负反馈放大电路

1、第第6 6章章 负反馈放大电路负反馈放大电路 6.1 概述 6.2 负反馈放大电路的框图和一般 关系 6.3 负反馈对放大电路性能的影响 6.4 负反馈放大电路的稳定性 6.1.1 6.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念 6.1.2 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 6.1.3 6.1.3 负反馈的四种组态负反馈的四种组态 6 6.1 概述概述 6.1.1反馈的基本概念反馈的基本概念 什么是反馈？ 首先看右图: 图中Re两端的电压 反映出输出回路中 的电流大小和变化 ic iE vc (=iERe) vBE (=vB-vE) iB ic (iE) ic ie 由此得反馈的概念：由此得反馈的概

2、念： 在放大电路中信号的传输是从输入端到输在放大电路中信号的传输是从输入端到输 出端，这个方向称为出端，这个方向称为正向传输正向传输。反馈反馈就是将输就是将输 出信号取出一部分或全部送回到放大电路的输出信号取出一部分或全部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。放大电路的输入端。 6.1.2 反馈的分类和判断反馈的分类和判断 正反馈正反馈:加入反馈后，净输入信号增大加入反馈后，净输入信号增大, ,输出输出 幅度增大，等效增益增大幅度增大，等效增益增大. .负反馈负反馈: :加入反馈后，加入反馈后， 净输入信号减小净

3、输入信号减小 ，输出幅度减小输出幅度减小 ，等效增益，等效增益 下降下降. 判断方法判断方法: 根据反馈极性的不同根据反馈极性的不同:即先假定输入即先假定输入 信号为某一个瞬时极性，然后逐级推出电路其信号为某一个瞬时极性，然后逐级推出电路其 他有关各点瞬时信号的相位变化，最后判断反他有关各点瞬时信号的相位变化，最后判断反 馈到输入端信号的瞬时极性是增强还是削弱了馈到输入端信号的瞬时极性是增强还是削弱了 原来的输入信号原来的输入信号。 1. 正反馈和负反馈正反馈和负反馈 举例举例:判断下列图判断下列图(a)与与(b)何为正反馈何为正反馈?何为负反馈何为负反馈? 输入电压输入电压vI加在集成运放的

4、反相加在集成运放的反相 端端(-)且设瞬时极性为正且设瞬时极性为正( ，代代 表该点瞬时信号的变化为增大表该点瞬时信号的变化为增大); 则输出电压的瞬时极性为负则输出电压的瞬时极性为负(， 该点瞬时信号的变化为减小该点瞬时信号的变化为减小);而而 反馈电压反馈电压vF由输出端通过电阻由输出端通过电阻 R1、R3分压后得到，因此，反分压后得到，因此，反 馈电压馈电压增强了输入电压的作用，增强了输入电压的作用， 使放大倍数提高使放大倍数提高。 输入电压输入电压vI加在集成运放的同相加在集成运放的同相 端端(+)且设瞬时极性为正且设瞬时极性为正( ,代代 表该点瞬时信号的变化为增大表该点瞬时信号的变

5、化为增大); 则输出电压的瞬时极性也为正则输出电压的瞬时极性也为正 ( ,该点瞬时信号的变化为增该点瞬时信号的变化为增 大大);而反馈电压而反馈电压vF由输出端通过由输出端通过 电阻电阻R3、R4分压后得到，因此，分压后得到，因此， 反馈电压反馈电压消弱了输入电压的作消弱了输入电压的作 用，使放大倍数提高降低用，使放大倍数提高降低。 正反馈可使输出幅度增加，负反馈则使输出幅度减正反馈可使输出幅度增加，负反馈则使输出幅度减 小。小。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 用下列规则来判断：用下列规则来判断：反馈信号和输入信号加于输入回路反馈信号和

