模电放大电路中的反馈.pptx

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1、会计学1模电模电 放大电路中的反馈放大电路中的反馈本章基本教学要求掌握反馈放大电路类型和极性的判断，负反馈对放大电路性能的影响，深度负反馈下的闭环增益。正确理解虚短和虚断和公式 的含义，根据要求引入负反馈，以及自激振荡的条件。一般了解自激振荡消除的原理第1页/共70页本章重点内容正确判断放大电路的反馈类型负反馈对放大电路性能的影响深度负反馈放大电路电压放大倍数的计算第2页/共70页n n6 6 6 6.1.1 1.1 1.1 1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念反馈的基本概念反馈的基本概念n n6 6 6 6.1.1.1.1.2.2.2.2 负反馈和正反馈负反馈和正反馈负反馈和正反馈负反馈和正

2、反馈n n6 6 6 6.1.1.1.1.3 3 3 3 交流交流交流交流反馈和直流反馈反馈和直流反馈反馈和直流反馈反馈和直流反馈n n6 6 6 6.1.4.1.4.1.4.1.4 电电电电压反馈和电流反馈压反馈和电流反馈压反馈和电流反馈压反馈和电流反馈n n6 6 6 6.1.5.1.5.1.5.1.5 串联串联串联串联反馈和并联反馈反馈和并联反馈反馈和并联反馈反馈和并联反馈n n6 6 6 6.1.1.1.1.6 6 6 6 交流负反馈的四种组交流负反馈的四种组交流负反馈的四种组交流负反馈的四种组态态态态6 6.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类第3页/共70页 6.1.1 6

3、.1.1 反馈的定义反馈的定义反馈的定义反馈的定义n n反馈就是将输出信号的一部分或者全部通过一定的路径反馈就是将输出信号的一部分或者全部通过一定的路径反馈就是将输出信号的一部分或者全部通过一定的路径反馈就是将输出信号的一部分或者全部通过一定的路径送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。后再作用到放大电路的输入端。后再作用到放大电路的输入端。后再作用到放大电路的输入端。n n 放大电路无反馈时称放大电路无反馈时称放大

4、电路无反馈时称放大电路无反馈时称开环，开环，开环，开环，放大电路有反馈时称放大电路有反馈时称放大电路有反馈时称放大电路有反馈时称闭环闭环闭环闭环。n n 反馈必须有反馈网络，它在输出与输入端的不同连接反馈必须有反馈网络，它在输出与输入端的不同连接反馈必须有反馈网络，它在输出与输入端的不同连接反馈必须有反馈网络，它在输出与输入端的不同连接方式构成不同的反馈类型，具有不同的功能。方式构成不同的反馈类型，具有不同的功能。方式构成不同的反馈类型，具有不同的功能。方式构成不同的反馈类型，具有不同的功能。第4页/共70页n n图中：图中：图中：图中：n n 是输入信号，是输入信号，是输入信号，是输入信号，

5、n n 是反馈信号，是反馈信号，是反馈信号，是反馈信号，n n 称为净输入信号称为净输入信号称为净输入信号称为净输入信号图6.1 反馈概念方框图 所以有：三极管的电压净输入信号是Ube差动放大电路和集成运放的电压净输入信号是(UP-UN)第5页/共70页 6.1.2 6.1.2 负反馈和正反馈负反馈和正反馈负反馈和正反馈负反馈和正反馈n n负反馈负反馈负反馈负反馈XiXiXiXi不变不变不变不变,加入反馈后，净输入信号加入反馈后，净输入信号加入反馈后，净输入信号加入反馈后，净输入信号|X Xd d|Xi|，输出幅度增加。第6页/共70页 6.1.3 6.1.3 交流反馈和直流反馈交流反馈和直流

