模拟电子技术放大电路的反馈学习教案

1、会计学1模拟模拟(mn)电子技术放大电路的反馈电子技术放大电路的反馈第一页，共111页。一、反馈一、反馈(fnku)（Feedback） 1. 所谓所谓“反馈反馈”就是把放大器中放大了的输出信号就是把放大器中放大了的输出信号Xo,取出其一部分或全部取出其一部分或全部, 通过反馈网络通过反馈网络形成反馈信号形成反馈信号Xf, 和原来的输入信号和原来的输入信号Xi进行比较（矢量求和）进行比较（矢量求和）, 共同加到基本放大器的输入共同加到基本放大器的输入端端, 构成构成Xi。Xi中包含中包含(bohn)有输出信号有输出信号Xo的成分。把输出量（一部分或者全部）回送的成分。把输出量（一部分或者全部）

2、回送到放大器的输入端称为反馈。具有反馈的放大器到放大器的输入端称为反馈。具有反馈的放大器, 称为反馈放大器。称为反馈放大器。基 本 放 大 电 路A反 馈 网 络Fxo正 向 传 输反 向 传 输ixxfxi反馈放大电路方框图 第1页/共110页第二页，共111页。 2.通常将连接输入回路与输出回路的反馈元件，称为反馈网络通常将连接输入回路与输出回路的反馈元件，称为反馈网络(wnglu)(Feedback Network)；把没有引入反馈的放大电路，称为基本放大电路；把没有引入反馈的放大电路，称为基本放大电路； 而把引入反馈的放大电路称而把引入反馈的放大电路称为反馈放大电路或闭环放大电路。为反

3、馈放大电路或闭环放大电路。 基 本 放 大 电 路A反 馈 网 络Fxo正 向 传 输反 向 传 输ixxfxi3.由方框图可知，基本由方框图可知，基本放 大 电 路 的 放 大 倍 数放 大 电 路 的 放 大 倍 数(bish)，也称为开环增，也称为开环增益益(Open Loop Gain)为为 ioxxA4.反馈反馈(fnku)网络的反馈网络的反馈(fnku)系数（系数（Feedback Factor） ofxxF 5. 反馈放大电路的闭环放大倍数，即反馈放大电路的闭环放大倍数，即闭环增益（闭环增益（Closed Loop Gain）为为 iofxxA Xi 称为净输入量基本放大电路的输

4、入信号称为净输入量基本放大电路的输入信号Xf 称为反馈量反馈网络的输出信号称为反馈量反馈网络的输出信号第2页/共110页第三页，共111页。6.1 6.1 反馈得基本概念及判断反馈得基本概念及判断(pndun)(pndun)方法方法基本概念基本概念二、正反馈（二、正反馈（Positive Feedback） 与负反馈（与负反馈（Negative Feedback）fiixxxfiixxxixfx正反馈正反馈， 使使 加强，使放大倍数增加加强，使放大倍数增加ixfx负反馈负反馈， 使使 减小，使放大倍数降低减小，使放大倍数降低第3页/共110页第四页，共111页。6.1 6.1 反馈得基本概念及

5、判断反馈得基本概念及判断(pndun)(pndun)方法方法基本概念基本概念三、直流反馈三、直流反馈(fnku)与与交流反馈交流反馈(fnku)hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部内部(nib)反馈反馈外部反馈外部反馈若反馈信号中只包含直流成份若反馈信号中只包含直流成份直流反馈直流反馈若反馈信号中只包含交流成份若反馈信号中只包含交流成份交流反馈交流反馈四、内部反馈与外部反馈四、内部反馈与外部反馈五、本级反馈与级间反馈五、本级反馈与级间反馈 第4页/共110页第五页，共111页。 由于(yuy)Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压(uPuN)的数值仅

6、为几十一百多微伏。在线性区：在线性区：uOAod(uPuN) Aod是开环差模放大是开环差模放大(fngd)倍倍数。数。 (uPuN)的数值大于一定值时，的数值大于一定值时，集成运放的输出不是集成运放的输出不是UOM , 就是就是UOM，即集成运放工作在非线性区，即集成运放工作在非线性区。第5页/共110页第六页，共111页。6.1 6.1 反馈反馈(fnku)(fnku)得基本概念及判断方得基本概念及判断方法法反馈反馈(fnku)的判的判断方法断方法一、有无一、有无(yu w)反馈的判反馈的判断断反馈与反馈通路反馈与反馈通路（1）我们判断一个电路是否有反馈，是通过分析它是否存在反馈通路而）我

7、们判断一个电路是否有反馈，是通过分析它是否存在反馈通路而进行的，而反馈通路是跨接在输出和输入间的网络。进行的，而反馈通路是跨接在输出和输入间的网络。（2）若电路中不存在反馈）若电路中不存在反馈开环开环vIvO+- -RLvIvO+- -RLR2R1反馈通路反馈通路（反馈网络（反馈网络）信号的正向信号的正向传输传输（3）若电路中存在反馈）若电路中存在反馈闭环闭环第6页/共110页第七页，共111页。6.1 6.1 反馈反馈(fnku)(fnku)得基本概念及判断方法得基本概念及判断方法反馈的判断反馈的判断(pndun)方法方法二、反馈二、反馈(fnku)极性的判极性的判断断 判断电路中反馈的正、

