第7章反馈电路

1、上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 7 反馈放大电路反馈放大电路 7.1 反馈的基本概念及类型反馈的基本概念及类型 工厂工厂用户用户 销售员销售员 信息员信息员 实际问题举例实际问题举例 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 以影响放大电路性能。以影响放大电路性能。 反馈的定义：反馈的定义： 把放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部，把放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部， 经过反馈网络，经过反馈网络， 返送到输入回路一个反馈量（电压或电流），返送到输入回路一个反馈量（电压或电流）， 反馈量与原来的外加输入量进行比较，反馈量与原来的外

2、加输入量进行比较， 得到一个得到一个净输入量净输入量加到某一放大器件的加到某一放大器件的真正的输入端，真正的输入端， 1. 什么是反馈什么是反馈 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 双极型晶体管双极型晶体管b、e 单极型晶体管单极型晶体管g、s 双极型晶体管组成的差分放大电路双极型晶体管组成的差分放大电路b1、b2 运放电路运放电路同相、反相输入端同相、反相输入端 放大元件的输入端：放大元件的输入端： 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 7.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念 直流电流负反馈电路直流电流负反馈电路 反馈过程反馈过程 输出电流输出

3、电流icq发生变化发生变化 在在re上产生压降上产生压降ueq icq re的变化的变化 t vcc+ rb1 i + _ ub _ rb2 rc re ic ie ib + ue 输入回路输入回路 输出回路输出回路 反馈网络反馈网络 2.反馈电路举例：反馈电路举例： 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 使放大元件的使放大元件的输输 入入u be 产生变化产生变化 抑制输出电流抑制输出电流 icq的变化的变化 直流电流负反馈可直流电流负反馈可 以稳定输出电流以稳定输出电流icq t vcc+ rb1 i + _ ub _ rb2 rc re ic ie ib + ue

4、输入回路输入回路 输出回路输出回路 反馈网络反馈网络 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 基本放大电路基本放大电路 反馈网络反馈网络 a . f . xo . + xidxi xf . . 反馈信号反馈信号 输入信号输入信号 输出信号输出信号 净输入信号净输入信号 比较环节比较环节 x电压或电流信号电压或电流信号 图中图中 a=xo/xid f=xf/xo xid=xixf 3.反馈电路方框图反馈电路方框图 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 开环放大电路开环放大电路 闭环放大电路闭环放大电路 闭合环路闭合环路 基本放大电路基本放大电路 反馈网络

5、反馈网络 a . f . xo . + xidxi xf . . 取样取样 比较比较 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 4交流反馈与直流反馈交流反馈与直流反馈 (1) 直流反馈直流反馈反馈作用仅在直流通路中存在反馈作用仅在直流通路中存在 直流通路直流通路 反馈网络反馈网络 + _ t + _ + + + b1 r b2 r 1 c i u c r 2 c e ce r o u cc v t + vcc rb1 i + _ ubq _ rb2 rc re icq ieq ibq + ueq 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (2) 交流反馈交流

6、反馈 在交流通路中存在的反馈在交流通路中存在的反馈 交流通路交流通路 输入回路输入回路 输出回路输出回路 反馈网络反馈网络 i u c r t b r + + _ _ o u e r + _ t + _ + + b1 r b2 r 1 c i u c r 2 c e r o u cc v 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (1) 正反馈正反馈反馈信号加强输入信号的作用，使反馈信号加强输入信号的作用，使 净输入信号大于原输入信号的反馈。净输入信号大于原输入信号的反馈。 5. 正反馈与负反馈正反馈与负反馈 正反馈往往把放大器转变为振荡器正反馈往往把放大器转变为振荡器 反馈

7、网络反馈网络 基本放大电路基本放大电路 a . f . xo . + xidxi xf . . 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (2) 负反馈负反馈反馈信号削弱输入信号的作用，使反馈信号削弱输入信号的作用，使 净输入信号小于原输入信号。净输入信号小于原输入信号。 负反馈改善放大电路的性能负反馈改善放大电路的性能 负反馈广泛应用于电子技术、自控等领域之中。负反馈广泛应用于电子技术、自控等领域之中。 基本放大电路基本放大电路 a . f . xo . + xidxi xf . . 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 电压串联电压串联 电压并联电压