6、反馈交流反馈和直流反馈交流反馈和直流反馈n n反馈信号只有交流成分时为交流反馈，反馈反馈信号只有交流成分时为交流反馈，反馈反馈信号只有交流成分时为交流反馈，反馈反馈信号只有交流成分时为交流反馈，反馈信号只有直流成分时为直流反馈，既有交流信号只有直流成分时为直流反馈，既有交流信号只有直流成分时为直流反馈，既有交流信号只有直流成分时为直流反馈，既有交流成分又有直流成分时为交直流反馈。成分又有直流成分时为交直流反馈。成分又有直流成分时为交直流反馈。成分又有直流成分时为交直流反馈。n n主要研究交流反馈对放大电路性能的影响。主要研究交流反馈对放大电路性能的影响。主要研究交流反馈对放大电路性能的影响。主

7、要研究交流反馈对放大电路性能的影响。第7页/共70页 将负载两端的输出电压“短路”，若反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。6.1.4 电压反馈和电流反馈电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比 例的反馈称为电压反馈；电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比 例的反馈称为电流反馈。电压反馈和电流反馈反映了反馈网络与放大电路在输出端的两种接法（与负载的并、串）。判断方法：第8页/共70页 6.1.5 6.1.5 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈n n反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路反馈信号与输

8、入信号加在放大电路输入回路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，则为的同一个电极，则为的同一个电极，则为的同一个电极，则为并联反馈并联反馈并联反馈并联反馈；反之，加在；反之，加在；反之，加在；反之，加在放大电路输入回路的两个电极，则为放大电路输入回路的两个电极，则为放大电路输入回路的两个电极，则为放大电路输入回路的两个电极，则为串联反串联反串联反串联反馈馈馈馈。串联反馈和并联反馈反映了反馈网络与放大电路在输入端的两种接法。（三个信号以电压 或电流相加减）此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。第9页/共70页 对于三极管来说，反馈信号与

9、输入信号同时加在输入三极对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在输入三极对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在输入三极对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。射极则为串联反馈。射极则为串联反馈。射极则为串联反馈。对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时对于运算放大

10、器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。第10页/共70页n n在明确串联反馈和并联反馈后，正反馈和负反馈可在明确串联反馈和并联反馈后，正反馈和负反馈可在明确串联反馈和并联反馈后，正反馈和负反馈可在明确串联反馈和并联反馈后，正反馈和负反馈可用

11、下列规则来判断：用下列规则来判断：用下列规则来判断：用下列规则来判断：n n反馈信号和输入信号加于输入回路反馈信号和输入信号加于输入回路反馈信号和输入信号加于输入回路反馈信号和输入信号加于输入回路一点一点一点一点即并联反馈即并联反馈即并联反馈即并联反馈时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时极性相反的是时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时极性相反的是时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时极性相反的是时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时极性相反的是负反馈；负反馈；负反馈；负反馈；反馈信号和输入信号加于输入回路两点即串联反馈时，瞬时极性相同的为负反馈，瞬时极性相反的是正反馈。对三极管来说这两点是基极和发射极，对运算放大

12、器来说是同相输入端和反相 输入端。正反馈和负反馈的判断法之二：第11页/共70页6.1.6 6.1.6 交流负反馈的四种组态交流负反馈的四种组态交流负反馈的四种组态交流负反馈的四种组态n n（1 1）电压串联负反馈）电压串联负反馈 电压负反电压负反馈的重要特点馈的重要特点是电路的输出是电路的输出电压趋向于维电压趋向于维持恒定。持恒定。第12页/共70页n n（2）电压并联负反馈 电压负反电压负反馈的重要特点馈的重要特点是电路的输出是电路的输出电压趋向于维电压趋向于维持恒定。持恒定。第13页/共70页n n（3）电流串联负反馈 电流负反电流负反馈的重要特点馈的重要特点是电路的输出是电路的输出电流

