经济学放大电路中的反馈.pptx

本章讨论的问题本章讨论的问题:1.什么是反馈？为什么要引入反馈？什么是反馈？为什么要引入反馈？2.如何判断电路中有无引入反馈？引入的是什么反馈？如何判断电路中有无引入反馈？引入的是什么反馈？3.负反馈放大电路的一般表达式是什么？负反馈放大电路的一般表达式是什么？4.放大电路中引入不同的负反馈后，对电路的性能会产放大电路中引入不同的负反馈后，对电路的性能会产生什么样的影响？生什么样的影响？5.什么是深度负反馈？在深度负反馈条件下，如何估算什么是深度负反馈？在深度负反馈条件下，如何估算电路的放大倍数？电路的放大倍数？6.负反馈愈深愈好吗？什么是自激振荡？什么样的负反负反馈愈深愈好吗？什么是自激振荡？什么样的负反馈放大馈放大电路容易产生自激振荡？电路容易产生自激振荡？第1页/共87页6.1 6.1 反馈的基本概念及判断方法反馈的基本概念及判断方法一、反馈的基本概念二、交流负反馈的四种组态三、反馈的判断第2页/共87页反反馈馈 将将电电路路输输出出量量(电电压压或或电电流流)的的部部分分或或全全部部，通通过过一一定定的的元元件件，以以一一定定的的方方式式回回送送到到输输入入回回路路并并影影响响输输入入量量(电压或电流电压或电流)和和输出量的过程。输出量的过程。一、反馈的基本概念与分类一、反馈的基本概念与分类1.1.什么是反馈什么是反馈例例如如，采采用用直直流流负负反反馈馈稳稳定定静静态态工工作点。作点。UBEQ UBQ-ICQRe将将输输出出电电流流 ICQ(IEQ)反反馈馈回回输输入回路，改变入回路，改变UBEQ，使，使 ICQ 稳定。稳定。由由此此可可见见，欲欲稳稳定定电电路路中中的的某某个个电电量量，应应采采取取措措施施将将该该电电量量反馈回输入回路。反馈回输入回路。第3页/共87页 信号的两种流向一、反馈的基本概念与分类一、反馈的基本概念与分类1.1.什么是反馈什么是反馈正向传输正向传输信号从输入端到信号从输入端到输出端的传输输出端的传输信号的正向传输电路中只有正向传输，没有反向传输，称为开环状态。反向传输（反馈）反向传输（反馈）信号从输出信号从输出端到输入端的传输端到输入端的传输既有正向传输，又有反馈称为闭环状态。信号的正向传输反馈传输(通路)（反馈网络）第4页/共87页反馈放大电路的方框图反馈放大电路的方框图一、反馈的基本概念与分类一、反馈的基本概念与分类输入信号输出信号反馈信号净输入信号比较环节反馈网络（通路）信号反向传输的渠道第5页/共87页2.2.正反馈和负反馈-看反馈的效果一、反馈的基本概念与分类一、反馈的基本概念与分类正反馈-反馈使净输入量增加，从而使输出量增大。负反馈-反馈使净输入量减小，从而使输出量减小。判断方法：瞬时极性法第6页/共87页3.3.直流反馈和交流反馈-反馈的性质一、反馈的基本概念与分类一、反馈的基本概念与分类直流反馈 直流信号的反馈，或直流通路中存在的反馈。交流反馈 交流信号的反馈，或交流通路中存在的反馈。判断方法：看电容直流负反馈的作用是稳定静态工作点；交流负反馈能改善放大电路动态性能。在很多电路中是交、直流负反馈兼而有之的。本章讨论的重点第7页/共87页4.局部反馈和级间反馈 只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈局部反馈。将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路的称为将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路的称为级间反馈级间反馈。通过R3引入的是局部反馈通过R4引入的是级间反馈通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。一、反馈的基本概念与分类一、反馈的基本概念与分类第8页/共87页 -指放大电路和反馈网络在指放大电路和反馈网络在输出端输出端的连接方式，的连接方式，即反馈网络的取样对象。即反馈网络的取样对象。5.5.电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈一、反馈的基本概念与分类一、反馈的基本概念与分类电压反馈：电压反馈：反馈信号取自输出电压，或反馈信号取自输出电压，或反馈信号与输出电压成比例。反馈信号与输出电压成比例。电流反馈：电流反馈：反馈信号取自输出电流，或反馈信号取自输出电流，或反馈信号与输出电流成比例。反馈信号与输出电流成比例。第9页/共87页6.6.串联反馈和并联反馈 -放大电路和反馈网络在放大电路和反馈网络在输入端输入端的连接方式。的连接方式。