8、负极性用判断电路中反馈的正、负极性用瞬时极性法瞬时极性法：（1）按中频段考虑，即不考虑电路中所有的电容对相位的影响）按中频段考虑，即不考虑电路中所有的电容对相位的影响。（2）用正、负号（）用正、负号（+、-）或箭头（）或箭头（、）表示电路中各关键点）表示电路中各关键点对对“地地”的电位的瞬时极性（或瞬时变化），这种表示要符的电位的瞬时极性（或瞬时变化），这种表示要符合放大器的基本原理。合放大器的基本原理。 共射极放大器：集电极与基极电位反相；共射极放大器：集电极与基极电位反相； 共基极放大器：集电极与发射极电位同相；共基极放大器：集电极与发射极电位同相； 共集极放大器：发射极与基极电位同相；共

9、集极放大器：发射极与基极电位同相； 集成运放电路：看集成运放电路：看xf是加在同相端还是反相端是加在同相端还是反相端（3）要逐级进行。最后看反馈到输入端的信号的瞬时极性，若）要逐级进行。最后看反馈到输入端的信号的瞬时极性，若与原输入信号的位相相同，则为正反馈，若与原输入信号的位相与原输入信号的位相相同，则为正反馈，若与原输入信号的位相相反，则为负反馈。相反，则为负反馈。第7页/共110页第八页，共111页。第8页/共110页第九页，共111页。(+)(+)(-)(-)(-)反馈反馈(fnku)通路通路负反馈 负反馈 (+)(+)(-)(-)(-)净输入量净输入量反馈反馈(fnku)通通路路正反

10、馈与负反馈判断正反馈与负反馈判断(pndun)举举例例第9页/共110页第十页，共111页。vIvO- -+RLR2R1(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量正反正反馈馈反馈反馈(fnku)通路通路vO- -+R4R5R3- -+vIR1R2级间反级间反馈馈(fnku)通路通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)级间负反馈级间负反馈反馈通路反馈通路本级反馈通路本级反馈通路正反馈与负反馈判断正反馈与负反馈判断(pndun)举例举例(-)第10页/共110页第十一页，共111页。(-)第11页/共110页第十二页，共111页。6.1 6.1 反馈反馈(fnku)(fnku)得基本概念及判断得基本

11、概念及判断方法方法反馈的判断反馈的判断(pndun)方法方法三、直流反馈三、直流反馈(fnku)与交流反馈与交流反馈(fnku)的判断的判断交、直流反馈判断举例交、直流反馈判断举例第12页/共110页第十三页，共111页。vIvO- -+C2C1R1R2(+)(+)(+)(+)交流交流(jioli)负负反馈反馈(+)交交流流正正反反馈馈交、直流反馈判断交、直流反馈判断(pndun)举例举例交流交流(jioli)负反馈负反馈(-)(+)(-)(+)(+)第13页/共110页第十四页，共111页。反馈反馈(fnku)判断：判断：习题习题(xt)6.4，6.5第14页/共110页第十五页，共111页

12、。第15页/共110页第十六页，共111页。6.2.1 6.2.1 分析分析(fnx)(fnx)要点要点1. 类型类型(lixng)由 此 可 组 成 四 种由 此 可 组 成 四 种 ( s zhn)组态：组态：输入端：反馈信号在输入端的联接分为输入端：反馈信号在输入端的联接分为串联串联和和并联并联两种方式。两种方式。输出端：反馈信号在输出端分为取输出端：反馈信号在输出端分为取电压电压和取和取电流电流两种方式。两种方式。电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联第16页/共110页第十七页，共111页。瞬时极性如图：反馈瞬时极性如图：反馈(fnku)电电压为：压为：11

13、2FORuuRR集成运放同相输入端和反相输入端的集成运放同相输入端和反相输入端的电流电流iPiN0，为，为虚断虚断；集成运放同相输入端和反相输入端集成运放同相输入端和反相输入端的的电压电压uPuN，为，为虚短虚短；所以：所以：uIuPuNuF21(1)OIRuuR表明电路引入电压串联负反馈后，只要表明电路引入电压串联负反馈后，只要R1和和R2确定，确定，uO仅仅取决于仅仅取决于uI，与负载，与负载无关。可以看成无关。可以看成uI控制控制uO的电压源，输出内阻很小。的电压源，输出内阻很小。第17页/共110页第十八页，共111页。集成运放同相输入端和反相输入端的集成运放同相输入端和反相输入端的(

14、dund)电流电流iPiN0，为虚断；为虚断；集成运放同相输入端和反相输入端的集成运放同相输入端和反相输入端的(dund)电压电压uPuN，为虚短；为虚短；第18页/共110页第十九页，共111页。所以所以(suy)：uIuPuNuF121IRRuiiR表明电路引入电流串联负反馈后，只要表明电路引入电流串联负反馈后，只要R1确定，确定，iO仅仅取决于仅仅取决于uI。可以看成可以看成uI控制控制iO的电流源，输出电阻趋于无穷大。的电流源，输出电阻趋于无穷大。1FOui R11FIOuuiRR第19页/共110页第二十页，共111页。当某种原因使输出电流当某种原因使输出电流(dinli)iO增大，