13、趋向于维电流趋向于维持恒定。持恒定。第14页/共70页n n（4）电流并联负反馈 电流负反电流负反馈的重要特点馈的重要特点是电路的输出是电路的输出电流趋向于维电流趋向于维持恒定。持恒定。第15页/共70页例题例题例题例题6.1:6.1:试判断图试判断图试判断图试判断图6.66.6所示电路所示电路所示电路所示电路 的反馈组态。的反馈组态。的反馈组态。的反馈组态。解:根据瞬时极性法，见图中的红色“+”、“-”号，可知经电阻R1加在基极B1上的是并联负反馈。因反馈信号与输出电流成比例，故又为电流反馈。结论：是电流并联负反馈。图6.6 例题6.1图 经Rf 加在E1上是负反馈。反馈信号和输入信号加在T

14、1两个输入电极，故为串联反馈。结论：电压串联负反馈。第16页/共70页 例题例题例题例题6.2:6.2:试判断图试判断图试判断图试判断图6.76.7所示电路所示电路所示电路所示电路 的反馈组态。的反馈组态。的反馈组态。的反馈组态。解:根据瞬时极性法，见图中的红色“+”、“-”号，可知是负反馈。因反馈信号和输入信号加在运放A1的两个输入端，故为串联反馈。图6.7 例题6.2图 因反馈信号与输出电压成比例，故为电压反馈。结论：交直流串联电压负反馈。动画6-2第17页/共70页6.2 6.2 6.2 6.2 反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式反馈放大电路的方

15、框图及增益的一般表达式反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 闭环放大倍数的一般表达式闭环放大倍数的一般表达式闭环放大倍数的一般表达式闭环放大倍数的一般表达式 6.2.2 6.2.2 6.2.2 6.2.2 反馈深度反馈深度反馈深度反馈深度 6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 环路增益环路增益环路增益环路增益第18页/共70页6.2.16.2.16.2.16.2.1闭环放大倍数的一般表达式闭环放大倍数的一般表达式闭环放大倍数的一般表达式闭环放大倍数的一般表达式 根据图根据图根据图根据图6.86.8可以推导出反馈放大电路的基本方可以推导

16、出反馈放大电路的基本方可以推导出反馈放大电路的基本方可以推导出反馈放大电路的基本方程。放大电路的开环放大倍数程。放大电路的开环放大倍数程。放大电路的开环放大倍数程。放大电路的开环放大倍数:反馈网络的反馈系数:放大电路的闭环放大倍数:第19页/共70页 以上几个以上几个量都采用了量都采用了复数表示，复数表示，因为要考虑因为要考虑实际电路的实际电路的相移。由于相移。由于:称为环路增益。第20页/共70页6.2.2 6.2.2 反馈深度反馈深度 称为反馈深称为反馈深度度 它反映了反馈对放大电路它反映了反馈对放大电路影响的程度。可分为下列三种影响的程度。可分为下列三种情况情况 (1)当当 1时，时，相

17、当相当负反馈负反馈 (2)当当 1时，时，相当相当正反馈正反馈 (3)当当 =0 时，时，=，相当于输入为零时仍有输出，相当于输入为零时仍有输出，故称为故称为“自激状态自激状态”。第21页/共70页 6.2.3 6.2.3 6.2.3 6.2.3 环路增益环路增益环路增益环路增益 环路增益环路增益 是指放大电是指放大电路和反馈网络所形成环路的增路和反馈网络所形成环路的增益，当益，当 1时称为时称为深度深度负反馈负反馈，与，与 1+1相相当。于是闭环放大倍数当。于是闭环放大倍数:第22页/共70页 在深度负反馈条件下，闭在深度负反馈条件下，闭环放大倍数近似等于反馈系数环放大倍数近似等于反馈系数的

18、倒数的倒数，与有源器件的参数基，与有源器件的参数基本无关。本无关。一般反馈网络是无源元件一般反馈网络是无源元件构成的，其稳定性优于有源器构成的，其稳定性优于有源器件，因此深度负反馈时的放大件，因此深度负反馈时的放大倍数比较稳定。倍数比较稳定。第23页/共70页 在此还要注意的是在此还要注意的是在此还要注意的是在此还要注意的是 、和和和和 可以是可以是可以是可以是 电压信号电压信号电压信号电压信号，也可以是电流信号。，也可以是电流信号。，也可以是电流信号。，也可以是电流信号。1.当它们都是电压信号时，、无量纲，和 是电压放大倍数。2.当它们都是电流信号时，、无量纲，和 是电流放大倍数。3.当它们

