第6章放大电路中的反馈

1、第六章第六章 反馈放大电路反馈放大电路6.1 6.1 反馈的基本概念及判断方法反馈的基本概念及判断方法6.2 6.2 负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路的四种基本组态6.5 6.5 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响6.4 6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的分析深度负反馈放大电路放大倍数的分析6.6 6.6 负反馈放大器的自激振荡及消除方法负反馈放大器的自激振荡及消除方法6.3 6.3 负反馈放大电路的方块图及一般表达式负反馈放大电路的方块图及一般表达式6.1 6.1 反馈的基本概念及判断方法反馈的基本概念及判断方法一、例子一、例子输入量：输入量：ui、ube、ib反馈

2、反馈将电子系统输出回路的电量（电压或电流），以一定将电子系统输出回路的电量（电压或电流），以一定的方式送回到输入回路的过程。的方式送回到输入回路的过程。输出量：输出量：uo、uce、ic正向传输正向传输信号从输入端到输出端的传输信号从输入端到输出端的传输TUBEICICUEIB+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeIC稳定工作点电路：稳定工作点电路：UB一一定定二二. . 几个基本概念几个基本概念1. 开环与闭环开环与闭环（信号的传输方向）（信号的传输方向）电路中只有正向传输，没有反电路中只有正向传输，没有反向传输，称为向传输，称为开环状态。开环状态。正向传输正向传

3、输信号从输入端到信号从输入端到输出端的传输输出端的传输反向传输反向传输信号从输信号从输出端到输入端的传输出端到输入端的传输既有正向传输，又有反馈既有正向传输，又有反馈 称为称为闭环状态闭环状态。uu+f1oi+RRuuo+i信号的正向传输信号的正向传输信号的正向传输信号的正向传输反馈传输反馈传输(通路通路)（反馈网络）（反馈网络）直流反馈直流反馈若电路将直流量反馈到输入回路，则若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。称直流反馈。2.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈（反馈信号的成分）（反馈信号的成分） 该电路引入直流反馈的目的，是为了稳定静态工该电路引入直流反馈的目的，是为了稳定静态工作

4、点作点Q。交流反馈交流反馈若电路将若电路将交流量反馈到输入回路，交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。则称交流反馈。（如去掉电容（如去掉电容Ce）交流反馈，影响电路的交流反馈，影响电路的交流工作性能。交流工作性能。直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeICic 解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时存在，来进行判别。存在，来进行判别。例：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。例：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。uu+1A+RfRoiC22R1C交、直

5、流反馈交、直流反馈交流反馈交流反馈 注意电容的注意电容的“隔直通交隔直通交”作用！作用！例：基本放大器，无反馈，净输例：基本放大器，无反馈，净输入量入量ube=ui，电压放大倍数为：，电压放大倍数为：3.3.负反馈与正反馈负反馈与正反馈（对（对净输入量或放大倍数的影响）净输入量或放大倍数的影响）负反馈负反馈输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，放大倍数减小。放大倍数减小。引入反馈后，净输入量引入反馈后，净输入量ube =ui- uf ，电压放大倍数为：电压放大倍数为：可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负反馈。可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以

6、是负反馈。正反馈正反馈输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加。放大倍数增加。+u-TRuLcCCob1+.RCb2Cb1+ViR-beu+-ebeLu)(1RrRAbeLurRA+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-本级反馈本级反馈反馈只存在于某一级放大器中反馈只存在于某一级放大器中 级间反馈级间反馈反馈存在于两级以上的放大器中反馈存在于两级以上的放大器中例例:4.本级反馈与级间反馈本级反馈与级间反馈（存在级数）（存在级数） VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1

7、Rb2Cu+-2T1+iu-Re1级间反馈级间反馈本级反馈本级反馈本级反馈本级反馈 5. 5. 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈( (输入端接入方式）输入端接入方式）( 此时此时反馈信号反馈信号与与输入信号输入信号是是电压电压相加减的关系。相加减的关系。)串联反馈串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：入回路的两个电极。有：ud = ui -uf并联反馈并联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电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。有：路输入回路的同一个电极。有：id = ii -if (此时此时反馈信号反馈信号与与输入信号

