第5章反馈放大电路.pptx

反馈的定义第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法反馈不仅是改善放大电路性能的重要反馈不仅是改善放大电路性能的重要手段，而且也是电子技术和自动控制手段，而且也是电子技术和自动控制理论中的一个基本概念理论中的一个基本概念将放大电路的将放大电路的输出量输出量(电压或电流电压或电流)通通过一定的反馈网络送回到输入回路，过一定的反馈网络送回到输入回路，来来影响输入量影响输入量(电压或电流电压或电流)，这个过，这个过程叫做反馈程叫做反馈反馈时，可以将输出量的反馈时，可以将输出量的全部或者一全部或者一部分部分送回送回无反馈的放大电路称为基本无反馈的放大电路称为基本(或开环或开环)放大电路，引入反馈的放大电路称为放大电路，引入反馈的放大电路称为反馈反馈(或闭环或闭环)放大电路放大电路第1页/共85页反馈放大电路示意图第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法基本放大电路：放大输入信号基本放大电路：放大输入信号反馈网络：传输反馈信号反馈网络：传输反馈信号注意净输入信号、正向传输、反向传注意净输入信号、正向传输、反向传输的含义输的含义第2页/共85页反馈通路的判断与识别第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法正确地判断一个电路是否存在反馈正确地判断一个电路是否存在反馈是研究反馈放大电路的基础：是研究反馈放大电路的基础：在放大电路中，在放大电路中，若存在将输入回若存在将输入回路和输出回路连路和输出回路连接起来的通路接起来的通路（即存在反馈通（即存在反馈通路）并由此影响路）并由此影响了放大电路的净了放大电路的净输入，则电路引输入，则电路引入了反馈，否则入了反馈，否则没有引入反馈没有引入反馈第3页/共85页直流反馈和交流反馈(一)电阻电阻 将输入回路与将输入回路与输出回路连接起来，输出回路连接起来，因而因而存在反馈存在反馈，为为反馈元件反馈元件直流分析：直流分析：这种反馈对直流起作用，这种反馈对直流起作用，故称为直流负反馈。其作故称为直流负反馈。其作用是稳定直流工作点用是稳定直流工作点第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第4页/共85页直流反馈和交流反馈(二)交流分析：交流分析：这种反馈对交流起作用，这种反馈对交流起作用，故称为交流负反馈。其故称为交流负反馈。其作用是稳定输出电流作用是稳定输出电流电阻电阻 对交、直流都有反馈作用。如果在对交、直流都有反馈作用。如果在其两端并联一只容量较大的电容其两端并联一只容量较大的电容 ，它对，它对交流可视为短路，则交流可视为短路，则 只起直流反馈作用只起直流反馈作用第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第5页/共85页直流反馈和交流反馈(三)直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法请分别判别以下两图中反馈电阻请分别判别以下两图中反馈电阻 所所引入的是直流反馈还是交流反馈引入的是直流反馈还是交流反馈第6页/共85页反馈电路中的其它概念负反馈与正反馈负反馈与正反馈第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈根据反馈的极性而判别，即是否会根据反馈的极性而判别，即是否会使放大电路的净输入减小使放大电路的净输入减小根据反馈信号的取样方式而判别，根据反馈信号的取样方式而判别，可改变电路的输出电阻可改变电路的输出电阻根据反馈信号与输入信号在输入端根据反馈信号与输入信号在输入端的求和方式而判别，可改变电路的的求和方式而判别，可改变电路的输入电阻输入电阻寄生反馈寄生反馈局部反馈和级间反馈局部反馈和级间反馈第7页/共85页反馈放大电路的组成(一)：基本结构反馈放大反馈放大电路由基电路由基本放大电本放大电路、反馈路、反馈网络、输网络、输出取样、出取样、输入求和输入求和四部分组四部分组成成反馈环路的定义反馈环路的定义注意各点的信号量注意各点的信号量利用方框图分析反馈放大电路的重要前提利用方框图分析反馈放大电路的重要前提是反馈环路中信号为单向传输的是反馈环路中信号为单向传输的第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第8页/共85页反馈放大电路的组成(二)：各种增益基本放大基本放大电路可以电路可以由单级或由单级或多级放大多级放大电路组成电路组成根据根据 