一、反馈的基本概念与分类一、反馈的基本概念与分类串串联联反反馈馈：反反馈馈信信号号与与输输入入信信号号以以电电压压相相比比较较（加加或或减减）的的形式在输入端出现。形式在输入端出现。并并联联反反馈馈：反反馈馈信信号号与与输输入入信信号号以以电电流流相相比比较较（加加或或减减）的的形式在输入端出现。形式在输入端出现。ui=ui ufii=ii if第10页/共87页二、反馈的判断二、反馈的判断 找输出回路与输入回路的联系找输出回路与输入回路的联系-反馈通路（元件），若反馈通路（元件），若有则有反馈，否则无反馈。有则有反馈，否则无反馈。引入反馈了吗？将输出电压全部反馈回去无反馈无反馈1.1.有无反馈的判断有无反馈的判断反馈通路第11页/共87页1.1.有无反馈的判断既在输入回路又在输出回路 找输出回路与输入回路的联系找输出回路与输入回路的联系-反馈通路（元件），若反馈通路（元件），若有则有反馈，否则无反馈。有则有反馈，否则无反馈。无反馈无反馈二、反馈的判断二、反馈的判断输入输入回路回路输出输出回路回路有反馈有反馈第12页/共87页2.2.直流反馈和交流反馈的判断仅有直流反馈设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。“看通路看通路”，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。二、反馈的判断二、反馈的判断直流通路直流通路交流通路交流通路第13页/共87页2.2.直流反馈和交流反馈的判断仅有交流反馈设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。“看通路看通路”，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。二、反馈的判断二、反馈的判断直流通路直流通路交流通路交流通路第14页/共87页2.2.直流反馈和交流反馈的判断二、反馈的判断二、反馈的判断交、直流反馈交、直流反馈第15页/共87页2.2.直流反馈和交流反馈的判断二、反馈的判断二、反馈的判断直流反馈交流反馈第16页/共87页2.2.直流反馈和交流反馈的判断二、反馈的判断二、反馈的判断直流反馈直流反馈交、直流反馈交、直流反馈直流通路直流通路 交流通路交流通路 第17页/共87页3.3.电压反馈和电流反馈的判断“看输出看输出”-即看反馈是取自于输出电压，还是取自于输出电即看反馈是取自于输出电压，还是取自于输出电流。流。二、反馈的判断二、反馈的判断判断方法：判断方法：假设将输出端交流短路，如果反馈信号消失，则为假设将输出端交流短路，如果反馈信号消失，则为电压反馈电压反馈；否则为否则为电流反馈电流反馈。或：使 uo=0(RL 短路)，若反馈消失为电压反馈。或：使 io=0(RL 开路)，若反馈消失为电流反馈。AFRLuo电压反馈电流反馈iouoFARLio第18页/共87页3.3.电压反馈和电流反馈的判断-分析输出回路二、反馈的判断二、反馈的判断电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈第19页/共87页3.3.电压反馈和电流反馈的判断-分析输出回路二、反馈的判断二、反馈的判断反馈通路电压反馈反馈通路电压反馈第20页/共87页3.3.电压反馈和电流反馈的判断-分析输出回路二、反馈的判断二、反馈的判断反馈通路仅受基极电流的控制反馈通路电流反馈电流反馈规规 律：律：取自输出端或输出分压端为电压反馈不是取自输出端为电流反馈电流反馈电流反馈在分立元件电流负反馈放大电路中，反馈量常取自于输出级晶体管的在分立元件电流负反馈放大电路中，反馈量常取自于输出级晶体管的集电集电极电流或发射极电流极电流或发射极电流，而不是负载上的电流，而不是负载上的电流第21页/共87页4.4.串联反馈和并联反馈的判断“看输入看输入”-即看反馈信号和输入信号在输入端的连接方式。即看反馈信号和输入信号在输入端的连接方式。二、反馈的判断二、反馈的判断判断方法：判断方法：反馈信号与输入信号以电压形式求和，为串联反馈；反馈信号与输入信号以电压形式求和，为串联反馈；如果以电流形式求和，为并联反馈。如果以电流形式求和，为并联反馈。AFiiifisiidRSRSAFuiuidufus 串联反馈串联反馈 并联反馈并联反馈第22页/共87页4.4.串联反馈和并联反馈的判断-分析输入回路 并联反馈并联反馈二、反馈的判断二、反馈的判断 并联反馈特点：特点：信号源内阻越大，反馈效果越明显。信号源内阻越大，反馈效果越明显。第23页/共87页4.4.