15、产生如下过程：增大，产生如下过程：iOuFuDiO小结小结(xioji)：1.电压负反馈能够稳定输出电压，电压负反馈能够稳定输出电压， 电流负反馈能够稳定输出电流。电流负反馈能够稳定输出电流。2.串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为恒流源串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为恒流源或近似恒压源的情况。或近似恒压源的情况。第20页/共110页第二十一页，共111页。集成集成(j chn)运放的运放的Aod与与rid趋趋于无穷大于无穷大uPuN0OFuiR 表明电路引入电压并联负反馈后，只要表明电路引入电压并联负反馈后，只要R确定，确定，uO仅仅取决于仅仅取决于iI。可以看成可以

16、看成 iI 控制控制 uO 的电压源，输出电阻趋于零。的电压源，输出电阻趋于零。1FiiOIuRi 第21页/共110页第二十二页，共111页。集成集成(j chn)运放的运放的Aod与与rid趋趋于无穷大于无穷大uPuN0212FORiiRR 表明电路引入电流并联负反馈后，只要表明电路引入电流并联负反馈后，只要R1和和R2确定，确定，iO仅仅取决仅仅取决于于iI。可以看成可以看成 iI 控制控制 iO 的电流源，输出电阻趋于无穷大。的电流源，输出电阻趋于无穷大。1Fii12(1)OIRiiR 第22页/共110页第二十三页，共111页。iouufUUAiouifIUAioiufUIAioii

17、fIIA闭环放大系数：闭环放大系数：电压电压(diny)串联负反馈串联负反馈电流电流(dinli)并联负反馈并联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈放大电路中引入电压负反馈还是电流负反馈，取决于负载预得到的稳定的电压还是稳放大电路中引入电压负反馈还是电流负反馈，取决于负载预得到的稳定的电压还是稳定的电流；定的电流；引入串联负反馈还是并联负反馈，取决于输入信号是恒流源还是恒压源。引入串联负反馈还是并联负反馈，取决于输入信号是恒流源还是恒压源。第23页/共110页第二十四页，共111页。1. 四种组态的判断四种组态的判断(pndun)方法方法iX并联：反馈量并联：反馈量和

18、和fX输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。iX串联：反馈量串联：反馈量和和fX输入量输入量fXiXfXiXfXiXfXiX电流电流(dinli)：将负载短路，反馈量仍然存在。：将负载短路，反馈量仍然存在。电压电压(diny)：将负载短路，反馈量为零。：将负载短路，反馈量为零。第24页/共110页第二十五页，共111页。电压电压(diny)反馈反馈第25页/共110页第二十六页，共111页。电压(diny)反馈与电流反馈（二）从电路的连接从电路的连接(linji)(linji)方式上：方式上：凡是直接从凡是直接从uOuO端口引回的反馈为电压反馈，否则为

19、电流反馈端口引回的反馈为电压反馈，否则为电流反馈电流电流(dinli)反馈反馈第26页/共110页第二十七页，共111页。串联(chunlin)反馈与并联反馈（一）串联串联(chunlin)反馈反馈第27页/共110页第二十八页，共111页。串联反馈(fnku)与并联反馈(fnku)（一）并联并联(bnglin)反馈反馈fXiXfXiXfXiXfXiX从电路的连接方式上：从电路的连接方式上：凡是直接凡是直接(zhji)(zhji)引回到引回到XiXi端口的反馈为并联反馈，否则为串联反馈端口的反馈为并联反馈，否则为串联反馈第28页/共110页第二十九页，共111页。例例电流电流(dinli)并联

20、负反并联负反馈馈第29页/共110页第三十页，共111页。例例例，组态例，组态(z ti)判断判断电压电压(diny)并联负并联负反馈反馈第30页/共110页第三十一页，共111页。第31页/共110页第三十二页，共111页。第32页/共110页第三十三页，共111页。ioxAx基本放大电路的放大系数：foxFx反馈系数：ofixAx闭环放大系数：fiixxxiAfxFxAFAF称为电路称为电路(dinl)(dinl)的环路放大倍数。的环路放大倍数。第33页/共110页第三十四页，共111页。X 信号信号 在四种反馈阻态中的具体形式在四种反馈阻态中的具体形式电压电压(diny)串串联联电压电压

21、(diny)并并联联电流电流(dinli)串串联联电流并联电流并联iXiXfXoXiViVfVoVi IiIfIoIoViViVfVoIi IiIfI第34页/共110页第三十五页，共111页。第35页/共110页第三十六页，共111页。表表6.3.1 四种组态负反馈放大四种组态负反馈放大(fngd)电路的比较电路的比较 第36页/共110页第三十七页，共111页。iAfxFxifffA AFAAAFA1AFoofiiiixxxAxxxxx闭环放大系数：在中频段， ， 均为实数则：iifxxxioxAx基本放大电路的放大系数： 当电路引入负反馈时，当电路引入负反馈时，AF0,表明引入负反馈后电

22、路的放大表明引入负反馈后电路的放大(fngd)系数等于基本放大系数等于基本放大(fngd)电路放大电路放大(fngd)倍数的（倍数的（1+AF）分之一，而且：分之一，而且：A，F和和Af同符号。同符号。第37页/共110页第三十八页，共111页。反馈反馈(fnku)深度的讨论深度的讨论一般一般(ybn)负反馈负反馈称为反馈深度称为反馈深度FA 1FAAA 1F时，时， 11 )1( FA， FAA 时，时， 11 )2( FA深度深度(shnd)负反馈负反馈正反馈正反馈时，时， 11 )3( FA， FAA 说明电路在输入量为零时说明电路在输入量为零时就有输出，电路产生就有输出，电路产生自激振

