电路设计反馈总结.pdf

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1、反馈清华大学微纳电子系1内容概要¢反馈的概念¢负反馈对电路的影响-II¢为什么需要反馈¢负反馈电路的4种类型¢反馈的定义¢输入输出电阻的变化¢反馈的分类¢4种类型负反馈电路的特点¢负反馈判断方法¢负反馈电路参数的计算¢反馈的系统框图¢开环增益¢反馈的主要参数¢闭环增益¢负反馈对电路的影响-I¢环路增益¢增益¢开环输入电阻¢带宽¢开环输出电阻¢噪声¢闭环输入电阻¢非线性¢闭环输出电阻清华大学微纳电子系2反馈的概念清华大学微纳电子系3为什么需要反馈¢单向传输的电路¢直流：工作点不稳定¢使用电流源负载的放大器¢交流：性能受制造工艺和应用条件影响¢PVT的影响（proce

2、ss，voltage，temperature）¢问题¢输入－输出不可控¢解决¢输出返回控制输入，从而保证输出的稳定性-反馈清华大学微纳电子系4反馈的定义¢将电路的输出量（电压或者电流）通过一定的网络送回到输入，并影响输入量（电压或电流）的过程叫做反馈输入信号输出信号（U或I）ii（U或I）放大电路oo+A正向传输反馈信号（U或I）ff反馈网络B参考：刘润生、高文反向传输焕，模拟电子技术清华大学微纳电子系5反馈的分类正反馈：反馈信号使放大器的净输入信号增强反馈信号的极性负反馈：反馈信号使放大器的净输入信号减小清华大学微纳电子系6判断反馈类型－瞬时极性法¢设定输入信号

3、的瞬时极性（即输入电压或电流是上升，还是下降）¢沿信号正向传输的方向依次判断各节点信号的瞬时极性，直到输出节点为止（即判断各节点电压、电流信号是上升或下降，在低频下，基本不用考虑电路带来的相移影响）¢通过反馈网络，确定反馈信号的瞬时极性¢判断输入信号和反馈信号之间的关系。如果两者之和增大，那就是正反馈，反之就是负反馈。清华大学微纳电子系7反馈的系统框图¢H(s)¢开环（前向）电路X(s)基本电路eX(s)Y(s)iH(s)¢F(s)¢反馈电路¢系统¢闭环电路X(s)反馈网络f¢构成F(s)¢前向电路¢反馈电路反馈分析中只考虑信号的单向传输，主要指反馈电路部分¢输出

4、取样电路输入求和电路实际近似单向（放大器等）实际双向，但仅考虑单向（电阻、电容）清华大学微纳电子系8反馈的主要参数Ys()Hs()YsHsXsFsYs()=−()⎡⎣i()()()⎤⎦=Xsi()1+FsHs()()¢开环传输函数：H(s)¢反馈系数：F(s)¢闭环传输函数：H(s)/[1+F(s)H(s)]¢环路增益：F(s)H(s)¢开环输入、输出阻抗¢闭环输入、输出阻抗清华大学微纳电子系9负反馈对电路的影响-I清华大学微纳电子系10负反馈对电路性能的影响¢优点：¢稳定直流工作点¢稳定开环电路的增益（交流）¢提高开环电路的带宽¢降低开环电路的非线性失真¢改变开

5、环电阻的输入输出电阻（阻抗）¢缺点：¢增益和带宽是互换的¢不改善开环电路的噪声¢高频存在稳定性问题¢参考：第4版，反馈，553页清华大学微纳电子系11负反馈电路的4种类型清华大学微纳电子系12负反馈系统中的信号形式输入信号输出信号反馈信号Xf误差信号Xe放大器反馈网络XYAFin电压电压电压电压电压/电压电压/电压电流电压电压电流电流/电压电压/电流电压电流电流电压电压/电流电流/电压电流电流电流电流电流/电流电流/电流X(s)放大器eX(s)Y(s)iA(s)X(s)f反馈网络F清华大学微纳电子系13前向放大器的类型类型增益量纲VGain=out电压放大器－Vi

6、nIGain=out()siemens跨导放大器西门子VinVout跨阻放大器Gain=()Ohm欧姆IinIGain=out电流放大器－Iin清华大学微纳电子系14输出端信号取样方式¢电压取样¢反馈网络的输入和放大器的输出并联¢电流取样¢反馈网络的输入和放大器的输出串联¢判断依据：¢取样节点和输出节点相同：电压取样(shunt)¢取样节点和输出节点不同：电流取样(series)清华大学微纳电子系15节点相同放大电路RLvout反馈网络vout清华大学微纳电子系16节点不同iout放大电路RLiout反馈网络电流取样清华大学微纳电子系17输入端信号求和方式¢串联求

7、和¢反馈网络的输出电压和放大器的输入电压串联¢并联求和¢反馈网络的输出电流和放大器的输入电流并联¢判断依据：¢反馈节点和输入节点相同：电流求和(shunt)¢反馈节点和输入节点不同：电压求和(series)清华大学微纳电子系18节点相同iinie放大电路isRsif反馈网络并联求和清华大学微纳电子系19节点不同ve放大电路vinRsvsvf反馈网络串联求和清华大学微纳电子系20负反馈电路的4种类型¢Shunt-shunt:（输出）电压－（输入）并联负反馈¢Shunt-series:（输出）电流－（输入）并联负反馈¢Series-shunt:（输出）电压－（输入）串

8、联负反馈¢