模电第六章放大电路中的反馈.ppt

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1、第六章第六章放大电路中的反馈放大电路中的反馈6.1反馈的基本概念反馈的基本概念6.3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6.4负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算6.5负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡6.2负反馈的四种组态和反馈的一般负反馈的四种组态和反馈的一般 表达式表达式6.1反馈的基本概念反馈的基本概念在在电电子子设设备备中中经经常常采采用用反反馈馈的的方方法法来来改改善善电电路路的的性性能能，以以达达到到预预定定的的指指标标。例例如如，采采用直流负反馈稳定静态工作点。用直流负反馈稳定静态工作点。Rb1 和和 Rb2 分压，使基极分压，使基极

2、UB 固定。固定。T ICQ (IEQ)UEQ=IEQReUBQ 固定固定UBEQ=UBQ-UEQIBQICQ使使 ICQ 基本不随温度变化，稳定了静态工作点。基本不随温度变化，稳定了静态工作点。反馈概念的建立反馈概念的建立C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB图图 6.1.1放放大大电电路路中中的的反反馈馈，是是指指将将放放大大电电路路输输出出电电量量(输输出出电电压压或或输输出出电电流流)的的一一部部分分或或全全部部，通通过过一一定定的的方方式式，反反送回输入回路中。送回输入回路中。UBEQ UBQ-ICQRE将将输输出出电电流流 ICQ(IEQ)反

3、反馈馈回回输输入入回回路路，改改变变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该电量反馈回输入回路。将该电量反馈回输入回路。C1RcRb2+VCCC2RL+CeuoRb1ReiBiCiEiRuiuEuB图图 2.5.2分压式工作点稳定电路分压式工作点稳定电路反馈的分类反馈的分类一、正反馈和负反馈一、正反馈和负反馈反反馈馈信信号号增增强强了了外外加加输输入入信信号号，使使放放大大电电路路的的放放大倍数提高大倍数提高 正反馈正反馈反反馈馈信信号号削削弱弱了了外外加加输输入入信信号号，使使放放大大电电路路的的放放大倍数降

4、低大倍数降低 负反馈负反馈反馈极性的判断方法：反馈极性的判断方法：瞬时极性法。瞬时极性法。先先假假定定某某一一瞬瞬间间输输入入信信号号的的极极性性，然然后后按按信信号号的的放放大大过过程程，逐逐级级推推出出输输出出信信号号的的瞬瞬时时极极性性，最最后后根根据据反反馈馈回回输输入入端端的的信信号号对对原原输输入入信信号号的的作作用用，判判断断出出反反馈的极性。馈的极性。对于运放：对于运放：主要看是同相输入还是反相输入。主要看是同相输入还是反相输入。同相输入：输入为正，输出也为正；同相输入：输入为正，输出也为正；反相输入：输入为正，输出则为负。反相输入：输入为正，输出则为负。对于三极管：对于三极管

5、：对于场效应管：对于场效应管：共共e：输出和输入反相；：输出和输入反相；共共b：输出和输入同相；：输出和输入同相；共共c：输出和输入同相。：输出和输入同相。共共s：输出和输入反相；：输出和输入反相；共共g：输出和输入同相；：输出和输入同相；共共d：输出和输入同相。：输出和输入同相。(a)正反馈正反馈(b)负反馈负反馈例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。-因因为为差差模模输输入入电电压压等等于于输输入入电电压压与与反反馈馈电电压压之之差差，反反馈馈增增强强了了输输入入电电压压，所以为所以为正反馈正反馈。-反反馈馈信信号号削削弱弱了了输输入入信号，因此为信号

6、，因此为负反馈负反馈。图图 二、直流反馈和交流反馈二、直流反馈和交流反馈图图 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈(a)直流反馈直流反馈(b)交流反馈交流反馈直直流流负负反反馈馈可可稳稳定定静静态态工工作作点点，交交流流负负反反馈馈用用以以改改善放大电路的性能。善放大电路的性能。(a)直流反馈直流反馈(b)交流反馈交流反馈反馈通路存在隔直电容，反馈通路存在隔直电容，交流反馈；交流反馈；反馈通路存在旁路电容，反馈通路存在旁路电容，直流反馈；直流反馈；如果不存在电容，就是如果不存在电容，就是交直流反馈。交直流反馈。三、电压反馈和电流反馈三、电压反馈和电流反馈如如果果反反馈馈信信号号取取自自输输出出

