項目2音頻功率放大器的制作(負反饋new1).ppt

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項目2音頻功率放大器的制作 許多電子產(chǎn)品都要用到音頻功率放大器 諸如音響 電視機 收音機等 均要求放大電路的末級有足夠的功率去推動揚聲器 喇叭 音圈振動發(fā)出聲音 這種用于向負載提供足夠信號功率的放大電路稱為功率放大電路 簡稱功放 音頻功率放大器的作用是將微弱的聲音電信號放大為功率或幅度足夠大 且與原來信號變化規(guī)律一致的信號 即進行不失真的放大 2 2020 1 29 音頻放大電路認識 揚聲器負載 輸入信號源 音頻放大電路的組成 為放大器提供能量的直流電源 話筒送來的微弱音頻信號 實物演示 3 2020 1 29 擴音機放大部分電路原理圖 4 2020 1 29 內(nèi)容提要 5 2020 1 29 模塊2負反饋在放大電路的應用 任務(wù)1反饋電路的認識 任務(wù)2反饋電路的判別 任務(wù)3負反饋電路的應用 任務(wù)4負反饋對放大電路性能的影響 6 2020 1 29 1 掌握反饋的概念 類型及其特點 2 能理解負反饋的概念及特點 并掌握判斷負反饋放大電路類型的方法 3 了解負反饋對放大電路性能的影響 模塊2負反饋在放大電路中的應用 任務(wù)目標 7 2020 1 29 任務(wù)1反饋放大電路的認識知識1反饋的基本概念 反饋 在電子系統(tǒng)中 把放大電路輸出回路中某一電量 電壓或電流 的部分或全部送回到放大電路的輸入端 用來影響輸入量 A 無反饋時的放大倍數(shù)F 反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)Xi 放大電路的輸入信號Xid 凈輸入信號Xf 反饋信號Xo 輸出信號 圖1反饋放大電路的一般方框圖 反饋元件 反饋電路中 既與輸入回路相連 又與輸出回路相連 與反饋支路相連且對反饋信號的大小產(chǎn)生影響的元件 8 2020 1 29 2 反饋放大電路的一般表達式基本放大電路 無反饋 放大倍數(shù) 開環(huán) 反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)反饋放大電路放大倍數(shù) 閉環(huán) 基本放大電路凈輸入信號閉環(huán)放大電路放大倍數(shù) 增益 一般表達式 9 2020 1 29 3 關(guān)于反饋深度的討論 一般負反饋 稱為反饋深度 深度負反饋 正反饋 自激振蕩 10 2020 1 29 直流反饋 若電路將直流量反饋到輸入回路 則稱直流反饋 1 直流反饋與交流反饋 直流反饋 電路中引入直流反饋的目的 一般是為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點Q 交流反饋 若電路將交流量反饋到輸入回路 則稱交流反饋 如去掉電容Ce 交流反饋 交流反饋 影響電路的交流工作性能 任務(wù)2反饋電路的判別 11 2020 1 29 判定方法 在直流通路中 如果反饋回路存在 即為直流反饋 在交流通路中 如果反饋回路存在 即為交流反饋 如果在直 交流通路中 反饋回路都存在 即為交 直流反饋 圖直流 交流反饋的判斷 12 2020 1 29 解 根據(jù)反饋到輸入端的信號是交流 還是直流 或同時存在 來進行判別 例 判斷下圖中有哪些反饋回路 是交流反饋還是直流反饋 交 直流反饋 13 2020 1 29 例 基本放大器 無反饋 凈輸入量Vbe Vi 電壓放大倍數(shù)為 2 負反饋與正反饋 負反饋 輸入量不變時 引入反饋后使凈輸入量減小 放大倍數(shù)減小 引入反饋后 凈輸入量Vbe Vi Vf 電壓放大倍數(shù)為 可見 凈輸入量減小 放大倍數(shù)減小 所以是負反饋 正反饋 輸入量不變時 引入反饋后使凈輸入量增加 放大倍數(shù)增加 14 2020 1 29 判定方法 先假定外加輸入信號電壓ui處于某一瞬時極性 如用 號 按照信號單向傳輸?shù)姆较?