、的不同，有如下四种形式的增的不同，有如下四种形式的增益：益：电压增益电压增益电流增益电流增益互阻增益互阻增益互导增益互导增益第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第9页/共85页反馈放大电路的组成(三)：反馈网络反馈网络反馈网络一般为二一般为二端口网络，端口网络，其反馈系其反馈系数为数为反馈系数也有四种形式：反馈系数也有四种形式：电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈互阻反馈互阻反馈互导反馈互导反馈第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第10页/共85页输出端的取样方式电压取样电压取样(电电压反馈压反馈)电流取样电流取样(电电流反馈流反馈)第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第11页/共85页输出端取样方式的判别为了判断放大电路中引入的反馈是电为了判断放大电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈，可以采用压反馈还是电流反馈，可以采用“短短路法路法”，即将输出端交流短路（令输，即将输出端交流短路（令输出电压等于零），观察此时是否仍有出电压等于零），观察此时是否仍有反馈信号。若反馈信号不复存在，则反馈信号。若反馈信号不复存在，则为电压反馈，否则为电流反馈为电压反馈，否则为电流反馈很多情况下很多情况下，也可以通过信号的输出，也可以通过信号的输出与采样是否在同一点来判别是电压取与采样是否在同一点来判别是电压取样还是电流取样。若为同一点，则为样还是电流取样。若为同一点，则为电压取样，否则为电流取样电压取样，否则为电流取样第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第12页/共85页共集和共射电路作输出级时的取样方式第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第13页/共85页输入端的求和方式串联求和串联求和(串串联反馈联反馈)并联求和并联求和(并并联反馈联反馈)第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第14页/共85页输入端求和方式的判别串串联联反反馈馈很多情况下很多情况下，也可以通过信号的输入，也可以通过信号的输入与相加是否在同一点来判别是串联反与相加是否在同一点来判别是串联反馈还是并联反馈。若为同一点，则为馈还是并联反馈。若为同一点，则为并联反馈，否则为串联反馈并联反馈，否则为串联反馈第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法并并联联反反馈馈理论上的方法介绍理论上的方法介绍第15页/共85页常用电路输入级的求和方式第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第16页/共85页反馈极性的判别使用使用瞬时极性法瞬时极性法判别反馈极性的判别反馈极性的步骤：步骤：假定输入量的瞬时极性假定输入量的瞬时极性按信号的前向放大按信号的前向放大(从输入到输出从输入到输出)路径，根据放大电路输入与输出的路径，根据放大电路输入与输出的相位关系，确定输出量的瞬时极性相位关系，确定输出量的瞬时极性由输出量通过反馈网络确定反馈量由输出量通过反馈网络确定反馈量的瞬时极性的瞬时极性观察反馈量与原输入量对净输入的观察反馈量与原输入量对净输入的作用。若二者作用相反，使净输入减作用。若二者作用相反，使净输入减小，则为负反馈；否则为正反馈小，则为负反馈；否则为正反馈第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第17页/共85页基本单元电路中增量电压的瞬时极性(一)(1)C(1)C点电位与点电位与B B电位变电位变化极性相反化极性相反(3)(3)若若B B点电位固定，则点电位固定，则C C点电位与点电位与E E点电位变化点电位变化极性相同极性相同(2)E(2)E点电位与点电位与B B电位变电位变化极性相同化极性相同第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第18页/共85页基本单元电路中增量电压的瞬时极性(二)第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第19页/共85页例题：判别反馈极性(一)反馈信号反馈信号 使净输入使净输入 加大，与原加大，与原输入信号对输入信号对净输入的作净输入的作用相同，故用相同，故为为正反馈正反馈思考：如何思考：如何将该正反馈将该正反馈变为负反馈变为负反馈？