6、输入信号加于输入回路 一点（并联反馈）一点（并联反馈）时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时 极性相反的是负反馈；极性相反的是负反馈； 正反馈和负反馈的判断法之二正反馈和负反馈的判断法之二： 正反馈正反馈 负反馈负反馈 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两个不同点（串两个不同点（串 联反馈）联反馈）时，瞬时极性相同的为负反馈，瞬时极性相反时，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 运算放大器来说是同相输入端和反相运算放大器来说是同相输入端和反相 输

7、入端。输入端。 以上输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地而以上输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地而 言，这样才有可比性。言，这样才有可比性。 负反馈负反馈 正反馈正反馈 判断方法：判断方法：根据反馈量本身的交、直流性质。根据反馈量本身的交、直流性质。 直流反馈：直流反馈：反馈量只包含直流量；反馈量只包含直流量；交流反馈：交流反馈：反馈量中只反馈量中只 有交流量；有交流量；交直流反馈：交直流反馈：如果反馈量既有直流量又有交流如果反馈量既有直流量又有交流 量。量。 2. 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈 举例：举例：判断下列图判断下列图(a)与与(b)何为直流反馈何为直流反馈?何为交流反

8、馈何为交流反馈? 在图所示的运放电路中，Rf 和Cf网络是通高频、阻低频 的网络，网络中R2上只有直 流成分，因此是直流反馈。 在图所示的运放电路中，Rf和 Cf只有交流成分通过，因此，这 个反馈是交流反馈。 直流反馈的作用能稳定静态工作点，而对于放大电路的动 态参数(如放大倍数、通频带、输入及输出电阻等)没有影响； 而交流负反馈对放大电路的动态参数会产生不同的影响，是 改善电路技术指标的主要手段，也是本章要讨论的主要内容。 3.电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈 电压反馈：电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比例； 电流反馈：电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比例。 电压反馈与电流反馈的

9、判断：电压反馈与电流反馈的判断：将输出电压短路，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。 举例：举例：判断下列图判断下列图(a)与与(b)何为电压反馈何为电压反馈?何为电流反馈何为电流反馈? R1上的反馈电压vF是运放的输出 电压vo，经R1、Rf、Cf网络分压得 到，说明反馈量与取自输出电压 vo，为电压反馈。或者，将输出 端短路，则vF=0，也就说反馈量 不存在。 Rf、Cf网络中流过的电流iF=io，为电 流反馈。或者，将输出端短路，反 馈量仍存在，为电流反馈。 一般来说：一般来说： 反馈元件直接接在输出端为电压反馈。反馈元件直接接在输出端为电压反馈。 反馈元

10、件只要没有直接接到输出端，均为电流反馈。反馈元件只要没有直接接到输出端，均为电流反馈。 (特别注意：负载不属于放大器，因此不能算作反馈元特别注意：负载不属于放大器，因此不能算作反馈元 件。件。) 电压与电流反馈的简易判断方法电压与电流反馈的简易判断方法 4.串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 并联反馈并联反馈:反馈信号与输入信号加在放大电路输入回反馈信号与输入信号加在放大电路输入回 路的同一个电极路的同一个电极; 串联反馈串联反馈:反馈信号与输入信号加反馈信号与输入信号加 在放大电路输入回路的两个电极。在放大电路输入回路的两个电极。 对于三极管来说，对于三极管来说， 反馈信号与输入信号同时反

11、馈信号与输入信号同时 加在输入三极管的基极或加在输入三极管的基极或 发射极，则为并联反馈；发射极，则为并联反馈； 一个加在基极一个加在发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。 此时反馈信号此时反馈信号 与输入信号是电流与输入信号是电流 相加减的关系。相加减的关系。 此时反馈信号与输入信号此时反馈信号与输入信号 是电压相加减的关系。是电压相加减的关系。 对于运算放大器来说，反馈信号与输对于运算放大器来说，反馈信号与输 入信号同时加在同相输入端或反相输入端，入信号同时加在同相输入端或反相输入端， 则为并联反馈；一个加在同相输入端一个则为并联反馈；一个加在同相输入端一个 加在反