8、并联 电流串联电流串联 电流并联电流并联 1.四种类型负反馈的表达式四种类型负反馈的表达式 id o u u au id o i u a r id o u i ag id o i i a i a o f u u fu o f u i f g o f i u fr o f i i f i f i o f u u au i o f i u ar i o f u i ag i o f i i ai af 7.1.2 负反馈放大电路的四种基本类型及其判别负反馈放大电路的四种基本类型及其判别 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 注：被分析电路一定是放大电路的交流通路注：被分析电路

9、一定是放大电路的交流通路 2. 类型的判别：类型的判别： 反序法反序法* 正序法正序法*此规则不适合射极输出器此规则不适合射极输出器 （串联电压负反馈）（串联电压负反馈） 分析步骤：分析步骤：1）判断电路中有无反馈（据反馈定义）判断电路中有无反馈（据反馈定义） 2）在输出回路中判断是电压、电流反馈）在输出回路中判断是电压、电流反馈 3）在输入回路中判断是串联、并联反馈）在输入回路中判断是串联、并联反馈 4）分析判断是正、负反馈）分析判断是正、负反馈 以未接有旁路电容的分压偏置式放大电路为例分析以未接有旁路电容的分压偏置式放大电路为例分析 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基

10、础 a. 电压反馈电压反馈 2）电压反馈和电流反馈）电压反馈和电流反馈 反馈信号与输出电压成正比反馈信号与输出电压成正比 反馈信号的来源输出电压反馈信号的来源输出电压 特点特点 rl 反馈网络反馈网络 放大电路放大电路 xid xf uo 方方 框框 图图 + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 b. 电流反馈电流反馈 反馈信号与输出电流成正比反馈信号与输出电流成正比 反馈信号的来源输出电流反馈信号的来源输出电流 特点特点 方方 框框 图图 rl 反馈网络反馈网络 放大电路放大电路 xid xf io 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 c. 判

11、断电压和电流反馈的方法判断电压和电流反馈的方法 a. 令输出电压为零（令输出电压为零（uo=0） 若反馈信号若反馈信号xf=fuo=0, 则为电压反馈则为电压反馈 . . 若反馈信号若反馈信号xf=fuo 0, 则为电流反馈则为电流反馈 . . uo=0 . . 反馈网络反馈网络 基本放大电路基本放大电路 a f . xo . + xidxi xf . . io 输出短路输出短路 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 b. 令输出电流为零（令输出电流为零（io=0） 若反馈信号若反馈信号xf=fio=0, 则为电流反馈则为电流反馈 . . 若反馈信号若反馈信号xf=fio

12、 0, 则为电压反馈则为电压反馈 . . . 输出开路输出开路 基本放大电路基本放大电路 反馈网络反馈网络 a f . xo . + xidxi xf . . io uo io=0 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 3）串联反馈和并联反馈）串联反馈和并联反馈 特点特点 反馈网络串联于输入回路反馈网络串联于输入回路 反馈信号为电压反馈信号为电压 反馈信号与输入电压串联反馈信号与输入电压串联 反馈网络反馈网络 放大电路放大电路uid uf ui xo 方方 框框 图图 a. 串联反馈串联反馈 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 b. 并联反馈并联反

13、馈 特点特点 反馈网络并联于输入回路反馈网络并联于输入回路 反馈信号为电流反馈信号为电流 反馈信号与输入电流并联反馈信号与输入电流并联 方方 框框 图图 反馈网络反馈网络 放大电路放大电路 xo iid if ii ui + r1 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 a. 在输入端加入对地瞬时极性为正的电压在输入端加入对地瞬时极性为正的电压ui。 判断方法：判断方法： 4） 瞬时极性法判断正负反馈瞬时极性法判断正负反馈 b. 根据放大电路的工作原理，标出根据放大电路的工作原理，标出uo 、uf的瞬时极性。的瞬时极性。 c. 判断反馈信号是增强还是削弱输入信号。判断反馈信

