带你了解反馈电路中的相位补偿

带你了解反馈电路中的相位补偿

2004年，帮朋友做镍氢充电器，利用镍氢电池充满电时电压有一个微小的下降这个特点来识别是否已经充满，比如1.2V的镍氢电池，快充满的时候，电压在1.35V，之后逐步下降，电压可以低于1.30V。所以需要单片机间歇检测电池两端电压，大概充3秒钟电再停止，之后检测电池两端电压。因为需要识别下降的微小电压，所以需要加一级运放，放大这个下降的幅度，如下图：

那个时候刚进入社会，实践经验不足，为了更好的提升放大性能提高稳定性，想当然的在运放的反相输入端并了一颗小电容，我记得大概是10nF，如下图：

调试程序的时候发现，电池降压的信号很难检测到，往往电池充满发热很久才能检测到，这个问题困扰了一段时间没有解决，朋友带回香港，跟一个硬件人员一起调试，用示波器一个个脚的看信号，最终发现运放输出存在短时间的振荡，而这个振荡导致了信号采样问题，于是我很快想到是自己加了这颗电容的问题，并且在脑子中想象了整个振荡过程，给朋友做了分析。这个画蛇添足行为，最终导致了这个项目失败。上几年做红外温度测试仪，温度范围是400~1200度，采用PID红外传感器，电流转电压放大部分电路如下图：

测试中发现，在700度附近温度测量不准，最后用示波器看输出，发现在这个温度点上，输出出现了振荡，这个时候马上想到，因为PID传感器，内阻高，寄生电容大，等价于在反相输入上并联了一颗电容，类似镍氢电池的放大了，所以马上按如下电路改进：

在做手机期间，测试发现一些劣质手机充电器，用示波器测量发现，其输出电压的纹波，除了100KHz附近的开关纹波外，还有一个5K附近的正弦波基于5V附近波动，比如输出电压5V，实际则是在4.8~5.2V之间按5KHz的频率波动，当时很奇怪怎么产生这个波动的？以上三个案例是我碰到的，虽然前两个问题解决了，但是还留有困惑，随着自己对运放理解的深入，认识到这些问题的出现，都是跟相位有关，但是看很多运放方面的书，

运放的超前补偿

运放的超前补偿 TI 的运放手册《Op Amps For Everyone 》的第八章“电压反馈运放的补偿”讲过运放的超前补偿，个人觉得讲得不是很明白，以下用几个图和公式来更清楚地说明这个问题，作者水平有限欢迎各位指正。 in out aV V = (2) out f g g return V C R R R V //+= (3) 其中a 是运放的增益，注意推导开环增益不能使用“虚短”“虚断”的概念，假设运放的反相输入端2脚断开，通过求Vreturn 和Vin 的关系可以算出开环增益，综合(1),(2),(3)可以得出： 理想的同相运放开环增益如(5)式所示； g f g R R R a A +=β (5)

一般运放的增益a 可以用二阶式子代替(假设1/1τ<1/2τ)： ) 1)(1(1 21++= s s a ττ (6) 同理，比较(4)式和(5) 式，超前补偿则可理解为，开环传函引入了一个新的零点和一个新的极点，但是Rf>Rg||Rf ，所以在波特图上，零点的位置总是在极点位置的左边，可 补偿的时候，我们总是设法让(4)式中的零点与极点1/2τ相抵消。下面从波特图上分析，波特图如下图所示： dB 0dB 1/R F C 1/(R F ||R G )C lg(f) 图 2 图中可以看出，补偿后的开环传递函数增益明显“上移”，联想到运放的增益补偿就可以初步推断：开环增益增大一般会导致闭环增益减小，从而闭环波特图下移，带宽减小，噪声减小，稳定性增加。 可以计算得出，经过补偿后，系统的闭环传递函数为： (7) 图1所示电路图若采用反相结构，则闭环传递函数为： (8) 而未补偿的理想的闭环传递函数为：

放大电路中的反馈-习题及解答

放大电路中的反馈 习题 6.1选择合适的答案填入空。 （1）对于放大电路，所谓开环是指。 A．无信号源B．无反馈通路 C．无电源D．无负载 而所谓闭环是指。 A．考虑信号源阻B．存在反馈通路 C．接入电源D．接入负载 （2）在输入量不变的情况下，若引入反馈后，则说明引入的反馈是负反馈。 A．输入电阻增大B．输出量增大 C．净输入量增大D．净输入量减小 （3）直流负反馈是指。 A．直接耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大直流信号时才有的负反馈 C．在直流通路中的负反馈 （4）交流负反馈是指。 A．阻容耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大交流信号时才有的负反馈 C．在交流通路中的负反馈 （5）为了实现下列目的，应引入 A．直流负反馈B．交流负反馈 ①为了稳定静态工作点，应引入； ②为了稳定放大倍数，应引入； ③为了改变输入电阻和输出电阻，应引入； ④为了抑制温漂，应引入； ⑤为了展宽频带，应引入。 解：（1）B B （2）D （3）C （4）C

（5）A B B A B 6.2 选择合适答案填入空。 A．电压B．电流C．串联D．并联 （1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入负反馈； （2）为了稳定放大电路的输出电流，应引入负反馈； （3）为了增大放大电路的输入电阻，应引入负反馈； （4）为了减小放大电路的输入电阻，应引入负反馈； （5）为了增大放大电路的输出电阻，应引入负反馈； （6）为了减小放大电路的输出电阻，应引入负反馈。 解：（1）A （2）B （3）C （4）D （5）B （6）A 6.3判断下列说法的正误，在括号填入“√”或“×”来表明判断结果。 （1）只要在放大电路中引入反馈，就一定能使其性能得到改善。（）（2）放大电路的级数越多，引入的负反馈越强，电路的放大倍数也就越稳定。（） （3）反馈量仅仅决定于输出量。（） （4）既然电流负反馈稳定输出电流，那么必然稳定输出电压。（） 解：（1）×（2）×（3）√（4）×