串联反馈和并联反馈的判断-分析输入回路 串联反馈串联反馈二、反馈的判断二、反馈的判断串联反馈特点：特点：信号源内阻越小，反馈效果越明显。信号源内阻越小，反馈效果越明显。第24页/共87页4.4.串联反馈和并联反馈的判断-分析输入回路二、反馈的判断二、反馈的判断级间反馈通路vf串联反馈第25页/共87页4.4.串联反馈和并联反馈的判断-分析输入回路二、反馈的判断二、反馈的判断规规 律：律：反馈信号与输入信号加在同一输入端，则为并联反馈反馈信号与输入信号加在不同输入端则为串联反馈并联反馈串联反馈第26页/共87页5.5.正、负反馈（反馈极性）的判断二、反馈的判断二、反馈的判断判断法：瞬时极性法 先假定输入信号的瞬对地极性先假定输入信号的瞬对地极性 判断判断输出信号的瞬间电位输出信号的瞬间电位 推出反馈信号的瞬时极性推出反馈信号的瞬时极性 看反馈信号对输入信号的影响看反馈信号对输入信号的影响增强增强-正反馈正反馈削弱削弱-负反馈负反馈对三极管而言，对三极管而言，C与与B极性相反，极性相反，E与与B极性相同。极性相同。对集成运放而言，对集成运放而言，uO与与uN极性相反，极性相反，uO与与uP极性相同。极性相同。除了放大元件，信号经过电阻、电容等，不变号。除了放大元件，信号经过电阻、电容等，不变号。第27页/共87页5.5.正、负反馈（反馈极性）的判断二、反馈的判断二、反馈的判断集成运放反馈电路集成运放反馈电路分立元件反馈电路分立元件反馈电路输入级放大管的净输入电压输入级放大管的净输入电压uBE净输入电流净输入电流iB净输入电压净输入电压uD 或或净输入电流净输入电流iP(或或 iN)-+R1R2uOuIA+uD=uI-uFuFuD+-负反馈负反馈+-+uD+-uD=uI+uF正反馈正反馈第28页/共87页5.5.正、负反馈（反馈极性）的判断正、负反馈（反馈极性）的判断二、反馈的判断二、反馈的判断输入信号和反馈信号在输入信号和反馈信号在不同不同端子引入时，两者极性端子引入时，两者极性相同相同为为负负反馈，极性反馈，极性相反相反为为正正反馈。反馈。规规 律：律：_-+uF+_uBE=uI-uF负反馈负反馈第29页/共87页净输入电流减小，负反馈净输入电流减小，负反馈净输入电流增大，正反馈净输入电流增大，正反馈5.5.正、负反馈（反馈极性）的判断正、负反馈（反馈极性）的判断二、反馈的判断二、反馈的判断iFiFiiiiiPiNiN=iI-iFiN=iI+iF第30页/共87页5.5.正、负反馈（反馈极性）的判断正、负反馈（反馈极性）的判断二、反馈的判断二、反馈的判断 当输入信号和反馈信号在当输入信号和反馈信号在同一同一节点引入时，两者节点引入时，两者极性极性相同相同为为正正反馈，极性反馈，极性相反相反为为负负反馈。反馈。规规 律：律：iiiFiBiB=iI-iF负反馈负反馈第31页/共87页电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈三、交流负反馈的四种组态三、交流负反馈的四种组态第32页/共87页1.1.电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路 输入以电压形式求和输入以电压形式求和（KVLKVL）：vidid=vi i-vf f 稳定输出电压稳定输出电压特点：特点：电压控制的电压源电压控制的电压源三、交流负反馈的四种组态三、交流负反馈的四种组态第33页/共87页2.2.电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和输入以电流形式求和（KCLKCL）：iidid=ii i-if f 稳定输出电压稳定输出电压 电流控制的电压源电流控制的电压源特点：特点：三、交流负反馈的四种组态三、交流负反馈的四种组态第34页/共87页3.3.电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路 输入以电压形式求和输入以电压形式求和（KVLKVL）：vidid=vi i-vf f 稳定输出电流稳定输出电流 电压控制的电流源电压控制的电流源特点：特点：三、交流负反馈的四种组态三、交流负反馈的四种组态第35页/共87页4.4.电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和输入以电流形式求和（KCLKCL）：iidid=ii i-if f 稳定输出电流稳定输出电流 电流控制的电流源电流控制的电流源特点：特点：三、交流负反馈的四种组态三、交流负反馈的四种组态第36页/共87页6.2 6.2 负反馈放大电路的方块图及一般表达式负反馈放大电路的方块图及一般表达式一、负反馈放大电路的方块图三、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式二、四种组态电路的方块图第37页/共87页一、负反馈放大电路的方块图一、负反馈放大电路的方块图断开反馈，且考虑反馈网络的负载效应决定反馈量和输出量关系的所有元件所组成的网络反馈组态电压串联电压并联电流串联电流并联负反馈放大电路的基本放大电路反馈网络方框图中信号是单向流通的。