同相输输入端的，入端的，为为正反正反馈馈。图图3 反反馈馈极性的判断极性的判断12/18/2022151612/18/202216例例4-1 判别正负反馈（反馈极性）判别正负反馈（反馈极性）例例1 判别正负反馈（反馈极性）判别正负反馈（反馈极性）12/18/2022161712/18/2022173、电压电压反反馈馈和和电电流反流反馈馈 电压电压反反馈馈 反反馈馈信号从信号从输输出出电压电压uo采采样样。电电流反流反馈馈 反反馈馈信号从信号从输输出出电电流流io采采样样。图图 电压电压反反馈馈和和电电流反流反馈馈12/18/2022171812/18/202218判定

13、方法判定方法 反馈信号采样点与输出电压反馈信号采样点与输出电压在相同端点在相同端点的是的是电压反馈电压反馈。反馈信号采样点与输出电压反馈信号采样点与输出电压在不同端点在不同端点的是的是电流反馈电流反馈。图图 电压电压与与电电流反流反馈馈的判断的判断12/18/2022181912/18/202219判别电压反馈还是电流反馈判别电压反馈还是电流反馈.12/18/2022192012/18/2022204、串串联联反反馈馈和并和并联联反反馈馈串串联联反反馈馈 反反馈馈信信号号Xf与与输输入入信信号号Xi在在输输入入回回路路中中以以电电 压压的形式相加减。的形式相加减。并并联联反反馈馈 反反馈馈信信

14、号号Xf与与输输入入信信号号Xi在在输输入入回回路路中中以以电电流流的形式相加减。的形式相加减。图图4.5 串联串联反反馈馈和并和并联联反反馈馈12/18/2022202112/18/202221判定方法判定方法 输输入入信信号号Xi与与反反馈馈信信号号Xf在在输输入入回回路路的的不不同同端端点点，则则为为串串联联反反馈馈 输输入入信信号号Xi与与反反馈馈信信号号Xf在在输输入入回回路路的的相相同同端端点点，则则为为并并联联反反馈馈。图图4.6 串联串联与并与并联联反反馈馈的判断的判断12/18/2022212212/18/202222判别串联反馈还是并联反馈判别串联反馈还是并联反馈.12/1

15、8/2022222312/18/202223任务任务3 负反馈放大电路的应用负反馈放大电路的应用负反馈类型负反馈类型有四种组态有四种组态:电压串联负反馈电压串联负反馈 电压并联负反馈电压并联负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈12/18/2022232412/18/202224一、一、电压串联负反馈电压串联负反馈 采样点和输出电压同端点，为电压反馈。采样点和输出电压同端点，为电压反馈。反馈点与输入信号在不同端点，为串联反馈。反馈点与输入信号在不同端点，为串联反馈。图图 电压串联负电压串联负反反馈馈电压串联负反馈特点电压串联负反馈特点：输出电压稳定，输出电压稳定，输

16、出电阻减小，输出电阻减小，输入电阻增大，输入电阻增大，具有很强带负载能力具有很强带负载能力。12/18/2022242512/18/202225电压电压串串联负联负反反馈馈12/18/2022252612/18/202226二、二、电压并联负反馈电压并联负反馈 采样点和输出电压在同端点，为电压反馈。采样点和输出电压在同端点，为电压反馈。反馈点与输入信号在同端点，为并联反馈反馈点与输入信号在同端点，为并联反馈。图图 电压并联负电压并联负反反馈馈电压并联负反馈特点电压并联负反馈特点：输出电压稳定，输出电压稳定，输出电阻减小，输出电阻减小，输入电阻减小。输入电阻减小。12/18/2022262712