模拟电路习题答案第6章放大电路中的反馈题解

第六章放大电路中的反馈 自测题 一、在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。 （1）若放大电路的放大倍数为负，则引入的反馈一定是负反馈。（）（2）负反馈放大电路的放大倍数与组成它的基本放大电路的放大倍数量纲相同。（） （3）若放大电路引入负反馈，则负载电阻变化时，输出电压基本不变。 （）（4）阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越容易产生低频振荡。（） 解：（1）×（2）√（3）×（4）√ 二、已知交流负反馈有四种组态： A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈 C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈选择合适的答案填入下列空格内，只填入A、B、C或D。 （1）欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入； （2）欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入； （3）欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应在放大电路中引入； （4）欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入。 解：（1）B （2）C （3）A （4）D 三、判断图所示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈，并求 A 或f s u A 。设图中所有电容出反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数 f u 对交流信号均可视为短路。

图 解：图（a ）所示电路中引入了电流串联负反馈。反馈系数和深度负反 馈条件下的电压放大倍数f u A 分别为 L 3 1321f 32131 R R R R R R A R R R R R F u 式中R L 为电流表的等效电阻。 图（b ）所示电路中引入了电压并联负反馈。反馈系数和深度负反馈条 件下的电压放大倍数f u A 分别为 1 2f 2 1R R A R F u 图（c ）所示电路中引入了电压串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条 件下的电压放大倍数f u A 分别为 1 1f u A F 图（d ）所示电路中引入了正反馈。 四、电路如图所示。

模拟电子技术课程习题 第六章 放大电路中的反馈

第六章放大电路中的反馈 要得到一个由电流控制的电流源应选用[ ] A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 要得到一个由电压控制的电流源应选用[ ] A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 在交流负反馈的四种组态中，要求互导增益A iuf= I O/U i稳定应选[ ] A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 在交流负反馈的四种组态中，要求互阻增益A uif=U O/I i稳定应选[ ] A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 在交流负反馈的四种组态中，要求电流增益A iif=I O/I i稳定应选[ ] A.电压串联负反馈 B.电压并联负反馈 C.电流串联负反馈 D.电流并联负反馈 放大电路引入交流负反馈后将[ ] A.提高输入电阻 B.减小输出电阻 C.提高放大倍数 D.提高放大倍数的稳定性 负反馈放大电路产生自激振荡的条件是[ ] =1 =-1 C.|AF|=1 D. AF=0 放大电路引入直流负反馈后将[ ] A.改变输入、输出电阻 B.展宽频带 C.减小放大倍数 D.稳定静态工作点 电路接成正反馈时，产生正弦波振荡的条件是[ ] A. AF=1 B. AF=-1 C. |AF|=1 D. AF=0 在深度负反馈放大电路中，若开环放大倍数A增加一倍，则闭环增益A f将 A. 基本不变 B. 增加一倍[ ]

C. 减小一倍 D. 不能确定 在深度负反馈放大电路中，若反馈系数F增加一倍，闭环增益A f将[ ] A. 基本不变 B.增加一倍 C. 减小一倍 D. 不能确定 分析下列各题，在三种可能的答案(a.尽可能小，b.尽可能大，c.与输入电阻接近)中选择正确者填空： 1、对于串联负反馈放大电路，为使反馈作用强，应使信号源内阻。 2、对于并联反馈放大电路，为使反馈作用强，应使信号源内阻。 3、为使电压串联负反馈电路的输出电阻尽可能小，应使信号漂内阻。在讨论反馈对放大电路输入电阻R i的影响时，同学们提出下列四种看法，试指出哪个（或哪些）是正确的： a.负反馈增大R i，正反馈减小R i； b.串联反馈增大R i，并联反馈减小R i； c.并联负反馈增大R i，并联正反馈减小R i； d.串联反馈增大R i，串联正反馈减小R i； 选择正确的答案填空。 1、反馈放大电路的含义是。(a.输出与输入之间有信号通路，b.电路中存在反向传输的信号通路，c.除放大电路以外还有信号通路) 2、构成反馈通路的元器件。(a.只能是电阻、电容或电感等无源元件， b.只能是晶体管、集成运放等有源器件， c.可以是无源元件，也可是以有源器件) 3、反馈量是指。(a.反馈网络从放大电路输出回路中取出的信号，b.反馈到输入回路的信号，c.反馈到输入回路的信号与反馈网络从放大电路输出回路中取出的信号之比) 4、直流负反馈是指。(a.只存在于直接耦合电路中的负反馈，b.直流通路中的负反馈，c.放大直流信号时才有的负反馈) 5、交流负反馈是指。(a.只存在于阻容耦合及变压器耦合电路中的负反馈，b.交流通路中的负反馈，c.放大正弦波信号时才有的负反馈) 选择正确的答案填空。 1、在放大电路中，为了稳定静态工作点，可以引入；若要稳定放大倍数，应引入；某些场合为了提高放大倍数，可适当引入；希望展宽频

CMOS二级密勒补偿运算放大器的设计

课程设计报告 设计课题: CMOS二级密勒补偿运算放大器的设计 姓名: XXX 专业:集成电路设计与集成系统 学号: 1115103004 日期 2015年1月17日 指导教师: XXX 国立华侨大学信息科学与工程学院