第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第20页/共85页例题：判别反馈极性(二)设输入信号电设输入信号电流流 的瞬时极的瞬时极性为正，则晶性为正，则晶体管的体管的 、增大，输出电增大，输出电压压 下降，极下降，极性为负，反馈性为负，反馈电流电流 增加，增加，它使得净输入它使得净输入电流电流 减小，减小，与与 的作用相的作用相反，为负反馈反，为负反馈也可不用电流相减的也可不用电流相减的方式来进行分析方式来进行分析第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第21页/共85页练习：判别级间反馈类型(一)R R3 3：电流并联负反馈：电流并联负反馈R R4 4：电压串联负反馈：电压串联负反馈R R3 3：电压并联正反馈：电压并联正反馈R R4 4：电流串联正反馈：电流串联正反馈第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第22页/共85页练习：判别级间反馈类型(二)RF：电流：电流串联负反馈串联负反馈RF：电流并：电流并联负反馈联负反馈第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第23页/共85页练习：判别级间反馈类型(三)电压串联负反馈电压串联负反馈第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第24页/共85页反馈放大电路的基本方程式的含义的含义信号仍信号仍然为单然为单向传输向传输第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第25页/共85页反馈基本方程式的讨论 越大，闭环增益下越大，闭环增益下降得越多，所以降得越多，所以 是衡是衡量反馈程度的重要指标，量反馈程度的重要指标，称为反馈深度，用称为反馈深度，用 表示。表示。即：即：称为环路增益，表示绕反馈环路一称为环路增益，表示绕反馈环路一周的增益周的增益关于关于 量纲的说明量纲的说明第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第26页/共85页反馈深度的讨论 ，说明引入反，说明引入反馈后电路的增益下降了，所以是负反馈后电路的增益下降了，所以是负反馈。并可推导出反馈越深，闭环增益馈。并可推导出反馈越深，闭环增益也越低。也越低。时，为时，为深度负反馈深度负反馈，则为，则为正反馈正反馈 ，说明即使没，说明即使没有输入信号，也会产生输出。此时为有输入信号，也会产生输出。此时为自激状态自激状态。电路失去正常的放大功能。电路失去正常的放大功能第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第27页/共85页负反馈放大器的四种连接方式反馈量反馈量输入信号的连接方式输入信号的连接方式电流电流电压电压串联串联(将反馈信号变为电将反馈信号变为电压信号与输入电压压信号与输入电压 相减相减)并联并联(将反馈信号变为电将反馈信号变为电流信号与输入电流流信号与输入电流 相减相减)四种负反馈连接方式：四种负反馈连接方式：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第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第28页/共85页电压串联负反馈电路(一)取样方式的判取样方式的判别别相加方式的判相加方式的判别别极性的判别极性的判别故为电压串联负反故为电压串联负反馈电路馈电路第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第29页/共85页电压串联负反馈电路(二)电压负反馈的重电压负反馈的重要特点是具有稳要特点是具有稳定输出电压的作定输出电压的作用。原因用。原因串联负反馈要求信号源内阻越小越好，串联负反馈要求信号源内阻越小越好，即串联负反馈要求即串联负反馈要求“恒压激励恒压激励”。原。原因因电压串联负反馈放大电路是一个良好电压串联负反馈放大电路是一个良好的压控电压源的压控电压源第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第30页/共85页电流并联负反馈电路(一)取样方式的判别取样方式的判别相加方式的判别相加方式的判别极性的判别极性的判别故为电流并联负反故为电流并联负反馈电路馈电路第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第31页/共85页电流并联负反馈电路(二)电流负反馈的重电流负反馈的重要特点是具有稳要特点是具有稳定输出电流的作定输出电流的作用，其道理与电用，其道理与电压负反馈稳定输压负反馈稳定输出电压相同出电压相同并联负反馈要求信号源内阻越大越好，并联负反馈要求信号源内阻越大越好，即并联负反馈要求即并联负反馈要求“恒流激励恒流激励”。原。