23、自激振荡荡时时， 01 )4( FA， F AF1 A F，第38页/共110页第三十九页，共111页。负反馈放大电路负反馈放大电路(dinl)(dinl)分解成基本放大电路分解成基本放大电路(dinl)(dinl)，反馈网络，反馈网络单向化单向化根据网络定理：根据网络定理：当考虑反馈当考虑反馈(fnku)(fnku)网络在输入端的负载效应时，应令输出量的作网络在输入端的负载效应时，应令输出量的作用为零；用为零；当考虑反馈当考虑反馈(fnku)(fnku)网络在输出端的负载效应时，应令输入量的作网络在输出端的负载效应时，应令输入量的作用为零。用为零。一般方法：一般方法：1.1.找出反馈网络找出

24、反馈网络2.2.求解反馈网络在放大电路输入端的等效电阻。求解反馈网络在放大电路输入端的等效电阻。 对电压反馈，令对电压反馈，令u uO O0 0，即输出端短路，即输出端短路 对电流反馈，令对电流反馈，令i iO O0 0，将，将i iO O所在回路断开所在回路断开3.3.求解反馈网络在放大电路输出端的等效电阻。求解反馈网络在放大电路输出端的等效电阻。 对串联负反馈，令对串联负反馈，令i iI I0 0，即断开放大电路输入级与反馈网络的连接，即断开放大电路输入级与反馈网络的连接 对并联负反馈，令输入端接地对并联负反馈，令输入端接地第39页/共110页第四十页，共111页。负反馈放大负反馈放大(f

25、ngd)(fngd)电路电路 基本放大基本放大(fngd)(fngd)电路电路第40页/共110页第四十一页，共111页。第41页/共110页第四十二页，共111页。第42页/共110页第四十三页，共111页。1. 深度深度(shnd)负反馈负反馈的特点的特点即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络(wnglu)有关有关 11 FA由于由于FAAA 1F则则FFAA1 又因为又因为ioFXXA ofXXF ifXX 代入上式代入上式得得输入量近似等于反馈量输入量近似等于反馈量0fiid XXX净输入量近似等于零净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件

26、下，基本放大电路由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚两虚”的概念的概念第43页/共110页第四十四页，共111页。1. 深度深度(shnd)负反馈负反馈的特点的特点串联串联(chunlin)负反馈，输入端电压负反馈，输入端电压求和。求和。0fiid VVV0iidid rVI深度深度(shnd)负反馈条负反馈条件下件下虚短虚短虚断虚断0fiid III0iidid rIV虚短虚短虚断虚断并联负反馈，输入端电流求和。并联负反馈，输入端电流求和。0fiid XXXfIiIidIidV+-idIidV+-fIiIfViVidIidV+-fViVidIidV+-第44页/共110页第四十五页，

27、共111页。确定反馈网络确定反馈网络(wnglu)(wnglu)，求解反，求解反馈系数。馈系数。fuuoaVFV图：211RRR fiiodIFI图：212RRR fiuocIFV图：1R fuiobVFI图：R第45页/共110页第四十六页，共111页。一、电压串联一、电压串联(chunlin)(chunlin)负反馈电路负反馈电路ouufufiAAVVofuuV1VF2uf1RA1R 深度负反馈时：二、电流二、电流(dinli)(dinli)串联负串联负反馈电路反馈电路ouufufiAAVVoLLLfuiI RR1RUFRooiufifuiII1A=UUF深度负反馈时：第46页/共110页

28、第四十七页，共111页。6.4.36.4.3放大倍数放大倍数(bish)(bish)的分析的分析三、电压并联三、电压并联(bnglin)(bnglin)负负反馈电路反馈电路oousfsfsUUAUI Riuss11RF RR OOuififiuUU1A=IIF深度负反馈时：第47页/共110页第四十八页，共111页。6.4.36.4.3放大倍数放大倍数(bish)(bish)的分析的分析四、电流并联四、电流并联(bnglin)(bnglin)负负反馈电路反馈电路OOiififiiII1A =IIF深度负反馈时：ooLusfsfsUI RAUI RL12Liis2sRRR R1F RRR 总结总

29、结(zngji)(zngji)步骤：步骤：1.1.正确判断反馈组态；正确判断反馈组态；2.2.求反馈系数；求反馈系数；3.利用利用F求解求解Af，Auf；用瞬时极性法判断；用瞬时极性法判断Uo和和Ui的相位关系。的相位关系。第48页/共110页第四十九页，共111页。第49页/共110页第五十页，共111页。第50页/共110页第五十一页，共111页。电压串联电压串联(chunlin)负反馈放大电路负反馈放大电路(a) 集成运放构成的电路；集成运放构成的电路； (b) 分立元件构成的电路分立元件构成的电路 RbRfRc1Rc2RfRe1Re2C1C2Ce2RL UCCV2iUiUiIRlfUo

30、UiUiUfUoUV1(a)(b)A电路(dinl)的形式第51页/共110页第五十二页，共111页。电压电压(diny)并联负反馈放大电路并联负反馈放大电路(a) 集成运放构成的电路；集成运放构成的电路； (b) 分立元件构成的电路分立元件构成的电路 RfR1Rc1Rc2Re2C1C2Ce1RL UCCV1RsoUiUiIfIR2iIV2oURfRe1iUsUiIfIiI(a)(b)1eIRLA第52页/共110页第五十三页，共111页。电流电流(dinli)串联负反馈放大电路串联负反馈放大电路(a) 集成运放构成的电路；集成运放构成的电路； (b) 分立元件构成的电路分立元件构成的电路 R

