第5章负反馈放大电路

1、第5章 负反馈放大电路 模拟电子技术模拟电子技术第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 第第5章章 负反馈放大电路负反馈放大电路5.1 反馈的基本概念反馈的基本概念5.2 负反馈放大电路的表达式负反馈放大电路的表达式5.3 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5.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡第5章 负反馈放大电路 所谓反馈，就是将放大的输出信号（电压或电流）的一部分或所谓反馈，就是将放大的输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过电路的耦合或适当的反馈网络送回到放大器的输入全部，通过电路的耦合或适当的反馈网络送回到放大器的输入回路中。当反馈信号使

2、输入信号加强时称为正反馈，削弱时称回路中。当反馈信号使输入信号加强时称为正反馈，削弱时称为负反馈。反馈放大电路的组成框图如图所示。为负反馈。反馈放大电路的组成框图如图所示。5.1 反馈的基本概念反馈的基本概念5.1.1 反馈的基本概念和类型反馈的基本概念和类型 第5章 负反馈放大电路 5.1.2 电路中的反馈形式电路中的反馈形式1反馈与反馈通路反馈与反馈通路判断一个电路是否有反馈，是通过分析电路是否存在反馈通判断一个电路是否有反馈，是通过分析电路是否存在反馈通路而进行的。路而进行的。上图所示电路的信号从输入经放大器到输出，只有一个流上图所示电路的信号从输入经放大器到输出，只有一个流向，无其他路

3、径，所以不存在反馈，向，无其他路径，所以不存在反馈， 第5章 负反馈放大电路 下图所示电路除了放大器之外，还有一个由下图所示电路除了放大器之外，还有一个由R2连接在输出与连接在输出与输入之间的通路。输出信号与输入信号可双向传输，但由于输入之间的通路。输出信号与输入信号可双向传输，但由于经放大器后输出信号远大于输入信号，所以通过经放大器后输出信号远大于输入信号，所以通过R2的主要信的主要信号是从输出端反馈回到输入端的信号，即反馈通路，这种情号是从输出端反馈回到输入端的信号，即反馈通路，这种情况称闭环放大器。况称闭环放大器。 第5章 负反馈放大电路 2正反馈与负反馈及其判别正反馈与负反馈及其判别在

4、闭环放大电路中，由于反馈的作用，使输入量受到影响，在闭环放大电路中，由于反馈的作用，使输入量受到影响，输出量也必定受到影响，结果有二种：输出量也必定受到影响，结果有二种：一种是输出量比无反馈时变大了，这种情况称正反馈；一种是输出量比无反馈时变大了，这种情况称正反馈；一种是输出量比无反馈时变小了，这种情况称负反馈。一种是输出量比无反馈时变小了，这种情况称负反馈。两者作用不同，效果不同，应首先判断电路存在的反馈是正两者作用不同，效果不同，应首先判断电路存在的反馈是正反馈还是负反馈，方法为瞬时极性法。反馈还是负反馈，方法为瞬时极性法。第5章 负反馈放大电路 瞬时极性法：将反馈量与输入端的连接处断开，

5、在输入端设瞬时极性法：将反馈量与输入端的连接处断开，在输入端设某一瞬时极性为某一瞬时极性为“+”（或（或“”），也可用），也可用“”（或（或“”）表表示。按此瞬时极性依次判断放大电路输出端的极性和反馈输示。按此瞬时极性依次判断放大电路输出端的极性和反馈输出的极性，再与输入端比较，若使净输入信号增大则为正反出的极性，再与输入端比较，若使净输入信号增大则为正反馈，若使净输入信号减小则为负反馈。馈，若使净输入信号减小则为负反馈。第5章 负反馈放大电路 3直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈在放大电路中存在直流分量和交流分量，若反馈回来的信号在放大电路中存在直流分量和交流分量，若反馈回来的信号是直流量