17、/18/202227电压电压并并联负联负反反馈馈12/18/2022272812/18/202228三、三、电流串联负反馈电流串联负反馈采样点与输出电压在不同端点为电流反馈。采样点与输出电压在不同端点为电流反馈。反馈点与输入信号在不同端点为串联反馈。反馈点与输入信号在不同端点为串联反馈。图图 电流串联负电流串联负反反馈馈电流串联负反馈特点电流串联负反馈特点：输出电流稳定，输出电流稳定，输出电阻增大，输出电阻增大，输入电阻增大。输入电阻增大。12/18/2022282912/18/202229电电流串流串联负联负反反馈馈12/18/2022293012/18/202230四、四、电流并联负反馈电

18、流并联负反馈 采样点与输出电压不同一端点的为电流反馈。采样点与输出电压不同一端点的为电流反馈。反馈点与输入信号在同一端点的为并联反馈。反馈点与输入信号在同一端点的为并联反馈。电流并联负反馈的特点电流并联负反馈的特点：输出电流稳定，输出电流稳定，输出电阻增大，输出电阻增大，输入电阻减小输入电阻减小。图图 电流并联负电流并联负反反馈馈12/18/2022303112/18/202231电电流并流并联负联负反反馈馈12/18/2022313212/18/202232例题例题5:试判断下列电路中的反馈组态。试判断下列电路中的反馈组态。解解:电压串联负反馈。电压串联负反馈。（a）：）：12/18/202

19、2323312/18/202233例例 试试根据要求正确引入根据要求正确引入负负反反馈馈（1）如果要稳定各级静态工作）如果要稳定各级静态工作点，如何引反馈？点，如何引反馈？（2）如果要提高电路的输入电）如果要提高电路的输入电阻，如何引反馈？引入的反馈为阻，如何引反馈？引入的反馈为何种类型？何种类型？（3）如果要稳定输出电压，减小）如果要稳定输出电压，减小输出电阻，应该如何引入反馈？引输出电阻，应该如何引入反馈？引入的反馈为何种组态？入的反馈为何种组态？（4）如果要稳定输出电流，如何）如果要稳定输出电流，如何引入反馈？引入反馈？12/18/2022333412/18/202234 例题例题:回答

20、下列问题。回答下列问题。1.若要实现串联若要实现串联电压反馈电压反馈,Rf 应应接向何处接向何处?2.要实现串联电要实现串联电压负反馈压负反馈,运放运放的输入端极性如的输入端极性如何确定？何确定？12/18/2022343512/18/202235任务任务4 4 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响任务目标：任务目标：n会判别反馈类型；n能通过测试负反馈电路，明白负反馈对放大电路性能的影响；n能根据不同用途，选用不同的负反馈电路；12/18/2022353612/18/202236做一做：负反馈放大器的测试 实验步骤：实验步骤：1 1、静态工作点的测试、静态工作点的测试、静态工

21、作点的测试、静态工作点的测试使使us=0us=0，调节，调节RPRP，使，使U UCEQCEQ=3V=3V，测试出，测试出U UBEQBEQ，计算出计算出I ICQCQ，填入下表，填入下表UCEQUBEQICQ（计算值）C2 接入C2断开12/18/2022363712/18/2022372 2、测试动态指标、测试动态指标使使us=50mVus=50mV，f=1KHZf=1KHZ，加入电路，测试，加入电路，测试usus、uouo，断开断开RLRL后，再测试后，再测试uouo.Ui=300mV,f=1KHZusuouoAuRi RoC2接入C2断开12/18/2022373812/18/2022

22、381 1、这个电路中有无反馈？为何种反馈？、这个电路中有无反馈？为何种反馈？2 2、此反馈的作用是什么？对哪些性能有影响、此反馈的作用是什么？对哪些性能有影响？想一想12/18/2022383912/18/202239电电路路中中引引入入负负反反馈馈后后其其电电压压放放大大倍倍数数下下降降，但但放放大大电电路路的的其他性能得到改善。其他性能得到改善。1.提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性 闭闭环环放放大大电电路路增增益益的的相相对对变变化化量量是是开开环环放放大大电电路路增增益益相对变化量的（相对变化量的（1+AF）分之一。即）分之一。即12/18/2022394012/18/2022