方框图中信号是单向流通的。第38页/共87页电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈二、四种组态电路的方块图二、四种组态电路的方块图第39页/共87页三、负反馈放大电路放大倍数的一般表达三、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式式基本放大电路基本放大电路的放大倍数的放大倍数（也称为开环（也称为开环放大倍数）放大倍数）反馈系数反馈系数反馈放大电路的放大倍数反馈放大电路的放大倍数（也称为（也称为闭环放大倍数闭环放大倍数）第40页/共87页三、负反馈放大电路放大倍数的一般表达三、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式式反馈深度讨论反馈深度讨论一般负反馈一般负反馈称为称为反馈深度反馈深度深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈自激振荡自激振荡 一般情况下，一般情况下，A和和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影响时，都是频率的函数，当考虑信号频率的影响时，Af、A和和F分别分别用用 、和和 表示。表示。即第41页/共87页负反馈放大电路放大倍数的量纲负反馈放大电路放大倍数的量纲(P273)反馈组态反馈组态功能功能电压串联电压串联电压控制电压电压控制电压电压并联电压并联电流控制电压电流控制电压电流串联电流串联电压控制电流电压控制电流电流并联电流并联电流控制电流电流控制电流三、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式三、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式不同反馈类型（组态）不同反馈类型（组态）A、F及及Af的量纲不同的量纲不同第42页/共87页6.3 6.3 深度负反馈放大电路放大倍数的估算深度负反馈放大电路放大倍数的估算一、深度负反馈的实质二、基于反馈系数的放大倍数分析三、基于理想运放的放大倍数分析第43页/共87页即在深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关。即在深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关。由于由于则则又因为又因为代入上式代入上式得得净输入量近似等于零净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚两虚”的概念的概念输入量近似等于反馈量输入量近似等于反馈量一、深度负反馈的实质一、深度负反馈的实质第44页/共87页串联负反馈，输入端电压求和串联负反馈，输入端电压求和深度负反馈条件下深度负反馈条件下 xi=xi-xf 0 虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并联负反馈，输入端电流求和并联负反馈，输入端电流求和ui=ui-uf 0ii=ii-if 0ui=iiRi 0一、深度负反馈的实质一、深度负反馈的实质 ui uf ii if 第45页/共87页二、基于反馈系数的电压放大倍数估算二、基于反馈系数的电压放大倍数估算1.电压串联负反馈电路“虚短虚短”例 1 第46页/共87页 例 2 例 3 二、基于反馈系数的电压放大倍数估算二、基于反馈系数的电压放大倍数估算第47页/共87页2.电压并联负反馈电路Rif很小很小二、基于反馈系数的电压放大倍数估算二、基于反馈系数的电压放大倍数估算“虚短虚短”“虚断虚断”第48页/共87页2.2.电压并联负反馈电路二、基于反馈系数的电压放大倍数估算二、基于反馈系数的电压放大倍数估算 例 1 第49页/共87页虚断虚断虚地虚地 例 2 二、基于反馈系数的电压放大倍数估算二、基于反馈系数的电压放大倍数估算第50页/共87页3.3.电流串联负反馈电流二、基于反馈系数的电压放大倍数估算二、基于反馈系数的电压放大倍数估算第51页/共87页4.4.