19、既有电压信号也有电流信号时，、有量纲，和 也有专门的放大倍数 称谓。第24页/共70页解:在求电压放大倍数表达式时，可以把A1和A2看成一个放大器，见图中棕色线框。可判断出该电路是电压串联负反馈，在输入端以电压形式叠加。图6.9 例题6.3电路图该电路相当同相比例运算电路例6.3：求图6.9电路的电压放大倍数。第25页/共70页6.3 6.3 6.3 6.3 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善 负反馈是改善放大电路性能的重要技术措负反馈是改善放大电路性能的重要技术措施，广泛应用于放大电路和反馈控制系统之中。施，广泛应用于放大

20、电路和反馈控制系统之中。6.3.1 提高增益的恒定性6.3.2 负反馈对输入电阻的影响6.3.3 负反馈对输出电阻的影响6.3.4 扩展频带6.3.5 减少非线性失真6.3.6 负反馈对噪声、干扰和温漂的影响第26页/共70页6.3.1 6.3.1 6.3.1 6.3.1 提高增益的恒定性提高增益的恒定性提高增益的恒定性提高增益的恒定性 根据负反馈基本方程，根据负反馈基本方程，不论何种负反馈，都不论何种负反馈，都使反馈放大倍数下降使反馈放大倍数下降 1+1+AFAF 倍，倍，不同的反馈组态不同的反馈组态AA、F F的量纲不同，但的量纲不同，但AFAF无量纲。对电压串联负反馈：无量纲。对电压串联

21、负反馈：在负反馈条件下增益的稳定性得到了提高，这里增益应该与反馈组态相对应 有反馈时增益的稳定性比无反馈时提高了(1+AF)倍。第27页/共70页6.3.2 6.3.2 6.3.2 6.3.2 负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响 (1)(1)串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈使输入电阻增加 串联负反馈输入端的电路结构形式如图串联负反馈输入端的电路结构形式如图6.106.10所示。所示。有反馈的输入电阻为：有反馈的输入电阻为：式中Ri=rid。负反馈对输入电阻的影响与反馈加入的方式有关，即与串联或并联反馈有关，而与电压或电流反馈无关。图6.1

22、0 串联负反馈对 输入电阻的影响第28页/共70页(2)(2)(2)(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并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小 并联负反馈输入端的电路结构形式如图并联负反馈输入端的电路结构形式如图6.116.11所所示。对电压并联负反示。对电压并联负反馈和电流并联负反馈馈和电流并联负反馈效果相同，只要是并效果相同，只要是并联负反馈就可使输入联负反馈就可使输入电阻减小。有反馈的电阻减小。有反馈的输入电阻为：输入电阻为：图6.11 并联负反馈对 输入电阻的影响第29页/共70页6.3.3 6.3.3 6.3.3 6.3.3 负反馈对输出电阻的影响负反馈对

23、输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响 电压负反馈可以使输出电压负反馈可以使输出电阻减小电阻减小，这与电压负反这与电压负反馈可以使输出电压稳定是馈可以使输出电压稳定是相一致的。输出电阻小，相一致的。输出电阻小，带负载能力强，输出电压带负载能力强，输出电压的变化就小，稳定性就好。的变化就小，稳定性就好。以串联电压负反馈为例，以串联电压负反馈为例，有有:(1)电压负反馈使输出电阻减小图6.12 电压负反馈对输出电阻的影响式中 是负载开路时的电压放大倍数。负载开路第30页/共70页(2)(2)(2)(2)电流负反馈使输出电阻增加电流负反馈使输出电阻增加电流负反馈使输出电阻增加电流