一：CMOS二级密勒补偿运算放大器的设计 1:电路结构 最基本的CMOS二级密勒补偿运算跨导放大器的结构如下图，主要包括四部分：第一级PMOS输入对管差分放大电路，第二级共源放大电路，偏置电路和相位补偿电路。 2：电路描述： 输入级放大电路由M1~M5组成。M1和M2组成PMOS差分输入对管，差分输入与单端输入相比可以有效抑制共模信号干扰；M3和M4为电流镜有源负载；M5为第一级放大电路提供恒定偏置电流。 输出级放大电路由M6和M7组成，M6为共源放大器，M7为其提供恒定偏置电流同时作为第二级输出负载。 偏置电路由M8~M13和Rb组成，这是一个共源共栅电流源，M8和M9宽长比相同。M12和M13相比，源级加入了电阻Rb，组成微电流源，产生电流Ib。对称的M11和M12构成共源共栅结构，减少了沟道长度调制效应造成的电流误差。在提供偏置电流的同时，还为M14栅极提供偏置电压。 相位补偿电路由M14和Cc组成，M14工作在线性区，可等效为一个电阻，与电容Cc一起跨接在第二级输入输出之间，构成RC密勒补偿。

3:两级运放主体电路设计 由于第一级差分输入对管M1与M2相同，有 R1表示第一级输出电阻，其值为 则第一级的电压增益 对第二级，有 第二级的电压增益 故总的直流开环电压增益为

所以 4：偏置电路设计 偏置电路由 M8~M13 构成，其中包括两个故意失配的晶体管M12 和M13，电阻RB 串联在M12 的源极，它决定着偏置电流和gm12，所以一般为片外电阻以保证其精确稳定。为了最大程度的降低M12 的沟道长度调制效应，采用了Cascode 连接的M10以及用与其匹配的二极管连接的M11 来提供M10 的偏置电压。最后，由匹配的PMOS器件M8 和M9 构成的镜像电流源将电流IB 复制到M11 和M13，同时也为M5 和M7提供偏置。 下面进行具体计算。镜像电流源M8 和M9 使得M13 的电流与M12 的电流相等，都为IB，从而有 而由电路可知 联立上式可以得到：

6章放大电路中的反馈题解

第六章 放大电路中的反馈 自测题 一、在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。 （1）若放大电路的放大倍数为负，则引入的反馈一定是负反馈。（ ） （2）负反馈放大电路的放大倍数与组成它的基本放大电路的放大倍数量纲相同。（ ） （3）若放大电路引入负反馈，则负载电阻变化时，输出电压基本不变。 （ ） （4）阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越容易产生低频振荡。（ ） 解：（1）× （2）√ （3）× （4）√ 二、已知交流负反馈有四种组态： A ．电压串联负反馈 B ．电压并联负反馈 C ．电流串联负反馈 D ．电流并联负反馈 选择合适的答案填入下列空格内，只填入A 、B 、C 或D 。 （1）欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入 ； （2）欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入 ； （3）欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应在放大电路中引入 ； （4）欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入 。 解：（1）B （2）C （3）A （4）D 三、判断图T6.3所示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈， 并求出反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数f u A 或f s u A 。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。

图T6.3 解：图（a ）所示电路中引入了电流串联负反馈。反馈系数和深度负反 馈条件下的电压放大倍数f u A 分别为 L 3 1321f 32131 R R R R R R A R R R R R F u ?++≈++= 式中R L 为电流表的等效电阻。 图（b ）所示电路中引入了电压并联负反馈。反馈系数和深度负反馈条 件下的电压放大倍数f u A 分别为 1 2f 2 1R R A R F u -≈-= 图（c ）所示电路中引入了电压串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条 件下的电压放大倍数f u A 分别为 1 1f ≈=u A F 图（d ）所示电路中引入了正反馈。 四、电路如图T6.4所示。

讲义 第6章 反馈与振荡电路

第6章 反馈与振荡电路 放大电路引入反馈后，称为反馈放大电路，或闭环电路。反馈电路又分负反馈电路和正反馈电路。 负反馈能改善放大电路的各种性能指标，广泛应用在模拟电子技术中。 放大电路接入正反馈可以构成振荡电路。 （本章只介绍反馈） 6.1 反馈的基本概念 6.1.1 反馈的基本概念的引出 在第二章讨论过工作点稳定的共射极放大电路，如图6-1所示。 图中电阻E R 称为温度补偿电阻，E R 的作用是稳定静态工作点。 静 态 工 作 点 稳 定 的 实 质 ： ,()(),C E E E E E E C BE B B C E T I I U U R I R I U U I I I ↑?↑↑?↑=≈?↓?↓?↓↓固定 E R 把输出端的静态电流C I 返送到输入端，进而稳定C I 的变化。这个稳定过程是直流负反馈的过程。 1、反馈：将输出信号（电压或电流）的一部分或全部以某种方式回送到电路的输入端，使输入量（电压或电流）发生改变，这种现象称为反馈 2、反馈放大电路 具有反馈的放大电路包括基本放大电路A 及反馈网络F 两个部分。其组成框图如图6-2所示 基本放大电路：未加反馈的单级、多级放大电路，或者是集成运算放大器。 反馈网络：可由电阻。电感。电容或半导体器件组成。 3、直流反馈和交流反馈 （1）直流反馈：若反馈信号只包含直流分量。直流负反馈具有稳定静态工作点的作用。 （如图6-1所示就是直流反馈电路） （2）交流反馈：若反馈信号只包含交流分量。 （3）判断交流与直流反馈：看反馈元件是在交流通路中还是在直流通路中起作用。 （去掉旁路电容E C ，如图6-3所示电路，就包含有交流反馈） 有时反馈既有直流分量，又有交流分量，称之为交、直流反馈。图6-3所示电路就是既有交流反馈又有直流反馈。 4、正反馈与负反馈 （1）正反馈：若反馈信号在输入端与输入信号相加，使净输入信号i X '增加，称为正反馈； （2）负反馈：若反馈信号在输入端与输入信号相加，使净输入信号i X '减小，称为负反馈。 （负反馈使放大倍数下降，但使得其他许多性能得到改善，因此在放大电路中得到广泛应用。正反馈虽然提高了放大倍数，但使得其他性能降低，因此在放大电路中很少采用，主要用于振荡电路和数字电路的暂态过程。）