7、电电压压，则则为为电电压压反反馈馈；电电压压反反馈的反馈信号与输出电压成比例；馈的反馈信号与输出电压成比例；反反馈馈信信号号取取自自输输出出电电流流，则则为为电电流流反反馈馈，电电流流反反馈馈的的反馈信号与输出电流成比例。反馈信号与输出电流成比例。判断方法：判断方法：假设将输出端交流短路，假设将输出端交流短路，如果反馈信号消失，则为电压如果反馈信号消失，则为电压反馈；否则为电流反馈。反馈；否则为电流反馈。反反馈馈信信号号消消失失，所所以以为电压反馈。为电压反馈。例：例：图图(b)反反馈馈信信号号未未消消失失，所所以以为为电电流流反反馈。馈。观察法：观察法：检查放大电路的反馈信号从何处引回到输入

8、回检查放大电路的反馈信号从何处引回到输入回 路，一般，若从输出电压端直接引回，或通过路，一般，若从输出电压端直接引回，或通过 分压关系将输出电压的一部分引回到输入回分压关系将输出电压的一部分引回到输入回 路，通常为电压反馈；否则，为电流反馈。路，通常为电压反馈；否则，为电流反馈。四、串联反馈和并联反馈四、串联反馈和并联反馈反馈信号与输入信号在输入反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和，为串联回路中以电压形式求和，为串联反馈；如果二者以电流形式求和，反馈；如果二者以电流形式求和，为并联反馈。为并联反馈。例：例：所以为并联反馈；所以为并联反馈；所以为串联反馈。所以为串联反馈。对于三极管电路：

9、对于三极管电路：若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈。并联反馈。若反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同若反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，为并联反馈；加在放大电路输入回路的两个一个电极，为并联反馈；加在放大电路输入回路的两个电极，为串联反馈。电极，为串联反馈。若反馈信号与输入信号一个加在基极一个若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。加在发射极则为串联反馈。对于运放电路：对于运放电路：若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端

10、为并联反馈。联反馈。若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相端则为串联反馈。端则为串联反馈。+-RfR1+Uf-+Ui-+Ud-+-+Ui-i+ifiii-Rf6.2负反馈的四种组态和反馈的一般表达式负反馈的四种组态和反馈的一般表达式一、电压串联负反馈一、电压串联负反馈图图 电压串联负反馈电压串联负反馈 (a)电路图电路图反反馈馈信信号号与与输输出出电电压压成成正正比比，集集成成运运放放的的净净输输入入电电压压等等于于输输入入电电压压与与反反馈馈电电压压之差，之差，负反馈的四种组态负反馈的四种组态图图 电压串联负反馈电压串联负反馈(b)方框图

11、方框图电压放大倍数：电压放大倍数：反馈系数：反馈系数：因为：因为：所以反馈系数：所以反馈系数：二、电压并联负反馈二、电压并联负反馈图图 电压并联负反馈电压并联负反馈(a)电路图电路图反反馈馈信信号号与与输输出出电电压压成成正正比比，净净输输入入电电流流等等于于外外加加输入电流与反馈电流之差输入电流与反馈电流之差图图 电压并联负反馈电压并联负反馈(b)方框图方框图放大倍数：放大倍数：转移电阻转移电阻反馈系数：反馈系数：因为：因为：所以反馈系数：所以反馈系数：三、电流串联负反馈三、电流串联负反馈图图 电流串联负反馈电流串联负反馈 (a)电路图电路图反反馈馈信信号号与与输输出出电电流流成成正正比比，

12、净净输输入入电电压压等等于于外外加加输入信号与反馈信号之差输入信号与反馈信号之差图图 电流串联负反馈电流串联负反馈(b)方框图方框图转移电导转移电导反馈系数：反馈系数：因为：因为：所以反馈系数：所以反馈系数：四、电流并联负反馈四、电流并联负反馈图图 电流并联负反馈电流并联负反馈(a)电路图电路图 反反馈馈信信号号与与输输出出电电流流成成正正比比，净净输输入入电电流流等等于于外外加加输输入入信信号号与与反反馈信号之差：馈信号之差：图图 电流并联负反馈电流并联负反馈(b)方框图方框图电流放大倍数：电流放大倍数：反馈系数：反馈系数：因为：因为：所以反馈系数：所以反馈系数：四种负反馈组态的电压放大倍数