12、相输入端则为串联反馈。加在反相输入端则为串联反馈。 此时反馈信号与输入信号此时反馈信号与输入信号 是电压相加减的关系。是电压相加减的关系。 此时反馈信号此时反馈信号 与输入信号是电流与输入信号是电流 相加减的关系。相加减的关系。 6.1.3 负反馈的四种组态负反馈的四种组态 对于负反馈来说，根据反馈信号在输出端采 样方式以及在输入回路中求和形式的不同，共 有四种组态，它们分别是： 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。 下面通过例子来说明如何判断? 1.电压串联负反馈电压串联负反馈 R1上的压降为零，电阻RF引 入一个反馈，反馈电压vF为输 出电压vo在R2和RF上的

13、分压而得， 属电压反馈电压反馈；又集成运放的差 模输入电压(净输入电压)vid=vi- vf，反馈电压削弱外加输入电压 的作用，使放大倍数降低，为 负反馈负反馈；vi与vf接在输入回路不 同端，为串联反馈串联反馈。所以该组 态是电压串联负反馈。 2.电流串联负反馈电流串联负反馈 反馈电压反馈电压vf=ioRf取自输出电取自输出电 流流,为电流反馈电流反馈。又集成运放 的差模输入电压(净输入电压) 为vid=vi-vf，为串联反馈串联反馈。由 瞬时极性法知该反馈为负反馈负反馈。 可见，所以该组态是电流串联 负反馈。 3.电压并联负反馈电压并联负反馈 反馈电流反馈电流if取自输出电压取自输出电压v

14、0,为 电压反馈电压反馈。又净输入电流为 iid=ii-if，为并联反馈并联反馈。由瞬时 极性法知该反馈为负反馈负反馈。可 见，所以该组态是电压并联负 反馈。 4.电流并联负反馈电流并联负反馈 反馈电流反馈电流if取自输出电流取自输出电流i0,为 电流反馈电流反馈。又净输入电流为 iid=ii-if，为并联反馈并联反馈。由瞬时 极性法知该反馈为负反馈负反馈。可 见，所以该组态是电流并联负 反馈。 例例6.1：判断：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。是否负反馈，若是，判断反馈的组态。 +UCC RC C2 C1 Rf ui uo i ib if 电压反馈电压反馈 并联反馈并联反馈 uoi

15、fib=i+if uo 此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。 +VCC RC C2 C1 Rf vi vo i ib if 问题：问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在三极管的静态工作点如何提供？能否在 反馈回路加隔直电容？反馈回路加隔直电容？ 不能！不能！Rf为三极管提供静态电流！为三极管提供静态电流！ Rf 的作用：的作用： 1. 提供静态工作点。提供静态工作点。 2. 直流负反馈，稳定直流负反馈，稳定 静态工作点。静态工作点。 3. 交流负反馈，稳定交流负反馈，稳定 放大倍数。放大倍数。 例例6.2 判断判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组

16、态。是否负反馈，若是，判断反馈的组态。 电流反馈电流反馈 并联反馈并联反馈 iE2vFiFiB vC1 vB2 vC1vB2 iB2iE2 vo vi i iB iFvF RE2 Rf RE1 RC1RC2 +VCC iE2 例例6.2:判断判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态是否负反馈，若是，判断反馈的组态。 电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳 定静态工作点。定静态工作点。 vo vi i iB iFvF RE2 Rf RE1 RC1RC2 +VCC iE2 vC1 vB2 例例6.3 试判断图试判断图6.3所示电路的反馈组态所示电路的反馈组态。

17、 解解: 根据瞬时极性法，见图根据瞬时极性法，见图 中的红色中的红色“+”、“- -” 号，可号，可 知经电阻知经电阻R1加在基极加在基极B1上的上的 是直流并联负反馈。因反馈是直流并联负反馈。因反馈 信号与输出电流成比例，故信号与输出电流成比例，故 又为电流反馈。结论：是直又为电流反馈。结论：是直 流电流并联负反馈。流电流并联负反馈。 经经Rf 加在加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加 在在T1两个输入电极，故为串联反馈。两个输入电极，故为串联反馈。结论：交流电压串联负结论：交流电压串联负 反馈。反馈。 例题6. 3图 例例6.4:试判断图试判断图

