(10.1)--第六章.放大电路中的反馈.pdf

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1、模拟电子技术基础模拟电子技术基础 Fundamentals of Analog Electronic 放大电路中的反馈 从今天开始直至本学期结束，将讲述“放大电路中的从今天开始直至本学期结束，将讲述“放大电路中的反馈”，这一部分内容既是课程的重点又是课程的难点。反馈”，这一部分内容既是课程的重点又是课程的难点。之所以说它是重点，因为在实用的模拟电子电路中几之所以说它是重点，因为在实用的模拟电子电路中几乎都要引入这样或那样的反馈，多数情况下，不引乎都要引入这样或那样的反馈，多数情况下，不引入入反馈反馈电路就无法正常工作；电路就无法正常工作；之所以说它之所以说它是难点是难点，因为这一部分因为这一部

2、分中引入了不少新的概念和方法，需要深刻地理解和应用。中引入了不少新的概念和方法，需要深刻地理解和应用。“放大电路中“放大电路中的的反馈”的教学基本要求反馈”的教学基本要求 会判：会判：判断放大电路中有无引入反馈、反馈的性质判断放大电路中有无引入反馈、反馈的性质 会算：会算：估算深度负反馈条件估算深度负反馈条件下放大电路的下放大电路的放大倍数放大倍数 会引：会引：根据需求在放大电路中引入合适的反馈根据需求在放大电路中引入合适的反馈 会判振消振：会判振消振：判断负反馈放大电路电路是否能稳定工作，能判断负反馈放大电路电路是否能稳定工作，能够消除自激振荡够消除自激振荡 反馈反馈的概念的概念 放大电路输

3、出量的一部分或全部通过一定的方式引回放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路来影响输入的措施，称为反馈。到输入回路来影响输入的措施，称为反馈。辞海辞海 反馈即回授反馈即回授 什么是反馈什么是反馈 反馈放大电路网络化后可用方框图表示，按主要功反馈放大电路网络化后可用方框图表示，按主要功能将电路分为两个部分：能将电路分为两个部分：电压或电流电压或电流 电压或电流电压或电流 信号单向传递信号单向传递 反馈放大电路的方框图反馈放大电路的方框图 要研究哪些要研究哪些问题问题 放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路来

4、影响输入的措施，称为反馈。来影响输入的措施，称为反馈。怎样引回怎样引回 是从输出电压是从输出电压还是输出电流还是输出电流引出反馈引出反馈 多少多少 怎样引出怎样引出 影响放大电路的影响放大电路的净输入电压还是净输入电压还是净输入电流净输入电流 要要搞清放大电路中的反馈，就要回答下列问题：反馈是从输出搞清放大电路中的反馈，就要回答下列问题：反馈是从输出电流还是从输出电压引出，是一部分还是全部，怎样引出的，怎样电流还是从输出电压引出，是一部分还是全部，怎样引出的，怎样引回到输入，是影响了净输入电流还是影响了净输入引回到输入，是影响了净输入电流还是影响了净输入电压。电压。反馈的类型反馈的类型 正反馈

5、正反馈和负反馈和负反馈 从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量的变化减小的为负从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量的变化减小的为负反馈，否则为正反馈；反馈，否则为正反馈；或者，凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，否则为正反馈。或者，凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，否则为正反馈。引入反馈后其变化引入反馈后其变化是增大？还是减小？是增大？还是减小？引入反馈后其变化引入反馈后其变化是增大？还是减小？是增大？还是减小？直流通路中存在的反馈称为直流反馈，交流通路中存在的反馈称为直流通路中存在的反馈称为直流反馈，交流通路中存在的反馈称为交流反馈。交流反馈。引入交流负反馈引入交流负反馈 引入直

6、流负反馈引入直流负反馈 直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈 只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈，将多级放只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈，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级间反馈。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。通过通过R R3 3引入的是局部反馈引入的是局部反馈 通过通过R R4 4引入的是级间反馈引入的是级间反馈 本章重点研究级间或称总体的交流负反馈。本章重点研究级间或称总体的交流负反馈。局部反馈和级间反馈局部反馈和级间反馈 交流负反馈的四种组态交流负反馈的四种组态 将输出电压的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入