运放相位(频率)补偿电路设计

集成运放的内部是一个多级放大器。其对数幅频特性如图...1所示中的曲线①(实线)。对数幅频特性曲线在零分贝以上的转折点称为极点。图中，称P1 P2点为极点。极点对应的频率称为转折频率，如fp1,fp2,第一个极点，即频率最低的极点称为主极点。在极点处，输出信号比输入信号相位滞后45°，幅频特性曲线按-20dB/10倍频程斜率变化，每十倍频程输出信号比输入信号相位滞后90。极点越多，越容易自激，即越不稳定。为使集成运放工作稳定，需进行相位(频率)补偿。 按补偿原理分滞后补偿、超前补偿及滞后一超前补偿等。 滞后补偿:凡是使相移增大的补偿即被称为滞后补偿。滞后补偿使主极点频率降低，即放大器频带变窄。如补偿后只有一个极点，则被称为单极点，如图2.21(a)所示中的曲 线②。 超前补偿:凡是使相移减小的补偿即被称为超前补偿，超前补偿使幅频特性曲线出现零点,即放大器频带变宽。在零点处输出信号比输入信号相位超前45°，幅频特性曲线按+20dB/10倍频程斜率变化。补偿办法是将零点与补偿前的一个极点重合，如图2.21(a)中的P2点，补偿后的幅频特性曲线如图2.21(a)所示中的曲线③，补偿后频带展宽。

1.输入端的滞后补偿网络(外部滞后补偿) 在集成运放的两输入端之问并一串联的电阻(RB)、电容(CB)的网络被称为输入端的滞后补偿。这种补偿使通频带变窄，适用于对频带要求不高的电路。这种方法也有助于提高集成运放的上升速率。 RB，CB的估算方法(I) 在放大器增益给定的条件下暂时短接CB，在集成运放两输入端之间并联RB，RB的值由大到小的改变，直至放大器进入临界稳定状态。这时可用示波器看到近似正弦波。并用示波器水平(时间)轴测出振荡周期，换算出振荡频率fo实际是放大器的放大倍数等于1时的频率。补偿电容CB的值可按下式估算，即 CB》1/(RB*f)

放大电路中的反馈参考答案

放大电路中的反馈参考答 案 Prepared on 21 November 2021

2016第六章放大电路中的反馈答案 科目:模拟电子技术 题型:填空题 章节:第六章放大电路中的反馈 难度:全部 ----------------------------------------------------------------------- 1.要想实现稳定静态电流I C，在放大电路中应引入直流负反馈。 2.要稳定输出电流，放大电路中应引入电流负反馈。 3.要提高带负载能力，放大电路中应引入电压负反馈。 4.减小放大电路向信号源索取的电流应引入串联负反馈。 5.负反馈放大器闭环电压放大倍数A uf=100，当它的开环放大倍数变化10%时，闭环放大倍数变化1%，则它的开环放大倍数A u=1000。 6.负反馈可使放大器增加放大倍数的稳定，减少非线性失真，抑制噪声，改变输入输出阻抗等。 7.一个电压串联负反馈放大器的闭环增益A uf=100，要求开环增益A u变化10%时，闭环增益变化为0.5%，那么开环增益 A u=2000。 8.一个电压串联负反馈放大器的闭环增益A uf=100，要求开环增益A u变化10%时，闭环增益变化为0.5%，那么反馈系数 F u=0.095。 9.在反馈电路中，按反馈网络与输出回路的连接方式不同分为电压反馈和电流反馈。 10.在反馈电路中，按反馈网络与输入回路的连接方式不同，分为串联反馈和并联反馈。 11.放大器中引入电压负反馈，可以稳定电压放大倍数并减小输出电阻。 12.某放大电路在输入信号电压为1mV时，输出电压为1V。当加上负反馈后若达到同样的输出电压时，需使输入信号电压为10mV，由此可知所加的反馈深度为20dB。 13.某放大电路在输入信号电压为1mV时，输出电压为1V。当加上负反馈后若达到同样的输出电压时，需使输入信号电压为10mV，由此可知反馈系数为0.009。 14.射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 15.射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 16.射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 17.在放大器中，为了稳定输出电流，降低输入电阻，应引入电流并联负反馈。 18.在放大器中，为了稳定输出电压，提高输入电阻，应引入电压串联负反馈。 19.在进行反相比例放大时，集成运放两个输入端的共模信号U ic=0。 科目:模拟电子技术 题型:选择题 章节:第六章放大电路中的反馈 难度:全部 ----------------------------------------------------------------------- 1.欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入B； A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈 2.欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入C； A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈 3.欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应在放大电路中引入A； A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈 4.欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入C。 A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈 5.对于放大电路，所谓开环是指B。 A．无信号源B．无反馈通路