31、1RbRc2C1Ce2RL UCCRc3(b)iUiIiUfURLoIoU(a)Rc1V3V2iUiUfURe1Re2C2oUV13cIA第53页/共110页第五十四页，共111页。电流并联负反馈放大电流并联负反馈放大(fngd)电路电路(a) 集成运放构成的电路；集成运放构成的电路； (b) 分立元件构成的电路分立元件构成的电路 RfR1Rc1Rc2Re2C1C2Ce1RL UCCV1RsoUiUiIfIR2iIV2oURfRe1iUsUiIfIiI(a)(b)RLRoIA第54页/共110页第五十五页，共111页。第55页/共110页第五十六页，共111页。6.5.1稳定稳定(wndng)

32、放大系放大系数数闭环时闭环时FAAA 1F则则2F)1(1AFdAdA 中频中频(zhngpn)，只，只考虑幅值有考虑幅值有AFAA 1FAdAAFAdA 11FF另一方面另一方面在深度在深度(shnd)负反馈负反馈条件下条件下FA1F 即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。组成时，闭环增益将有很高的稳定性。例：例：1+AF=100时，时，A=100010% 即即dA/A=10% 则则dAf/Af=0.1%, Af=100.1%表明引入负反馈后，表明引入负反馈后，Af的相对变化量的相对变化量

33、 仅为其基本放大电路放大倍数仅为其基本放大电路放大倍数A的的相对变化量相对变化量 的的(1+AF)分之一，也就是分之一，也就是Af的稳定性是的稳定性是A的的(1+AF)倍。倍。 ffAdAAdA）（AF1放大倍数的稳定性是基本放大电路的放大倍数的稳定性是基本放大电路的 倍。倍。第56页/共110页第五十七页，共111页。iiiifiiiifiiiIAFUUIUUIURIURiif)1 (RAFR 对输入电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输入端的接法对输入电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输入端的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。无反馈时：无反馈

34、时：结论：结论：引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到原来的（增大到原来的（1 1AFAF）倍。倍。第57页/共110页第五十八页，共111页。 引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的影响一样引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的影响一样码？码？ Rb1支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无(yu w)变化？变化？第58页/共110页第五十九页，共111页。6.5.2 改变改变(gibin)输入电阻和输出输入电阻和输出电阻电阻一、对输入电阻的影响一、对输入电阻的影响（1）串联）串联(chu

35、nlin)负反馈使输入电阻增加负反馈使输入电阻增加-特殊说明特殊说明 无反馈无反馈(fnku)时：时：RiRb1/rbe+(1+)Re1引入反馈时，对引入反馈时，对Rb1不产生影响，不产生影响，Rif(1+AF)Ri整个电路的整个电路的RifRb1/Rif, 反馈仅仅影响引入反馈的支路反馈仅仅影响引入反馈的支路第59页/共110页第六十页，共111页。iiifiiiiifiiiAFIIUIIUIURIURAFRR1iif串联串联(chunlin)负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。引入并联负反馈，或引入串联负反馈时在0 )( )1 (ifif

36、ifRRRAF无反馈无反馈(fnku)时：时：第60页/共110页第六十一页，共111页。AFRR1oof 对输出电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输出端的接法有关(yugun)，即决定于是电压反馈还是电流反馈。 电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻。ooooooof)(RAFUUUIUR所取电流已在其负所取电流已在其负载效应中考虑载效应中考虑第61页/共110页第六十二页，共111页。oooof)1 (RAFIURAFRUIAFIRUI1)(ooooooo所取电压已在其负载所取电压已在其负载(fzi)效应中考虑效应中考虑第62页/共110页第六十三页，共111页。oof)1 (R

37、AFR Rc2支路在支路在引入反馈前引入反馈前后对输出电后对输出电阻的影响阻的影响(yngxing)有无变化？有无变化？ 引入电流负反馈，使引出反馈的支路引入电流负反馈，使引出反馈的支路(zh l)(zh l)的等效电的等效电阻增大到原来的（阻增大到原来的（1 1AFAF）倍。）倍。或引入电流负反馈；引入电压负反馈时在)( 0 )1 (ofofofRRRAF第63页/共110页第六十四页，共111页。反馈组态电压串联电流串联电压并联电流并联Rif（或Rif）增大（）增大（）减小（0）减小（0）Rof（或Rof）减小（0）增大（）减小（0）增大（）负反馈对输入电阻和输出电阻的影响负反馈对输入电阻

38、和输出电阻的影响(yngxing) 第64页/共110页第六十五页，共111页。设开环放大器的高频设开环放大器的高频(o pn)区频响函数为区频响函数为 hmffjAA1加负反馈后闭环增益加负反馈后闭环增益(zngy)的频响函数应为的频响函数应为 1(/)11111(1)/1(/)mmmfhhmhfmhhmhhfhAAAAj ffA FAA FffA FjjA Fffj ff6.5.3 扩展扩展(kuzhn)频频带带第65页/共110页第六十六页，共111页。(1)mmfmAAA F(1)hfmhfA F f加负反馈后，加负反馈后，fhf为为fh的的(1+AmF)倍，中频区增益倍，中频区增益(