7、量的为将输出电压的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电压反馈，即电压反馈，即 ooUX=描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。引入电压负反馈能够稳定输出电压。引入电压负反馈能够稳定输出电压。电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈 将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电流反馈，即的为电流反馈，即 ooIX=引入电流负反馈能够稳定输出电流。引入电流负反馈能够稳定输出电流。电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈 +_ _ 描述放大电路

8、和反馈网络在输入端的连接方式，即输入量、反馈量、净输入量描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。的叠加关系。fiiUUU+=+=fiiIII+=+=并联负反馈并联负反馈 负反馈负反馈 串联负反馈串联负反馈 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 电压串联负反馈电压串联负反馈 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 电流并联负反馈电流并联负反馈 为什么在并联负反馈电路中不加恒压源信号？为什么在并联负反馈电路中不加恒压源信号？为什么在串联负反馈电路中不加恒流源信号？为什么在串联负反馈电路中不加恒流源信号？四种反馈组态：表述两个两端口网络的连

9、接方式四种反馈组态：表述两个两端口网络的连接方式 放大放大电路电路中中有、无反馈有、无反馈 和直流、交流反馈的判断和直流、交流反馈的判断 “找联系找联系”：找输出回路与输入回路的联系，若有则有反馈，”：找输出回路与输入回路的联系，若有则有反馈，否则无反馈。否则无反馈。有反馈吗？有反馈吗？无反馈无反馈 有无反馈的判断有无反馈的判断 将输出电压将输出电压 全部反馈回去全部反馈回去 即在输入回路即在输入回路 又在输出回路又在输出回路 有无反馈的判断有无反馈的判断 “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。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短

10、路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。仅有直流反馈仅有直流反馈 仅有交流反馈仅有交流反馈 直流反馈和交流反馈的判断直流反馈和交流反馈的判断 仅有直流反馈仅有直流反馈 交、直流反馈共存交、直流反馈共存 交流通路中交流通路中 直流反馈和交流反馈的判断直流反馈和交流反馈的判断 放大放大电路电路中正中正、负反馈的判断、负反馈的判断 正正、负反馈（反馈极性）的判断、负反馈（反馈极性）的判断 “看反馈的结果看反馈的结果”，即净输入量是被增大还是被减小。，即净输入量是被增大还是被减小。瞬时极性法：瞬时极性法：给定给定 的的瞬时极性瞬时极性，并并以此以此为依据分析电路中各电流、电位的为依据分析电路中

11、各电流、电位的极性，从而得到极性，从而得到 的极性；的极性；再由再由 iXoX 瞬时极性法瞬时极性法 oX的的极性得出极性得出 fX的的极性。极性。的极性的极性 的极性的极性 、的叠加关系的叠加关系 oXfXiXfXiXfiifii IIIUUU+=+=或+=+=或正反馈正反馈 负反馈负反馈 fiifii IIIUUU=或=或串联串联 负反馈负反馈 并联并联 负反馈负反馈 瞬时极性法瞬时极性法 FIDuuu=反馈量仅决定于输出量与反馈网络。反馈量仅决定于输出量与反馈网络。OFuRRRu+=+=211 求解反馈量时可将输出信号作为“独立源”作用于反馈求解反馈量时可将输出信号作为“独立源”作用于反

12、馈网络。网络。R1、R2构成构成反馈网络反馈网络+Fu 瞬时极性法瞬时极性法 +2ON2RuuiR=反馈量反馈量 反馈电流反馈电流 净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流减小，引入了负反馈 净输入电流增大，净输入电流增大，引入了正反馈引入了正反馈 反馈量仅仅决定于输出量反馈量仅仅决定于输出量 在判断集成运放构成的反馈放大电路的反馈极在判断集成运放构成的反馈放大电路的反馈极性时，净输入电压指的是集成运放两个输入端的电性时，净输入电压指的是集成运放两个输入端的电位差，净输入电流指的是同相输入端或反相输入端位差，净输入电流指的是同相输入端或反相输入端的电流。的电流。放大放大电路电路中交流中交流负反馈