18、6.4所示电路的反馈组态所示电路的反馈组态 解解: 根据瞬时极性法根据瞬时极性法 ，见图中的红色，见图中的红色+、- - 号号 ，可知是负反馈。，可知是负反馈。 因反馈信号和输入信因反馈信号和输入信 号加在运放号加在运放A1的两个输的两个输 入端，故为串联反馈。入端，故为串联反馈。 例题6. 4图 因反馈信号与输出电压成比例，故为电压反馈。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。结论：交直流串联电压负反馈。 动 画 9 - 1动画9-2 例例6.5:判断图示电路中判断图示电路中RE1、RE2 的负反馈作用的负反馈作用。 R RE2 E2对交流不起作 对交流不起作

19、 用，用，R RE1 E1对交、直 对交、直 流均起作用流均起作用 电流串联反馈电流串联反馈 RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui + + 另外再看几个例子：另外再看几个例子： 思考思考 例例6.6 判断判断R Rf f是否负反馈，若是，判断反馈的类型。是否负反馈，若是，判断反馈的类型。 + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +VCC vo vi + T1 T2 Rf 电压串联负反馈（交流电压串联负反馈（交流反馈） + C1 RB1 RC1RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 C3 C2 +VCC

20、vo vi + T2 Rf 若若Rf与与T 发射极相接如图所示，引入的是 发射极相接如图所示，引入的是 何种类型的何种类型的反馈？反馈？ T1 电流串联正反馈电流串联正反馈 例例6.7 判断图示电路判断图示电路R Rf f的反馈类型。的反馈类型。 电流并联负反馈（交、直流反馈）电流并联负反馈（交、直流反馈） + + uo ui RE2 Rf RE1 RC1RC2 +UCC + + 例例6.8：判断如图电路中：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。的负反馈作用。 RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +VCC vo vi vbe ie 电流串联反馈电流串联反馈 RE2对交流

21、反对交流反 馈不起作用馈不起作用 1. 对交流信号：对交流信号： ievevbe=vi-ve ibie RE1：电流串联负反馈。：电流串联负反馈。 2. 对直流信号：对直流信号： RE1、RE2对对 直流均起作直流均起作 用，通过反用，通过反 馈稳定静态馈稳定静态 工作点。工作点。 反馈过程：反馈过程： IE RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +VCC vo vi VBE IE VB VE VE=IE(RE1+RE2)VBE=VBVE IBIE 2 12 B BCC BB R VV RR 恒定 例例6.9：判断如图电路中：判断如图电路中RE3的负反馈作用。的负反馈作用。

22、+VCC T1 T2 T3 RB1 RC1RB2 RC2 RB3 RC3 RE3 vivbe1 vf ie3 ie3 vfvbe1=vivfvc1 vc2 ib3ie3 电流串联负反馈，对直流不起作用。电流串联负反馈，对直流不起作用。 例例6.10:回答下列问题。回答下列问题。 例例6.10电路图电路图 求在静态时运放求在静态时运放 的共模输入电压的共模输入电压; 若要实现串联电若要实现串联电 压反馈压反馈, Rf 应接向应接向 何处何处? 要实现串联电压要实现串联电压 负反馈负反馈,运放的输入运放的输入 端极性如何确定？端极性如何确定？ 求引入电压串联求引入电压串联 负反馈后的闭环电负反馈后

23、的闭环电 压放大倍数压放大倍数。 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 T1 和和T2的集电极的集电极 电位。电位。 例6.10电路图 Ic1 = Ic2 = Ic3 /2 V7 . 97 . 09 V9156 V66 624 1515 BE3B3E3 EER2B3 2 21 EECC R2 VVV VVV R RR VV V V5 mA5 . 0 mA1 3 . 5 157 . 9 c1C1CCC2C1 C2C1 e3 EEE3 C3 RIVVV II R VV I 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A的输入级。输入信号的输入