6、，则会对电路的直流性能产生影响（如静态工作是直流量，则会对电路的直流性能产生影响（如静态工作点），称直流反馈。点），称直流反馈。若反馈回来的信号是交流量，则会对电路的交流性能产生影若反馈回来的信号是交流量，则会对电路的交流性能产生影响（如响（如A、Ri、R0），称交流反馈。），称交流反馈。若反馈回来的信号既有直流量又有交流量，则对放大电路的若反馈回来的信号既有直流量又有交流量，则对放大电路的交直流性能均有影响，称交直流反馈。交直流性能均有影响，称交直流反馈。第5章 负反馈放大电路 4串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈反馈信号可以是电压信号和电流信号，输入信号也可以是电反馈信号可以是电压信号和

7、电流信号，输入信号也可以是电压信号或电流信号，反馈信号与输入信号在输入回路进行比压信号或电流信号，反馈信号与输入信号在输入回路进行比较时，可以有电压形式相加减或电流形式相加减以得到净输较时，可以有电压形式相加减或电流形式相加减以得到净输入信号。入信号。若以电压形式相加减称串联反馈，表明输入信号，反馈信号若以电压形式相加减称串联反馈，表明输入信号，反馈信号和净输入信号相串联。和净输入信号相串联。若以电流形式相加减称并联反馈，表明输入信号、反馈信若以电流形式相加减称并联反馈，表明输入信号、反馈信号、净输入信号相并联。号、净输入信号相并联。第5章 负反馈放大电路 5电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反

8、馈电压反馈：反馈信号取自输出电压，即反馈信号与输出电压电压反馈：反馈信号取自输出电压，即反馈信号与输出电压成正比；成正比；电流反馈：反馈信号取自输出电流，即反馈信号与输出电流电流反馈：反馈信号取自输出电流，即反馈信号与输出电流成正比。成正比。判断方法为输出端判断方法为输出端“短路短路”法：将输出端短路，若反馈信号法：将输出端短路，若反馈信号取取自输出电压，则反馈信号因输出端短路而不存在了，即为电自输出电压，则反馈信号因输出端短路而不存在了，即为电压反馈；反之，反馈信号仍存在，为电流反馈。在输入信号压反馈；反之，反馈信号仍存在，为电流反馈。在输入信号一定时，电压负反馈可以稳定输出电压，电流负反馈

9、可以稳一定时，电压负反馈可以稳定输出电压，电流负反馈可以稳定输出电流。定输出电流。第5章 负反馈放大电路 例：判断静态工作点稳定电路是否存在反馈，是正反馈还是例：判断静态工作点稳定电路是否存在反馈，是正反馈还是负反馈，是交流反馈还是直流反馈，是串联反馈还是并联反负反馈，是交流反馈还是直流反馈，是串联反馈还是并联反馈，是电压反馈还是电流反馈。馈，是电压反馈还是电流反馈。第5章 负反馈放大电路 解：按瞬时极性法判断为负反馈，极性如图所示，引入解：按瞬时极性法判断为负反馈，极性如图所示，引入Re后，净输入信号减小，后，净输入信号减小，(Ube)。在输入回路中，在输入回路中， 与与Ube，Uf以电压形

10、式相加减。以电压形式相加减。 ，为串联反馈。，为串联反馈。反馈信号中既有直流成份，又有交流成份，故为交直流反反馈信号中既有直流成份，又有交流成份，故为交直流反馈。馈。将输出端短路，反馈路号将输出端短路，反馈路号Uf仍存在，说明仍存在，说明Uf不是取自输出电不是取自输出电压，而是取自输出电流，故为电流反馈。压，而是取自输出电流，故为电流反馈。iUfibeUUU第5章 负反馈放大电路 例：判断图示电路的反馈类型。例：判断图示电路的反馈类型。解：按瞬时极性可依次推出各处电压的极性，如图所示。解：按瞬时极性可依次推出各处电压的极性，如图所示。A1、A2通过通过Rf2引入的整体反馈为电压并联负反馈。引入