原因因第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第32页/共85页电压并联负反馈电路反馈类型的判别反馈类型的判别可以被看成是流可以被看成是流控电压源，常作控电压源，常作为高质量的互阻为高质量的互阻放大器放大器第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第33页/共85页电流串联负反馈电路反馈类型的判反馈类型的判别别互阻反馈系数互阻反馈系数第第一一节节：反反馈馈的的基基本本概概念念及及判判断断方方法法第34页/共85页负反馈可以提高增益的稳定性由于电源电压、环境温度、负载及晶由于电源电压、环境温度、负载及晶体管参数变化等原因会引起放大电路体管参数变化等原因会引起放大电路增益的不稳定，引入负反馈可以大大增益的不稳定，引入负反馈可以大大提高增益的稳定性提高增益的稳定性在深负反馈条件下，闭环增益几乎与在深负反馈条件下，闭环增益几乎与基本放大电路的增益无关，只取决于基本放大电路的增益无关，只取决于反馈系数反馈系数 。如果反馈网络是由。如果反馈网络是由纯电纯电阻阻所组成，所组成，是稳定的常数，那么是稳定的常数，那么 将十分稳定将十分稳定第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第35页/共85页负反馈提高增益稳定性的讨论(一)增益稳定性定义为开环增益的相对变增益稳定性定义为开环增益的相对变化量与闭环增益化量与闭环增益相对变化量相对变化量的比值的比值中频信号、纯阻反馈网络中频信号、纯阻反馈网络下，反馈方程式可写成：下，反馈方程式可写成：第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第36页/共85页负反馈提高增益稳定性的讨论(二)闭环增益的相对变化量是开环增益相闭环增益的相对变化量是开环增益相对变化量的对变化量的1/D1/D。反馈越深，闭环增益。反馈越深，闭环增益的稳定性越高的稳定性越高引入负反馈后，放大倍数下降为原来引入负反馈后，放大倍数下降为原来的的 分之一，但放大倍数的稳分之一，但放大倍数的稳定性提高到定性提高到 倍倍第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第37页/共85页负反馈提高增益稳定性的讨论(三)负反馈只能减少由开环增益变化引负反馈只能减少由开环增益变化引起的闭环增益的变化。若反馈系数发起的闭环增益的变化。若反馈系数发生变化，则负反馈起不到稳定闭环增生变化，则负反馈起不到稳定闭环增益的作用。所以反馈网络一般由无源益的作用。所以反馈网络一般由无源元件组成元件组成不同反馈类型稳定的增益也不同，不同反馈类型稳定的增益也不同，即每种类型的负反馈稳定的是各自的即每种类型的负反馈稳定的是各自的闭环增益闭环增益注意上式适用的范围：注意上式适用的范围：A A的微小变化的微小变化第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第38页/共85页注意：稳定什么的放大倍数？当当负载电阻变化负载电阻变化时，时，电压负反馈电压负反馈只能提高只能提高电压放大倍数电压放大倍数的稳定度；的稳定度；电流负反馈电流负反馈只能提高只能提高电流放大倍数电流放大倍数的稳定度的稳定度当器件参数变化时，电流负反馈当器件参数变化时，电流负反馈和电压负反馈没有区别，均既能稳和电压负反馈没有区别，均既能稳定输出电压又能稳定输出电流定输出电压又能稳定输出电流负反馈对放大倍数的影响，与造成放负反馈对放大倍数的影响，与造成放大倍数不稳定的因素及反馈电路在输大倍数不稳定的因素及反馈电路在输出端的连接方式有关：出端的连接方式有关：稳定增益是以损失放大倍数为代价的稳定增益是以损失放大倍数为代价的第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第39页/共85页串联负反馈可以提高输入电阻串联负反馈能够提高输入串联负反馈能够提高输入电阻的原因电阻的原因反馈越深，输入电阻提高反馈越深，输入电阻提高得越多得越多串联负反馈放大电路的输入电阻串联负反馈放大电路的输入电阻 是是开环输入电阻开环输入电阻 的的 倍倍第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第40页/共85页并联负反馈可以降低输入电阻并联负反馈能够降低并联负反馈能够降低输入电阻的原因输入电阻的原因反馈越深，输入电阻反馈越深，输入电阻降低得越多降低得越多并联负反馈放大电路的输入电阻并联负反馈放大电路的输入电阻 降降低到开环输入电阻低到开环输入电阻 