24、级。输入信号 加在加在T1的基极，要实现串联反馈，反馈信号必然要加在的基极，要实现串联反馈，反馈信号必然要加在B2。 所以要实现串联电压反所以要实现串联电压反馈馈, Rf应接向应接向B2。 解解既然是串联反馈既然是串联反馈, 反馈和输入信号接到反馈和输入信号接到 差放的两个输入端。差放的两个输入端。 要实现负反馈，必为要实现负反馈，必为 同极性信号。差放输同极性信号。差放输 入端的瞬时极性，见入端的瞬时极性，见 图中红色标号。根据图中红色标号。根据 串联反馈的要求，可串联反馈的要求，可 确定确定B2的极性，的极性， 见图中绿色标号，由此可确定运放的输入端极性。见图中绿色标号，由此可确定运放的输

25、入端极性。 例6.10电路图 解解 :求引入电压串联负反馈后的闭环电压增求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。益，可把差放和运放合为一个整体看待。 图6.10电路图 为了保证获得运为了保证获得运 放绿色标号的极放绿色标号的极 性，性，B1相当同相相当同相 输入端，输入端，B2相当相当 反向输入端。为反向输入端。为 此该电路相当同此该电路相当同 相输入比例运算相输入比例运算 电路。所以电压电路。所以电压 增益为增益为 2b f 1 R R Avv 6.2 负反馈放大电路的框图与 一般关系式 6.2.1 6.2.1 负反馈的方块图负反馈的方块图 6.2.2 6.2

26、.2 负反馈放大电路增益负反馈放大电路增益 6.2.3 6.2.3 四种负反馈组态的方框图四种负反馈组态的方框图 6.2.46.2.4 负反馈电路放大倍数计算负反馈电路放大倍数计算 6.2.1 负反馈的方块图负反馈的方块图 id X o X i X 基本放大电路基本放大电路 f X 反馈网络反馈网络 F A 以上几个量都采用了复数表示，因为要考虑实际电以上几个量都采用了复数表示，因为要考虑实际电 路的相移。由于路的相移。由于 输入信号输入信号( (ii 或或 ui ) ) 净输入信号净输入信号( (iid 或或 uid) ) 输出信号输出信号( (io 或或 uo ) ) 反馈信号反馈信号(

27、(if 或或 uf ) ) i X 0 X f X id X off idido XXX AF XXX 式中：式中： 称为环路增益。称为环路增益。FA id X o X i X 基本放大电路基本放大电路 f X 反馈网络反馈网络 F A oid f iidf 1 XAXA A XXXAF 闭环放大倍数闭环放大倍数 idif XXX 净输入净输入 0 id X A X 闭环放大倍数闭环放大倍数 f 0 X F X 反馈系数反馈系数 6.2.2 负反馈放大电路增益负反馈放大电路增益 它反映了反馈对放大电路影响的程度。它反映了反馈对放大电路影响的程度。 可分为下列三种情况可分为下列三种情况 (1)当

28、当 1时，时， ，相当于，相当于负反馈负反馈 (2)当当 1时，时， ，相当于，相当于正反馈正反馈 (3)当当 =0 时，时， = ，相当于输入为，相当于输入为 零时仍有输出，故称为零时仍有输出，故称为“自激状态自激状态”。 FA 1 FA 1 FA 1 f A A A f A f A FA 1 f A A 称为反馈深度称为反馈深度1、 讨论讨论 2. 深度负反馈深度负反馈 FFA A A 1 1 f 环路增益环路增益 是指放大电路和反馈网络是指放大电路和反馈网络 所形成环路的增益，当所形成环路的增益，当 1时称为时称为深度深度 负反馈负反馈，与，与 1+ 1相当。于是闭环放大相当。于是闭环放