11、的整体反馈为电压并联负反馈。A1本级局部反馈为电压串联负反馈。本级局部反馈为电压串联负反馈。A2本级局部反馈为电压并联负反馈。本级局部反馈为电压并联负反馈。第5章 负反馈放大电路 5.1.3 反馈放大电路的反馈放大电路的4种组态种组态1电压串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈电路如图示，电压串联负反馈电路的输出电压串联负反馈电路如图示，电压串联负反馈电路的输出量、输入量和反馈量都是电压，串联反馈用电压求和的方式量、输入量和反馈量都是电压，串联反馈用电压求和的方式来反映反馈对输入信号的影响。来反映反馈对输入信号的影响。设输入电压为设输入电压为Ui，反馈电压为，反馈电压为Uf，则净输入电压，则净

12、输入电压 。当当Ui一定时，一定时，Uf越大，越大， 越小，说明负反馈作用越强。越小，说明负反馈作用越强。若输出短路，则反馈电压不存在了，所以是电压反馈。若输出短路，则反馈电压不存在了，所以是电压反馈。 fiiUUUiU第5章 负反馈放大电路 电压串联负反馈电路的输出量为电压，输入量和反馈量为电电压串联负反馈电路的输出量为电压，输入量和反馈量为电压，则定义压，则定义 ，反馈系数为，反馈系数为 。反馈系数越大。反馈系数越大表示反馈作用越强表示反馈作用越强 。iouuUUAofuuUUF第5章 负反馈放大电路 5.1.3 反馈放大电路的反馈放大电路的4种组态种组态2电压并联负反馈电压并联负反馈电压

13、并联负反馈电路如图示，电压并联负反馈电路的输出电压并联负反馈电路如图示，电压并联负反馈电路的输出量为电压，输入量和反馈量都是电流，并联反馈用电流求和量为电压，输入量和反馈量都是电流，并联反馈用电流求和的方式来反映反馈对输入信号的影响。的方式来反映反馈对输入信号的影响。设输入电流为设输入电流为 ，反馈电流为，反馈电流为 ，则净输入电流，则净输入电流 。 越大，越大， 越小，说明负反馈作用越强。越小，说明负反馈作用越强。iIfIfiiIIIfIiI第5章 负反馈放大电路 电压并联负反馈电路的输出量为电压，输入量和反馈量为电电压并联负反馈电路的输出量为电压，输入量和反馈量为电流，则定义流，则定义 ，

14、反馈系数为，反馈系数为 。反馈系数越大。反馈系数越大表示反馈作用越强表示反馈作用越强 。ouiiUAIfivoIFU第5章 负反馈放大电路 3电流串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电路如图示，输出量为电流，反馈信号与输电流串联负反馈电路如图示，输出量为电流，反馈信号与输出电流成正比，在输入回路中反馈量与输入量以电压形式相出电流成正比，在输入回路中反馈量与输入量以电压形式相加减，所以放大倍数为加减，所以放大倍数为 ，反馈系数为，反馈系数为 。ioivUIAofviIUF 第5章 负反馈放大电路 4电流并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈电路如图示，其输出量为电流，反馈信号与电流并联负反馈电

15、路如图示，其输出量为电流，反馈信号与输出电流成正比，在输入回路中，反馈量与输入量以电流形输出电流成正比，在输入回路中，反馈量与输入量以电流形式相加减，所以放大倍数为式相加减，所以放大倍数为 ，反馈系数为，反馈系数为 。 ioi iIIAofiiIIF 第5章 负反馈放大电路 5.2 负反馈放大电路的表达式负反馈放大电路的表达式 5.2.1 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 图示为反馈放大电路的组成框图图示为反馈放大电路的组成框图 ：第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 5.2.2 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算1简单负反馈电路的计

16、算简单负反馈电路的计算简单负反馈放大电路可用以前学过的知识进行分析计算，比简单负反馈放大电路可用以前学过的知识进行分析计算，比如工作点稳定电路，这是一个电流串联负反馈电路，利用如工作点稳定电路，这是一个电流串联负反馈电路，利用h参数等效电路进行计算，参数等效电路进行计算， e(1)RoLuibeURAU 第5章 负反馈放大电路 2深度负反馈电路的计算深度负反馈电路的计算对于经常遇到的深度负反馈电路，可以根据对于经常遇到的深度负反馈电路，可以根据 来进行近来进行近似计算，使计算过程简化。似计算，使计算过程简化。当当 时，时， ， ，即，即 。11FA第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路