8、输入信号是是电流电流相加减的关系。相加减的关系。)6.电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈(输出端取样方式输出端取样方式)电压反馈电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比反馈信号的大小与输出电压成比 例。例。电流反馈：电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比反馈信号的大小与输出电流成比 例例。 三三. .反馈类型及判别方法反馈类型及判别方法1.1.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈判定方法：判定方法：电容的电容的“隔直通交隔直通交”作用作用 例题例题1:试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？馈还是交流反馈？+V+_-+1R5R6Rcc

9、RO2u4uRi3R7R3CC1C2C42.2.反馈极性：正反馈与负反馈反馈极性：正反馈与负反馈判定方法判定方法“瞬时极性法瞬时极性法”用用“瞬时极性法瞬时极性法”判断反馈极性：判断反馈极性： 假设某一瞬时，在放大电路的输入端加入一个正极假设某一瞬时，在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号，按信号传输方向依次判断相关点的瞬性的输入信号，按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。正反馈。例题例题2:试判断下列电路

10、中反馈支路的反馈极性。试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。对于串联反馈对于串联反馈：输入量与反馈量作用在不同的两点上，若输输入量与反馈量作用在不同的两点上，若输入量与反馈量的瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正入量与反馈量的瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈反馈。对于并联反馈对于并联反馈：输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。两端瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。+V+_-+1R5R6RccRO2u4uRi3R7R3CC1C2C4uu+RofA+i1RVVA+2A1uiOu1RR2R3

11、R45RR6VV+A+uOiu1RR2CC+V3RU+VUcc2RR1Ouiu3. 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 假设输出端假设输出端交流短路交流短路（RL=0），即），即uo=0，若，若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。然存在，则为电流反馈。电压反馈：电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比反馈信号的大小与输出电压成比 例。例。判断方法判断方法输出短路法：输出短路法：电流反馈：电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比反馈信号的大小与输出电流成比 例。例。例题例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电试判断下列电路中引入的

12、反馈是电压反馈还是电流反馈。压反馈还是电流反馈。+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-f+R1bCCTCRVRu+-Lo-+uieC2Su+-RSf-u+VVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6+_+V-+cciuuO1RR23RR4R56Ru-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi 4. 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。有：入回路的同一个电极。有：id = ii -if 此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。此时反馈信号与输入信

13、号是电压相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。串联反馈串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：入回路的两个电极。有：ud = ui -uf判断方法判断方法：反馈信号与原输入信号是否接到同一输入端反馈信号与原输入信号是否接到同一输入端6.2 6.2 负反馈放大电路的四种基本组态负反馈类型有负反馈类型有四种四种组态组态: : 电压串联负反馈电压串联负反馈 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 电流并联负反馈电流并联负反馈一一. . 电压串联负反馈电压串联负反馈根

14、据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为： 电压串联负反馈电压串联负反馈从输入端看，有：从输入端看，有：ud = ui -uf故为串联负反馈。故为串联负反馈。反馈电压：反馈电压：fRRRuu11of因为反馈量与输出电压成比例，因为反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。所以是电压反馈。VVV-fARi+duu-f-R+u1+uRo反馈元件反馈元件Rf1 1、集成电路方式：、集成电路方式：2 2、分立电路电压串联负反馈、分立电路电压串联负反馈RL uO uf ud(ube) uO 电压负反馈的特性电压负反馈的特性稳定输出电压稳定输出电压稳定过程：稳定过程：负载变

15、化时，负载变化时，输出电压稳定输出电压稳定输出电阻输出电阻VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1ui一定一定反馈元件反馈元件Rf二二. .电压并联负反馈电压并联负反馈根据瞬时极性判断是根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路负反馈，所以该电路为为电压串联负反馈。电压串联负反馈。id = ii -if从输入端看有：从输入端看有：因为反馈量与输出电压成因为反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。比例，所以是电压反馈。 反馈电流：反馈电

16、流：ffRuRuuioof故为并联负反馈。故为并联负反馈。VCC_CIRCLEVCC_CIRCLE+A+LRRfifid1i1Ruoiu反馈元件反馈元件Rf分立电路电压并联负反馈分立电路电压并联负反馈ffRuRuuiioof反馈量与输出电压成比例，反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。所以是电压反馈。根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负电压串联负反馈反馈ib = is -if在输入端有在输入端有故为并联负反馈。故为并联负反馈。 因为反馈电流：因为反馈电流：+TLR-cui-b+iCC+sRi+VOuu-ssRRffi反馈元件反馈元件Rf三三.