24、负反馈使输出电阻增加 电流负反馈可以电流负反馈可以使输出电阻增加。使输出电阻增加。图6.13 电流负反馈对输出电阻的影响 式中Ais是负载短路时的开环增益，即将负载短路，把电压源转换为电流源，再将负载开路的增益 这与电流负反馈可以使输出电流稳定是相一致的。输出电阻大，负反馈放大电路接近电流源的特性，输出电流的稳定性就好。电流并联负反馈为例，图6.13为求输出电阻的等效电路。将负载电阻开路，在输出端加入一个等效的电压Vo，并令输入信号源为零，即VS=0。可得：第31页/共70页6.3.4 6.3.4 6.3.4 6.3.4 扩展频带扩展频带扩展频带扩展频带 放大电路加入负反馈后，增益下降，但通放

25、大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了，如图频带却加宽了，如图6.146.14所示。所示。图6.14 负反馈对通频带的影响 无反馈时的通频带f=f HfL f H 有反馈时的放大电路高频段的增益为第32页/共70页有反馈时的通频带fF=(1+AF)fH 负反馈放大电路扩展通频带后仍然有增益与通频带之积为常数：第33页/共70页6.3.5 6.3.5 6.3.5 6.3.5 减少非线性失真减少非线性失真减少非线性失真减少非线性失真 负反馈可以改善放大电负反馈可以改善放大电路的非线性失真，但是只能改善路的非线性失真，但是只能改善反馈环内产生的非线性失真。反馈环内产生的非线性失真。加入负反馈

26、改善非线性失真，可通过图来加以说明。失真的反馈信号，使净输入产生相反的失真，从而弥补了放大电路本身的非线性失真。因加入负反馈放大电路的输出幅度下降，不好比对，因此必须要加大输入信号，使加入负反馈以后的输出幅度基本达到原来有失真时的输出幅度才有意义。第34页/共70页2023/4/176.3.6 6.3.6 6.3.6 6.3.6 负反馈对噪声、负反馈对噪声、负反馈对噪声、负反馈对噪声、干干干干扰和温漂的影响扰和温漂的影响扰和温漂的影响扰和温漂的影响 原理同负反馈对放大电路非线性失真的改善。负反馈只对反馈环内的噪声和干扰有抑制作用，且必须加大输入信号后才使抑制作用有效。第35页/共70页6.4

27、6.4 6.4 6.4 负反馈负反馈负反馈负反馈放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大电路的分析方法放大电路的分析方法6.4.1 6.4.1 电压串联电压串联负反馈负反馈6.4.2 6.4.2 电压并联电压并联负反馈负反馈6.4.3 6.4.3 电流串联电流串联负反馈负反馈6.4.4 6.4.4 电流并联电流并联负反馈负反馈 负反馈类型负反馈类型有四有四种组态种组态:电压串联负电压串联负反馈反馈 电压并联负电压并联负反馈反馈 电流串联负电流串联负反馈反馈 电流并联负电流并联负反馈反馈 在此要计在此要计算深度算深度反馈电压放大反馈电压放大倍数。倍数。第36页/共70页深度负反馈条件下电压放大倍

28、数的近似计算有两种：深度负反馈条件下电压放大倍数的近似计算有两种：深度负反馈条件下电压放大倍数的近似计算有两种：深度负反馈条件下电压放大倍数的近似计算有两种：一、利用公式 进行求解。电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈 反馈系数：Af和F都是广义的，具体含义取决于反馈组态。而电压增益Au与Af有关。第37页/共70页对于串联负反馈利用：即“虚短”；对于并联负反馈利用：即“虚断”。二、利用深度负反馈条件下放大电路同时具有“虚短”和“虚断”的特点进行求解。在深度负反馈条件下有：第38页/共70页(a)分立元件放大电路 图 6.16 串联电压负反馈(b)集成运放放大电路6.4.1

29、 6.4.1 6.4.1 6.4.1 电压串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈 反馈系数：对于图6.16(a)：对于图6.16(b)：闭环增益：闭环电压放大倍数：一、利用公式 求解。第39页/共70页 因为是串联负反馈，所以有：因此：对于图6.16(a)：对于图6.16(b)：图 6.16 串联电压负反馈(b)集成运算放大电路(a)分立元件放大电路二、利用“虚短”、“虚断”求解。第40页/共70页6.4.2 6.4.2 6.4.2 6.4.2 电压并联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈图6.17 电压并联负反馈 反馈系数：对于图6.17：闭环增益：一、利用公式 求