13、负反馈 组态的判断组态的判断 电路引入了电压负反馈电路引入了电压负反馈 令令输出电压为输出电压为0 0，若反馈量随之为，若反馈量随之为0 0，则为电压反馈；若反馈量，则为电压反馈；若反馈量依然存在，则为电流反馈。依然存在，则为电流反馈。应当应当特别指出，上述方法只是一种判断方法，不是实验方法。因为特别指出，上述方法只是一种判断方法，不是实验方法。因为在实验中集成运放输出端接地，往往使之因输出级电流过大而烧坏！在实验中集成运放输出端接地，往往使之因输出级电流过大而烧坏！电压反馈和电流反馈的判断电压反馈和电流反馈的判断 电路引入了电流负反馈电路引入了电流负反馈 反馈电流反馈电流 仅受基极电流的控制

14、仅受基极电流的控制 电压反馈和电流反馈的判断电压反馈和电流反馈的判断 FINiii=FIDuuu=在输入端，输入量、反馈量和净输入量以电压的方式叠加，为串联反馈；在输入端，输入量、反馈量和净输入量以电压的方式叠加，为串联反馈；以电流的方式叠加，为并联反馈。以电流的方式叠加，为并联反馈。+引入了并联反馈引入了并联反馈 引入了串联反馈引入了串联反馈 +Fu串联反馈和并联反馈的判断串联反馈和并联反馈的判断 分立元件放大分立元件放大电路电路中中 反馈的判断反馈的判断 +_ uF 引入了电流引入了电流串联负反馈串联负反馈 作用作用 图示电路有无引入反馈？是直流反馈还是交流反馈？是正反馈图示电路有无引入反

15、馈？是直流反馈还是交流反馈？是正反馈还是负反馈？若为交流负反馈，其组态为哪种？还是负反馈？若为交流负反馈，其组态为哪种？若若从第三级射极输出，则电路引入了哪种组态的交流负反馈？从第三级射极输出，则电路引入了哪种组态的交流负反馈？引入了电压串联负反馈引入了电压串联负反馈 +_ uF R 若若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨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，则反馈的性质有何变化？接一电阻，则反馈的性质有何变化？引入了电压并联负反馈引入了电压并联负反馈 分立元件放大电路中的净分立元件放大电路中的净输入量输入量 在判断分立元件反馈放大电路的反馈极性时在判断分立元件反

16、馈放大电路的反馈极性时，净输入电压常净输入电压常指输入级晶体管的指输入级晶体管的b-e（e-b）间或场效应管间或场效应管g-s（s-g）间的电间的电位差位差，净输入电流常指输入级晶体管的基极电流净输入电流常指输入级晶体管的基极电流（射极电流射极电流）或场效应管的栅极或场效应管的栅极（源极源极）电流电流。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极电流或发射极电流，而不是负载上的电流；晶体管的集电极电流或发射极电流，而不是负载上的电流；此时称输出级晶体管的集电极电流或发射极电流为输出电流，此时称输出级晶体管的集电极电流或发

17、射极电流为输出电流，反馈的结果将稳定该电流。反馈的结果将稳定该电流。分立元件放大电路中的输出电流分立元件放大电路中的输出电流 应当应当指出，目前分立元件电路的应用已越来越少，但是指出，目前分立元件电路的应用已越来越少，但是分析分立元件电路中的反馈特别有利于理解和掌握反馈的概分析分立元件电路中的反馈特别有利于理解和掌握反馈的概念及反馈性质的判断方法。念及反馈性质的判断方法。负反馈负反馈放大放大电路电路的的方框图方框图 和一般表达式和一般表达式 断开反馈，且考虑反断开反馈，且考虑反馈网络的负载效应馈网络的负载效应 决定反馈量和输出量关系决定反馈量和输出量关系的所有元件所组成的网络的所有元件所组成的

18、网络 负反馈放大电路负反馈放大电路 的基本放大电路的基本放大电路 反馈网络反馈网络 方框图中信号是单向流通的。方框图中信号是单向流通的。ioXXA=基本放大电路的放大倍数基本放大电路的放大倍数 反馈系数反馈系数 ofXXF=反馈放大电路的放大倍数反馈放大电路的放大倍数 iofXXA=负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图 ioXXA=ofXXF=iofXXA=FAAA+=+=1fiiioiifiiiof XFAXXAXFXXAXXXAXXA+=+=+=负反馈放大电路放大倍数的一般表达式负反馈放大电路放大倍数的一般表达式 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