39、zngy)Amf为为Am的的1/ (1+AmF)倍。倍。 同理，负反馈放大器的下限频率同理，负反馈放大器的下限频率flh是开环放大器的下限频率是开环放大器的下限频率fl的的1/ (1+AmF)倍。倍。 即：即：LLf1mffA F第66页/共110页第六十七页，共111页。开环幅频响开环幅频响应应(xingyng)闭环幅频闭环幅频响应响应(xingyng)6.5.3 扩展扩展(kuzhn)频频带带引入负反馈后使通频带扩展了引入负反馈后使通频带扩展了(1+AF)倍倍 fBWfBWf3dB3dBfLf|lg20A|lg20mA|lg20mfAfLfHfHfOf第67页/共110页第六十八页，共11

40、1页。6.5.4 减少减少(jinsho)非线性非线性失真失真AAF大小大小大小大小若输入信号本身就是失真若输入信号本身就是失真(sh zhn)波形，是不能靠引入负反馈来改善的波形，是不能靠引入负反馈来改善的。只有放大器内部所产生的非线性失真。只有放大器内部所产生的非线性失真(sh zhn)用负反馈改善才有效。用负反馈改善才有效。 第68页/共110页第六十九页，共111页。（三）抑制噪声和干扰（三）抑制噪声和干扰 负反馈能将噪声和干扰抑制负反馈能将噪声和干扰抑制(1+AF)倍倍 注意：注意： 1、放大电路引入负反馈后，信噪比并没有提高、放大电路引入负反馈后，信噪比并没有提高 2、若干扰或噪声

41、与输入、若干扰或噪声与输入(shr)信号同时由外界引入，靠负反馈无济于信号同时由外界引入，靠负反馈无济于事。事。第69页/共110页第七十页，共111页。6.5.5为改善性能引入负反馈的一般为改善性能引入负反馈的一般(ybn)原则原则 要稳定静态要稳定静态(jngti)工作工作点点引直流负反馈引直流负反馈 要改善要改善(gishn)电路的动态电路的动态性能性能引交流负反馈引交流负反馈 要稳定输出电压要稳定输出电压引电压负反馈引电压负反馈 要稳定输出电流要稳定输出电流引电流负反馈引电流负反馈 当信号源为恒压源或内阻较小的电压源，要增大输入电阻当信号源为恒压源或内阻较小的电压源，要增大输入电阻引串

42、联负反馈引串联负反馈 当信号源为恒流源或内阻较大的电流源，要减小输入电阻当信号源为恒流源或内阻较大的电流源，要减小输入电阻引并联负反馈引并联负反馈说明：引入负反馈虽然可以改善电路的性能，然而，若处理不当，则电说明：引入负反馈虽然可以改善电路的性能，然而，若处理不当，则电路将产生自激振荡，使改善性能的愿望落空。路将产生自激振荡，使改善性能的愿望落空。 在需要进行信号变换时，选择合适的组态。在需要进行信号变换时，选择合适的组态。 第70页/共110页第七十一页，共111页。(1)引入电压引入电压(diny)串联负反串联负反馈馈解：解：求求: 例例 vO R4 vS + - - Rf R1 T2 T

43、1 +VCC VCC A R2 R3 a b c d e f g h j i + - - (+)(+)( )( )( )正反馈正反馈第71页/共110页第七十二页，共111页。(1)引入电压引入电压(diny)串联串联负反馈负反馈解：解：求求: 例例 vO R4 vS + - - Rf R1 T2 T1 +VCC VCC A R2 R3 a b c d e f g h j i + - - (+)(+)(+)(+)(+)电压电压(diny)串联负串联负反馈反馈第72页/共110页第七十三页，共111页。(2)引入电压引入电压(diny)并联负反并联负反馈馈解：解：求求:例例 vO R4 vS +

44、 - - Rf R1 T2 T1 +VCC VCC A R2 R3 a b c d e f g h j i + - - (+)(+)(+)(+)(+)正反馈正反馈第73页/共110页第七十四页，共111页。解：解：求求:例例 vO R4 vS + - - Rf R1 T2 T1 +VCC VCC A R2 R3 a b c d e f g h j i + - - (+)(+)( )( )( )电压电压(diny)并联负并联负反馈反馈(2)引入电压引入电压(diny)并联负反并联负反馈馈第74页/共110页第七十五页，共111页。(3)引入电流引入电流(dinli)串联负反串联负反馈馈解：解：求

45、求:例例 vO R4 vS + - - Rf R1 T2 T1 +VCC VCC A R2 R3 a b c d e f g h j i + - - (+)(+)( )(+)(+)电流电流(dinli)串串联负反馈联负反馈第75页/共110页第七十六页，共111页。(4)引入电流引入电流(dinli)并联负反并联负反馈馈解：解：求求:例例 vO R4 vS + - - Rf R1 T2 T1 +VCC VCC A R2 R3 a b c d e f g h j i + - - (+)(+)(+)( )( )电流电流(dinli)并并联负反馈联负反馈第76页/共110页第七十七页，共111页。(