13、、反馈系数之比较四种负反馈组态的电压放大倍数、反馈系数之比较输出信号输出信号反馈信号反馈信号放大网络的放大倍数放大网络的放大倍数反馈系数反馈系数电压串联式电压串联式电压并联式电压并联式电流串联式电流串联式电流并联式电流并联式电压放电压放大倍数大倍数转移转移电阻电阻 转移转移电导电导电流放电流放大倍数大倍数电压负反馈：电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性稳定输出电压，具有恒压特性串联反馈：串联反馈：输入端电压求和输入端电压求和电流负反馈：电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性稳定输出电流，具有恒流特性并联反馈：并联反馈：输入端电流求和输入端电流求和特点小结：特点小结：反馈组态判断举例反馈组态判

14、断举例(+)(-)(+)(+)电压串联负反馈电压串联负反馈(+)反馈组态判断举例反馈组态判断举例电压并联负反馈电压并联负反馈(-)(+)(-)(+)(-)直流反馈直流反馈交、直流反馈交、直流反馈反馈组态判断举例反馈组态判断举例(+)(+)(-)(+)(+)(+)电流串联负反馈电流串联负反馈vP232 P232 例例6.2.16.2.1练习：练习：6-2 6-2作业：作业：6-1 6-1反馈的一般表达式反馈的一般表达式图图 反馈放大电路方框图反馈放大电路方框图分分别别为为输输入入信信号号、输输出出信信号和反馈信号；号和反馈信号；开环放大倍数开环放大倍数无反馈时放大网络的放大倍数；无反馈时放大网络

15、的放大倍数；因为：因为：所以：所以：得：闭环放大倍数得：闭环放大倍数闭环放大倍数闭环放大倍数引引入入反反馈馈后后，放放大大电电路路对对外外加加输输入信号的放大倍数。入信号的放大倍数。回路增益回路增益在在反反馈馈放放大大电电路路中中，信信号号沿沿放放大大网网络络和反馈网络组成的环路传递一周后所得到的放大倍数。和反馈网络组成的环路传递一周后所得到的放大倍数。反馈深度反馈深度 引引入入反反馈馈后后，放放大大电电路路的的放放大大倍倍数与无反馈时相比所变化的倍数。数与无反馈时相比所变化的倍数。反馈系数反馈系数 开环放大倍数开环放大倍数 ：无反馈时放大网络的放大倍数。无反馈时放大网络的放大倍数。开环放大倍

16、数开环放大倍数 ：无反馈时放大网络的放大倍数。无反馈时放大网络的放大倍数。反馈深度讨论反馈深度讨论一般负反馈一般负反馈称为反馈深度称为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结结论论：深深度度负负反反馈馈放放大大电电路路的的放放大大倍倍数数主主要要由由反反馈馈网网络络的反馈系数决定，能保持稳定。的反馈系数决定，能保持稳定。提高了放大倍数的稳定性提高了放大倍数的稳定性 减少非线性失真减少非线性失真 扩展频带扩展频带 改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻在放大电路中在放大电路中引入负反馈引入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数 使放大电路的性能得以改善使放大电路的性能得以改

17、善6.3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提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性引引入入负负反反馈馈后后，在在输输入入信信号号一一定定的的情情况况下下，当当电电路路参参数数变变化化、电电源源电电压压波波动动或或负负载载发发生生变变化化时时，放放大大电电路路输出信号的波动减小，即放大倍数的稳定性提高。输出信号的波动减小，即放大倍数的稳定性提高。放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。在中频范围内，在中频范围内，放大倍数的相对变化量：放大倍数的相对变化量：结论：引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了结论：引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了

18、(1+AF)倍。倍。图图 6.1.4(a)例：例：在电压串联负反馈放大在电压串联负反馈放大电路中，电路中，估算反馈系数和反馈深度估算反馈系数和反馈深度 估算放大电路的闭环电压放大倍数估算放大电路的闭环电压放大倍数 如如果果开开环环差差模模电电压压放放大大倍倍数数 A 的的相相对对变变化化量量为为10%，此此时时闭闭环环电电压压放放大大倍倍数数 Af 的的相相对对变变化化量量等等于于多多少少？解：解：反馈系数反馈系数反馈深度反馈深度 闭环放大倍数闭环放大倍数 Af 的相对变化量的相对变化量 结结论论：当当开开环环差差模模电电压压放放大大倍倍数数变变化化 10%时时，闭闭环环电电压压放放大大倍倍数