19、联 电流并联电流并联 AFfAioUUofUUioUUioIUofUIioIUioUIofIUioUIioIIofIIioII功能功能 电压控制电压电压控制电压 电流控制电压电流控制电压 电压控制电流电压控制电流 电流控制电流电流控制电流 不同组态负反馈不同组态负反馈放大放大电路的放大倍数和功能电路的放大倍数和功能 。，即，则若。，即，则若 fifXXFAFA111FAAA+=+=1f净输入量可净输入量可忽略不计忽略不计 fifi IIUU在并联负反馈电路中，馈电路中，上式说明：在串联负反在并联负反馈电路中，馈电路中，上式说明：在串联负反符号相同。、通常，符号相同。、通常，fAFA环路放大倍数

20、环路放大倍数 负反馈。同符号电路引入的才为、，即只有负反馈。同符号电路引入的才为、，即只有 0FAFA 深度负反馈的实质深度负反馈的实质 基于反馈系数基于反馈系数的的 电压放大电压放大倍数的估算倍数的估算方法方法 反馈组态反馈组态 电压串联电压串联 电流串联电流串联 电压并联电压并联 电流并联电流并联 思路：思路：需将输出电流转换需将输出电流转换成输出成输出电压电压 需将反馈电流转换成信号源电压需将反馈电流转换成信号源电压 既需将输出电流转换成输出电压，既需将输出电流转换成输出电压，又需将反馈电流转换成信号源电压又需将反馈电流转换成信号源电压 )()()(sosfioffUUAUUAFAFuu

21、=或=或1FfAofUUfoUU ofIUfoUI ofUIfoIU ofIIfoII 基于反馈系数的电压放大倍数估算方法的思路基于反馈系数的电压放大倍数估算方法的思路 关键：正确判断反馈网络的组成，求出反馈系数；确定关键：正确判断反馈网络的组成，求出反馈系数；确定通过通过 哪些哪些电阻将电流转换成电压。电阻将电流转换成电压。电压电压串联负反馈电路串联负反馈电路 uuuuFUUUUA1=foiofofUUFuu=分析分析 1of=UUFuu11f=uuuuFA+分析分析 电压电压串联负反馈电路串联负反馈电路 sfo1RIUs11RFu i=ofUIFui=siossososfRIURIUUUA

22、u=为什么为什么?为什么为什么?Rif很小很小 电压电压并并联负反馈电路联负反馈电路 分析分析 ssosfRFUUAuiu11=s1ssosf11RRRFUUAuiu=1o1oof1 RURUUIFui=+s1ssosfRRRFUUAuiu=11 电压电压并并联负反馈电路联负反馈电路 分析分析 LfLoiofRFURIUUAuiu=1ofIUFui=电流串联负反馈电路电流串联负反馈电路 分析分析 fofoofRIRIIUFui=+电流串联负反馈电路电流串联负反馈电路 分析分析 3.8/1fLcLf=RRRRFAuiusLsosf1RRFUUAiiu=ofIIFii=LoosfsRIURIU=，

23、=，电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路 分析分析 545ofRRRIIFii+=+=1L654sLiosf/)1(RRRRRRRFUUAiiu+=+=1+电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路 分析分析 四种组态深度负反馈放大电路的电压放大倍数四种组态深度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 sff uuAA或或uuuFUUUUA1foiof=ssosf11RFUUAuiu=LiofRFUUAiuu=1sLsosf1RRFUUAiiu=符号相同。、通常，符号相同。、通常，)(fsffAFAAAuu与负载无关与负载

24、无关,表明电压负反馈表明电压负反馈稳定输出电压。稳定输出电压。与总负载成线性关系，表明与总负载成线性关系，表明电流负反馈稳定输出电流。电流负反馈稳定输出电流。分析分析 最易获得最易获得 基于基于理想运放理想运放的的 电压电压放大倍数的计算方法放大倍数的计算方法 理想理想运放参数特点：运放参数特点：Aod，rid，ro0，fH，所有所有失调因素、温漂、噪声均为零。失调因素、温漂、噪声均为零。理想理想运放运放工作在线性区的工作在线性区的电路特征：引入负反馈电路特征：引入负反馈 无源网络无源网络 关于理想运放关于理想运放 因为因为uO为有限值，为有限值，Aod，所以所以 uNuP0，即即 uNuP