17、 .电流并联负反馈电流并联负反馈NoImage根据瞬时极性判断是根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路负反馈，所以该电路为为电流串联负反馈。电流串联负反馈。在输入端有在输入端有:id = ii -if 反馈电流：反馈电流：因为反馈量与输出因为反馈量与输出电流成比例，所以电流成比例，所以是电流反馈。是电流反馈。故为并联负反馈。故为并联负反馈。uu-1AiiR+i+oidifiofRRLR+-反馈元件反馈元件RffofRRRii 分立电路组成的电流并联负反馈分立电路组成的电流并联负反馈引入电流负反馈的目的引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定输出电流稳定过程：稳定过程：负载变化时，负载变化时，输出电流

18、稳定输出电流稳定输出电阻输出电阻RL io(ic2) if id （ib） io(ic2) +-Rc1c2RRfRe2RsLR1T2Tic2ifsius-u+O+-uiCC+Vib反馈元件反馈元件Rf注意：不能稳定注意：不能稳定iL 四四. .电流串联负反馈电流串联负反馈 反馈电压：反馈电压：uf=ioRf根据瞬时极性判断是根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路负反馈，所以该电路为为电流串联负反馈电流串联负反馈ud = ui -uf在输入端有：在输入端有：因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。故为串联负反馈。故为串联负反馈。u-uR+1f-o+L

19、RR+iA+-du+-fuoi反馈元件反馈元件Rf故为串联反馈故为串联反馈分立电路组成的电流串联负反馈电路分立电路组成的电流串联负反馈电路io uf ud io 引入电流负反馈的目的引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定输出电流稳定过程：稳定过程：负载变化时，负载变化时，输出电流稳定输出电流稳定输出电阻输出电阻RL u-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-反馈元件反馈元件Rf 对于三极管电路：对于三极管电路：T输入量反馈量输入量反馈量T 若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或同时若反馈信号与输入信

20、号同时加在三极管的基极或同时加在发射极，则为并联反馈。加在发射极，则为并联反馈。 若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。则为串联反馈。T输入量反馈量T输入量反馈量 对于运放电路：对于运放电路： 若反馈信号与输入信号同时加在同相端或同时加在反若反馈信号与输入信号同时加在同相端或同时加在反相端为并联反馈。相端为并联反馈。 若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相端则为串联反馈。端则为串联反馈。反馈量+u+uA输入量反馈量u+输入量u+A输入量+A+u反馈量u+uA+u输入量反馈量

21、例题例题4:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还是并联反馈。还是并联反馈。VV+A+uOiu1RR2CC+V3R+V-+_+ccuOui1RR23R4RVVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6U+VUcc2RR1Ouiu例题例题5:试判断下列电路中的反馈组态。试判断下列电路中的反馈组态。解解:电压串联负反馈。电压串联负反馈。_+VRCCVuTV+R2R2i1TEEIsf1uRRA+o12VVVfARi+uu-f-R+u1+Ro1解解:电压并联负反馈。电压并联负反馈。例题例题6:试判断下列电路中的反馈组态。试判断下列电路中的反馈组态。+_V1fI12R

22、12TiR2+uRTRRsR34RCCVVEEuoT3VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEuiuRf+Ao1R（1）串联反馈）串联反馈注：注：信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响ud = ui -uf 所以所以us应为恒压源，即信号源内阻应为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。越小越好。 要想反馈效果要想反馈效果明显，就要求明显，就要求uf变化能有效引起变化能有效引起ud的变化。的变化。uu-+uf-1R+uLd-R+o+AfR-u+S-i+uRs（2）并联反馈）并联反馈id = ii -if 所以所以is应为恒应为恒流流源，即信号源内阻源，即信号源内阻RS越大越好。越大越好。 要想