14、号是增强还是削弱输入信号。 a . f . + ui uid uo uf 反馈网络反馈网络 基本放大电路基本放大电路 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 d. 反馈信号削弱了输入信号反馈信号削弱了输入信号(uid ui)则为正反馈。则为正反馈。 a . f . + ui uid uo uf 反馈网络反馈网络 基本放大电路基本放大电路 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 净输入信号小于输入信号，所以为负反馈。净输入信号小于输入信号，所以为负反馈。 ifiid uuuu ui uo + _ r1 r2 + + _ _ _ + uf uid f a 例

15、例1 判断图示电路反馈的判断图示电路反馈的 极性。极性。 解：解： 假设假设ui的瞬时极性为正。即的瞬时极性为正。即 ui0 那么那么 uo0 uf0 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 净输入信号大于输入信号，所以为正反馈。净输入信号大于输入信号，所以为正反馈。 ifiid uuuu uo _ + r1 r2 ui + + _ _ _ + uf uid f a 例例2 判断图示电路反馈的判断图示电路反馈的 极性。极性。 解：解： 假设假设 ui0 那么那么 uo0 uf0时时 uo0 uf0 uid=ui-uf0时时 uo0时时 uo0 uf0 uid=ui-uf0时

16、时 uo0 削弱了输入信号削弱了输入信号 负反馈负反馈 反馈信号极性为负反馈信号极性为负 rl s u + a + uo ui + + r1 r2 i i id i f i r3 _ _ _ _ io 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 c. 负反馈的组态判断负反馈的组态判断 (a) 令令uo=0， if 0，属电流反馈。，属电流反馈。 (b) if 与与ii并联作用于运放的输入回路，属并联反馈。并联作用于运放的输入回路，属并联反馈。 电流并联负反馈电流并联负反馈 + a + uo ui + + r1 r2 i i id i f i r3 _ _ _ _ io 上页上页

17、下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 稳定输出电流的机理稳定输出电流的机理 d. 电流并联负反馈的作用电流并联负反馈的作用 io if i id 稳定输出电流稳定输出电流 io + a + uo ui + + r1 r2 i i id i f i r3 _ _ _ _ io 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 图中图中 1.开环增益开环增益a=xo/xid 2.闭环增益闭环增益af=xo/xi 3.反馈系数反馈系数f=xf/xo 净输入信号净输入信号xid=xi- xf 7.2 负反馈放大电路的一般表达式负反馈放大电路的一般表达式 + a . f . xo

18、 . + xidxi xf . . _ 方框图方框图 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 由以上各式得由以上各式得 将将 xf=fxo 代入上式得代入上式得 xo=a(xi-xf) xo= axi 1+af 4.闭环增益闭环增益 af= xo xi a 1+af = xo=a(xi-fxo) af环路增益环路增益 + a . f . xo . + xidxi xf . . _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 在图示电路中在图示电路中 环路增益环路增益af 的意义：的意义： xo=a xid + a . f . xo . + xidxi xf

19、. . _ xf=af xid 即反馈信号是净输入信号的即反馈信号是净输入信号的af倍倍 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 即即 闭环放大倍数下降到闭环放大倍数下降到开环放大倍数的开环放大倍数的1/(1+af) 其中其中d=1+af 称为反馈深度称为反馈深度 af= a 1+af 负反馈放大电路的放大倍数的一般表达式负反馈放大电路的放大倍数的一般表达式 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 5. 对负反馈放大电路放大倍数的一般表达式讨论对负反馈放大电路放大倍数的一般表达式讨论 af 1 时时 1+af 电路引入负反馈电路引入负反馈 上页上页下页下

20、页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 af a b. 当当1 时时 ，称为深反馈。，称为深反馈。 1+af f 1 af= a 1+af 此时此时 闭环放大倍数闭环放大倍数af只取决于反馈系数只取决于反馈系数f a. 便于设计、分析和计算放大电路便于设计、分析和计算放大电路 b. 提高了闭环放大倍数的稳定性提高了闭环放大倍数的稳定性 主要特点主要特点 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 即电路没有输入，但仍有一定的输出。即电路没有输入，但仍有一定的输出。 xo xi = a 1+af af= e. 当当=0 时时1+af 上式成立的条件上式成立的条件 xi=0

21、xo 0 电路产生了自激振荡电路产生了自激振荡 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 思思 考考 题题 1、在何种情况下，式、在何种情况下，式 af= a 1+af 与式与式 af= a 1+af 等同？等同？ 2在深负反馈的条件下，由于闭环放大倍数在深负反馈的条件下，由于闭环放大倍数 ， 与管子参数几乎无关，因此可以任意选用晶体管来组与管子参数几乎无关，因此可以任意选用晶体管来组 成放大级，管子的参数也就没有什么意义了。这种说成放大级，管子的参数也就没有什么意义了。这种说 法对吗？法对吗？ fa /1 f 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 7.

