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項(xiàng)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(jī) 收音機(jī)等 均要求放大電路的末級(jí)有足夠的功率去推動(dòng)揚(yáng)聲器 喇叭 音圈振動(dòng)發(fā)出聲音 這種用于向負(fù)載提供足夠信號(hào)功率的放大電路稱為功率放大電路 簡(jiǎn)稱功放 音頻功率放大器的作用是將微弱的聲音電信號(hào)放大為功率或幅度足夠大 且與原來(lái)信號(hào)變化規(guī)律一致的信號(hào) 即進(jìn)行不失真的放大 2 2020 1 29 音頻放大電路認(rèn)識(shí) 揚(yáng)聲器負(fù)載 輸入信號(hào)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(lái)的微弱音頻信號(hào) 實(shí)物演示 3 2020 1 29 擴(kuò)音機(jī)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(fù)反饋在放大電路的應(yīng)用 任務(wù)1反饋電路的認(rèn)識(shí) 任務(wù)2反饋電路的判別 任務(wù)3負(fù)反饋電路的應(yīng)用 任務(wù)4負(fù)反饋對(duì)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(diǎn) 2 能理解負(fù)反饋的概念及特點(diǎn) 并掌握判斷負(fù)反饋放大電路類型的方法 3 了解負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響 模塊2負(fù)反饋在放大電路中的應(yīng)用 任務(wù)目標(biāo) 7 2020 1 29 任務(wù)1反饋放大電路的認(rèn)識(shí)知識(shí)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(lái)影響輸入量 A 無(wú)反饋時(shí)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(hào)Xid 凈輸入信號(hào)Xf 反饋信號(hào)Xo 輸出信號(hào) 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(duì)反饋信號(hào)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(dá)式基本放大電路 無(wú)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(hào)閉環(huán)放大電路放大倍數(shù) 增益 一般表達(dá)式 9 2020 1 29 3 關(guān)于反饋深度的討論 一般負(fù)反饋 稱為反饋深度 深度負(fù)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(diǎn)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(hào)是交流 還是直流 或同時(shí)存在 來(lái)進(jìn)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(wú)反饋 凈輸入量Vbe Vi 電壓放大倍數(shù)為 2 負(fù)反饋與正反饋 負(fù)反饋 輸入量不變時(shí) 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(jiàn) 凈輸入量減小 放大倍數(shù)減小 所以是負(fù)反饋 正反饋 輸入量不變時(shí) 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(hào)電壓ui處于某一瞬時(shí)極性 如用 號(hào) 按照信號(hào)單向傳輸?shù)姆较?同時(shí)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(hào)Uf的瞬時(shí)極性 當(dāng)輸入信號(hào)ui和反饋信號(hào)uf在相同端點(diǎn)時(shí) 兩者為同極性 為正反饋 二者極性相反 為負(fù)反饋 當(dāng)輸入信號(hào)ui和反饋信號(hào)uf不在相同端點(diǎn) 兩者同極性 為負(fù)反饋 二者極性相反 為正反饋 電壓瞬時(shí)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(jí)運(yùn)算放大器構(gòu)成時(shí) 反饋信號(hào)送回到反相輸入端的 為負(fù)反饋 反饋信號(hào)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(fù)反饋 反饋極性 例1判別正負(fù)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(hào)從輸出電壓uo采樣 電流反饋反饋信號(hào)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(hào)采樣點(diǎn)與輸出電壓在相同端點(diǎn)的是電壓反饋 反饋信號(hào)采樣點(diǎn)與輸出電壓在不同端點(diǎn)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(hào)Xf與輸入信號(hào)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(hào)Xf與輸入信號(hào)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(hào)Xi與反饋信號(hào)Xf在輸入回路的不同端點(diǎn) 則為串聯(lián)反饋輸入信號(hào)Xi與反饋信號(hào)Xf在輸入回路的相同端點(diǎn) 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(fù)反饋放大電路的應(yīng)用 負(fù)反饋類型有四種組態(tài) 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋 24 2020 1 29 一 電壓串聯(lián)負(fù)反饋采樣點(diǎn)和輸出電壓同端點(diǎn) 為電壓反饋 反饋點(diǎn)與輸入信號(hào)在不同端點(diǎn) 