23、反馈效果明显，就要求要想反馈效果明显，就要求if变化能有效引起变化能有效引起id的变化。的变化。uuAs-R+oRR+Lf+isiidifi基本放大电路基本放大电路AdX oX 反馈网络反馈网络FfX 迭加：迭加：fidXXX 1.方框图：方框图：A称为开环称为开环放大倍数放大倍数iX + AF称为闭环放大倍数称为闭环放大倍数AF=Xo / Xi输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号F称为反馈系数称为反馈系数设设Xf与与Xi同相同相负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图负反馈放大器负反馈放大器ofXXFdXXoA6.3 6.3 负反馈放大电路的方块图及一般表

24、达式负反馈放大电路的方块图及一般表达式四种组态反馈放大电路中的四种组态反馈放大电路中的 反馈网络框图：反馈网络框图：2. 负反馈放大器的一般关系负反馈放大器的一般关系闭环放大倍数：闭环放大倍数：放大放大：doXXA 反馈反馈：ofXXF 迭加：迭加：fidXXX AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF) =XoA11A+F=A1+AF3. 关于反馈深度的讨论关于反馈深度的讨论一般负反馈一般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深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈时，时， 11 )3

25、( FA， FAA 自激振荡自激振荡时，时， 01 )4( FA， F A6.4 深度负反馈放大电路放大倍数深度负反馈放大电路放大倍数的分析与计算的分析与计算 本节本节重点讨论深度负反馈条件下的近似计算重点讨论深度负反馈条件下的近似计算1. 估算的依据估算的依据 深度负反馈：深度负反馈：深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数有关。深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数有关。 11 FA由由FAAA 1F得得FFAA1 11 FA 方法一：方法一：一一. 估算电压增益估算电压增益 方法二：方法二：FAAA 1F根据根据FFAA1 将将ioFXXA ofXXF 代入上式代入上式得得即：输入量近似等

26、于反馈量即：输入量近似等于反馈量净输入量近似等于零净输入量近似等于零或或ifXX 0fid XXX深度负反馈条件下：深度负反馈条件下：Xd=Xi-Xf0(1)串联负反馈串联负反馈ud0(2)并联负反馈并联负反馈id0ii=if-u-R+fu+R-u+1fAd+i+-u+fui+-TfR+u-du+A+ifRiifiii+i-i+T-i+ufRiiibifui=uf二二. 估算输入输出电阻估算输入输出电阻在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：注：表中的输入、输出电阻均指注：表中的输入、输出电阻均指反馈环反馈环中的输入、输出电阻。中的输入、输出电阻。（1）电压串联负反馈）电压串联负反馈2. 四种

27、负反馈放大倍数分析：四种负反馈放大倍数分析：输出信号输出信号fuouofuuuuF反馈系数为：反馈系数为：电压比例系数电压比例系数反馈网络中：反馈网络中：输入信号输入信号 例例1.1.分立元件电路分立元件电路 解：解：用方法一用方法一 求反馈系数：求反馈系数： 求闭环电压放大倍数：求闭环电压放大倍数：feeofuuRRRuuF11e1fe1uuiouf1RRRFuuA RifVV+uRRRe1-b1e2RRb1RRCc2uc1-TOf1CCC+L2+ViTb2ifRifRofRRifRb1ROf0串联负反馈应考虑串联负反馈应考虑Rb的影响的影响电压负反馈只考虑电压负反馈只考虑RoffofuuR

28、RRuuF111f1f1uuiouf11RRRRRFuuA用方法一：用方法一：例例2 2.运放组成的运放组成的电路电路VVV+A+-R1RfuiuuRf+d-uo-求反馈系数：求反馈系数：求闭环电压放大倍数：求闭环电压放大倍数：用方法二用方法二： 利用利用虚短虚短和和虚断虚断的概念得知的概念得知:闭环电压增益闭环电压增益:00id iu11foioUFRRRuuuuAf 11RRf 则则fOfiRRRuuu11RifROf0（2 2）电流并联负反馈）电流并联负反馈反馈网络中：反馈网络中：c2fiiiiFc2ifi反馈系数为：反馈系数为：电流比例系数电流比例系数输入信号输入信号输出信号输出信号反

29、馈系数反馈系数:闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益 解：解：用方法一用方法一e2fe2c2fRRRii e2fe2c2fiiRRRiiF e2e2fiifc2iifRRRFiiA 1 例例1.1.分立元件电路分立元件电路注意符号注意符号+Vic2RRiCCsLie2c2+uiTsRROic1+fT-2fu1R-bRifRRifofRofRRif0RifRSROfROfRC2并联负反馈应考虑并联负反馈应考虑Rs的影响的影响电流负反馈应考虑电流负反馈应考虑Rc的影响的影响se2e2fsic2sousfRRRRRRRiRiuuAif LL)(闭环电压增益：闭环电压增益：利用利用虚短虚短和和虚断