46、+)(-)(-)(+)(+)第77页/共110页第七十八页，共111页。(+)(-)(-)(-)( )第78页/共110页第七十九页，共111页。(+)(+)(+)( )( )第79页/共110页第八十页，共111页。 练习练习. 电路电路(dinl)如下图所示。如下图所示。（1）合理连线，接入信号源和反馈，使电路）合理连线，接入信号源和反馈，使电路(dinl)的输入的输入电阻增大，输出电阻减小；电阻增大，输出电阻减小； （2）若）若 ，则，则RF应取多少千欧？应取多少千欧？ 20ioUUAu第80页/共110页第八十一页，共111页。步骤步骤(bz(bzhu)hu)(1) 找出信号放大找出信

47、号放大(fngd)通路和反馈通路通路和反馈通路(2) 用瞬时极性法判断正、负反馈用瞬时极性法判断正、负反馈(3) 判断交、直流反馈判断交、直流反馈(4) 判断反馈阻态判断反馈阻态(5) 标出输入量、输出量及反馈量标出输入量、输出量及反馈量(6) 估算深度负反馈条件下电路的估算深度负反馈条件下电路的VFFAAF、任务：任务：求出各项电路指标与电路中有关元件参数之间的关系求出各项电路指标与电路中有关元件参数之间的关系 方法：方法：1、微变等效电路分析法、微变等效电路分析法 2、方框图法、方框图法 3、若为深度负反馈，则计算更简单、若为深度负反馈，则计算更简单 4、回路增益法、回路增益法 第81页/

48、共110页第八十二页，共111页。第82页/共110页第八十三页，共111页。6.6.1 自激产生自激产生(chnshng)的原因及工作条件的原因及工作条件1. 自激振荡现象自激振荡现象(xinxing)Xo基基本本放放大大A电电路路XidXf+Xi反馈网络反馈网络F 在不加在不加(b ji)任任何输入信号的情况下，何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一放大电路仍会产生一定频率的信号输出。定频率的信号输出。2. 产生原因产生原因 在高频区或低频区产生的在高频区或低频区产生的附加相移附加相移达到达到180 ，使中，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定频区的负反馈在高频区或低

49、频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。的幅值条件时，便产生自激振荡。FA和和第83页/共110页第八十四页，共111页。3. 自激振荡条件自激振荡条件(tiojin)自激振荡自激振荡反馈深度反馈深度时时， 01 FA即即1 FA为为环环路路增增益益）（ FAVf反馈网络反馈网络F基本放大电路基本放大电路AVo1Vid又又)()()()(fa FAFA得自激振荡条件得自激振荡条件(tiojin)1)()(kk FA 180)12()()(kfkan 幅 值 条 件幅 值 条 件(tiojin)相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）FAAA 1F闭环增益闭环增益6.6.1

50、自激产生的原因及工作条件自激产生的原因及工作条件第84页/共110页第八十五页，共111页。3. 自激振荡条件自激振荡条件(tiojin)Vf反馈网络反馈网络F基本放大电路基本放大电路AVo1Vid自 激 振 荡 条 件自 激 振 荡 条 件(tiojin)1)()(kk FA 180)12()()(kfkan 说明：（说明：（1）一级或两级负反馈放大电路是稳定的，三级或三级以）一级或两级负反馈放大电路是稳定的，三级或三级以上上(yshng)的负反馈电路，在深度负反馈的条件下，由可能产生自激的负反馈电路，在深度负反馈的条件下，由可能产生自激振荡。振荡。 （2）为使负反馈放大器能够稳定地工作，必

51、须设法破坏自）为使负反馈放大器能够稳定地工作，必须设法破坏自激振荡的条件激振荡的条件 arg(21)FAnp贡+&1FA1FA在 时arg(21)FAnp= +&在 时使使6.6.1 自激产生的原因及工作条件自激产生的原因及工作条件第85页/共110页第八十六页，共111页。1.稳定工作稳定工作(gngzu)条条件件破坏破坏(phui)自激振自激振荡条件荡条件1 FA 180fa 1 FA 180fa 或或1m GFA 180fa 1 FA 180mfa 或写为或写为其中其中(qzhng)Gm幅值裕度幅值裕度，一般要求，一般要求Gm -10dB m相位裕度相位裕度，一般要求，一

52、般要求 m 45 保证可靠稳定，保证可靠稳定，留有余地。留有余地。6.6.2 稳定性分析稳定性分析f0: 满足自激振荡相位条件的频率满足自激振荡相位条件的频率fc:满足满足自激振荡自激振荡幅值条件的频率幅值条件的频率 Gm20log|AF| f=f0 m=180-|A+F| f=fc判稳：判稳：若不存在若不存在f0，则电路稳定，则电路稳定若存在若存在f0，f0fc,电路稳定。电路稳定。第86页/共110页第八十七页，共111页。fcf0满足满足(mnz)起振条起振条件件电路电路(dinl)不稳定不稳定fcf0电路稳定电路稳定 f0 fc，电路不稳定，会产生自激振荡；，电路不稳定，会产生自激振荡

53、； f0 fc，电路稳定，不会产生自激振荡。，电路稳定，不会产生自激振荡。第87页/共110页第八十八页，共111页。fcf0Gm幅值裕度幅值裕度m相位相位(xingwi)裕度裕度 Gm10dB，且，且m45，负反馈放大电，负反馈放大电路才具有可靠的稳定性路才具有可靠的稳定性。第88页/共110页第八十九页，共111页。2. 负反馈放大负反馈放大(fngd)电路稳定性电路稳定性分析分析FAFA1lg20lg20lg20 环路增益的幅频响应写为环路增益的幅频响应写为一般一般与频率无关，与频率无关，F则则F1lg20的幅频响应是一条水平线的幅频响应是一条水平线利用利用(lyng)波特波特图分析图分