的的第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第41页/共85页负反馈对输入电阻的影响负反馈所影负反馈所影响的输入电阻响的输入电阻为反馈环的闭为反馈环的闭环输入电阻，环输入电阻，而不包括反馈而不包括反馈环外的电阻环外的电阻引入负反馈后输入电阻的变化情引入负反馈后输入电阻的变化情况只与输入求和方式有关，与输出况只与输入求和方式有关，与输出取样方式无直接关系，后者是只改取样方式无直接关系，后者是只改变变 的具体含义而已的具体含义而已第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第42页/共85页电压负反馈降低输出电阻(一)由于电压负反馈具有稳定输出电压的由于电压负反馈具有稳定输出电压的能力，所以电压负反馈使放大电路的能力，所以电压负反馈使放大电路的输出电阻减小输出电阻减小以电压串联负反以电压串联负反馈放大电路为例馈放大电路为例第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第43页/共85页电压负反馈降低输出电阻(二)电压负反馈使输出电阻下降，下降的电压负反馈使输出电阻下降，下降的程度取决于负载开路且计入信号源内程度取决于负载开路且计入信号源内阻时的反馈深度。反馈越深，闭环输阻时的反馈深度。反馈越深，闭环输出电阻越小出电阻越小采用类似的方法，可以求得电压并联采用类似的方法，可以求得电压并联负反馈放大电路的输出电阻为：负反馈放大电路的输出电阻为：第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第44页/共85页电流负反馈提高输出电阻(一)由于电流负反馈具有稳定输出电流的由于电流负反馈具有稳定输出电流的能力，所以电流负反馈使放大电路的能力，所以电流负反馈使放大电路的输出电阻提高输出电阻提高以电流串联负反以电流串联负反馈放大电路为例馈放大电路为例第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第45页/共85页电流负反馈提高输出电阻(二)采用类似的方法，可以求得电流并联采用类似的方法，可以求得电流并联负反馈放大电路输出电阻为负反馈放大电路输出电阻为电流负反馈使输出电阻提高，提高的电流负反馈使输出电阻提高，提高的程度取决于负载短路且计入信号源内程度取决于负载短路且计入信号源内阻时的反馈深度，反馈越深闭环输出阻时的反馈深度，反馈越深闭环输出电阻越大电阻越大第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第46页/共85页负反馈对输出电阻的影响引入负反馈后输出电阻的变化情况只与引入负反馈后输出电阻的变化情况只与输出取样方式有关，而输入求和方式只改输出取样方式有关，而输入求和方式只改变变 的具体含义而已的具体含义而已在多数情况下，电在多数情况下，电流负反馈是对集电极流负反馈是对集电极电流取样，它稳定的电流取样，它稳定的是集电极电流。此时是集电极电流。此时的的 是从集电极看进是从集电极看进去的输出电阻，并不去的输出电阻，并不包括集电极负载电阻包括集电极负载电阻 。反馈放大电路实际。反馈放大电路实际输出电阻为输出电阻为第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第47页/共85页例题一若若 不变，不变，增大一倍，则增大一倍，则 将将_A.A.约增大一倍约增大一倍B.B.约减小一半约减小一半 C.C.减小为减小为0 0D.D.基本不变基本不变若若 不变，不变，增大一倍，则增大一倍，则 将将_A.A.约增大一倍约增大一倍B.B.约减小一半约减小一半 C.C.基本不变基本不变D.D.减小为减小为0 0有一单环深负反馈放大电路，其开环放大有一单环深负反馈放大电路，其开环放大倍数为倍数为 ，闭环放大倍数为，闭环放大倍数为 ，反馈系，反馈系数为数为第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第48页/共85页例题二如果希望增大放大电路从信号源索取的电如果希望增大放大电路从信号源索取的电流，则可采用流，则可采用_，如果信号源内阻很，如果信号源内阻很小，希望实现深负反馈，则采用小，希望实现深负反馈，则采用_，如果希望负载变化时，输出电压稳定，则如果希望负载变化时，输出电压稳定，则采用采用_A.A.电压负反馈电压负反馈B.B.电流负反馈电流负反馈C.C.串联负反馈串联负反馈D.D.并联负反馈并联负反馈为了使反馈有效，当信号源为恒压源时，为了使反馈有效，当信号源为恒压源时，应引入应引入_A.A.串联负反馈串联负反馈 B.B.并联负反馈并联负反馈 C.C.两者均可两者均可第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第49页/共85页例题三-1下图所示三级放大电路中，要求达到以下下图所示三级放大电路中，要求达到以下效果，应该引入什么负反馈效果，应该引入什么负反馈(从第三级反从第三级反馈到第一级馈到第一级)？