30、虚断可知可知例例2. 运放组成的电路运放组成的电路ofiRRRif 122RRRRRLf 解：用解：用方法二方法二ui=ii R1 ii=ifu-uR+1f-ofo+LiRRRi+idAiii11oiousfRiRiuuAL 1foRiRiL Rif0RifR1ROf（3）电压并联负反馈）电压并联负反馈反馈网络中：反馈网络中：输入信号输入信号输出信号输出信号反馈系数为：反馈系数为： 电导电导 ofiuuiFoufi 例例1.1.分立元件电路分立元件电路闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益 解：解：用方法一用方法一反馈系数反馈系数:f1RuiFofiuffRuRuuiioof fiuioui

31、fRFiuA 1)(ifsiosousfRRiuuuA ssioRRRiuf +-RcRsLRTiius-u+OCC+VibfRififRifRRofRif0RifRSROf0 例例2.2.运放组成的电路运放组成的电路利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知u+=u-=0ii=if1f1iffioufRRRiRiuuA VCC_CIRCLEVCC_CIRCLE+A+LRRfifid1i1RuoiuRif0RifR1ROf0（4 4）电流串联负反馈）电流串联负反馈反馈网络中：反馈网络中：输入信号输入信号输出信号输出信号反馈系数为：反馈系数为： 电阻电阻 ofuiiuFoifu闭环增益闭环增益闭环电压

32、增益闭环电压增益例例1. 1. 分立元件电路分立元件电路ebeLc)1()/(RrRRAu 解：解：用方法一用方法一反馈系数反馈系数:eofuiRiuF euiioiufRFuiA11 eLciLcoioufRRRuRRiuuA/)/( 由第二章知，该电路闭环电压增益由第二章知，该电路闭环电压增益:+-b2TRcVi-Cb2b1+uouRCCf-RC+Lb1RuioReeofRiu RifRifROfROfRC21/bbRR例例2.2.运放组成的电路运放组成的电路闭环电压增益闭环电压增益:利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知:ifuuuu foioufuuuuA 11RRRiRiLoLo 解：

33、解：用方法二用方法二VVVO+fAuR-1RL-R+oiuu-+iRifROf综合举例综合举例1：求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。+V+_-+1R5R6RccRO2u4uRi3R7R3CC1C2C4解：解：R7:交流电压串联负反馈交流电压串联负反馈RifRifR5ROf0R5:直流反馈直流反馈711RRRuuFofuu 17171uuiouf11RRRRRFuuA综合举例综合举例2：求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。VVVV+e1-1RRRCc3uc1T1CC3+ViTifRofRTR2e2c2R2Cf1RRf2uo

34、+-解：解：Re1:电流串联负反馈电流串联负反馈RifRifRf1ROfROf1eofuiRiuF e1uiioiufRFuiA11 e1if2c3oioufRRuRRiuuAL )/(Rf1,Rf2:直流反馈直流反馈23/fcRR6.5 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 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减少非线性失真减少非线性失真 扩展频带扩展频带 改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻 在放大器中引在放大器中引入负反馈入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数一一. 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性闭环时闭环时FAAA 1F则则2F)1(1AFdAdA 只考

35、虑幅值有只考虑幅值有AFAA 1FAdAAFAdA 11FF即闭环增益相对变化量比开环减小了即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍倍另一方面另一方面:在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下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。线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。二二. 改善放大器的非线性失真改善放大器的非线性失真Auiufuiuoud加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后AF+ 失真失真改善改善uouo三三. . 扩展放大器的通频带扩展放大器的通频带HfmfHmmmHmmffjAfFAf