22、3.1 降低了放大倍数降低了放大倍数 a af a a 1 f 7.3 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 可证明，当电路为负反馈时可证明，当电路为负反馈时af为同相位，为同相位，af0 1af1，af a 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 放大倍数下降的原因放大倍数下降的原因 xf=fxo= faxid xid= xi 1+af 即引入负反馈之后，电路的净输入信号降为原输即引入负反馈之后，电路的净输入信号降为原输 入信号的入信号的1/(1+af) 。 由于由于xid=xi- xf 故故 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 7

23、.3.2 稳定被取样的输出信号稳定被取样的输出信号 电压反馈可以稳定输出电压电压反馈可以稳定输出电压 电流反馈可以稳定输出电流电流反馈可以稳定输出电流 7.3 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 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 af a a 1 f 由由 da af da 2 f )1( 1 得得 a da afa da 1 1 f f 7.3.3 提高放大电路倍数的稳定性提高放大电路倍数的稳定性 a a afa a 1 1 f f 或或 af的相对变化量：的相对变化量： 相对变化量越小，相对变化量越小， 电路越稳定。电路越稳定。 上页上页下页下页

24、后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 a xixo 7.3.4 减小非线性失真减小非线性失真 输入信号输入信号 输出信号输出信号 开环放大电路开环放大电路 减小非线性失真原理减小非线性失真原理 i q b i 0be u ib的波形图的波形图 非线性失真非线性失真 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 xi 闭环放大电路闭环放大电路 xo xid=xi 信号传信号传 输方向输方向 反馈信号反馈信号 xo xid xi xf + + a f _ xid=xi- xf 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 1对输入电阻的影响（在输入回路中考虑）对输

25、入电阻的影响（在输入回路中考虑） （1） 串联负反馈串联负反馈 基本放大电路的输入电阻基本放大电路的输入电阻 i id i i u r 负反馈放大电路的输入电阻负反馈放大电路的输入电阻 i fid i i if i uu i u r 7.3.5 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 方框图方框图 ii + uid + - - ri + - - rif a ui xo of fxu f 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 由于由于 ido aux of fxu id afu i i if i u r 故故 输入电阻输入电阻 i fid i uu ii +

26、uid + - - ri + - - rif a ui xo of fxu f 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 i )1(raf i idid i afuu i id )1( i afu i fid if i uu r 串联负反馈增大输入电阻串联负反馈增大输入电阻 ii + uid + - - ri + - - rif a ui xo of fxu f 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 （2）并联负反馈）并联负反馈 基本放大电路的输入电基本放大电路的输入电 阻阻 id i i i u r 负反馈放大电路输入电阻负反馈放大电路输入电阻 i i

27、 if i u r 方框图方框图 + - - us r1 rifrif ui + - - ri a xo of fxi iiiid if f 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 of fxi fidi iii 由于由于 ido aix idof faifxi 故故 + - - us r1 rifrif ui + - - ri a xo of fxi iiiid if f 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 fid i if ii u r idid i faii u )1( id i fai u fa r 1 i 并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈

28、使输入电阻减小 + - - us r1 rifrif ui + - - ri a xo of fxi iiiid if f 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 2对输出电阻的影响（在输出回路中分析）对输出电阻的影响（在输出回路中分析） 而输出回路的反馈类型是电压和电流反馈而输出回路的反馈类型是电压和电流反馈 （1）电压负反馈）电压负反馈 根据输出电阻的定义根据输出电阻的定义 画出求输出电阻的等效电路方框图画出求输出电阻的等效电路方框图 0 o i l x r i u r 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 图中图中 l id o o r x u