运放基本应用电路

运放基本应用电路 运放基本应用电路 运算放大器是具有两个输入端，一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络就可以组成具有各种功能的电路。当反馈网络为线性电路时可实现乘、除等模拟运算等功能。运算放大器可进行直流放大，也可进行交流放大。 R f 使用运算放大器时，调零和相位补偿是必 须注意的两个问题，此外应注意同相端和反相端到地的直流电阻等，以减少输入端直流偏流 U I 引起的误差。 U O 1．反相比例放大器 电路如图1所示。当开环增益为 ∞（大于104以上）时，反相放大器的闭环增益为： 1 R R U U A f I O uf -== （1） 图1 反相比例放大器 由上式可知，选用不同的电阻比值R f / R 1，A uf 可以大于1，也可以小于1。 若R 1 = R f ， 则放大器的输出电压等于输入电压的负值，因此也称为反相器。 放大器的输入电阻为：R i ≈R 1 直流平衡电阻为：R P = R f // R 1 。 其中，反馈电阻R f 不能取得太大，否则会 产生较大的噪声及漂移，其值一般取几十千欧 到几百千欧之间。 R 1的值应远大于信号源的 O 内阻。 2．同相比例放大器、同相跟随器 同相放大器具有输入电阻很高，输出电阻 很低的特点，广泛用于前置放大器。电路原理 图如图2所示。当开环增益为 ∞（大于104以上 图2 同相比例放大器 ）时，同相放大器的闭环增益为： 1111R R R R R U U A f f I O uf +=+== （2） 由上式可知，R 1为有限值，A u f 恒大于1。 同相放大器的输入电阻为：R i = r ic 其中： r ic 是运放同相端对地的共模输入电阻，一般为108 Ω；放大器同相端的直流平衡电阻为：R P = R f // R 1。 若R 1 ∞（开路），或R f = 0，则A u f 为1，于是同相放大器变为同相跟随器。此时由于放大器几乎不从信号源吸取电流，因此 U 可视作电压源，是比较理想的阻抗变换器。 3．加（减）法器

放大电路中的负反馈教案

放大电路中的负反馈教案

§7.5放大电路中的负反馈（一） ——反馈的基本概念、类型教学目标：1、理解反馈的基本概念 2、掌握反馈的类型 3、掌握负反馈的四种基本形式 德育目标：培养学生严谨的工作态度和治学作风 培养学生理解问题的能力 教学重点：反馈的类型、负反馈的四种基本形式 教学难点：反馈的概念、电压电流反馈、串并联反馈的理解 课时安排：1课时 课型：新授 一、组织教学：清点人数、纠正坐姿等 二、教学过程： （一）导入新课： 学期末的《致家长一封信》，通过学生评语，反映学生在校的表现，为了了解学生在家的表现，让同学们在下学期有更好的表现，学校要求家长把学生在家的表现也通过《致家长一封信》传达给学校，这其实就是一种信息反馈。 同样，在我们电子技术中，为了进一步改善放大电路的工作性能，满足实际应用的需要，可在放大电路中引入反馈。 （二）讲授新课： 1、反馈的基本概念 （1）、反馈的定义 所谓反馈，就是将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全 部，通过一定的反馈网络（又为反馈电路）送回到输入端并与输入信号类比的方法学生更

合成的过程。 带有反馈网络的放大电路称为反馈放大器。 （2）、反馈放大器的组成 反馈放大器由基本放大电路和反馈网络组成。其方框图如图7-5-1所示。 基本放大电路：如共发射极基本放大电路，单级或多级。 作用：完成对输入信号的放大。A是其放大倍数。 反馈网络：联系输出端与输入端的环节，多数由电阻元件组成。 作用：完成了从输出到输入的回送。 图中的F为反馈系数，是反馈信号和输出信号的比值。 图7-5-1反馈放大器的方框示意图 X i：输入信号 X f：反馈信号 X i′：净输入量 X o：输出信号 X i′=X i±X f 2、反馈的类型 （1）、负反馈和正反馈 负反馈：反馈信号和原输入信号极性相反，净输入信号减小， 放大倍数减小。 X i′＝X i－X f用于放大电路，以改善放大电路性能。 正反馈：反馈信号和原输入信号极性相同，净输入信号增加，放大倍数增大。易理解、接受 化整为零：取送合（理解记忆）

电容反馈振荡器设计

高频电子线路课程设计 电容反馈振荡器电路设计 班级： 11级电信班 学号： 111102051 姓名： 指导教师： 日期： 2013.12.20

目录 第1章电容反馈式振荡器的设计方案论证 (3) 1.1电容反馈式振荡器的应用意义 (3) 1.2 电容反馈式振荡器的设计要求及技术指标 (3) 1.3 电容反馈式振荡器的的电路原理 (4) 1.4 电容反馈式振荡器的方案框图及分析 (6) 第2章电容反馈式振荡器的电路设计及仿真 (7) 2.1电路的设计依据 (7) 2.2原理图EWB软件仿真 (8) 2.3 仿真结果 (8) 第3章设计总结 (9) 参考文献 (9)