19、数的的相相对对变变化化量量只只有有 0.001%，而而稳稳定定性性提高了一万倍。提高了一万倍。xf负反馈负反馈减小了波形失真减小了波形失真 加入加入负反馈负反馈无负反馈无负反馈FxfAxixoxo大大小小略大略大略大略大略小略小略小略小略小略小略小略小略大略大略大略大xiA接近正弦波接近正弦波预失真预失真+减小非线性失真和抑制干扰减小非线性失真和抑制干扰同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。图图 展宽频带展宽频带由由于于负负反反馈馈可可以以提提高高放放大大倍倍数数的的稳稳定定性性，因因而而对对于于 频率不同而引起的放大倍数下降，也可以改善。频率不同而引

20、起的放大倍数下降，也可以改善。设设无无反反馈馈时时放放大大电电路路在在中中、高高频频段段的的放放大大倍倍数数分分别别为为 ，上限频率为，上限频率为 f；引入反馈系数为的负反馈后，放大电路在中、引入反馈系数为的负反馈后，放大电路在中、高频段的放大倍数分别为高频段的放大倍数分别为 ，上限频率为，上限频率为 fHf。所以：所以：可可见见，引引入入负负反反馈馈后后，放放大大电电路路的的中中频频放放大大倍倍数数减减小小为为无无反反馈馈时时的的1/；而而上上限限频频率率提提高高到无反馈时的倍。到无反馈时的倍。同同理理，可可推推导导出出引引入入负负反反馈馈后后，放放大大电电路路的的下下限频率降低限频率降低为

21、无反馈时的为无反馈时的 1/。结结论论：引引入入负负反反馈馈后后，放放大大电电路路的的上上限限频频率率提提高高，下限频率降低，因而下限频率降低，因而通频带展宽通频带展宽。3dB3dBfLfHBWfLffHfBWf图图 负反馈对通频带和放大倍数的影响负反馈对通频带和放大倍数的影响f改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不同。同。一、负反馈对输入电阻的影响一、负反馈对输入电阻的影响1.串联负反馈使输入电阻增大串联负反馈使输入电阻增大得：得：结结论论：引引入入串串联联负负反反馈馈后后，输输入入电电阻阻增增

22、大大为为无无反反馈馈时的时的 倍。倍。图图 2.并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小得：得：结结论论：引引入入并并联联负负反反馈馈后后，输输入入电电阻阻减减小小为为无无负负反反馈馈时的时的 1/。图图 并联负反馈对并联负反馈对 Ri 的影响的影响例如例如图中图中R1 1不在环内不在环内但是但是当当R1 1 时，反馈对时，反馈对Rif几乎没有影响。几乎没有影响。注意注意:反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不 产生影响。产生影响。二、负反馈对输出电阻的影响二、负反馈对输出电阻的影响1.电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈使输出电阻减小Rof放大

23、电路的输出电放大电路的输出电阻定义为：阻定义为：得：得：结结论论：引引入入电电压压负负反反馈馈后后，放放大大电电路路的的输输出出电电阻阻减减小小到无反馈时的。到无反馈时的。图图 2.电流负反馈使输出电阻增大电流负反馈使输出电阻增大图图 结结论论：引引入入电电流流负负反反馈馈后后，放放大大电电路路的的输输出出电电阻阻增增大大到无反馈时的到无反馈时的 倍。倍。注意注意:反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影 响。响。负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为 代价的，且仅对环内的性能产生影响。代价的，且

24、仅对环内的性能产生影响。串联负反馈串联负反馈 并联负反馈并联负反馈 电压负反馈电压负反馈 电流负反馈电流负反馈 增大增大输入电阻输入电阻减小减小输入电阻输入电阻减小减小输出电阻输出电阻，稳定输出电压。，稳定输出电压。增大增大输出电阻输出电阻，稳定输出电流。，稳定输出电流。总结总结 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程程度度，与与反反馈馈深深度度有有关关，一一般般，反反馈馈深深度度越越大大，则则对对放放大大电电路路各各项项性性能能的改善效果越显著。的改善效果越显著。放大电路引入负反馈的一般原则（补充）放大电路引入负反馈的一般原则（补充）一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈一、欲稳