25、虚虚短路短路 因为因为rid，所以所以 iNiP0虚断路虚断路 求解放大倍数求解放大倍数的基本出发点的基本出发点 关于理想运放关于理想运放 理想理想运放运放工作在线性区工作在线性区的特点的特点 IPNuuu=12IO1RRuuAu+=+=)(211IORRRuu+=+=虚短虚短 1I21 RuiiRR=虚断虚断 +Iu利用“虚短”、“虚断”求解电路利用“虚短”、“虚断”求解电路 电压串联负反馈电路电压串联负反馈电路 0PN=uu虚地虚地 1IIFRuii=2IORiu=12IORRuuAu=虚短虚短 虚断虚断 +R R L L 利用“虚短”、“虚断”求解电路利用“虚短”、“虚断”求解电路 电压

26、并联负反馈电路电压并联负反馈电路 1IIPN12 RuiiuuuRR=，L31321ILOIOfRRRRRRuRiuuAu+=+=3I1233)1(21RuRRRuuiRRR+=+=+=+=I31321O32uRRRRRiiiRR+=+=虚短虚短 虚断虚断 uI 利用“虚短”、“虚断”求解电路利用“虚短”、“虚断”求解电路 电流串联负反馈电路电流串联负反馈电路 sL21sLososf)1(RRRRuRiuuAu+=+=sSPNs10RuiiuuRR=，=，)1()(21sS2s1SsSO21RRRuRRRuRuiiiRR+=+=+=虚短虚短 虚断虚断 虚地虚地 +利用“虚短”、“虚断”求解电路

27、利用“虚短”、“虚断”求解电路 电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路 深度负反馈放大电路深度负反馈放大电路电压电压 放大放大倍数的倍数的讨论讨论 e3fe1e3e1fRRRRRIUFo+=+=)(L3ce3e1e3fe1ioRRRRRRRUUAu+=+=比较两电路比较两电路 电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路 +_ _+_ uF _ 讨论一讨论一 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若在第三级的射极加旁路电容，且且在输出端和输入端跨接一电阻。在输出端和输入端跨接一电阻。e1ff1RRAu+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 R

28、 sfRRAu 讨论二讨论二 引入交流负反馈稳定引入交流负反馈稳定放大电路的放大电路的 放大放大倍数、倍数、改变输入电阻改变输入电阻和输出电阻和输出电阻 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。AFAA+=+=1f2f)1(1ddAFAA+=+=2f)1(ddAFAA+=+=说明放大倍数减小到基本放大电路的说明放大倍数减小到基本放大电路的 ，AF11）（）（AF1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。AAAFAAd11dff+=+=提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性 iiiifiiiifIAFUUIUUIUR+=

29、+=+=+=iiiIUR=iif)1(RAFR+=+=引入串联负反馈时引入串联负反馈时 对对输入电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输入端的输入电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输入端的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。对输入电阻的影响对输入电阻的影响 串联负反馈对输入电阻影响的讨论串联负反馈对输入电阻影响的讨论 引入引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的影响一样吗？串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的影响一样吗？Rb1支支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无变化？路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无变化？+Fu+FuifR

30、ifRifR在交流通路中始在交流通路中始终并联在输入端终并联在输入端 对输入电阻的影响对输入电阻的影响 iif)1(RAFR+=+=引入引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到原来的原来的（1AF）倍。倍。对输入电阻的影响对输入电阻的影响 引入并联负反馈时引入并联负反馈时 iiifiiiiifiiiAFIIUIIUIURIUR+=+=+=+=AFRR+=+=1iif对输入电阻的影响对输入电阻的影响 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。引入并联负反馈，）（或引入串联负反馈时）在（。引入

31、并联负反馈，）（或引入串联负反馈时）在（0 1ififif+RRRAF对输入电阻的影响对输入电阻的影响 对对输出电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输出端的接法有关，即决输出电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输出端的接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈。定于是电压反馈还是电流反馈。AFRR+=+=1oof引入电压负反馈时引入电压负反馈时 引入电流负反馈时引入电流负反馈时 oof)1(RAFR+=+=电压电压负反馈稳定输出电压，使输出具有恒压特性，因而输出电阻减小。负反馈稳定输出电压，使输出具有恒压特性，因而输出电阻减小。电流电流负反馈稳定输出电流，使输出具有恒流特性，因而输出电阻增大