29、a + - - i aoxid + - - u a rof f =0 ro + + - - xid xi xf i1 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 idoo xairu ffiid xxxx fufxx of 忽略电流忽略电流i1 由图可知由图可知 + - - i aoxid + - - u a rof f =0 ro + + - - xid xi xf i1 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 由以上各式得由以上各式得 fuairu oo fa r i u r o o of 1 故输出电阻故输出电阻 电压负反馈使电压负反馈使 输出电阻减小

30、输出电阻减小 + - - i aoxid + - - u a rof f =0 ro + + - - xid xi xf i1 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 （2）电流负反馈）电流负反馈求输出电阻的等效电路求输出电阻的等效电路 图中图中 0 id o o l r x i a + - - rof =0 ro + + - - xid xi xf i aoxid u a f +- -u1 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 忽略电压忽略电压u1 ffiid xxxx fifxx of ido o xa r u i 那么那么 + - - rof =

31、0 ro + + - - xid xi xf i aoxid u a f +- -u1 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 由此可得由此可得 ido o xa r u i )( fo o xa r u )( o o ifa r u + - - rof =0 ro + + - - xid xi xf i aoxid u a f +- -u1 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 )1( ooof far i u r 故故 电流负反馈使电流负反馈使 输出电阻增大输出电阻增大 + - - rof =0 ro + + - - xid xi xf i aox

32、id u a f +- -u1 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 7.3.6 抑制反馈环内的干扰和噪声抑制反馈环内的干扰和噪声 t uo 0 无反馈时信号与无反馈时信号与 噪声的输出波形噪声的输出波形 t 0 uo 提高输入信号幅提高输入信号幅 度后的输出波形度后的输出波形 t 0 uo 有反馈有反馈 时信号与时信号与 噪声的输出波形噪声的输出波形 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 已知高频区电路开环放大倍数已知高频区电路开环放大倍数 am为中频区的开环放大倍数为中频区的开环放大倍数 fh为上限截止频率为上限截止频率 h m h j1 f f

33、 a a 7.3.7 扩展通频带扩展通频带 式中式中 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 引入负反馈后高频区闭环放大倍数为引入负反馈后高频区闭环放大倍数为 fa a a h h hf 1 设反馈系数为实数设反馈系数为实数f（为方便）（为方便） h m h j1 f f a a 将将代入上式得代入上式得 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 f f f a f f a a h m h m hf j1 1 j1 h m m j1 f f fa a )1( j1 1 mh m m faf f fa a hf mf j1 f f a 上页上页下页下页后退后

34、退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 hf mf hf j1 f f a a fa a a m m mf 1 )1( mhhf faff 式中式中 fhf为引入负反馈后的电路上限截止频率为引入负反馈后的电路上限截止频率 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 同理可证，引入负反馈后的电路下限截止频率同理可证，引入负反馈后的电路下限截止频率 fa f f m l lf 1 引入负反馈后电路的通频带引入负反馈后电路的通频带 lfhfbwf fff hf f hm )1(ffa 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 由于开环电路的通频带由于开环电路的通频带

35、hlhbw ffff 故故 bwm )1(ffa hmbwf )1(ffaf bwm f bwmf fafa常数常数 可见，放大电路扩展通频带是以牺牲放大倍数来换取的。可见，放大电路扩展通频带是以牺牲放大倍数来换取的。 但增益带宽积但增益带宽积 （注：只适合一阶惯性环节的放大电路）（注：只适合一阶惯性环节的放大电路） 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 7.3.8 正确引入反馈正确引入反馈 (a) 减小信号源的负载减小信号源的负载 (b) 提高输出端的负载能力提高输出端的负载能力 正确引入负反馈应考虑的两个主要主要问题：正确引入负反馈应考虑的两个主要主要问题： a. 选

36、择合适的负反馈放大电路的类型选择合适的负反馈放大电路的类型 选择类型应该考虑的两个主要问题：选择类型应该考虑的两个主要问题： 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 对于电压对于电压电流变换器：电流变换器： 对于电流对于电流电压变换器：电压变换器： 对于电压放大器：对于电压放大器： 对于电流放大器：对于电流放大器： 选择电压串联负反馈选择电压串联负反馈 选择电流并联负反馈选择电流并联负反馈 选择电流串联负反馈选择电流串联负反馈 选择电压并联负反馈选择电压并联负反馈 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 选择元件参数的依据选择元件参数的依据: 反馈深度反