第1章电容反馈式振荡器的设计方案论证 1.1电容反馈式振荡器的应用意义 随着社会的发展，通讯工具在我们的生活中的作用越来越重要。通信工程专业的发展势头也一定会更好，为了自己将来更好的适应社会的发展，增强自己对知识的理解和对理论知识的把握，本次课程设计我准备制作具有实用价值的电容反馈式振荡器。 振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。 一个振荡器必须包括三部分：放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的，只有这样才能使振荡维持下去。选频网络则只允许某个特定频率 f 能通过，使振荡器产生单一频率的输出。 振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的；一个是反馈电 压 U f 和输入电压 U i 要相等，这是振幅平衡条件。二是U f 和U i 必须相位相同，这 是相位平衡条件，也就是说必须保证是正反馈。一般情况下，振幅平衡条件往往容易做到，所以在判断一个振荡电路能否振荡，主要是看它的相位平衡条件是否成立。 振荡器的用途十分广泛，它是无线电发送设备的心脏部分，也是超外差式接收机的主要部分各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等，其核心部分都离不开正弦波振荡器。功率振荡器在工业方面(例如感应加热、介质加热等)的用途也日益广阔。 正弦波是电子技术、通信和电子测量等领域中应用最广泛的波形之一。能够产生正弦波的电路称为正弦波振荡器。通常，按工作原理的不同，正弦振荡器分为反馈型和负载型两种，前者应用更为广泛。在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率、一定波形和一定振幅的交变振荡信号输出。 1.2 电容反馈式振荡器的设计要求及技术指标 设计内容： 1．用EWB仿真，设计一个电容反馈振荡器 2．能够观察输出的振荡波形。 3．测量其振荡频率。 4．分析电路并计算其频率是否与所测的频率相同。 设计参数：振荡频率5MHZ左右

放大电路中的负反馈解读

第四章放大电路中的负反馈习题 4.1 判断图4-24所示各电路中有无反馈？是直流反馈还是交流反馈？哪些构成了级间反馈？哪些构成了本级反馈？ 4.1解答： （a）R e1：本级直流反馈 R e2：本级交直流反馈 R f,C f：级间交流反馈（因为直流 信号被C f隔直） （b）Re：本级直流反馈 R b：本级直流反馈（因为交流信号被C2 短路到地） （c）R R e2 ：本级交直流反馈 R e3：本级直流反馈（因为交流被C3短路） R f：级间交直流反馈 （d）R1,R2,R3为级间交直流反馈 R3：本级交直流反馈

4-1解答续： （e）R2,R4：本级交直流反馈 R L,R6：为级间交直流反馈 （f）R e ：本级直流反馈（∵交流信号被C e短路）R1, R2 ：本级直流反馈（∵交流信号被C短路到地） （g）R1, R2 ：级间交直流反馈 （h）(i) R e2 ：本级直流反馈 R e1, R e3 ：级间交流反馈 （ii）R f1, R b ：级间交直流反馈 R f2, R e1 ：级间交直流反馈

4.2指出图4-24所示各电路中反馈的类型和极性，并在图中标出瞬时极性以及反馈电压或反馈电流。 （a）解答：R f,C f引入电压并联交流负反馈 瞬间极性如图示：∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 （b）解答，R b引入电压并联直流负反馈，瞬时极性如图示 ∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 （C）解答：R f, R e1 ：引入电压串联交流正反馈（∵直流被C2隔直），瞬时极性如图示：U be=U i+U f, U f与U i极性相同，故为正反馈 (d)解答：R1，R2引入电压串联交直流正反馈，瞬时极性如图示： U ' i=U i+U f, U f与U i极性相同，故为正反馈 （e）解答：R L,R6 引入电流串联交直流负反馈,（即ΔU i=（U+-U i）↓）（即同相端与反相端电位差下降，∴为负反馈） （f）解答：R1，R e 引电容并联直流负反馈（交流被C短路到地）瞬时极性为图示（因I b↓=I i-I f ↑）I f上升，I b下降 （g）解答：R1，R2引入电压并联交直流负反馈 瞬时极性如图示：∵I b↓=I i-I f↑ （h）(i)解答：R b ， R f1引入电压并联交直流负反馈 瞬时极性为图示∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 （ii）解答：R f2, R e1引入电流串联交直流负反馈 瞬时极性为图示∵U be↓=U i-U f2↑= U i-U e1↑（U e1上升，U be下降） ∴为负反馈

运算放大器输入输出两端加电容的作用补偿作用

运放的相位补偿 为了让运放能够正常工作,电路中常在输入与输出之间加一相位补偿电容。 1，关于补偿电容 理论计算有是有的，但是到了设计成熟阶段好象大部分人都是凭借以前的调试经验了，一般对于电容大小的取值要考虑到系统的频响（简单点说加的电容越大，带宽越窄），然后就是振荡问题；如果你非要计算，可以看看运放的输入端的分布电容是多大，举个例子，负反馈放大电路就是要保证输入端的那个电阻阻值和分布电容的乘积=反馈电阻的阻值和你要加的电容的乘积...... 2，两个作用 1. 改变反馈网络相移，补偿运放相位滞后 2. 补偿运放输入端电容的影响（其实最终还是补偿相位……） 因为我们所用的运放都不是理想的。 一般实际使用的运算放大器对一定频率的信号都有相应的相移作用，这样的信号反馈到输入端将使放大电路工作不稳定甚至发生振荡，为此必须加相应的电容予以一定的相位补偿。在运放内部一般内置有补偿电容，当然如果需要的话也可在电路中外加，至于其值取决于信号频率和电路特性 运放输入补偿电容 一般线性工作的放大器(即引入负反馈的放大电路)的输入寄生电容Cs会影响电路的稳定性，其补偿措施见图。放大器的输入端一般存在约几皮法的寄生电容Cs，这个电容包括运放的输入电容和布线分布电容，它与反馈电阻Rf组成一个滞