电流并联负反馈电路二、基于反馈系数的电压放大倍数估算二、基于反馈系数的电压放大倍数估算第52页/共87页深度负反馈条件下四种组态负反馈放大电路的电压放大倍数:反馈组态反馈组态电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联求解深度负反馈放大电路电压求解深度负反馈放大电路电压放大倍数的一般步骤：放大倍数的一般步骤：(1)(1)判断反馈组态；判断反馈组态；(2)(2)求解反馈系数求解反馈系数F F；(3)(3)利用反馈系数利用反馈系数F F求解求解Auf（或（或Ausf）。）。二、基于反馈系数的电压放大倍数估算二、基于反馈系数的电压放大倍数估算第53页/共87页 讨论一讨论一+_比较两电路比较两电路_+_uF求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。iO电流串联负反馈第54页/共87页 1.第三级从射极输出；第三级从射极输出；2.若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨接一电阻。入端跨接一电阻。R 讨论二讨论二求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。第55页/共87页6.4 6.4 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响一、提高放大倍数的稳定性二、改变输入电阻和输出电阻三、展宽频带四、减小非线性失真五、引入负反馈的一般原则第56页/共87页一、提高放大倍数的稳定性一、提高放大倍数的稳定性在中频段，放大倍数、反馈系数等均为实数。在中频段，放大倍数、反馈系数等均为实数。放大倍数减小到基本放大电路的放大倍数减小到基本放大电路的 ，放大倍数的稳定性是基本放大电路的放大倍数的稳定性是基本放大电路的 倍。倍。放大倍数的稳定性是以损失放大倍数为代价的。放大倍数的稳定性是以损失放大倍数为代价的。第57页/共87页例 A=103，负反馈使放大倍数稳定性提高 100 倍，求 F、Af、A 变化 10%时的dAf/Af。解：1)1+AF=100，则则 F=(100 1)/A=0.0992)=103/100=103)负负反反馈馈以以牺牺牲牲放放大大倍倍数数，换换取取了了放放大大倍倍数数稳稳定性的提高。定性的提高。一、提高放大倍数的稳定性一、提高放大倍数的稳定性第58页/共87页二、改变输入电阻和输出电阻二、改变输入电阻和输出电阻（1）引入串联负反馈时）引入串联负反馈时 对输入电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输对输入电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输入端的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。入端的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。1.对输入电阻的影响对输入电阻的影响第59页/共87页（2）引入并联负反馈时）引入并联负反馈时串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。二、改变输入电阻和输出电阻二、改变输入电阻和输出电阻第60页/共87页2.2.对输出电阻的影响（1）引入电压负反馈时）引入电压负反馈时 对输出电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输出对输出电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输出端的接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈。端的接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈。二、改变输入电阻和输出电阻二、改变输入电阻和输出电阻第61页/共87页（2）引入电流负反馈时）引入电流负反馈时二、改变输入电阻和输出电阻二、改变输入电阻和输出电阻电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻。电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻。第62页/共87页三、展宽频带三、展宽频带引入负反馈后的通频带可推导出引入负可推导出引入负反馈后的截止频反馈后的截止频率、通频带率、通频带 (P289)fLfHfLffHf开环时的通频带第63页/共87页四、减小非线性失真四、减小非线性失真 由于晶体管输入特性的非线性，由于晶体管输入特性的非线性，当当b-e间加正弦波信号电压时，基间加正弦波信号电压时，基极电流的变化不是正弦波。极电流的变化不是正弦波。可以设想，若加在可以设想，若加在b-e之间之间的电压正半周幅值大于负半的电压正半周幅值大于负半周的幅值，则其电流失真会周的幅值，则其电流失真会减小，甚至为正弦波。减小，甚至为正弦波。第64页/共87页四、减小非线性失真四、减小非线性失真 可以证明，可以证明，在输出基波幅值在输出基波幅值相同的情况下，引入负反馈后相同的情况下，引入负反馈后,非线性失真减小到基本放大电非线性失真减小到基本放大电路的路的1/(11/(1AFAF)。(P291)(P291)净输入信号的正半周幅值小于负半周幅值设基本放大电路的输出信号与输入信号同相。第65页/共87页五、引入负反馈的一般原则五、引入负反馈的一般原则(P292)1.稳定Q点应引入直流负反馈；改善动态性能应引入交流负反馈；2.增大输入电阻应引入串联负反馈；减小输入电阻应引入并联负反馈；3.需稳定输出电压（即减小输出电阻）应引入电压负反馈；需稳定输出电流（即增大输出电阻）应引入电流负反馈；4.信号源为恒压源时，应引入串联负反馈；信号源为恒流源时，应引入并联负反馈；5.要求负载能力强，应引入电压负反馈；要求恒流源输出，应引入电流负反馈。第66页/共87页讨论一讨论一1.为减小放大电路从信号源索取的电流，增强带负载能力，应引入什么反馈？2.为了得到稳定的电流放大倍数，应引入什么反馈？3.为了稳定放大电路的静态工作点，应引入什么反馈？4.为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号，应引入什么反馈？5.为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电流信号，应引入什么反馈？第67页/共87页讨论二讨论二试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈。试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈。电流反馈电压反馈串联反馈并联反馈第68页/共87页讨论三讨论三只可能引入电压并联或电流串联两种组态的交流负反馈。只可能引入电压并联或电流串联两种组态的交流负反馈。在图示电路中能够引入哪些组态的交流负反馈？第69页/共87页6.5 6.5 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性一、自激振荡产生的原因及条件二、负反馈放大电路稳定性的分析三、负反馈放大电路稳定性的判断四、消除自激振荡的方法第70页/共87页一、自激振荡产生的原因及条件一、自激振荡产生的原因及条件1.1.自激振荡现象自激振荡现象 在不加输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。2 2.自激振荡的条件自激振荡的条件 第71页/共87页一、自激振荡产生的原因及条件一、自激振荡产生的原因及条件2 2.自激振荡的条件自激振荡的条件 第72页/共87页一、自激振荡产生的原因及条件一、自激振荡产生的原因及条件3 3.自激振荡的原因自激振荡的原因基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F+中频时：中频时：为负反馈。为负反馈。在高频或低频区，当放大器产生的附加相移达到在高频或低频区，当放大器产生的附加相移达到180时，时，变为正反馈变为正反馈 此时，若满足此时，若满足则则Xi=0，仍会有输出信号。，仍会有输出信号。第73页/共87页二、负反馈放大电路稳定性的分析二、负反馈放大电路稳定性的分析附加相移由放大电路决定附加相移由放大电路决定;振荡可能产生在低频或高频段。振荡可能产生在低频或高频段。设反馈网络为电阻网络，则设反馈网络为电阻网络，则例：单管阻容耦合共射放大电路的频率响应例：单管阻容耦合共射放大电路的频率响应-270o0.707AumAumfLfHBWffOO-90o-180ofLfH第74页/共87页二、负反馈放大电路稳定性的分析二、负反馈放大电路稳定性的分析可可见见，在在低低、高高频频段段，放放大大电电路路分分别别产产生生了了 0 +90 和和 0 -90 的附加相移。的附加相移。