29、大 倍数倍数: FA FA FA 也就是说在深度负反馈条件下，闭环放大倍数也就是说在深度负反馈条件下，闭环放大倍数 近似等于反馈系数的倒数近似等于反馈系数的倒数，与有源器件的参数与有源器件的参数 基本无关。一般反馈网络是无源元件构成的，基本无关。一般反馈网络是无源元件构成的， 其稳定性优于有源器件，因此深度负反馈时的其稳定性优于有源器件，因此深度负反馈时的 放大倍数比较稳定。放大倍数比较稳定。 由此可见：对于复杂的负反馈电路，增益的计由此可见：对于复杂的负反馈电路，增益的计 算可简化为反馈系数的计算。算可简化为反馈系数的计算。 在此还要注意的是在此还要注意的是 、 和和 可以是可以是 电压信号

30、电压信号，也可以是电流信号。，也可以是电流信号。 i X f X o X (1) 当它们都是电压信号时，当它们都是电压信号时， 、 、 无量纲，无量纲， 和和 是电压放大倍数。是电压放大倍数。 A f A F A f A (2) 当它们都是电流信号时，当它们都是电流信号时， 、 、 无量纲，无量纲， 和和 是电流放大倍数。是电流放大倍数。 A f A F A f A (3) 当它们既有电压信号也有电流信号时，当它们既有电压信号也有电流信号时， 、 、 有量纲，有量纲， 和和 也有专门的放大倍数的称谓。也有专门的放大倍数的称谓。 f A A A f A F 3、需说明：、需说明： 6.2.3 四

31、种反馈组态电路的方框图四种反馈组态电路的方框图 对于不同组态的负反馈放大电路来说，其中开环放 大倍数和反馈网络的反馈系数物理意义和量纲都各不相 同，因此，统称之为广义的放大倍数和广义的反馈系数。 6.2.4 深度负反馈电路放大倍数计算深度负反馈电路放大倍数计算 0 vv id V A V f vv 0 V F V iidf VVV vv vvvvvv 1 1 A A FF 00vvid vvf iidfidvvvvid VVA V A VVVVA F V 1. 电压串联负反馈电压串联负反馈 vvvv |1|1A F vv 1 vvf A F 结论结论: 0 iv id I A V f vi 0

32、 V F I iidf VVV 2. 电流串联负反馈电流串联负反馈 ivvi |1|1A F iv ivvivi 1 1 A A FF 00ivid ivf iidfidivviid IIA V A VVVVA F V ivf vi 1 A F 结论结论: 0 vi id V A I iv 0 f I F V iidf III 3. 电压并联负反馈电压并联负反馈 viiv |1|1A F vi viiviv 1 1 A A FF 00viid vif iidfidviivid VVA V A IIIIA F V vif iv 1 A F 结论结论: 0 ii id I A I ii 0 f I

33、 F I iidf III 4. 电流并联负反馈电流并联负反馈 iiii |1|1A F ii iiiiii 1 1 A A FF 00iiid iif iidfidiiiiid IIAV A IIIIA FV iif ii 1 A F 结论结论: 解解:在求电压放大倍数表达式时，可以把在求电压放大倍数表达式时，可以把A1和和A2看成看成 一个运算放大器，见图中棕色线框。因一个运算放大器，见图中棕色线框。因A1和和A2 都是都是 反相输入的，因此可确定输入信号和输出信号之间反相输入的，因此可确定输入信号和输出信号之间 的极性关系。的极性关系。 该电路相当于该电路相当于 同相比例运算同相比例运算

34、 电路，所以电路，所以: 例例6.11 求图示电路的电压放大倍数。求图示电路的电压放大倍数。 例6.11电路图 6 5 1 R R Avv 6.3 负反馈对放大电路性能影响负反馈对放大电路性能影响 6.3.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性 6.3.2 减小非线性失真和抑制干扰减小非线性失真和抑制干扰 6.3.3 提高反馈环内信噪比提高反馈环内信噪比 6.3.4 改善放大电路的频率特性改善放大电路的频率特性 6.3.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性 AF A A 1 f )1( d d 2 f AF A A A A AFA Ad 1 1d f f Af 的相对变化量的相对