32、。负反馈稳定输出电流，使输出具有恒流特性，因而输出电阻增大。对对输出电阻输出电阻的影响的影响 电流负反馈对输出电阻影响的讨论电流负反馈对输出电阻影响的讨论 Rc2支路在引入反馈前后对输出电阻的影响有无变化？支路在引入反馈前后对输出电阻的影响有无变化？在交流通路中始在交流通路中始终并联在输出端终并联在输出端 对对输出电阻输出电阻的影响的影响 oof1RAFR）（+=）（+=引入引入电流负反馈，使引出反馈的支路的等效电阻电流负反馈，使引出反馈的支路的等效电阻增大到原来的（增大到原来的（1AF）倍。倍。）（或引入电流负反馈；引入电压负反馈时，）在（。）（或引入电流负反馈；引入电压负反馈时，）在（+o

33、fofof 0 1RRRAF对对输出电阻输出电阻的影响的影响 引入交流负反馈展宽放大电路的引入交流负反馈展宽放大电路的 通频带、减小非线性失真通频带、减小非线性失真 设反馈网络是纯电阻网络设反馈网络是纯电阻网络 Alg20fHmHLmLj1j1ffAAffAA+=+=+=+=，O引入负反馈后的幅频特性引入负反馈后的幅频特性 fL fH FA+1lg20fLf fHf FAAA+=+=1f展宽频带展宽频带 bwbwfmLLfHmHf111fAFfFAfffFAf）（）（+=+=）（）（+=+=设设fhfL，则可推导出引入负反馈后的截止频率、通，则可推导出引入负反馈后的截止频率、通频带：频带：提示

34、：不同反馈组态放大倍数的意义不同。提示：不同反馈组态放大倍数的意义不同。展宽频带展宽频带 由于由于晶体管输入特性的非线性，当晶体管输入特性的非线性，当b-e间加间加正弦波信号电压时，基极电流的变化不是正弦波。正弦波信号电压时，基极电流的变化不是正弦波。可以可以设想，若加在设想，若加在b-e之间的电压之间的电压正半周幅值小于负半周的幅值，则其正半周幅值小于负半周的幅值，则其电流失真会减小，甚至近似为正弦波。电流失真会减小，甚至近似为正弦波。非正弦波非正弦波 近似近似 正弦波正弦波 减小非线性失真减小非线性失真 设基本放大电路的输出信号与输入信号同相。设基本放大电路的输出信号与输入信号同相。可以可

35、以证明，在引入负反馈前后输出量基波幅值相同的情况下，非线证明，在引入负反馈前后输出量基波幅值相同的情况下，非线性失真减小到基本放大电路的性失真减小到基本放大电路的1/(11/(1AF AF)。净输入信号的正半周幅值小于负半周幅值净输入信号的正半周幅值小于负半周幅值 减小非线性失真减小非线性失真 如何如何根据需求引入负反馈根据需求引入负反馈 引入负反馈的一般原则引入负反馈的一般原则 稳定稳定Q点应引入直流负反馈，改善动态性能应引入交流负反馈；点应引入直流负反馈，改善动态性能应引入交流负反馈；根据信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小输入根据信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小输

36、入电阻应引入并联负反馈；电阻应引入并联负反馈；根据负载需要，需稳定输出电压（即减小输出电阻）的应引入根据负载需要，需稳定输出电压（即减小输出电阻）的应引入电压负反馈，需稳定输出电流（即增大输出电阻）的应引入电电压负反馈，需稳定输出电流（即增大输出电阻）的应引入电流负反馈流负反馈。从信号转换关系上看，输出电压是输入电压受控源的为电从信号转换关系上看，输出电压是输入电压受控源的为电压串联负反馈，输出电压是输入电流受控源的为电压并联压串联负反馈，输出电压是输入电流受控源的为电压并联负反馈，输出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈，负反馈，输出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈，输出电流是输入电

37、流受控源的为电流并联负反馈；输出电流是输入电流受控源的为电流并联负反馈；当当(1AF)1时，它们的转换系数均约为时，它们的转换系数均约为1/F。引入负反馈的一般原则引入负反馈的一般原则 为了稳定放大电路的静态工作点为了稳定放大电路的静态工作点 为减小放大电路从信号源索取的电流、增强带负载能力为减小放大电路从信号源索取的电流、增强带负载能力 为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号 为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电流信号为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电流信号 为了获得稳定的电流放大倍数为了获得稳定的电流放大倍数 讨论讨论一一:根据以下需