17、 第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 第5章 负反馈放大电路 5.3 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 5.3.1 引入负反馈对放大倍数的影响引入负反馈对放大倍数的影响引入负反馈后，放大倍数是未引入负反馈时的引入负反馈后，放大倍数是未引入负反馈时的 倍，倍，而而 在负反馈时是大于在负反馈时是大于1的，即引入负反馈后放大倍数的，即引入负反馈后放大倍数下降了。下降了。FA11FA1第5章 负反馈放大电

18、路 5.3.2 引入负反馈可提高放大倍数的稳定性引入负反馈可提高放大倍数的稳定性引入负反馈后，放大倍数的相对变化量比未引入负反馈时的引入负反馈后，放大倍数的相对变化量比未引入负反馈时的放大倍数相对变化量减小了，是原来的放大倍数相对变化量减小了，是原来的 倍。倍。 AFAAf122)1 ()1 ()1 (AFdAAFAFdAdAAFdAf21(1)1fffdAdAdAAAFAAFAAF11第5章 负反馈放大电路 5.3.3 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串联负反馈的输入电阻为：串联负反馈的输入电阻为：说明串联负反馈可以提高放大器的输入电阻。说明串联负反馈可以提高放大器的输入

19、电阻。在并联反馈的情况下：在并联反馈的情况下：说明并联负反馈可以减小放大器的输入电阻。说明并联负反馈可以减小放大器的输入电阻。 idiiifiiiifAFIUAFIUUIU)1 ()1 (idiifiiiifiAFIAFUIIUIU11)1 (第5章 负反馈放大电路 2对输出电阻的影响对输出电阻的影响输出电阻是从放大器的输出端往放大器内部看的等效电阻，输出电阻是从放大器的输出端往放大器内部看的等效电阻，不包括负载电阻，基本放大器不包括负载电阻，基本放大器(无反馈无反馈)的输出电阻的输出电阻 。 电流反馈时的输出电阻为：电流反馈时的输出电阻为：说明引入电流负反馈可提高放大器的输出电阻，稳定输出电

20、说明引入电流负反馈可提高放大器的输出电阻，稳定输出电流。流。电压反馈时的输出电阻为：电压反馈时的输出电阻为：说明电压负反馈可减少输出电阻，稳定输出电压。说明电压负反馈可减少输出电阻，稳定输出电压。0ididoUoUI(1)(1)ofooofodoooUVUAF UAFIII11oofooUIAF第5章 负反馈放大电路 5.3.4 减小非线性失真减小非线性失真无反馈时输入的正弦波信号可经基本放大电路后产生失真，无反馈时输入的正弦波信号可经基本放大电路后产生失真，使正半周幅度值变大，负半周幅值减小。引入负反馈后，经使正半周幅度值变大，负半周幅值减小。引入负反馈后，经反馈网络后的反馈信号与输入信号进

21、行比较（相减）净输入反馈网络后的反馈信号与输入信号进行比较（相减）净输入信号变成了正半周幅值小，负半周幅值大，净输入信号经放信号变成了正半周幅值小，负半周幅值大，净输入信号经放大，使输出波形的失真程度得到一定的补偿，大，使输出波形的失真程度得到一定的补偿， 第5章 负反馈放大电路 5.3.5 扩展通频带扩展通频带由于引入负反馈后，放大电路的放大倍数下降了（由于引入负反馈后，放大电路的放大倍数下降了（1+AF）倍。对于同样大小的输入信号，在中频段由于输出信号大，倍。对于同样大小的输入信号，在中频段由于输出信号大，因而反馈信号也大，于是净输入信号变小，从而输出信号降因而反馈信号也大，于是净输入信号变小，从而输出信号降低较多。在低频段和高频段由于输出信号小，反馈信号也低较多。在低频段和高频段由于输出信号小，反馈信号也小，于是净输入信号被削弱的少，从而输出信号降低的少，小，于是净输入信号被削弱的少，从