25、定某个量，则引该量的负反馈稳定直流：稳定直流：引直流反馈引直流反馈稳定交流：稳定交流：引交流反馈引交流反馈稳定输出电压：稳定输出电压：引电压反馈引电压反馈稳定输出电流：稳定输出电流：引电流反馈引电流反馈二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻：欲提高输入电阻：采用串联反馈采用串联反馈欲降低输入电阻：欲降低输入电阻：采用并联反馈采用并联反馈要求高内阻输出：要求高内阻输出：采用电流反馈采用电流反馈要求低内阻输出：要求低内阻输出：采用电压反馈采用电压反馈v练习：练习：6-36.4负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算简简单单的的负负

26、反反馈馈放放大大电电路路，利利用用微微变变等等效效电电路路法法进进行行分分析计算；析计算；对于深度负反馈放大电路，采用估算方法。对于深度负反馈放大电路，采用估算方法。6.4.1利用关系式估算闭环电压利用关系式估算闭环电压放大倍数放大倍数对对于于电电压压串串联联负负反反馈馈，中中的的 代代表表闭闭环环电电压压放放大大倍倍数数，因因而而可可直直接接估估算算出出负负反反馈馈放放大大电电路路的的闭闭环环电电压放大倍数。压放大倍数。因而：因而：6.4.2利用关系式利用关系式 估算闭环估算闭环电压放大倍数电压放大倍数放大电路的闭环电压放大倍数：放大电路的闭环电压放大倍数：深深度度负负反反馈馈放放大大电电路

27、路的的闭闭环电压放大倍数：环电压放大倍数：对于串联负反馈：对于串联负反馈：并联负反馈：并联负反馈：即：输入量近似等于反馈量即：输入量近似等于反馈量净输入量近似等于零净输入量近似等于零或或深度负反馈条件下：深度负反馈条件下：Xi=Xi-Xf0u+=u-（运放电路）（运放电路）ub=ue（三极管电路）（三极管电路）(1)“虚短虚短”ui0(2)“虚断虚断”id0i+=i-=0（运放电路）（运放电路）ib=0（三极管电路）（三极管电路）由由此此可可得得深深度度负负反反馈馈条条件件下下，基基本本放放大大电电路路“虚虚短短”、“虚断虚断”的概念的概念+-RfR1+Uf-+Ui-+Ui-+-+Ui-i+i

28、fiii-Rf 方法：方法：根据负反馈组态，选择适当的公式；再根据根据负反馈组态，选择适当的公式；再根据放大电路的实际情况，列出关系式后，直接估算闭环电放大电路的实际情况，列出关系式后，直接估算闭环电压放大倍数。压放大倍数。（1）电压串联负反馈：）电压串联负反馈：（2）任意组态）任意组态：深度负反馈深度负反馈“虚短虚短”、“虚断虚断”例：估算深度负反馈运放的闭环电压放大倍数。例：估算深度负反馈运放的闭环电压放大倍数。解：解：该该电电路路为为电电压压并并联联负负反反馈馈，在在深深度度负负反反馈馈条条件件下：下：则闭环电压放大倍数为：则闭环电压放大倍数为：图图 例例 6.3.1 电路电路(a)该电

29、路为电压串联负该电路为电压串联负反馈反馈在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下图图 例例 6.4.1 电路电路(b)图图 例例 6.4.1 电路电路(c)该电路为电流并联负反馈，该电路为电流并联负反馈，在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：故：故：闭环电压放大倍数为：闭环电压放大倍数为：图图 6.4.2例例 6.4.1 电路电路(d)该电路为电流串联负反馈，该电路为电流串联负反馈，在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：提高了放大倍数的稳定性提高了放大倍数的稳定性 减少非线性失真和抑制干扰减少非线性失真和抑制干扰 扩展频带扩展频带 改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻在放大电路中在放大