38、求，根据以下需求，分别说明应分别说明应引入什么反馈？引入什么反馈？电压反馈电压反馈 串联反馈串联反馈 Fu 引入引入电压串联负反馈电压串联负反馈 讨论二讨论二:在图示电路中分别引入四种组态的交流负反馈在图示电路中分别引入四种组态的交流负反馈 电流反馈电流反馈 并联反馈并联反馈 iF 讨论二讨论二:在图示电路中分别引入四种组态的交流负反馈在图示电路中分别引入四种组态的交流负反馈 引入电流并联引入电流并联负反馈负反馈 电流反馈电流反馈 电压反馈电压反馈 串联反馈串联反馈 并联反馈并联反馈 电压电压并联负反馈：并联负反馈：-，-，-。电流电流串联负反馈：串联负反馈：-，-，-。讨论二讨论二:在图示电

39、路中分别引入四种组态的交流负反馈在图示电路中分别引入四种组态的交流负反馈 负反馈负反馈放大放大电路电路自激振荡自激振荡产生的原因及产生的原因及条件条件 输入信号输入信号为为0时，输出有一定幅值、一定频率的信号，称电时，输出有一定幅值、一定频率的信号，称电路产生了自激振荡。路产生了自激振荡。负反馈放大电路自激振荡的频率在低频段或高频段。负反馈放大电路自激振荡的频率在低频段或高频段。低频低频干扰干扰或产或产生了生了轻微轻微低频低频振荡振荡 高频高频干扰干扰或产或产生了生了轻微轻微高频高频振荡振荡 实验实验波形波形 自激振荡现象自激振荡现象 fiiXXX+=+=在在低频段或高频段，若存在一个频率低频

40、段或高频段，若存在一个频率f0，且当且当 f f0 时时附加相移附加相移为为，则则 中频段时中频段时，0 FA为整数）。（即为整数）。（即nnFA2=+=+自激振荡产生的原因自激振荡产生的原因 oifo XXXX 在在电扰动下，如合闸通电，必含有频率为电扰动下，如合闸通电，必含有频率为f0的信号，对于的信号，对于f=f0 的信号，产生正反馈过程的信号，产生正反馈过程 输出量输出量逐渐增大，直至达到动态平衡，电路产生了自激振荡。逐渐增大，直至达到动态平衡，电路产生了自激振荡。自激振荡产生的原因自激振荡产生的原因 ooi XXX维持时，维持时，0=ooXFAX=1FA+=+=+=+=)()(FA为

41、整数为整数nnFA121幅值平衡条件幅值平衡条件 相位平衡条件相位平衡条件 自激振荡产生自激振荡产生的条件的条件 1 FA 由于由于电路通电后输出量有一个从小到大直至稳幅电路通电后输出量有一个从小到大直至稳幅的过程，起振条件为的过程，起振条件为 自激振荡产生自激振荡产生的条件的条件 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析 附加附加相移由放大电路决定相移由放大电路决定;振荡振荡只可能产生在高频段。只可能产生在高频段。090Af，时，时，A 设反馈网络为电阻网络，放大电路为直接耦合形式。设反馈网络为电阻网络，放大电路为直接耦合形式。因没有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。因没

42、有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。0180Af，时，时，A 因没有满足幅值条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。因没有满足幅值条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。对于单管放大电路对于单管放大电路:对于两级放大电路对于两级放大电路:负反馈放大电路稳定性的定性分析负反馈放大电路稳定性的定性分析 0270Af，时，时，A 对于对于产生产生180附加相移的信号频率，有可能满足起振条件，附加相移的信号频率，有可能满足起振条件，故引入负反馈后可能振荡。故引入负反馈后可能振荡。对于对于三级放大电路三级放大电路:三三级或三级以上放大电路引入负反馈后有可能产生高频振荡；级或三级以上放大电路引入负