两两级级放放大大电电路路将将产产生生 0 180 附附加加相相移移；三三级级放放大大电电路将产生路将产生 0 270 的附加相移。的附加相移。对对于于多多级级放放大大电电路路，如如果果某某个个频频率率的的信信号号产产生生的的附附加加相相移移为为 180o，则：，则：满满足足自自激激振振荡荡的的相相位位条条件件，如如果果同同时时满满足足自自激激振振荡荡的的幅幅度度条条件件，放大电路将产生自激振荡。放大电路将产生自激振荡。第75页/共87页 放大电路的级数越多，耦合电容、旁路放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引入的负反馈越深，产生自激电容越多，引入的负反馈越深，产生自激振荡的可能性越大。振荡的可能性越大。二、负反馈放大电路稳定性的分析二、负反馈放大电路稳定性的分析结结论论：单单级级放放大大电电路路不不会会产产生生自自激激振振荡荡；两两级级放放大大电电路路当当频频率率趋趋于于无无穷穷大大或或趋趋于于零零时时，虽虽然然满满足足相相位位条条件件，但但不不满满足足幅幅度度条条件件，所所以以也也不不会会产产生生自自激激振振荡荡；但但三三级级放放大大电电路路，在在深深度度负负反反馈馈条条件件下下，对对于于某某个个频频率率的的信信号号，既既满满足足相相位位条件，也满足幅度条件，可以产生条件，也满足幅度条件，可以产生自激振荡自激振荡。第76页/共87页三、负反馈放大电路稳定性的判断三、负反馈放大电路稳定性的判断一般利用环路增益的波特图来判断闭环后电路的稳定性。一般利用环路增益的波特图来判断闭环后电路的稳定性。使环路增益下降到使环路增益下降到0dB的频率，记作的频率，记作fc；使使AF(2n1)的频率，记作的频率，记作f0。fcf0fcf0第77页/共87页三、负反馈放大电路稳定性的判断三、负反馈放大电路稳定性的判断fcf0满足起振条件电路不稳定电路不稳定fcf0电路稳定电路稳定 f0 fc，电路不稳定，会产生自激振荡；，电路不稳定，会产生自激振荡；f0 fc，电路稳定，不会产生自激振荡。电路稳定，不会产生自激振荡。第78页/共87页稳定裕度稳定裕度fcf0电路稳定电路稳定Gm幅值裕度m相位裕度 Gm10dB，且，且m45，负反馈放大，负反馈放大电路才具有可靠的稳电路才具有可靠的稳定性。定性。三、负反馈放大电路稳定性的判断三、负反馈放大电路稳定性的判断第79页/共87页 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析环路增益的幅频响应写为一般与频率无关，则的幅频响应是一条水平线-利用波特图分析关键作出的幅频响应和相频响应波特图水平线的交点为即该点满足第80页/共87页(2)作水平线判断稳定性方法：(1)作出的幅频响应和相频响应波特图(3)判断是否满足相位裕度m 45若该点满足相位裕度，稳定；否则不稳定。在相频响应的点处作垂线交 于P点若P点在 水平线之下，稳定；否则不稳定。或 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析在水平线的交点作垂线交相频响应曲线的一点第81页/共87页举例：设一基本放大器的增益为：1.设反馈系数 ，分析其稳定性三个极点频率为：fp1=0.5106Hz，fp2=5106Hz，fp3=5107Hz。(1)作出的幅频响应和相频响应波特图解：第82页/共87页(2)作的水平线(3)水平线 相交于E点。与E点相对应的附加相位移为 ，因此，放大器是不稳定的。02040608050k500k5M50M500M0-90-180-135-225-270第83页/共87页2.将反馈系数 改为 ，分析其稳定性解：(1)作的水平线(2)水平线 相交于D点。与 D点 相 对 应 的 附 加 相 位 移 为 ，因此，放大器是稳定的。且j jm 02040608050k500k5M50M500M0-90-180-135-225-270第84页/共87页 反馈深度越深，越容易自激。越大，水平线下移，越容易自激越大，表明反馈深度越深结论：02040608050k500k5M50M500M0-90-180-135-225-270基本放大电基本放大相交点交在 的-20dB/十倍频程处，放大电路是稳定的。第85页/共87页四、消除自激振荡的方法四、消除自激振荡的方法基本方法：在电路中加入 C，或 R、C 元件进行相位补偿，改变电路高频特性，从而破坏自激条件。相位补偿形式相位补偿形式滞后补偿滞后补偿电容滞后电容滞后 RC 滞后滞后超前补偿：超前补偿：密勒效应补偿密勒效应补偿电容滞后补偿电容滞后补偿RC 滞后补偿滞后补偿密勒效应补偿密勒效应补偿R第86页/共87页感谢您的观看！第87页/共87页