35、变化量 A 的相对变化量的相对变化量 放大倍数稳定性提高放大倍数稳定性提高 A A A A AF dd 11 f f 负负反反馈馈， 例例 6.12 A = 103 ，负反馈使，负反馈使放大倍数稳定性提高放大倍数稳定性提高 100 倍，求倍，求 F、Af 、A 变化变化 10% 时的时的 A f ，以及，以及 dAf /Af 。 解：解： (1) 1 + AF = 100， ，则 则 F = (100 1) / A = 0.099 (2) AF A A 1 f = 103 / 100 = 10 (3) %1 . 0)1 . 0 100 1d 1 1d f f （ A A AFA A 此时的此时

36、的 A f =%)1 . 01(10 d 1) f f ( f A A A 负反馈以牺牲放大倍数，换负反馈以牺牲放大倍数，换 取了放大倍数稳定性的提高。取了放大倍数稳定性的提高。 6.3.2 减小非线性失真减小非线性失真 vf 加入加入 负反馈负反馈 无负反馈无负反馈 F vf A vivo + vidvo 大大 小小 vi A 接近正弦波接近正弦波 改善了波形失真改善了波形失真 减小失真动画演示减小失真动画演示 6.3.3 改善放大电路的频率特性改善放大电路的频率特性 无反馈时：无反馈时： BW = fH fL fH 引入反馈后，引入反馈后， 1 f ， AF A A FA A A FA A

37、 A FA A A L L Lf m m mf H H Hf 1 , 1 1 ， f A(f) O Am 0.707Am fLfH BW Af(f) Amf 0.707Amf fLf fHf BWf 可证明：可证明： fHf = (1 + AF) fH fLf = fL / (1 + AF) = (1 + AF) fH = (1 + AF) BW fHf BWf = fHf fLf 例例6.13 已知集成运放中频开环差模放大倍数已知集成运放中频开环差模放大倍数Am=104，上，上 限频率限频率 fH=10Hz，下限频率，下限频率fL=1Hz。引入负反馈后，闭。引入负反馈后，闭 环电压放大倍数环

38、电压放大倍数Amf=10，试问反馈深度等于多少？此时，试问反馈深度等于多少？此时 负反馈放大电路的通频带等于多少？增益带宽积又为多负反馈放大电路的通频带等于多少？增益带宽积又为多 少？少？ m mf m 1 A A A F 解解：因为 4 3 m m mf 10 110 10 A A F A 所以反馈深度: 又HL ff 所以通频带宽: 3 fHfmH (1)1010Hz100kHzBWfA F f 频带增益积: 4 mf 1010010MHzABWKHz 6.3.5 改变放大电路的输入和输出电阻改变放大电路的输入和输出电阻 1、对输入电阻的影响、对输入电阻的影响 (1) 串联负反馈使输入电阻

39、增大串联负反馈使输入电阻增大 idfididi if iii VVVAFVV R III if i (1) RAF R 深度负反馈：深度负反馈： if R Rif A F Ri i V i I id V id AFV f V 理解：理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻， 故输入电阻增加。故输入电阻增加。 (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 ididi if iid fidid VVV R IIIIAFI i if 1 R R AF 深度负反馈：深度负反馈：0 if R Rif A F Ri i V i I d i I f I IidAF 理解：理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了一并联负反馈相当于在输入回路中并联了一 条支条支 路，故输入电阻减小。路，故输入电阻减小。 2、对输出电阻的影响、对输出电阻的影响 (1) 电压负反馈电压负反馈 F 与与 A 并联，使输出电阻减小。并联，使输出电阻减小。 A F RoRof o of 1 R R AF A 为负载开路时的源电压放大倍数。为负载开路时的源电压放大倍数。 深度负反馈：深度负反馈：0 of R 理解：理解：电压负反馈目的是阻止电压负反馈目的是阻止 v vo o的变化，稳定输出的变化，稳定输出 电压电压。 放大电路空载时放大电路