23、402.减小减小环环路内的非路内的非线线性失真性失真引入负反馈，反馈回的引入负反馈，反馈回的信号同输出信号的波形信号同输出信号的波形一样，使净输入信号一样，使净输入信号Xid=（Xi-Xf）的波形）的波形正半周幅度变小，而负正半周幅度变小，而负半周幅度变大。经基本半周幅度变大。经基本放大电路放大后，输出放大电路放大后，输出信号趋于正、负半周对信号趋于正、负半周对称的正弦波，从而减小称的正弦波，从而减小了非线性失真。了非线性失真。注意：注意：引入负反馈减小的是环路内的引入负反馈减小的是环路内的失真。如果输入信号本身有失真，此失真。如果输入信号本身有失真，此时引入负反馈的作用不大。时引入负反馈的作

24、用不大。引入负引入负反反馈馈减小失真减小失真12/18/2022404112/18/2022413.抑制抑制环环路内的噪声和干路内的噪声和干扰扰 在在反反馈馈环环内内，放放大大电电路路本本身身产产生生的的噪噪声声和和干干扰扰信信号号，可可以以通通过过负负反反馈馈进进行行抑抑制制，其其原原理理与与减减小小非非线线性性失失真真的的原原理理相相同同。但但对对反反馈馈环环外外的噪声和干的噪声和干扰扰信号，引入信号，引入负负反反馈馈也无能也无能为为力力。12/18/2022414212/18/2022424.扩扩展展频带频带 BWf(1+AF)BW 放大器引入负反放大器引入负反馈以后，其下限频率馈以后，

25、其下限频率降低，上限频率升高，降低，上限频率升高，通频带变宽。通频带变宽。多级放大电路中，多级放大电路中，级数越多，增益越大，级数越多，增益越大，频带越窄。频带越窄。图图图图4.12 4.12 负反馈扩展频带负反馈扩展频带负反馈扩展频带负反馈扩展频带 12/18/2022424312/18/2022435.改改变输变输入和入和输输出出电电阻阻（1）负负反反馈对馈对放大放大电电路路输输入入电电阻的影响阻的影响 串串联负联负反反馈馈使放大使放大电电路的路的输输入入电电阻增大；阻增大；并并联负联负反反馈馈使使输输入入电电阻减小阻减小。（2）负负反反馈对馈对放大放大电电路路输输出出电电阻的影响阻的影响

26、 电压负电压负反反馈馈使放大使放大电电路的路的输输出出电电阻减小；阻减小；电电流流负负反反馈馈使使输输出出电电阻增大阻增大。12/18/2022434412/18/202244放大电路引入负反馈的一般原则放大电路引入负反馈的一般原则（1）稳定放大电路的静态工作点）稳定放大电路的静态工作点Q，引入直流负反馈。，引入直流负反馈。（2）改改善善放放大大电电路路的的动动态态性性能能（如如增增益益的的稳稳定定性性、稳稳定定输出量、减小失真、扩展频带等），引入交流负反馈。输出量、减小失真、扩展频带等），引入交流负反馈。（3）稳稳定定输输出出电电压压，减减小小输输出出电电阻阻，提提高高电电路路的的带带负负载载能力，引入电压负反馈。能力，引入电压负反馈。（4）稳定输出电流，增大输出电阻，引入电流负反馈。）稳定输出电流，增大输出电阻，引入电流负反馈。（5）提提高高电电路路的的输输入入电电阻阻，减减小小电电路路向向信信号号源源索索取取的的电电流，引入串联负反馈。流，引入串联负反馈。（6）要减小电路的输入电阻，应该引入并联负反馈。）要减小电路的输入电阻，应该引入并联负反馈。注意：注意：在多级放大电路中，为了达到改善放大电路性在多级放大电路中，为了达到改善放大电路性能的目的，所引入的负反馈一般为级间反馈。能的目的，所引入的负反馈一般为级间反馈。12/18/202244