模电7-反馈放大电路

1、7 反馈放大电路学习指导1会看，即会判断反馈的类型和极性，会定性分析其作用。2会引，即会根据需要正确引入反馈。3会算，即会估算深度负反馈条件下放大电路的闭环增益。4会消振，即会通过实验调试消除反馈放大电路中的自激振荡。参考资料说明模拟电子技术基础（第三版）. 清华大学电子学教研组. 童诗白、华成英 主编。电子线路基础. 高文焕、刘润生 编模拟电子技术基础学习指导书. 王远 编模拟电子技术基础问答·例题·试题. 主编陈大钦，副主编傅恩锡模拟电子技术基础 陈大钦主编，杨华副主编 主要内容7.1 反馈的基本概念与分类7.2 负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式7.3 负反馈对

2、放大电路性能的改善7.4 负反馈放大电路的分析方法7.5 负反馈放大电路的稳定问题7.1 反馈的基本概念与分类7.1.1 基本概念· 反馈· 电路中的反馈形式7.1.2 四种类型的反馈阻态 · 类型· 四种阻态的判断方法· 各种反馈类型的特点· 信号源对反馈效果的影响7.1.1 基本概念1. 反馈将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送回到输入回路的过程。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe反馈通路信号反向传输的渠道开环 无反馈通路闭环 有反馈通路2. 电路中的反馈形式（1）正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入

3、反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。另一角度正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着 信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率（正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。例负反馈正反馈级键负反馈（2）交流反馈与直流反馈根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。例7.1.2 四种类型的反馈组态1. 类型输入端：反馈信号在输入端的联接分为串联和并联两种方式。输出端：反馈信号在输出端分为取电压和取电流两种方式。由此可组成四种阻态：电压串联 电压并联2. 四种

4、阻态的判断方法并联：反馈量输入量接于同一输入端。串联：反馈量输入量接于不同的输入端。电压：将负载短路，反馈量为零。电流：将负载短路，反馈量仍然存在。例电流并联负反馈 电流串联负反馈3. 各种反馈类型的特点A. 电压串联输入端有-vI+ vID + vF =0即vID = vI -vF电压负反馈：稳定输出电压串联反馈：输入端电压求和（KVL）B. 电流并联输入端有iI - iID - iF =0即iID = iI -iF电流负反馈：稳定输出电流并联反馈：输入端电流求和（KCL）其他两种阻态有类似的结论4. 信号源对反馈效果的影响串联反馈 vID = vI -vF要想反馈效果明显，就要求vF变化能

5、有效引起vID的变化。则vI最好为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。并联反馈iID = iI -iF要想反馈效果明显，就要求iF变化能有效引起iID的变化。则iI最好为恒流源，即信号源内阻RS越大越好。7.2 负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式7.2.1 负反馈放大电路的方框图 构成 信号的单向化传输 开环时反馈网络的负载效应7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式 表达式推导 反馈深度的讨论 环路增益1. 构成2. 信号的单向化传输单向化3. 开环时反馈网络的负载效应对输入口的影响对输出口的影响7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式1. 表达式推导已知开环增益（考虑反馈网络的负载

6、效应） 反馈系数即 闭环增益的一般表达式 闭环增益因为 又因为所以 所以对信号源的增益信号 在四种反馈阻态中的具体形式电压串联电压并联电流串联电流并联2. 反馈深度的讨论称为反馈深度一般负反馈深度负反馈 正反馈 自激振荡3. 环路增益环路电压增益=7.3 负反馈对放大电路性能的改善l 提高增益的稳定性l 减少非线性失真l 扩展频带l 对输入电阻和输出电阻的影响l 为改善性能引入负反馈的一般原则l 分析负反馈放大电路的一般步骤7.3.1 提高增益的稳定性闭环时 只考虑幅值有则即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍另一方面在深度负反馈条件下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

7、组成时，闭环增益将有很高的稳定性。7.3.2 减少非线性失真闭环时增益减小，线性度变好。7.3.4 扩展频带上限频率扩展1+AF倍下限频率降低1+AF倍7.3.5 对输入电阻和输出电阻的影响串联负反馈 增大输入电阻并联负反馈 减小输入电阻电压负反馈 减小输出电阻，稳定输出电压电流负反馈 增大输出电阻，稳定输出电流表7.3.2（自看）7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算2. 各种反馈阻态的近似计算（1）电压串联负反馈*闭环输入电阻当负载开路，且忽略反馈网络的负载效应时比无反馈时增加了为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量引直流负反馈 要稳定交流量引交流负反馈 要稳定输出电压引电压负反馈

8、要稳定输出电流引电流负反馈 要增大输入电阻引串联负反馈 要减小输入电阻引并联负反馈分析负反馈放大电路的一般步骤(1) 找出信号放大通路和反馈通路(2) 用瞬时极性法判断正、负反馈(3) 判断交、直流反馈(4) 判断反馈阻态(5) 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7.4 负反馈放大电路的分析方法7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算· 深度负反馈的特点· 各种反馈阻态的近似计算· 举例*7.4.2 小信号模型分析法 1. 深度负反馈的特点由于 则即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关又因为 代入上式得 输入量近似等于反馈量净输入量

9、近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念深度负反馈条件下串联负反馈，输入端电压求和。 虚短 虚断并联负反馈，输入端电流求和。 虚断 虚短2. 各种反馈阻态的近似计算（1）电压串联负反馈利用虚短和虚断的概念得知则反馈系数为 闭环电压增益 *闭环输入电阻 当负载开路，且忽略反馈网络的负载效应时比无反馈时增加了 比无反馈时减小了（2）电流并联负反馈利用虚短和虚断可知 则反馈系数为闭环增益闭环电压增益（3）电压并联负反馈利用虚短和虚断可知 反馈系数为闭环增益闭环电压增益（4）电流串联负反馈利用虚短和虚断可知则反馈系数为闭环增益闭环电压增益例电路如图所示，近似计算它的电压增益。解：

10、忽略基极直流偏置电路后的交流通路如下图所示。电路为电流串联负反馈在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知则反馈系数为闭环增益闭环电压增益求：(1)大环阻态；(2)二、三级局部阻态(3)深度负反馈下大环的闭环电压增益 。解：（1）电压并联负反馈（2）T2电流串联负反馈T3电流串联负反馈T2和T3级间电流串联正反馈在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知则反馈系数为闭环增益闭环电压增益求：(1)判断反馈阻态；(2)深度负反馈下大环的闭环电压增益 。解：(1)电压串联负反馈(2)在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知求：(1)判断反馈阻态； (2)深度负反馈下大环的闭环电压增益 。解： (1)电压串联负

11、反馈(2)在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知 则反馈系数为闭环电压增益闭环电压增益7.5 负反馈放大电路的稳定问题7.5.1 自激及稳定工作条件*7.5.2 频率补偿技术7.5.1 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。2. 产生原因A和F在高频区或低频区产生的附加相移达到180°，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。3. 自激振荡条件闭环增益反馈深度 自激振荡即又得自激振荡条件 幅值条件 相位条件（附加相移）注：输入端求和的相位（-1）不包含在内4. 稳定工作条件破坏自激振荡条件或或写为其中：Gm幅值裕度，一般要求Gm£ -10dB，保证可靠稳定，留有余地。 jm相位裕度，一般要求jm ³ 45°5. 负反馈放大电路稳定性分析利用波特图分析环路增益的幅频响应写为 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关键作出A的幅频响应和相频响应波特图判断稳定性方法(1) 作出A的幅频响应和相频响应波特图(2