54、析关键作出关键作出A的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图F1lg20水平线水平线Alg20 与与的交点为的交点为F1lg20Alg20 1 FA即该点满足即该点满足6.6.2 稳定性分析稳定性分析(fnx)第89页/共110页第九十页，共111页。(2) 作作F1lg20水平线水平线判断判断(pndun)稳定稳定性方法性方法: (1) 作出作出A的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图F1lg20在水平线在水平线Alg20 与与的交点作垂线交相频响应曲线的一点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判断是否满足相位裕度 m 45 若该点若该点 1

55、35 a 满足相位裕度，稳定；否则不稳定。满足相位裕度，稳定；否则不稳定。在相频响应的在相频响应的点处作垂线交点处作垂线交 于于P点点 135 a Alg20 若若P点在点在 水平线之下，稳定；否则不稳定。水平线之下，稳定；否则不稳定。F1lg20或或6.6.3 稳定性判断稳定性判断(pndun)第90页/共110页第九十一页，共111页。负反馈放大电路负反馈放大电路(dinl)稳定性判断稳定性判断分析分析基本放大电基本放大电 1点点 FA基本放大基本放大增增大大 F 反馈反馈(fnku)深深度越深，越容易自度越深，越容易自激。激。F越大，水平线越大，水平线下移，越下移，越F1lg20容易自激

56、容易自激F越大，表明越大，表明反馈深度越深反馈深度越深P点交在点交在 的的-20dB/十倍频程处，放大电路是稳定的。十倍频程处，放大电路是稳定的。Alg20 6.6.3 稳定性判断稳定性判断(pndun)第91页/共110页第九十二页，共111页。思 考思 考(sko) 如果如果 在在0dB线以上只有一个转折频率，则无论反线以上只有一个转折频率，则无论反馈深度如何，电路都能稳定工作，对吗？（假设馈深度如何，电路都能稳定工作，对吗？（假设F 为无源网络）为无源网络）Alg20 F最大为最大为 1，即，即dB 01lg20 Fans:0dB线以上只有一个转折频率，则线以上只有一个转折频率，则在在0

57、dB线以上的线以上的Alg20 斜率为斜率为-20dB/十倍频程。十倍频程。无论反馈深度如何，无论反馈深度如何，P点都交在点都交在 的的-20dB/十倍频程处，十倍频程处，放大电路是稳定的。放大电路是稳定的。Alg20 第92页/共110页第九十三页，共111页。 通过以上分析可知通过以上分析可知(k zh)，要保证负反馈放大电路稳定工作，要保证负反馈放大电路稳定工作，必须破坏自激条件。通常是在相位条件满足，即反馈为正时，破坏必须破坏自激条件。通常是在相位条件满足，即反馈为正时，破坏振幅条件，使反馈信号幅值不满足原输入量；或者在振幅条件满足振幅条件，使反馈信号幅值不满足原输入量；或者在振幅条件

58、满足，反馈量足够大时，破坏相位条件，使反馈无法构成正反馈。，反馈量足够大时，破坏相位条件，使反馈无法构成正反馈。 根根据这两个原则，克服自激振荡的方法有据这两个原则，克服自激振荡的方法有: 6.6.46.6.4负反馈放大负反馈放大(fngd)(fngd)电路自激振荡的消除方法电路自激振荡的消除方法(1) (1) 减小反馈环内放大电路的级数。因为级数越多，由于耦减小反馈环内放大电路的级数。因为级数越多，由于耦合电容合电容(dinrng)(dinrng)和半导体器件的极间电容和半导体器件的极间电容(dinrng)(dinrng)所引所引起的附加相移越大，负反馈越容易过渡成正反馈。一般来说起的附加相

59、移越大，负反馈越容易过渡成正反馈。一般来说，两级以下的负反馈放大电路产生自激的可能性较小，因为，两级以下的负反馈放大电路产生自激的可能性较小，因为其附加相移的极限值为其附加相移的极限值为180180， 当达到此极限值时，相应当达到此极限值时，相应的放大倍数已趋于零，振幅条件不满足。所以实际使用的负的放大倍数已趋于零，振幅条件不满足。所以实际使用的负反馈放大电路的级数一般不超过两级，反馈放大电路的级数一般不超过两级， 最多三级。最多三级。第93页/共110页第九十四页，共111页。 (3) 在放大电路的适当位置加补偿电路。为了克服自激振荡，在放大电路的适当位置加补偿电路。为了克服自激振荡， 又不

60、使放大电路的性能改善受到影响又不使放大电路的性能改善受到影响(yngxing)，通常在负反，通常在负反馈放大电路中接入由馈放大电路中接入由C或或RC构成的各种校正补偿电路，来破坏构成的各种校正补偿电路，来破坏电路的自激条件，以保证电路稳定工作。电路的自激条件，以保证电路稳定工作。 (2) (2) 减小反馈深度。当负反馈放大电路的附加相移达到减小反馈深度。当负反馈放大电路的附加相移达到180180，满足自，满足自激振荡的相位条件时，能够防止电路自激的唯一方法是不再激振荡的相位条件时，能够防止电路自激的唯一方法是不再(b zi)(b zi)让它让它满足振幅条件，即限制反馈深度，使它不能大于或等于满足振幅条件，即限