增大从增大从b1b1端看进端看进去的输入电阻，从去的输入电阻，从_接到接到_，构成，构成_负反馈电负反馈电路路增大输出电阻，增大输出电阻，从从_接到接到_，构，构成成_负反馈负反馈电路电路第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第50页/共85页例题三-2下图所示三级放大电路中，要求达到以下下图所示三级放大电路中，要求达到以下效果，应该引入什么负反馈效果，应该引入什么负反馈(从第三级反从第三级反馈到第一级馈到第一级)？希望负载希望负载 变化变化时，输出电流时，输出电流 基基本不变，本不变，从从_接到接到_，构成，构成_负反馈电负反馈电路路若信号源内阻很大，为了有较好的反馈效果若信号源内阻很大，为了有较好的反馈效果,从从_接到接到_，构成，构成_负反馈电路负反馈电路第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第51页/共85页例题四(1)(1)为电压并联负反馈为电压并联负反馈(2)(2)为电压并联负反馈为电压并联负反馈第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第52页/共85页负反馈可以减小非线性失真有源器件组成的基有源器件组成的基本放大电路的电压本放大电路的电压传输特性为非线性传输特性为非线性的，若输入幅度较的，若输入幅度较大的正弦信号，输大的正弦信号，输出会产生非线性失出会产生非线性失真真引入负反馈后使闭环传输特性曲线变引入负反馈后使闭环传输特性曲线变平缓，线性范围明显展宽。如差动放平缓，线性范围明显展宽。如差动放大电路中差动放大管发射极下接负反大电路中差动放大管发射极下接负反馈电阻来扩展线性范围馈电阻来扩展线性范围第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第53页/共85页负反馈减小非线性失真的原理可以证明，在基本放大电路的非线性可以证明，在基本放大电路的非线性失真不太严重时，输出波形中的非线失真不太严重时，输出波形中的非线性失真近似减小为原来的性失真近似减小为原来的 第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第54页/共85页负反馈减小非线性失真的讨论应注意评价负反馈应注意评价负反馈作用结果时输入信作用结果时输入信号幅度的变化号幅度的变化注意：非线性失真的减小只限于反馈注意：非线性失真的减小只限于反馈环内放大电路产生的非线性失真，如环内放大电路产生的非线性失真，如果输入信号波形本身就有失真，负反果输入信号波形本身就有失真，负反馈是无济于事的馈是无济于事的第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第55页/共85页负反馈展宽频带(一)负反馈能够展宽频带的原因负反馈能够展宽频带的原因设基本放大电路为单极设基本放大电路为单极点直接耦合放大电路：点直接耦合放大电路：增益带宽积：增益带宽积：第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第56页/共85页负反馈展宽频带(二)每种类型的负反馈放大电路所展宽每种类型的负反馈放大电路所展宽的亦是各自闭环增益的频率的亦是各自闭环增益的频率。除了电。除了电压串联负反馈能够展宽电压增益的频压串联负反馈能够展宽电压增益的频带外，其它三种类型的负反馈放大电带外，其它三种类型的负反馈放大电路能否展宽电压增益的频带还和其它路能否展宽电压增益的频带还和其它条件有关条件有关引入负反馈使上限截止频率扩展到引入负反馈使上限截止频率扩展到无反馈时的无反馈时的 倍这一结论只有在倍这一结论只有在基本放大电路有一个极点时才是正确基本放大电路有一个极点时才是正确的的第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第57页/共85页注意：负反馈改变放大器特性原因物理实质是加负反馈后，放大器的有物理实质是加负反馈后，放大器的有效输入信号不同于原输入信号，即是效输入信号不同于原输入信号，即是说，负反馈使放大器输入回路的信号说，负反馈使放大器输入回路的信号传输关系发生了变化。在忽略反馈采传输关系发生了变化。