后网络，引起输出电压相位滞后，当输入信号的频率很高时，Cs的旁路作用使放大器的高频响应变差，其频带的上限频率约为： ωh=1／(2πRfCs) 若Rf的阻值较大，放大器的上限频率就将严重下降，同时Cs、Rf引入的附加滞后相位可能引起寄生振荡，因而会引起严重的稳定性问题。对此，一个简单的解决方法是减小Rf的阻值，使ωh高出实际应用的频率范围，但这种方法将使运算放大器的电压放大倍数下降(因Av=-Rf/Rin)。为了保持放大电路的电压放大倍数较高，更通用的方法是在Rf上并接一个补偿电容Cf，使RinCf网络与RfCs网络构成相位补偿。RinCf将引起输出电压相位超前，由于不能准确知道Cs的值，所以相位超前量与滞后量不可能得到完全补偿，一般是采用可变电容Cf，用实验和调整Cf的方法使附加相移最小。若Rf=10kΩ,Cf的典型值丝边3～10pF。对于电压跟随器而言，其Cf值可以稍大一些。 运放输出电容的补偿 对于许多集成运算放大电路，若输出负载电容CL的值比100pF大很多，由于输出电容(包括寄生电容)与输出电阻将造成附加相移，这个附加相移的累加就可能产生寄生振荡，使放大器工作严重不稳定。解决这一问题的方法是在运放的输出端串联一个电阻Ro，使负载电容CL与放大电路相隔离，如图所示，在Ro的后面接反馈电阻Rf，这样可以补偿直流衰减，加反馈电容Cf会降低高频闭环电压放大倍数，Cf的选取方法是：使放大电路在单位增益频率fT时的容抗Xcf≤Rf ／10，又Xf=l／(2πfTCf)，一般情况下，Ro=50～200Ω，Cf约为3～10pF。 除了上述不稳定因素之外，还存在其他一些不稳定因素，有些是来自集成芯片自身。有些是源于系统电路(例如电源的内阻抗的耦合问题)。有时使用很多方法都难以解决不稳定问题，但采用适当的补偿方法后可使问题迎刃而解。例如。当放大器不需要太宽的频带和最佳转换速率时，对集成运放采用过补偿的方法会取得很好的效果，如将补偿电容增加9倍或为实现稳定性所需要的倍数，对μA301型运放而言，其效果一般都较好。

放大电路中的反馈-习题及解答

放大电路中的反馈-习题及解答

放大电路中的反馈 习题 6.1 选择合适的答案填入空内。 （1）对于放大电路，所谓开环是指。 A．无信号源B．无反馈通路 C．无电源D．无负载 而所谓闭环是指。 A．考虑信号源内阻B．存在反馈通路 C．接入电源D．接入负载 （2）在输入量不变的情况下，若引入反馈后，则说明引入的反馈是负反馈。 A．输入电阻增大B．输

出量增大 C．净输入量增大D．净输入量减小 （3）直流负反馈是指。 A．直接耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大直流信号时才有的负反馈 C．在直流通路中的负反馈（4）交流负反馈是指。 A．阻容耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大交流信号时才有的负反馈 C．在交流通路中的负反馈（5）为了实现下列目的，应引入 A．直流负反馈B．交

流负反馈 ①为了稳定静态工作点，应引 入； ②为了稳定放大倍数，应引 入； ③为了改变输入电阻和输出电阻，应 引入； ④为了抑制温漂，应引入； ⑤为了展宽频带，应引入。 解：（1）B B （2）D （3）C （4）C （5）A B B A B 6.2 选择合适答案填入空内。 A．电压B．电流C．串联D．并联

（1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入负反馈； （2）为了稳定放大电路的输出电流，应引入负反馈； （3）为了增大放大电路的输入电阻，应引入负反馈； （4）为了减小放大电路的输入电阻，应引入负反馈； （5）为了增大放大电路的输出电阻，应引入负反馈； （6）为了减小放大电路的输出电阻，应引入负反馈。 解：（1）A （2）B （3）C （4）D （5）B （6）A 6.3 判断下列说法的正误，在括号内填入“√”或“×”来表明判断结果。

放大电路中的负反馈

放大电路中的负反馈 放大电路是主要的电子电路类型，为了确保放大电路能够正常工作，提供稳定的增益、良好的线性，以及其他的一些特殊目的，一般实用的放大电路都加上了负反馈的网络。 在各种系统的控制分析中，电路中的负反馈研究应该是最为深入和细致的了，详细的内容请参阅“电子技术”或“电路分析”专业教科书，本文仅仅是想通过对放大电路中反馈的简单介绍，阐述系统中反馈控制的基本原理。 1、为什么要在电路中设置反馈 半导体技术发展到今天，为电子电路的设计提供了极大的施展空间。现在要设计或制作一个高性能的放大器，在如何提高放大倍数方面已经不是问题，最普通的集成电路运算放大器（LM324，其内部包含了4个相同的独立放大器，价格在1元左右，如下图），其开环电压放大倍数也可以做到几十万倍（80dB~140dB）之高，对于一般的要求来说，这几乎就是无限大的放大倍数了。 然而，在多数的应用中，都要求电路的放大倍数是一个固定不变的有限值。所谓固定不变是指：当工作环境的温度变化；电路输入、输出连接状态发生改变；器件因常时间工作性能老化；因故障更换了主要半导体器件之后，等等的内在的和外部的干扰因素下，放大器的放大倍数都维持在设定值不会变化。这个稳定增益（放大倍数）的要求，其实才是现代电子电路设计的难点，而在电路中使用负反馈技术，是解决这个难题的主要方法。 此外，电路中的负反馈还能解决以下问题： 提高输入阻抗，降低输出阻抗（提高负载能力），优化频率响应，稳定静态工作点，减少线性失真等等，本文不做叙述。 2、电路中最主要的两种负反馈应用示例 ①反相交流放大器 电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电，由R1、R2组成1/2V+偏置，C1是消振电容。 放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值，Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri 与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为耦合电容。 ②同相交流放大器 电路见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成1/2V+分压电路，通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4，电路输入电阻为R3。R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。以上两种基本的反馈放大器，共同点是都具有反馈，而且从输出端取出的反馈信号经过反馈网络后，都加到了运算放大器的负输入端，反馈信号的作用是抵消了输入信号，因此称为负反馈；另一个共同点是，经过分析计算发现，两种放大电路由于反馈网络的加入，使得放大器的放大倍数（增益）的大小，只由反馈网络的电阻参数值决定（Av=-Rf/Ri；Av=1+Rf/R4），只要这几个电阻的阻值是稳定的放大倍数就不会变化，而要确保电阻的阻值始终稳定在规定的范围内，是比较容易做到的。 3、电路中反馈的基本模型概括 4、电路中反馈的类型及其作用： 直流反馈：反馈只对直流分量起作用，反馈元件只能传递直流信号；目的：稳定静态工作点。