30、电路中引入负反馈引入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数 使放大电路的性能得以改善使放大电路的性能得以改善一、负反馈对放大电路性能的影响一、负反馈对放大电路性能的影响回顾回顾 负反馈对放大电路性能的改善，以牺牲增益为代负反馈对放大电路性能的改善，以牺牲增益为代价，且仅对环内性能产生影响。价，且仅对环内性能产生影响。串联负反馈串联负反馈 并联负反馈并联负反馈 电压负反馈电压负反馈 电流负反馈电流负反馈 增大增大输入电阻输入电阻减小输入电阻减小输入电阻减小输出电阻，稳定输出电压。减小输出电阻，稳定输出电压。增大输出电阻，稳定输出电流。增大输出电阻，稳定输出电流。改善程度，与反馈深度有关，改善程度，

31、与反馈深度有关，反馈深度反馈深度越大，改善越大，改善效果越显著效果越显著。二、放大电路引入负反馈的一般原则（补充）二、放大电路引入负反馈的一般原则（补充）1.欲稳定某个量，则引该量的负反馈欲稳定某个量，则引该量的负反馈稳定直流：稳定直流：引直流反馈引直流反馈稳定交流：稳定交流：引交流反馈引交流反馈稳定输出电压：稳定输出电压：引电压反馈引电压反馈稳定输出电流：稳定输出电流：引电流反馈引电流反馈2.根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻：欲提高输入电阻：采用串联反馈采用串联反馈欲降低输入电阻：欲降低输入电阻：采用并联反馈采用并联反馈要求高内阻输出

32、：要求高内阻输出：采用电流反馈采用电流反馈要求低内阻输出：要求低内阻输出：采用电压反馈采用电压反馈三、负反馈放大电路的分析计算三、负反馈放大电路的分析计算简单的负反馈放大电路，利用微变等效电路法；简单的负反馈放大电路，利用微变等效电路法；深度负反馈放大电路，采用估算方法。深度负反馈放大电路，采用估算方法。方法：方法：根据负反馈组态，选择公式；再根据实际电路，根据负反馈组态，选择公式；再根据实际电路，列出关系式直接估算。列出关系式直接估算。（1）电压串联负反馈：）电压串联负反馈：（2）任意组态）任意组态：两虚：两虚：“虚短虚短”、“虚断虚断”深度负反馈条件下：深度负反馈条件下：Xi=Xi-Xf0

33、u+=u-（运放电路）（运放电路）ub=ue（三极管电路）（三极管电路）(1)“虚短虚短”ud0(2)“虚断虚断”id0i+=i-=0（运放电路）（运放电路）ib=0（三极管电路）（三极管电路）+-RfR1+Uf-+Ui-+-+Ui-i+ifiii-Rfv例【例【6.4.2】P2516.5负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡对对于于多多级级放放大大电电路路，如如果果引引入入过过深深的的负负反反馈馈，可可能能引引起自激振荡。起自激振荡。产生自激振荡原因产生自激振荡原因放大电路的闭环放大倍数为：放大电路的闭环放大倍数为：在中频段，在中频段，一、自激振荡的幅度条件和相位条件一、自激振荡的

34、幅度条件和相位条件在高、低频段，和在高、低频段，和 的模和相角都随频率变化，使的模和相角都随频率变化，使 甚至甚至即负反馈变成正反馈，产生自激振荡即负反馈变成正反馈，产生自激振荡，负反馈。，负反馈。所以，负反馈放大电路产生自激振荡的条件是：所以，负反馈放大电路产生自激振荡的条件是：即：即：幅度条件幅度条件相位条件相位条件例：由单管阻容耦合共射放大电路的频率响应例：由单管阻容耦合共射放大电路的频率响应 270o0.707AumAumfLfHBWffOO 90o 180ofLfH图图 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

35、。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；三三级级放放大电路将产生大电路将产生 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移为相移为 180o，而反馈网络为纯电阻，则：，而反馈网络为纯电阻，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度条件，放大电路将产生自激振荡。幅度条件，放大电路将产生自激振荡。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

36、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条件件，也也满满足足幅幅度度条条件件，可可以以产生产生自激振荡自激振荡。二、自激振荡的判断方法二、自激振荡的判断方法利利用用负负反反馈馈放放大大电电路路回回路路增增益益的的波波特特图图，分分析析是否同时满足自激振荡的幅度和相位条件。是否同时满足自激振荡的幅度和相位条件。例例：某负反馈放大电路的波特图为：某负反馈放大电路的波特图为：f/HZf/H