30、解。第41页/共70页图6.17 电压并联负反馈二、利用“虚短”、“虚断”求解。因为是并联负反馈，所以有：因此有：由于有：第42页/共70页 6.4.36.4.36.4.36.4.3电流串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈图6.18(a)电流串联负反馈一、利用公式 求解。反馈系数：对于图6.18（a）：闭环增益：闭环电压放大倍数：当 很大时，与前面所推公式吻合。第43页/共70页图6.18(b)电流串联负反馈二、利用“虚短”、“虚断”求解。由“虚短”和“虚断”得：因为：所以有：即：第44页/共70页6.4.4 6.4.4 6.4.4 6.4.4 电流并联负反馈电流并联负反馈电流

31、并联负反馈电流并联负反馈图6.19 并联电流负反馈放大倍数：反馈系数：电压放大倍数电压放大倍数为：为：第45页/共70页例题例题例题例题6.4:6.4:回答下列问题。回答下列问题。回答下列问题。回答下列问题。图6.20 例题6.4电路图求图6.20在静态时运放的共模输入电压;若要实现串联电压反馈,Rf 应接向何处?要实现串联电压负反馈,运放的输入端极性如何确定？求引入电压串联负反馈后的闭环电压放大倍数。第46页/共70页 解：解：解：解：静态时运放的共模输入电压，即静态时静态时运放的共模输入电压，即静态时静态时运放的共模输入电压，即静态时静态时运放的共模输入电压，即静态时 T T1 1和和和和

32、T T2 2的集电极电位。的集电极电位。的集电极电位。的集电极电位。图6.20 例题6.4电路图 Ic1=Ic2=Ic3/2第47页/共70页 解解解解 :可以把差动放大电路看成运放可以把差动放大电路看成运放可以把差动放大电路看成运放可以把差动放大电路看成运放A A的输入级。输入的输入级。输入的输入级。输入的输入级。输入信号加在信号加在信号加在信号加在T T1 1的基极，要实现串联反馈，反馈信号必然要的基极，要实现串联反馈，反馈信号必然要的基极，要实现串联反馈，反馈信号必然要的基极，要实现串联反馈，反馈信号必然要加在加在加在加在B B2 2。所以要实现串联电压反馈。所以要实现串联电压反馈。所以

33、要实现串联电压反馈。所以要实现串联电压反馈,R Rf f应接向应接向应接向应接向B2B2。解既然是串联反馈,反馈和输入信号接到差放的两个输入端。要实现负反馈，必为同极性信号。差放输入端的瞬时极性，见图中红色标号。根据串联反馈的要求，可确定B2的极性，见图中绿色标号，由此可确定运放的输入端极性。图6.20 例题6.4电路图第48页/共70页解解解解:求求求求引入电压串联负反馈后的闭环电压增益，引入电压串联负反馈后的闭环电压增益，引入电压串联负反馈后的闭环电压增益，引入电压串联负反馈后的闭环电压增益，可把差放和运放合为一个整体看待。可把差放和运放合为一个整体看待。可把差放和运放合为一个整体看待。可

34、把差放和运放合为一个整体看待。图6.20 例题6.4电路图为了保证获得运放绿色标号的极性，B1相当同相输入端，B2相当反向输入端。为此该电路相当同相输入比例运算电路。所以电压增益为第49页/共70页6.5.1 负反馈放大电路的自激条件6.5.2 用波特图判断负反馈放大电路的自激 负反馈可以改善放大电路的性能指标，越大越好吗？第50页/共70页6.5.1 自激及稳定工作条件1.自激振荡现象 在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。第51页/共70页 由于存在RC回路，在高频区或低频区产生附加相移AF，当AF达到180，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了