同時根據(jù)放大電路基射同相 基集反相的原則 判斷出反饋信號Uf的瞬時極性 當輸入信號ui和反饋信號uf在相同端點時 兩者為同極性 為正反饋 二者極性相反 為負反饋 當輸入信號ui和反饋信號uf不在相同端點 兩者同極性 為負反饋 二者極性相反 為正反饋 電壓瞬時極性法 圖2反饋極性的判斷 15 2020 1 29 反饋放大電路由單級運算放大器構(gòu)成時 反饋信號送回到反相輸入端的 為負反饋 反饋信號送回到同相輸入端的 為正反饋 圖3反饋極性的判斷 16 2020 1 29 例4 1判別正負反饋 反饋極性 例1判別正負反饋 反饋極性 17 2020 1 29 3 電壓反饋和電流反饋電壓反饋反饋信號從輸出電壓uo采樣 電流反饋反饋信號從輸出電流io采樣 圖電壓反饋和電流反饋 18 2020 1 29 判定方法反饋信號采樣點與輸出電壓在相同端點的是電壓反饋 反饋信號采樣點與輸出電壓在不同端點的是電流反饋 圖電壓與電流反饋的判斷 19 2020 1 29 判別電壓反饋還是電流反饋 20 2020 1 29 4 串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋反饋信號Xf與輸入信號Xi在輸入回路中以電壓的形式相加減 并聯(lián)反饋反饋信號Xf與輸入信號Xi在輸入回路中以電流的形式相加減 圖4 5串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋 21 2020 1 29 判定方法輸入信號Xi與反饋信號Xf在輸入回路的不同端點 則為串聯(lián)反饋輸入信號Xi與反饋信號Xf在輸入回路的相同端點 則為并聯(lián)反饋 圖4 6串聯(lián)與并聯(lián)反饋的判斷 22 2020 1 29 判別串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋 23 2020 1 29 任務(wù)3負反饋放大電路的應用 負反饋類型有四種組態(tài) 電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋 24 2020 1 29 一 電壓串聯(lián)負反饋采樣點和輸出電壓同端點 為電壓反饋 反饋點與輸入信號在不同端點 為串聯(lián)反饋 圖電壓串聯(lián)負反饋 電壓串聯(lián)負反饋特點 輸出電壓穩(wěn)定 輸出電阻減小 輸入電阻增大 具有很強帶負載能力 25 2020 1 29 電壓串聯(lián)負反饋 26 2020 1 29 二 電壓并聯(lián)負反饋采樣點和輸出電壓在同端點 為電壓反饋 反饋點與輸入信號在同端點 為并聯(lián)反饋 圖電壓并聯(lián)負反饋 電壓并聯(lián)負反饋特點 輸出電壓穩(wěn)定 輸出電阻減小 輸入電阻減小 27 2020 1 29 電壓并聯(lián)負反饋 28 2020 1 29 三 電流串聯(lián)負反饋采樣點與輸出電壓在不同端點為電流反饋 反饋點與輸入信號在不同端點為串聯(lián)反饋 圖電流串聯(lián)負反饋 電流串聯(lián)負反饋特點 輸出電流穩(wěn)定 輸出電阻增大 輸入電阻增大 29 2020 1 29 電流串聯(lián)負反饋 30 2020 1 29 四 電流并聯(lián)負反饋采樣點與輸出電壓不同一端點的為電流反饋 反饋點與輸入信號在同一端點的為并聯(lián)反饋 電流并聯(lián)負反饋的特點 輸出電流穩(wěn)定 輸出電阻增大 輸入電阻減小 圖電流并聯(lián)負反饋 31 2020 1 29 