37、馈深度1+af 目前，设计放大电路大多都选用集成运算放目前，设计放大电路大多都选用集成运算放 大器，一旦运放选定后，大器，一旦运放选定后，au、ro、ri即被确定，剩即被确定，剩 下的工作就是估算反馈系数下的工作就是估算反馈系数f。 b. 正确选用各元件参数正确选用各元件参数 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 1. 对于高内阻、低内阻的信号源，应该选择何种类对于高内阻、低内阻的信号源，应该选择何种类 型的负反馈电路？型的负反馈电路？ 思思 考考 题题 2. 由于负反馈可以展宽频带，所以只要反馈深度足由于负反馈可以展宽频带，所以只要反馈深度足 够深，就可以用低频管代替高

38、频管组成放大电路来够深，就可以用低频管代替高频管组成放大电路来 放大高频信号。这种说法是否正确？放大高频信号。这种说法是否正确？ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 负反馈放大电路的分析计算常用方法负反馈放大电路的分析计算常用方法 a. 等效电路法：即微变等效电路法。等效电路法：即微变等效电路法。 b. 分离法分离法 7.4 负反馈放大电路的分析及近似计算负反馈放大电路的分析及近似计算(选学）选学） 等效电路法等效电路法 分离法分离法 近似计算法近似计算法 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (b) 分别求出基本放大电路的分别求出基本放大电路的a

39、、 、ri、ro、fh 和 和fl等指等指 标及反馈网络的反馈系数标及反馈网络的反馈系数f。 (c) 分别求出分别求出af、 、rid、rof、fhf 和 和flf等。等。 (a) 分负反馈放大电路为基本放大电路和反馈网络两分负反馈放大电路为基本放大电路和反馈网络两 部分。部分。 分离法的基本思想分离法的基本思想: 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 1. 采用近似计算的依据采用近似计算的依据 a. 多级放大电路的放大倍数一般比较大。多级放大电路的放大倍数一般比较大。 b. 集成运算放大器的广泛应用。集成运算放大器的广泛应用。 放大电路满足深度负反馈的条件。放大电路满足

40、深度负反馈的条件。 7.4.1 深度负反馈放大电路近似计算的一般方法深度负反馈放大电路近似计算的一般方法 因为因为 2. 近似计算的原理近似计算的原理 使放大电路很容易满足深度负反馈的条件。使放大电路很容易满足深度负反馈的条件。 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 在深度负反馈（在深度负反馈（af1）的条件下）的条件下 xo xi xo xf f 1 af= a 1+af f= xf xo 代入上式得代入上式得 将将 xo xi af= 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 xid0 xo xi xo xf 由由得得 （1） 当电路引入串联负反馈时

41、当电路引入串联负反馈时 uf ui uid0(称为虚短称为虚短) xf xi 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (2) 当电路引入并联负反馈时当电路引入并联负反馈时 if ii iid0(称为虚断）称为虚断） 由于基本放大电路的电压放大倍数也很大，条件由于基本放大电路的电压放大倍数也很大，条件 uid 0 也同时成立。也同时成立。 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 1电压串联负反馈（同相输入比例放大器）电压串联负反馈（同相输入比例放大器） 7.4.2 电压模运放组成的反馈电路电压模运放组成的反馈电路 + a + uid + f + + uf

42、ui uorl r2 r1 _ _ _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 深度负反馈条件下的分析依据深度负反馈条件下的分析依据 有有 uid0 (虚短虚短) u+ u + a + uid + f + + uf ui uorl r2 r1 _ _ _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 即即 ui uf 由于由于 o 21 1 f u rr r u 故故 o 21 1 i u rr r u + a + uid + f + + uf ui uorl r2 r1 _ _ _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技