43、反馈后有可能产生高频振荡；同理，耦合电容、旁路电容等为三个或三个以上的放大电路，引入同理，耦合电容、旁路电容等为三个或三个以上的放大电路，引入负反馈后有可能产生低频振荡。负反馈后有可能产生低频振荡。负反馈放大电路稳定性的定性分析负反馈放大电路稳定性的定性分析 什么样什么样的放大电路引入负反馈后容易产生自激振荡的放大电路引入负反馈后容易产生自激振荡？放大放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引入的负反电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引入的负反馈越深，产生自激振荡的可能性越大。馈越深，产生自激振荡的可能性越大。环路环路放大倍数放大倍数AF越大，越容易满足起振条件，闭环后越容易产越大，

44、越容易满足起振条件，闭环后越容易产生自激振荡。生自激振荡。负反馈放大电路稳定性的定性分析负反馈放大电路稳定性的定性分析 已知环路增益的频率特性来判断闭环后电路的稳定性。已知环路增益的频率特性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。fc f0 fc f0 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断 稳定性的判断稳定性的判断 fc f0 满足起振条件满足起振条件 电路不稳定电路不稳定 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

45、振荡。，电路稳定，不会产生自激振荡。fc f0 Gm 幅值裕度幅值裕度 m 相位裕度相位裕度 电路稳定电路稳定 当当Gm10dB且且m45，才具有可靠的稳定性。，才具有可靠的稳定性。不满足不满足 起振条件起振条件 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断 负反馈放大电路消除自激振荡的方法负反馈放大电路消除自激振荡的方法 滞后补偿滞后补偿 )j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA+=+=常用的方法为滞后补偿方法。常用的方法为滞后补偿方法。设放大电路为三级，直接耦合方式，反馈网络为电阻网络。设放大电路为三级，直接耦合方式，反馈网络为电阻网络。在在最低的上限频率所在回

46、路加补偿电容。最低的上限频率所在回路加补偿电容。产生产生一个更低的上限截止频率取代一个更低的上限截止频率取代 fH1！(式中式中fH1 fH2fH3)简单滞后补偿简单滞后补偿 补偿电容补偿电容 H1fi2i2o1H1)/(CRRf21=补偿前：补偿前：补偿后：补偿后：)(/(i2i2o1H1CCRRf+=+=21简单滞后补偿简单滞后补偿 最大附加相移为最大附加相移为-135135 具有具有4545的相位裕度的相位裕度 补偿前补偿前 补偿后补偿后 。时使补偿后，当。时使补偿后，当dBlg H2020=FAff 滞后补偿滞后补偿法是以频带变窄为代价来消除自激振荡法是以频带变窄为代价来消除自激振荡的

47、！的！)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA+=+=简单滞后补偿简单滞后补偿 CCkC)(+=+=1 在在获得同样补偿的情况下，获得同样补偿的情况下，补偿电容比简单滞后补偿的电容补偿电容比简单滞后补偿的电容小得多。小得多。在在最低的上限频率所在回路最低的上限频率所在回路中加补偿电容。中加补偿电容。补偿前补偿前 补偿后补偿后 等效变换等效变换 补偿电容补偿电容？密勒补偿密勒补偿 讨论：讨论：判断判断图示图示电路引入负反馈后有可能产生自激振荡吗电路引入负反馈后有可能产生自激振荡吗？如如可能，可能，则应在电路的哪一级加补偿电容？则应在电路的哪一级加补偿电容？放大电路中的正反馈放

48、大电路中的正反馈 引入引入的正、负反馈目标应一致。的正、负反馈目标应一致。+fu负反馈负反馈 正反馈正反馈 电路中有两电路中有两路路反馈，要反馈，要分别分析！分别分析！+自举电路自举电路 自举电路：通过引入正反馈，增大输入电阻，因而提高输入电压。自举电路：通过引入正反馈，增大输入电阻，因而提高输入电压。1NP1RUUIR=1NPPi11RUUUIURR=i1iRRR自举电路自举电路 稳定若相互抵消，则稳定若相互抵消，则OOOPLOL iiuuRiR其它应用其它应用豪兰德电流源豪兰德电流源 电路电路既引入了负反馈，又既引入了负反馈，又引入了正反馈。引入了正反馈。RuiRRRRIO312=，则若=，则若OP3PO2OP1PIPNO321iRuRuuRuuRuuuuiiiiiRRRR+=+=，+=+=，理想运放情况下：理想运放情况下：其它应用其它应用豪兰德电流源豪兰德电流源