電流并聯(lián)負反饋 32 2020 1 29 例題5 試判斷下列電路中的反饋組態(tài) 解 電壓串聯(lián)負反饋 a 33 2020 1 29 例試根據(jù)要求正確引入負反饋 1 如果要穩(wěn)定各級靜態(tài)工作點 如何引反饋 2 如果要提高電路的輸入電阻 如何引反饋 引入的反饋為何種類型 3 如果要穩(wěn)定輸出電壓 減小輸出電阻 應該如何引入反饋 引入的反饋為何種組態(tài) 4 如果要穩(wěn)定輸出電流 如何引入反饋 34 2020 1 29 例題 回答下列問題 1 若要實現(xiàn)串聯(lián)電壓反饋 Rf應接向何處 2 要實現(xiàn)串聯(lián)電壓負反饋 運放的輸入端極性如何確定 35 2020 1 29 任務(wù)4負反饋對放大電路性能的影響 任務(wù)目標 會判別反饋類型 能通過測試負反饋電路 明白負反饋對放大電路性能的影響 能根據(jù)不同用途 選用不同的負反饋電路 36 2020 1 29 做一做 負反饋放大器的測試 實驗步驟 1 靜態(tài)工作點的測試 使us 0 調(diào)節(jié)RP 使UCEQ 3V 測試出UBEQ 計算出ICQ 填入下表 37 2020 1 29 2 測試動態(tài)指標 使us 50mV f 1KHZ 加入電路 測試us uo 斷開RL后 再測試uo 38 2020 1 29 1 這個電路中有無反饋 為何種反饋 2 此反饋的作用是什么 對哪些性能有影響 想一想 39 2020 1 29 電路中引入負反饋后其電壓放大倍數(shù)下降 但放大電路的其他性能得到改善 1 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)放大電路增益的相對變化量是開環(huán)放大電路增益相對變化量的 1 AF 分之一 即 40 2020 1 29 2 減小環(huán)路內(nèi)的非線性失真 引入負反饋 反饋回的信號同輸出信號的波形一樣 使凈輸入信號Xid Xi Xf 的波形正半周幅度變小 而負半周幅度變大 經(jīng)基本放大電路放大后 輸出信號趨于正 負半周對稱的正弦波 從而減小了非線性失真 引入負反饋減小失真 41 2020 1 29 3 抑制環(huán)路內(nèi)的噪聲和干擾在反饋環(huán)內(nèi) 放大電路本身產(chǎn)生的噪聲和干擾信號 可以通過負反饋進行抑制 其原理與減小非線性失真的原理相同 但對反饋環(huán)外的噪聲和干擾信號 引入負反饋也無能為力 42 2020 1 29 4 擴展頻帶BWf 1 AF BW 放大器引入負反饋以后 其下限頻率降低 上限頻率升高 通頻帶變寬 多級放大電路中 級數(shù)越多 增益越大 頻帶越窄 圖4 12負反饋擴展頻帶 43 2020 1 29 5 改變輸入和輸出電阻 1 負反饋對放大電路輸入電阻的影響串聯(lián)負反饋使放大電路的輸入電阻增大 并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小 2 負反饋對放大電路輸出電阻的影響電壓負反饋使放大電路的輸出電阻減小 電流負反饋使輸出電阻增大 44 2020 1 29 放大電路引入負反饋的一般原則 1 穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點Q 引入直流負反饋 2 改善放大電路的動態(tài)性能 如增益的穩(wěn)定性 穩(wěn)定輸出量 減小失真 擴展頻帶等 引入交流負反饋 3 穩(wěn)定輸出電壓 減小輸出電阻 提高電路的帶負載能力 引入電壓負反饋 4 穩(wěn)定輸出電流 增大輸出電阻 引入電流負反饋 5 提高電路的輸入電阻 減小電路向信號源索取的電流 引入串聯(lián)負反饋 6 要減小電路的輸入電阻 應該引入并聯(lián)負反饋