在忽略反馈采样元件副作用的条件下，从放大器的样元件副作用的条件下，从放大器的有效输入信号输入端到输出端，有效输入信号输入端到输出端，放大放大器本身未发生任何变化器本身未发生任何变化由于放大器加负反馈后改变了输入回由于放大器加负反馈后改变了输入回路的信号传输关系，因此在任何情况路的信号传输关系，因此在任何情况下都不能使放大器的有效输入信号过下都不能使放大器的有效输入信号过大大第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善第58页/共85页放大电路中引入负反馈的一般原则为了稳定静态工作点，应引入直为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善电路的动态性流负反馈；为了改善电路的动态性能，应引入交流负反馈能，应引入交流负反馈根据信号源的性质决定输入端的根据信号源的性质决定输入端的连接方式连接方式根据负载对放大电路输出量的要根据负载对放大电路输出量的要求决定输出端的取样方式求决定输出端的取样方式在需要进行信号变换时，可根据在需要进行信号变换时，可根据四种不同组态负反馈电路的功能选四种不同组态负反馈电路的功能选择与之相适应的组态择与之相适应的组态第第二二节节：负负反反馈馈对对放放大大电电路路性性能能的的改改善善多级放大电路的级间反馈起主导多级放大电路的级间反馈起主导作用作用第59页/共85页综述第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法负反馈放大电路的分析包括定性负反馈放大电路的分析包括定性分析和定量计算两个方面分析和定量计算两个方面定性分析，主要是读懂电路图，定性分析，主要是读懂电路图，确定反馈网络，判断反馈的极性确定反馈网络，判断反馈的极性与类型等与类型等定量分析就是计算反馈放大电路定量分析就是计算反馈放大电路的主要性能指标，如闭环增益、的主要性能指标，如闭环增益、输入电阻、输出电阻等输入电阻、输出电阻等第60页/共85页等效电路法等效电路法不考虑反馈的类型和极性，等效电路法不考虑反馈的类型和极性，直接画出电路的交流等效电路，列出直接画出电路的交流等效电路，列出电压电流方程，再用一般的电路计算电压电流方程，再用一般的电路计算方法求解出反馈放大电路的性能指标方法求解出反馈放大电路的性能指标从原则上讲，这种方法对于任何复杂从原则上讲，这种方法对于任何复杂的反馈放大电路都能求出的反馈放大电路都能求出“精确精确”的的结果。但是电路复杂时计算工作量很结果。但是电路复杂时计算工作量很大，手工计算将是十分困难的，需要大，手工计算将是十分困难的，需要借助计算机辅助分析工具进行借助计算机辅助分析工具进行第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第61页/共85页方框图法方框图法的过程方框图法的过程优点：可显示出电路性能与反馈量的优点：可显示出电路性能与反馈量的关系，物理概念清楚关系，物理概念清楚关键在于如何将反馈放大电路正确地关键在于如何将反馈放大电路正确地分解成基本放大电路和反馈网络两部分解成基本放大电路和反馈网络两部分分进行分解时，必须考虑反馈网络的负进行分解时，必须考虑反馈网络的负载效应，以使分解前后基本放大电路载效应，以使分解前后基本放大电路输入端和输出端的负载状态保持不变输入端和输出端的负载状态保持不变是一种工程上的近似计算方法是一种工程上的近似计算方法第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第62页/共85页深度负反馈条件下的近似计算利用以上两式，可以快速方便地估算利用以上两式，可以快速方便地估算出闭环增益，并进而算出电压增益出闭环增益，并进而算出电压增益不足之处在于，在大多数情况下不能不足之处在于，在大多数情况下不能定量地估算出电路的输入电阻、输出定量地估算出电路的输入电阻、输出电阻等电阻等注意左式只有在电注意左式只有在电压串联负反馈时才压串联负反馈时才代表电压放大倍数代表电压放大倍数第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第63页/共85页虚短路与虚开路可以近似认为：可以近似认为：信号源提供的电压等于反馈电压，信号源提供的电压等于反馈电压，而将基本放大器的有效输入电压忽略而将基本放大器的有效输入电压忽略不计，这就叫放大器输入端不计，这就叫放大器输入端虚短路虚短路在深负反馈在深负反馈条件下：条件下：信号源提供的电流等于反馈电流，信号源提供的电流等于反馈电流，而将基本放大器的有效输入电流忽略而将基本放大器的有效输入电流忽略不计，这就叫放大器输入端不计，这就叫放大器输入端虚开路虚开路第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第64页/共85页关于虚短路与虚开路的说明虚短路并非真正的短路，虚开路虚短路并非真正的短路，虚开路也并非真正的开路。能够认为是也并非真正的开路。