43、术基础 电路的闭环电压放大倍数电路的闭环电压放大倍数 i o uf u u a 1 21 r rr f o u u + a + uid + f + + uf ui uorl r2 r1 _ _ _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 rif 闭环输入电阻闭环输入电阻 rof 0闭环输出电阻闭环输出电阻 rif rof + a + uid + f + + uf ui uorl r2 r1 _ _ _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 2电压并联负反馈（反相输入比例放大器）电压并联负反馈（反相输入比例放大器） ii if 在深度负反

44、馈条件下在深度负反馈条件下 rl + a + uo us f + r1 r2 ii iid if _ _ _ iid0 (虚断虚断) 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 根据根据uid0 (虚短虚短)知知 0 uu rl + a + uo us f + r1 r2 ii iid if _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 1 s 1 s i r u r uu i 2 o 2 o f r u r uu i rl + a + uo us f + r1 r2 ii iid if _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技

45、术基础 闭环互阻增益闭环互阻增益 2 i o rf r i u a rl + a + uo us f + r1 r2 ii iid if _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数 1 2 s o uf r r u u a rl + a + uo us f + r1 r2 ii iid if _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 输入电阻输入电阻 0 if r 11ifif rrrr rifrif rl + a + uo us f + r1 r2 ii iid if _ _ _ 上页上页下页下页后退

46、后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 0 of r 输出电阻输出电阻 rof rl + a + uo us f + r1 r2 ii iid if _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 3电流串联负反馈电流串联负反馈电压电流变换器电压电流变换器 由于由于riu of if uu + a +uid + + + uf ui uo rl r io f _ _ _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 故电路的闭环互导增益故电路的闭环互导增益 i o gf u i a f o u i ri i o o r 1 + a +uid + +

47、+ uf ui uo rl r io f _ _ _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数 r rl i o uf u u a i lo u ri lgfr a + a +uid + + + uf ui uo rl r io f _ _ _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 if r of r 输入、输出电阻输入、输出电阻 rif rof + a +uid + + + uf ui uo rl r io f _ _ _ _ _ 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 4电流并联负

48、反馈电流并联负反馈电流放大器电流放大器 在深度负反馈的条件下在深度负反馈的条件下 ii if ui 0 + a + uo ui + f s u + r1 r2 i i id i f i r3 o i _ _ _ _ rl 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 输入电流输入电流 1 s i r u i 反馈电流反馈电流 o 32 3 f i rr r i + a + uo ui + f s u + r1 r2 i i id i f i r3 o i _ _ _ _ rl 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 闭环电流放大倍数闭环电流放大倍数 i o i

49、f i i a f o i i o 32 3 o i rr r i 3 32 r rr + a + uo ui + f s u + r1 r2 i i id i f i r3 o i _ _ _ _ rl 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数 13 l32 )( rr rrr 1 l if r r a s o uf u u a 1i lo ri ri + a + uo ui + f s u + r1 r2 i i id i f i r3 o i _ _ _ _ rl 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 0 if r

50、 11ifif rrrr of r 输入、输出电阻输入、输出电阻 rif rof + a + uo ui + f s u + r1 r2 i i id i f i r3 o i _ _ _ _ rl 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 1电压串联负反馈电压串联负反馈 7.4.3 分立元件组成的反馈电路分立元件组成的反馈电路 f + + 1 c i u +vcc t1 b11 r e1 c + + 2 c b12 r t2 + e2 c + c1 r e1 r 1 r 2 r 3 c c2 r e2 r b21 r b22 r + f u + id u l r o u +

51、 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (1) 负反馈的判断负反馈的判断 f + + 1 c i u +vcc t1 b11 r e1 c + + 2 c b12 r t2 + e2 c + c1 r e1 r 1 r 2 r 3 c c2 r e2 r b21 r b22 r + f u + id u l r o u + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (2) 闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数 o 21 1 f u rr r u 由于由于 f + + 1 c i u +vcc t1 b11 r e1 c + + 2 c b12 r t2 +

52、e2 c + c1 r e1 r 1 r 2 r 3 c c2 r e2 r b21 r b22 r + f u + id u l r o u + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 i o uf u u a f o u u 21 1 rr r f + + 1 c i u +vcc t1 b11 r e1 c + + 2 c b12 r t2 + e2 c + c1 r e1 r 1 r 2 r 3 c c2 r e2 r b21 r b22 r + f u + id u l r o u + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 if r b2b1