36、jFAAffjFAA 1)1(111HmHffjAA 1HmHffFAf)1( FAffmLFLf1高频时，不加反馈：高频时，不加反馈：引入负反馈后：引入负反馈后：这里：这里：同样：同样： FffjAffjAFAAAHmHmHHHf1111三三. . 扩展放大器的通频带（续）扩展放大器的通频带（续） 无反馈时放大器的通频带：无反馈时放大器的通频带： fbw= f HfL f H 有反馈时放大器的通频带：有反馈时放大器的通频带： fbwf= f HffLf f Hf可以证明：可以证明：fbwf = (1+AF) fbw放大器的一个重要特性：放大器的一个重要特性：增益与通频带之积为常数。增益与通频

37、带之积为常数。 即：即： Amf fbwf= Am fbw020lg|A|（dB）F（Hz） Am fL fH fLf fHf Amf放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。四四. . 负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响 无无反馈时：反馈时： 有有反馈时：反馈时：idiii=iuiuR )(1iAFR iiif=iuRifd=iuu iod=iFuu idd=iAFuu id)1(=iAFu +RiuooR-Riu+-+duii+o-uLRAi+Ro+oLiuiA+ouRu-dRiu+-RRfu-f+R1ifi(1) (1)

38、 串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈使输入电阻增加 无无反馈时：反馈时： 有有反馈时：反馈时：diiii=iuiuR iiif=iuRfdi=iiu Fuiuodi= AFiiuddi= )1(=diAFiu AFR 1=i+ARu-Li+uoRiR-Rd+-+diuoifouiRffii+uoLiRu-uiuAo+Rid-R+-oi+Rdii(2)(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五五. . 负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响(1) (1) 电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈使输出电阻减小 电流负反馈电流负反馈稳定输出电流（当负载变化时）稳定输出电流（当负载变化

39、时）恒流源恒流源输出电阻大。输出电阻大。(2) (2) 电流负反馈使输出电阻提高电流负反馈使输出电阻提高电压负反馈电压负反馈稳定输出电压（当负载变化时）稳定输出电压（当负载变化时）恒压源恒压源输出电阻小。输出电阻小。为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量要稳定直流量引入直流负反馈引入直流负反馈 要稳定交流量要稳定交流量引入交流负反馈引入交流负反馈 要稳定输出电压要稳定输出电压 引入电压负反馈引入电压负反馈 要稳定输出电流要稳定输出电流 引入电流负反馈引入电流负反馈 要增大输入电阻要增大输入电阻 引入串联负反馈引入串联负反馈 要减小输入电阻要减小输入电阻 引入

40、并联负反馈引入并联负反馈举例：举例：在下面的放大器中按要求引入适当的反馈。在下面的放大器中按要求引入适当的反馈。（1）希望加入信号后，）希望加入信号后，ic3的数值基本不受的数值基本不受R6改变的影响。改变的影响。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-f1R（2）希望接入负载后，输出电压）希望接入负载后，输出电压UO基本稳定。基本稳定。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-f2R（3）希望输入端向信号源索取的电流小。）希望输入端向信号源索取的电流小。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iu

41、o+-f2R（4）希望稳定静态工作点。）希望稳定静态工作点。解：解：以上两种反馈都同时具有交、直流反馈，所以能够稳以上两种反馈都同时具有交、直流反馈，所以能够稳定静态工作点。定静态工作点。如果要求只引入直流负反馈，去除交流反馈。怎样接？如果要求只引入直流负反馈，去除交流反馈。怎样接？CVVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-f1R6.5 负反馈放大电路的自激振荡及消除方法负反馈放大电路的自激振荡及消除方法一一. 产生产生自激振荡的原因及条件自激振荡的原因及条件1. 自激振荡现象自激振荡现象 在不加输入信号的情况下，放大电路仍会产在不加输入信号的情况下，放大电

42、路仍会产生一定频率的信号输出。生一定频率的信号输出。+iL+u-+u放放大大器器-oR fidXXX 基本放大电路基本放大电路AdX oX 反馈网络反馈网络FfX iX +2. 产生自激振荡的原因产生自激振荡的原因 中频时：中频时： |idXX 高频或低频时，放大器产生的附加相移达到高频或低频时，放大器产生的附加相移达到180时。时。为负反馈。为负反馈。 |idXX 变为正反馈。变为正反馈。 此时，若满足此时，若满足|dfXX 则则Xi=0，仍会有输出信号。，仍会有输出信号。 3. 自激振荡的条件自激振荡的条件1FA幅值条件幅值条件180) 12(fan相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）