為串聯(lián)反饋 圖電壓串聯(lián)負(fù)反饋 電壓串聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn) 輸出電壓穩(wěn)定 輸出電阻減小 輸入電阻增大 具有很強(qiáng)帶負(fù)載能力 25 2020 1 29 電壓串聯(lián)負(fù)反饋 26 2020 1 29 二 電壓并聯(lián)負(fù)反饋采樣點(diǎn)和輸出電壓在同端點(diǎn) 為電壓反饋 反饋點(diǎn)與輸入信號(hào)在同端點(diǎn) 為并聯(lián)反饋 圖電壓并聯(lián)負(fù)反饋 電壓并聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn) 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(fù)反饋 28 2020 1 29 三 電流串聯(lián)負(fù)反饋采樣點(diǎn)與輸出電壓在不同端點(diǎn)為電流反饋 反饋點(diǎn)與輸入信號(hào)在不同端點(diǎn)為串聯(lián)反饋 圖電流串聯(lián)負(fù)反饋 電流串聯(lián)負(fù)反饋特點(diǎn) 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(fù)反饋 30 2020 1 29 四 電流并聯(lián)負(fù)反饋采樣點(diǎn)與輸出電壓不同一端點(diǎn)的為電流反饋 反饋點(diǎn)與輸入信號(hào)在同一端點(diǎn)的為并聯(lián)反饋 電流并聯(lián)負(fù)反饋的特點(diǎn) 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(fù)反饋 31 2020 1 29 電流并聯(lián)負(fù)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(fù)反饋 a 33 2020 1 29 例試根據(jù)要求正確引入負(fù)反饋 1 如果要穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn) 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(yīng)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(wèn)題 1 若要實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電壓反饋 Rf應(yīng)接向何處 2 要實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電壓負(fù)反饋 運(yùn)放的輸入端極性如何確定 35 2020 1 29 任務(wù)4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響 任務(wù)目標(biāo) 會(huì)判別反饋類型 能通過(guò)測(cè)試負(fù)反饋電路 明白負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響 能根據(jù)不同用途 選用不同的負(fù)反饋電路 36 2020 1 29 做一做 負(fù)反饋放大器的測(cè)試 實(shí)驗(yàn)步驟 1 靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試 使us 0 調(diào)節(jié)RP 使UCEQ 3V 測(cè)試出UBEQ 計(jì)算出ICQ 填入下表 37 2020 1 29 2 測(cè)試動(dòng)態(tài)指標(biāo) 使us 50mV f 1KHZ 加入電路 測(cè)試us uo 斷開RL后 再測(cè)試uo 38 2020 1 29 1 這個(gè)電路中有無(wú)反饋 為何種反饋 2 此反饋的作用是什么 對(duì)哪些性能有影響 想一想 39 2020 1 29 電路中引入負(fù)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(duì)變化量是開環(huán)放大電路增益相對(duì)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(fù)反饋 反饋回的信號(hào)同輸出信號(hào)的波形一樣 使凈輸入信號(hào)Xid Xi Xf 的波形正半周幅度變小 而負(fù)半周幅度變大 經(jīng)基本放大電路放大后 輸出信號(hào)趨于正 負(fù)半周對(duì)稱的正弦波 從而減小了非線性失真 引入負(fù)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(hào) 可以通過(guò)負(fù)反饋進(jìn)行抑制 其原理與減小非線性失真的原理相同 但對(duì)反饋環(huán)外的噪聲和干擾信號(hào) 引入負(fù)反饋也無(wú)能為力 42 2020 1 29 4 擴(kuò)展頻帶BWf 1 AF BW 放大器引入負(fù)反饋以后 其下限頻率降低 上限頻率升高 通頻帶變寬 多級(jí)放大電路中 級(jí)數(shù)越多 增益越大 頻帶越窄 圖4 12負(fù)反饋擴(kuò)展頻帶 43 2020 1 29 5 改變輸入和輸出電阻 1 負(fù)反饋對(duì)放大電路輸入電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋使放大電路的輸入電阻增大 并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小 2 負(fù)反饋對(duì)放大電路輸出電阻的影響電壓負(fù)反饋使放大電路的輸出電阻減小 電流負(fù)反饋使輸出電阻增大 44 2020 1 29 放大電路引入負(fù)反饋的一般原則 1 穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q 引入直流負(fù)反饋 2 改善放大電路的動(dòng)態(tài)性能 如增益的穩(wěn)定性 穩(wěn)定輸出量 減小失真 擴(kuò)展頻帶等 引入交流負(fù)反饋 3 穩(wěn)定輸出電壓 減小輸出電阻 提高電路的帶負(fù)載能力 引入電壓負(fù)反饋 4 穩(wěn)定輸出電流 增大輸出電阻 引入電流負(fù)反饋 5 提高電路的輸入電阻 減小電路向信號(hào)源索取的電流 引入串聯(lián)負(fù)反饋 6 要減小電路的輸入電阻 應(yīng)該引入并聯(lián)負(fù)反饋