53、bifif /rrrrr (3) 输入电阻输入电阻 rifrif f + + 1 c i u +vcc t1 b11 r e1 c + + 2 c b12 r t2 + e2 c + c1 r e1 r 1 r 2 r 3 c c2 r e2 r b21 r b22 r + f u + id u l r o u + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 0 of r (4) 输出电阻输出电阻 rof f + + 1 c i u +vcc t1 b11 r e1 c + + 2 c b12 r t2 + e2 c + c1 r e1 r 1 r 2 r 3 c c2 r e

54、2 r b21 r b22 r + f u + id u l r o u + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 2电流并联负反馈电流并联负反馈 s u + 1 c +vcc t1 e c + t2 + c1 r e1 r 3 r 2 r 2 cc2 r f l r o u + + 1 r + i u i iid i f i 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (1) 负反馈的判断负反馈的判断 s u + 1 c +vcc t1 e c + t2 + c1 r e1 r 3 r 2 r 2 cc2 r f l r o u + + 1 r + i

55、u i iid i f i 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (2) 电流放大倍数电流放大倍数 由于反馈电流由于反馈电流if来自于输出级晶体管来自于输出级晶体管t2集电极电流集电极电流ic2 故故 电路稳定的是电路稳定的是ic2，而不负载电流，而不负载电流io ic2 ie2 io s u + 1 c +vcc t1 e c + t2 + c1 r e1 r 3 r 2 r 2 cc2 r f l r o u + + 1 r + i u i iid i f i 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (2) 闭环电流放大倍数闭环电流放大倍数 i c

56、2 if i i a 32 3 rr r f c2 i i ic2 ie2 io s u + 1 c +vcc t1 e c + t2 + c1 r e1 r 3 r 2 r 2 cc2 r f l r o u + + 1 r + i u i iid i f i 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (3) 闭环电闭环电 压放大倍数压放大倍数 s32 l3 )(rrr rr s o uf u u a si lc2 ri ri s l if r r a ic2 ie2 io s u + 1 c +vcc t1 e c + t2 + c1 r e1 r 3 r 2 r 2 c

57、c2 r f l r o u + + 1 r + i u i iid i f i 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 rifrif (4) 输入电阻输入电阻 0 if r 11ifif rrrr ic2 ie2 io s u + 1 c +vcc t1 e c + t2 + c1 r e1 r 3 r 2 r 2 cc2 r f l r o u + + 1 r + i u i iid i f i 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (4) 输出电阻输出电阻 从从t2集电极看进去的闭环输出电阻集电极看进去的闭环输出电阻 of r 从负载看进去的输出

58、电阻从负载看进去的输出电阻 c2ofc2of /rrrr rofrof ic2 ie2 io s u + 1 c +vcc t1 e c + t2 + c1 r e1 r 3 r 2 r 2 cc2 r f l r o u + + 1 r + i u i iid i f i 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 7.4.4 电流模运放的闭环特性电流模运放的闭环特性 电流模运放同相电流模运放同相 输入放大电路输入放大电路 ui +1 ri ii rzcz+1 ii uo r1 r2 i2 uf + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 低频闭环电压放大

59、倍数低频闭环电压放大倍数 在深度负反馈的条件下在深度负反馈的条件下 1 21 uf0 r rr a ui +1 ri ii rzcz+1 ii uo r1 r2 i2 uf + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 分析电路的高频特性分析电路的高频特性 ui +1 ri ii rzcz+1 ii uo r1 r2 i2 uf + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 由图可知由图可知 z zio j 1 / c riu zz z i j1cr r i 12iiii )(riiriu ui +1 ri ii rzcz+1 ii uo r1 r2 i2

60、uf + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 2 fo 2 r uu i iiif riuu ui +1 ri ii rzcz+1 ii uo r1 r2 i2 uf + 上页上页下页下页后退后退 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 由以上各式得电路的高频闭环特性由以上各式得电路的高频闭环特性 )(j ()(1 2 1 2i iz z 2 z1 i2 z i 1 21 i o f r r rr rc r r rr rr r r r rr u u au 由于由于 zi rr z2 rr )(j (1 2iuf0z uf0 i o f rrac a u u a u 当当auf