35、一定的幅值条件时，便产生自激振荡。在许多情况下反馈电路是由电阻构成的，所以F=0，AF=A+F=A。2.产生原因第52页/共70页6.5.1 负反馈放大电路的自激条件第53页/共70页6.5.1 自激及稳定工作条件3.自激振荡条件自激振荡反馈深度即得自激振荡条件幅值条件相位条件（附加相移）闭环增益第54页/共70页6.5.2 负反馈放大电路的自激1.波特图的绘制2.放大电路自激的判断3.环路增益波特图的引入4.判断自激的条件第55页/共70页1.波特图的绘制 有效地判断放大电路是否能自激的方法，可用波特图。例：有一个三极点直接耦合开环放大电路的频率特性方程式如下:第56页/共70页 图6.23

36、 以20lg|Av|为Y坐标的波特图 （动画6-3）根据给定的频率特性方程，放大电路在高频段有三个极点频率fp1、fp2和fp3。105代表中频电压放大倍数（100dB），于是可画出幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线。总的相频特性曲线是用每个极点频率的相频特性曲线合成而得到的。相频特性曲线的Y坐标是附加相移A。当A=180时，即图中的S点对应的频率称为临界频率fc。当f=fc时反馈信号与输入信号同相，负反馈变成了正反馈，只要信号幅度满足要求，即可自激。第57页/共70页6.5.1 自激及稳定工作条件负反馈放大电路稳定性分析一般与频率无关，则的幅频响应是一条水平线水平线的交点为即该点满足对于幅度

37、条件 第58页/共70页第59页/共70页6.5.1 自激及稳定工作条件(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在水平线的交点作垂线交相频响应曲线的一点(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。或第60页/共70页设反馈系数F1=10-4，闭环波特图与开环的波特图交P点，对应的附加相移A=90，不满足相位条件，不自激。第61页/共70页 进一步加大负反馈量，设反馈系数F2=10-3，闭环波特图与开环的波特图交P点，对应的附加相移A=135，不满足相位条件，不自激。此时A

38、虽不是180，但已接近正反馈的范畴，因此当信号频率接近106Hz时，即P点时，放大倍数就有所提高。第62页/共70页 再进一步加大反馈量，设反馈系数F3=10-2，闭环波特图与开环波特图交P点，对应的附加相移A=180。当放大电路的工作频率提高到对应P点处的频率时，满足自激的相位条件。此时放大电路有 40 dB 的 增 益，AF=102 10-2=1，正好满足放大电路自激的幅度条件，放大电路产生自激。此时F是可取得的最大反馈系数。第63页/共70页6.5.1 自激及稳定工作条件5.负反馈放大电路稳定性分析基本放大电基本放大越大，水平线下移，越容易自激越大，表明反馈深度越深,越容易自激。P点交在

39、 的-20dB/十倍频程处，放大电路是稳定的。第64页/共70页图6.24 环路增益波特图环路增益波特图(动画6-4)第65页/共70页4.判断自激的条件 根据以上讨论，可将环路增益波特图分为三种情况，如图6.25所示。临界频率fc(180)大于切割频率f 0 则电路稳定。(a)稳定:fcf0,Gm0dB (b)自激:fc0dB (c)临界状态:fc=f0,Gm=0dB 图6.25 判断自激的实用方法第66页/共70页消除自激的条件消除自激的条件1、当 使2、当 使 在靠近主极点的地方加电容第67页/共70页例6.5：有一负反馈放大电路的频率特性表达式 如下:1.试判断放大电路是否可能自激,2.如果自激使用电容补偿消除之。解：先作出幅频特性曲线和相频特性曲线，如图6.24所示。第68页/共70页 图6.26 利用电容补偿消除自激振荡（动画6-5）加电容补偿，改变极点频率fp1的位置至102 Hz处，从新的相频特性曲线可知，在f 0处有45的相位裕量。因此负反馈放大电路稳定，可消除原来的自激。此时反馈系数F=0.1。由A=180可确定临界自激线，所以反馈量使闭环增益在60dB以下时均可产生自激。第69页/共70页