6章 放大电路中的反馈 习题

第六章放大电路中的反馈 习题 6.1选择合适的答案填入空内。 （1）对于放大电路，所谓开环是指。 A．无信号源B．无反馈通路 C．无电源D．无负载 而所谓闭环是指。 A．考虑信号源内阻B．存在反馈通路 C．接入电源D．接入负载 （2）在输入量不变的情况下，若引入反馈后，则说明引入的反馈是负反馈。 A．输入电阻增大B．输出量增大 C．净输入量增大D．净输入量减小 （3）直流负反馈是指。 A．直接耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大直流信号时才有的负反馈 C．在直流通路中的负反馈 （4）交流负反馈是指。 A．阻容耦合放大电路中所引入的负反馈 B．只有放大交流信号时才有的负反馈 C．在交流通路中的负反馈 （5）为了实现下列目的，应引入 A．直流负反馈B．交流负反馈 ①为了稳定静态工作点，应引入； ②为了稳定放大倍数，应引入； ③为了改变输入电阻和输出电阻，应引入； ④为了抑制温漂，应引入； ⑤为了展宽频带，应引入。 解：（1）B B （2）D （3）C （4）C

（5）A B B A B 6.2 选择合适答案填入空内。 A．电压B．电流C．串联D．并联 （1）为了稳定放大电路的输出电压，应引入负反馈； （2）为了稳定放大电路的输出电流，应引入负反馈； （3）为了增大放大电路的输入电阻，应引入负反馈； （4）为了减小放大电路的输入电阻，应引入负反馈； （5）为了增大放大电路的输出电阻，应引入负反馈； （6）为了减小放大电路的输出电阻，应引入负反馈。 解：（1）A （2）B （3）C （4）D （5）B （6）A 6.3判断下列说法的正误，在括号内填入“√”或“×”来表明判断结果。 （1）只要在放大电路中引入反馈，就一定能使其性能得到改善。（）（2）放大电路的级数越多，引入的负反馈越强，电路的放大倍数也就越稳定。（） （3）反馈量仅仅决定于输出量。（） （4）既然电流负反馈稳定输出电流，那么必然稳定输出电压。（）解：（1）×（2）×（3）√（4）×

第六章 放大电路中的反馈答案

科目:模拟电子技术 题型:填空题 章节:第六章放大电路中的反馈 难度:全部 ----------------------------------------------------------------------- 1. 要想实现稳定静态电流I C ，在放大电路中应引入直流负反馈。 2. 要稳定输出电流，放大电路中应引入电流负反馈。 3. 要提高带负载能力，放大电路中应引入电压负反馈。 4. 减小放大电路向信号源索取的电流应引入串联负反馈。 5. 负反馈放大器闭环电压放大倍数A uf=100，当它的开环放大倍数变化10%时，闭环放大倍数变化1%，则它的开环放大倍数A u= 1000 。 6. 负反馈可使放大器增加放大倍数的稳定，减少非线性失真，抑制噪声，改变输入输出阻抗等。 7. 一个电压串联负反馈放大器的闭环增益A uf=100，要求开环增益A u变化10%时，闭环增益变化为0.5%，那么开环增益A u= 2000 。 8. 一个电压串联负反馈放大器的闭环增益A uf=100，要求开环增益A u变化10%时，闭环增益变化为0.5%，那么反馈系数F u= 0.095 。 9. 在反馈电路中，按反馈网络与输出回路的连接方式不同分为电压反馈和电流反馈。 10. 在反馈电路中，按反馈网络与输入回路的连接方式不同，分为串联反馈和并联反馈。 11. 放大器中引入电压负反馈，可以稳定电压放大倍数并减小输出电阻。 12. 某放大电路在输入信号电压为1mV时，输出电压为1V。当加上负反馈后若达到同样的输出电压时，需使输入信号电压为10mV，由此可知所加的反馈深度为 20 dB。 13. 某放大电路在输入信号电压为1mV时，输出电压为1V。当加上负反馈后若达到同样的输出电压时，需使输入信号电压为10mV，由此可知反馈系数为 0.009 。 14. 射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 15. 射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 16. 射极输出器的主要特点是高阻输入、低阻输出和电压跟随。 17. 在放大器中，为了稳定输出电流，降低输入电阻，应引入电流并联负反馈。 18. 在放大器中，为了稳定输出电压，提高输入电阻，应引入电压串联负反馈。 19. 在进行反相比例放大时，集成运放两个输入端的共模信号U ic= 0 。 科目:模拟电子技术 题型:选择题 章节:第六章放大电路中的反馈 难度:全部 ----------------------------------------------------------------------- 1. 欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入 B ； A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈 2. 欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入 C ； A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