37、Zfofo60402000 90 180 AF图图(a)产生自激产生自激由由波波特特图图中中的的相相频频特特性性可可见见，当当 f=f0 时时，相相位位移移 AF=-180，满满足足相相位条件；位条件；结结论论：当当 f=f0 时时，电电路路同同时时满满足足自自激激振振荡荡的的相相位位条条件和幅度条件，将产生自激振荡。件和幅度条件，将产生自激振荡。此此频频率率对对应应的的对对数数幅幅频频特特性性位位于于横横坐坐标标轴轴之之上上，即：即：结结论论：该该负负反反馈馈放放大大电电路路不不会会产产生生自自激激振振荡荡，能能够够稳稳定工作。定工作。例：例：由由负负反反馈馈放放大大电电路路 的的波波特特图

38、图可可见见，当当 f=f0，相位移相位移 AF=-180 此时此时f/HZf/HZf0f0604020OO 90 180 AFfcfc图图 6.5.2利用波特图来判断自激振荡利用波特图来判断自激振荡(b)不产生自激不产生自激Gm三、负反馈放大电路的稳定裕度三、负反馈放大电路的稳定裕度当当环环境境温温度度、电电路路参参数数及及电电源源电电压压等等在在一一定定范范围围内内变变化化时时，为为保保证证放放大大电电路路也也能能满满足足稳稳定定条条件件，要要求求放放大大电电路路要有一定的稳定裕度。要有一定的稳定裕度。1.幅度裕度幅度裕度 Gmf/HZf/HZfofo604020OO 90 180 AFfc

39、fc对对于于稳稳定定的的负负反反馈馈放放大大电电路路，Gm 为为负负值值。Gm 值值愈愈负，负反馈放大电路愈稳定。负，负反馈放大电路愈稳定。一般要求一般要求 Gm -10 dB。图图 2.相位裕度相位裕度 m当当 f =fc 时，时，负反馈放大电路稳定负反馈放大电路稳定对对于于稳稳定定的的负负反反馈馈放放大大电电路路，m 为为正正值值。m 值值愈愈大，负反馈放大电路愈稳定。大，负反馈放大电路愈稳定。一般要求一般要求 m 45 f/Hzf/Hzfofo60402000 90 180 AFfcfc mGm图图 6.5.2常用的校正措施常用的校正措施为为保保证证放放大大电电路路稳稳定定工工作作，对对

40、于于三三级级或或三三级级以以上上的的负负反反馈馈放放大大电电路路，需需采采取取适适当当措措施施破破坏坏自自激激振振荡荡的的幅幅度度条条件件和相位条件。和相位条件。最最简简单单的的方方法法是是减减小小反反馈馈系系数数或或反反馈馈深深度度，使使得得在在满满足相位条件时不满足幅度条件。足相位条件时不满足幅度条件。但但是是，由由于于反反馈馈深深度度下下降降，不不利利于于放放大大电电路路其其他他性性能能的的改改善善，因因此此通通常常采采用用接接入入电电容容或或 RC 元元件件组组成成校校正正网网络络，以消除自激振荡。以消除自激振荡。一、电容校正一、电容校正 比比较较简简单单的的消消振振措措施施是是在在负

41、负反反馈馈放放大大电电路路的的适适当当地地方接入一个电容。方接入一个电容。接接入入的的电电容容相相当当于于并并联联在在前前一一级级的的负负载载上上，在在中中、低低频频时，容抗很大，所以这个电容基本不起作用。时，容抗很大，所以这个电容基本不起作用。高高频频时时，容容抗抗减减小小，使使前前一一级级的的放放大大倍倍数数降降低低，从从而而破破坏自激振荡的条件，使电路稳定工作。坏自激振荡的条件，使电路稳定工作。图图 电容校正网络电容校正网络二、二、RC 校正校正 除除了了电电容容校校正正以以外外，还还可可以以利利用用电电阻阻、电电容容元元件件串串联联组成的组成的 RC 校正网络来消除自激振荡。校正网络来