43、基本放大电路基本放大电路AdX oX 反馈网络反馈网络FfX iX + fdXX 0ddXFAX 自激振荡条件：自激振荡条件：1 FA分解为幅值条件与相位条件：分解为幅值条件与相位条件：由以上分析知：由以上分析知：二二.稳定判椐稳定判椐及稳定裕度及稳定裕度方法一：方法一：则放大器稳定。否则自激。则放大器稳定。否则自激。0 )dB(lg20FA0-90 -180FA m mGdB0lg20 FA 180fa 满足：满足：同理，为了切实保证稳定，要留有同理，为了切实保证稳定，要留有-10dB的余量，称为的余量，称为幅值裕度幅值裕度mG方法二：方法二：dB0lg20FA 180fa 满足：满足：则放

44、大器稳定。否则自激。则放大器稳定。否则自激。为了切实保证稳定，要留有为了切实保证稳定，要留有45余量，称为余量，称为相位裕度相位裕度m 三三. 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析(2) 作作F1lg20水平线水平线(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 135 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

45、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或或判断稳定性方法：判断稳定性方法：01lg20lg20lg20FAFA将将 写为：写为：1FA即：即：FA1lg20lg20若该点若该点 135 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。 负反馈放大电路稳定性讨论负反馈放大电路稳定性讨论1. 使基本放大器使基本放大器 幅频特性斜率发生变化的点叫做频幅频特性斜率发生变化的点叫做频率转折点。率转折点。2. 频率转折点越少，反馈放大器的稳定性越好。频率转折点越少，反馈放大器的稳定性越好。 单级

46、放大器只有一个频率转折点，最多产生单级放大器只有一个频率转折点，最多产生90度的附加相移，度的附加相移，不会自激；两级放大器有两个频率转折点，最多产生不会自激；两级放大器有两个频率转折点，最多产生180度附加度附加相移，一般也不会自激；三级以上放大器容易产生自激。相移，一般也不会自激；三级以上放大器容易产生自激。Alg20 4. 产生产生180度附加相移时度附加相移时 越小，越小， 20lg|AF|=0dB的机会的机会 越少，稳定性越好。越少，稳定性越好。 第一个频率转折点产生第一个频率转折点产生45度相移，第二个频率转折点产生度相移，第二个频率转折点产生 135度相移，这两个频率转折点相距越

47、远，稳定性越好。度相移，这两个频率转折点相距越远，稳定性越好。Alg20 第一个频率转折点产生第一个频率转折点产生45度相移，第二个频率转折点产生度相移，第二个频率转折点产生 135度相移，这两个频率转折点相距越远，稳定性越好。度相移，这两个频率转折点相距越远，稳定性越好。Alg20 Alg20 5. 反馈系数反馈系数F越小，产生越小，产生180度附加相移时度附加相移时, 20lg|AF|=0dB的的可能性越小，稳定性越好。可能性越小，稳定性越好。深负反馈电路容易产生自激。深负反馈电路容易产生自激。三三. 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析(2) 作作F1lg20水平线水平线(1

48、) 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 135 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或或判断稳定性方法：判断稳定性方法：01lg20lg20lg20FAFA将将 写为：写为：1FA即：即

49、：FA1lg20lg20若该点若该点 135 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。举例：举例：设一基本放大器的增益为：设一基本放大器的增益为：)105)(1105j)(1100.5j(1766u fjffA.4101.设反馈系数设反馈系数 ，分析其稳定性，分析其稳定性10.F.三个极点频率为：三个极点频率为：fp1=0.5106Hz ， fp2=5106Hz ， fp3=5107Hz 。 其中其中fp1=0.5106Hz最低，它决定了整个基本放大器的最低，它决定了整个基本放大器的上限频率，称为主极点频率。上限频率，称为主极点频率。(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解：解：(2) 作作dB201lg20F的水平线的水平线Alg20 与与F1lg20(3)水平线水平线 相交于相交于E点。点。与与E点相对应的附点相对应的附加相位移为加相位移为 ，因此，放大器是不因此，放大器是不稳定的。稳定的。2250(dB)20uAlg20406080f50k500k5M50M500M0-90-180 -135-225-270f十倍频程十倍频程dB/20 十倍频程十倍频程dB/40 F1lg20E2.