能够认为是虚短路、虚开路的原因在于这样虚短路、虚开路的原因在于这样做之后所导致的相对误差小于工做之后所导致的相对误差小于工程上的容许值程上的容许值与真正短路、开路截然不同的是与真正短路、开路截然不同的是虚短路与虚开路是虚短路与虚开路是同时存在同时存在的的第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第65页/共85页深负反馈下的闭环输入、输出电阻在理想情况下可以认为：在理想情况下可以认为：深度串联负反馈：深度串联负反馈：深度并联负反馈：深度并联负反馈：深度电压负反馈：深度电压负反馈：深度电流负反馈：深度电流负反馈：注意此处输注意此处输入电阻、输入电阻、输出电阻所指出电阻所指的为反馈环的为反馈环内的阻值内的阻值第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第66页/共85页例题一电压串联负电压串联负反馈及特点反馈及特点求闭环电压增益求闭环电压增益为了防止符号为了防止符号错误，最好再错误，最好再判别一次输入判别一次输入与输出的极性与输出的极性第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第67页/共85页例题二-1电流并联负反电流并联负反馈馈求源电压增益求源电压增益第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第68页/共85页例题二-2注意，在电流取样注意，在电流取样电路中，负反馈提电路中，负反馈提高了从晶体管集电高了从晶体管集电极看入的电阻，极看入的电阻，处于闭环之外处于闭环之外在电流相加负反馈电路的近似计算中，由在电流相加负反馈电路的近似计算中，由于于 无法确切得到，所以一般不能直接得无法确切得到，所以一般不能直接得到到 。当然，在并联负反馈中真正有意义。当然，在并联负反馈中真正有意义的是的是第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第69页/共85页例题三电流串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第70页/共85页例题四电压电压串联串联负反负反馈馈电流电流并联并联负反负反馈馈第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法第71页/共85页例题五电压串联负反馈电压串联负反馈第第三三节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的分分析析方方法法负反馈电路级联负反馈电路级联第72页/共85页负反馈放大电路产生自激的原因反馈过深的好处及危害反馈过深的好处及危害第第四四节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的稳稳定定性性分分析析中频时，中频时，同相，同相，高频时，高频时，不再同相，而是具有了附不再同相，而是具有了附加相移加相移在某一频率下，该附加相移达到在某一频率下，该附加相移达到 ，则负反馈转为正反馈。在正反馈较强则负反馈转为正反馈。在正反馈较强时，电路进入自激状态时，电路进入自激状态负反馈放大电路产生自激的根本原因负反馈放大电路产生自激的根本原因是是 的附加相移，使中频区的负反馈的附加相移，使中频区的负反馈到高频到高频(或低频或低频)区变成了正反馈区变成了正反馈第73页/共85页负反馈放大电路的自激条件幅度平衡条件幅度平衡条件相位平相位平衡条件衡条件在实际网络中，反馈网络一般是纯阻在实际网络中，反馈网络一般是纯阻性的，反馈系数性的，反馈系数 与频率无关，即与频率无关，即 。此时可将自激条件表示为：。此时可将自激条件表示为：第第四四节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的稳稳定定性性分分析析第74页/共85页电路的起振条件电路从开始振荡到进入稳态有一个短电路从开始振荡到进入稳态有一个短暂的建立过程暂的建立过程(即建立过程即建立过程)。在这段。在这段时间内，电路是增幅振荡，信号每经时间内，电路是增幅振荡，信号每经过反馈、放大循环一次，幅度就增加过反馈、放大循环一次，幅度就增加一些，直至受器件非线性的限制而稳一些，直至受器件非线性的限制而稳定在等幅振荡状态。所以电路的起振定在等幅振荡状态。所以电路的起振条件是：条件是：如果如果 ，但，但 ，此时，此时虽能构成正反馈，但反馈量不足，也不虽能构成正反馈，但反馈量不足，也不会产生自激振荡会产生自激振荡第第四四节节：负负反反馈馈放放大大电电路路的的稳稳定定性性分分析析第75页/共85页负反馈放大电路自激后的特性电路产生自激振荡时，输出信号有其电路产生自激振荡时，输出信号有其特定的频率和一定幅值，且振荡频率特定的频率和一定幅值，且振荡频率必在电路的低频段或高频段。此时电必在电路的低频段或高频段。此时电路无法正常放大，处于不稳定状态路无法正常放大，处于不稳定状态电路的自激振荡是由其自身条件决定电路的自激振荡是由其自身条件决定的，不因输入信号的改变而消除的，不因输入信号的改变而消除单级直接耦合负反馈电路不会产生自单级直接耦合负反馈电路不会产生自激振荡激振荡第第四四节节：