42、消除自激振荡。利利用用 RC 校校正正网网络络代代替替电电容容校校正正网网络络，将将使使通通频频带带变变窄的程度有所改善。窄的程度有所改善。图图 RC 校正网络校正网络一、反馈的判断方法一、反馈的判断方法1.有无反馈有无反馈:2.正反馈和负反馈正反馈和负反馈主要看信号有无反向传输通路。主要看信号有无反向传输通路。方法：采用瞬时极性法。方法：采用瞬时极性法。步骤：步骤：1）假定输入信号的瞬时极性）假定输入信号的瞬时极性 2）判断输出信号的瞬时极性）判断输出信号的瞬时极性 3）判断反馈回来的信号的瞬时极性）判断反馈回来的信号的瞬时极性 4）判断增强还是削弱）判断增强还是削弱小小 结结运放、三极管、

43、场效应管运放、三极管、场效应管判断依据：判断依据：输出端交流输出端交流短路，短路，反馈消失则为电压反馈，反馈消失则为电压反馈，反馈存在则为电流反馈。反馈存在则为电流反馈。电压反馈：电压反馈：反馈信号取自输出电压；反馈信号取自输出电压；电流反馈：电流反馈：反馈信号取自输出电流。反馈信号取自输出电流。2）串联和并联反馈）串联和并联反馈：串联反馈串联反馈：以电压形式求和以电压形式求和并联反馈并联反馈：以电流形式求和以电流形式求和反馈信号反馈信号与输入信号与输入信号在不同节点为串联反馈；在不同节点为串联反馈；反馈信号反馈信号与输入信号与输入信号在在同一个节点为并联反馈。同一个节点为并联反馈。判断依据：

44、判断依据：3.四种反馈组态四种反馈组态1）电压和电流反馈：）电压和电流反馈：二、负反馈对放大电路性能的影响二、负反馈对放大电路性能的影响1.提高增益的稳定性提高增益的稳定性2.减少非线性失真和抑制干扰减少非线性失真和抑制干扰4.对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响3.扩宽频带扩宽频带 改善程度，与反馈深度有关，改善程度，与反馈深度有关，反馈深度反馈深度越大，改善越大，改善效果越显著效果越显著。三、放大电路引入负反馈的一般原则三、放大电路引入负反馈的一般原则1.欲稳定某个量，则引该量的负反馈欲稳定某个量，则引该量的负反馈稳定直流：稳定直流：引直流反馈引直流反馈稳定交流：稳定交流：

45、引交流反馈引交流反馈稳定输出电压：稳定输出电压：引电压反馈引电压反馈稳定输出电流：稳定输出电流：引电流反馈引电流反馈2.根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻：欲提高输入电阻：采用串联反馈采用串联反馈欲降低输入电阻：欲降低输入电阻：采用并联反馈采用并联反馈要求高内阻输出：要求高内阻输出：采用电流反馈采用电流反馈要求低内阻输出：要求低内阻输出：采用电压反馈采用电压反馈回路增益回路增益在在反反馈馈放放大大电电路路中中，信信号号沿沿放放大大网网络络和反馈网络组成的环路传递一周后所得到的放大倍数。和反馈网络组成的环路传递一周后所得到的放大倍数。反馈深

46、度反馈深度 引引入入反反馈馈后后，放放大大电电路路的的放放大大倍倍数与无反馈时相比所变化的倍数。数与无反馈时相比所变化的倍数。四、反馈的一般表达式四、反馈的一般表达式图图 反馈放大电路方框图反馈放大电路方框图反馈深度讨论反馈深度讨论一般负反馈一般负反馈称为反馈深度称为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结结论论：深深度度负负反反馈馈放放大大电电路路的的放放大大倍倍数数主主要要由由反反馈馈网网络络的反馈系数决定，能保持稳定。的反馈系数决定，能保持稳定。五、负反馈放大电路的分析计算五、负反馈放大电路的分析计算简单的负反馈放大电路，利用微变等效电路法；简单的负反馈放大电路，利用微变等效电路法；深度负反馈放大电路，采用估算方法。深度负反馈放大电路，采用估算方法。方法：方法：根据负反馈组态，选择公式；再根据实际电路，根据负反馈组态，选择公式；再根据实际电路，列出关系式直接估算。列出关系式直接估算。（1）电压串联负反馈：）电压串联负反馈：（2）任意组态）任意组态：两虚：两虚：“虚短虚短”、“虚断虚断”