维修电工(高级)负反馈

1、维修电工(高级)第一篇电子技术第一单元第一单元负反馈负反馈放大电路放大电路 电子电路中的负反馈电子电路中的负反馈 1 1 负反馈的概念负反馈的概念 2 2 负反馈的类型及分析方法负反馈的类型及分析方法 3 3 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响1.1 负反馈的概念负反馈的概念凡是将放大电路输出端的信号（电压或电凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为信号迭加，就称为反馈反馈。若引回的信号削弱了输入信号，就称为若引回的信号削弱了输入信号，就称为负负反馈反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称。若引

2、回的信号增强了输入信号，就称为为正反馈正反馈。反馈反馈放大器放大器输出输出输入输入取取+ 加强输入信号加强输入信号 正反馈正反馈 用于振荡器用于振荡器取取 - 削弱输入信号削弱输入信号 负反馈负反馈 用于放大器用于放大器开环开环闭环闭环负反馈的作用：负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带带反馈网络反馈网络迭加迭加反馈反馈信号信号实际被放大信号实际被放大信号基本放大电路基本放大电路AodX oX 反馈网络反馈网络FfX 放大放大：dooXXA 迭加：迭加：fidXXX 负反馈框图：负反馈

3、框图：AO称为开环称为开环放大倍数放大倍数iX + 反馈反馈：ofXXF 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差值信号差值信号负反馈放大器负反馈放大器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：dooXXA 反馈反馈：ofXXF 迭加：迭加：fidXXX AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF) =XoAo11Ao+F=Ao1+AoFAF=Ao1+ AoF负反馈放大器的闭环放大倍数负反馈放大器的闭环放

4、大倍数当当Ao很大时很大时, AoF 1,AF 1 F结论结论:当当Ao很大时很大时,负反馈放大器的闭环放大负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关倍数与晶体管无关,只与反馈网络有关。即只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。负反馈可以稳定放大倍数。负反馈放大器的四种连接方式负反馈放大器的四种连接方式反馈量反馈量 Xo输入信号的连接方式输入信号的连接方式Uo电压电压Ic电流电流Ie串联串联并联并联(将反馈信号变为电压信号将反馈信号变为电压信号,与与输入电压输入电压Ui相减相减)(将反馈信号变为电流信号将反馈信号变为电流信号,与与输入电流输入电流Ii相减相减)四种连接方式四种连接方式: (1)

5、电流串联负反馈电流串联负反馈 (2)电压串联负反馈电压串联负反馈 (3)电流并联负反馈电流并联负反馈 (4)电压并联负反馈电压并联负反馈1.2 负反馈的类型及分析方法负反馈的类型及分析方法负反馈的类型负反馈的类型负负反反馈馈交流负反交流负反馈馈直流负反直流负反馈馈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作用：稳定静态工作点作用：稳定静态工作点稳定放大倍数；提高输入电阻；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带降低输出电阻；扩展通频带作用作用(1) 接有发射极交流负反馈电阻的放大器接有发射极交流负反馈电阻的放大器

6、(电流串联负反馈电流串联负反馈)RB1+ECRCC1C2RB2RERLuoBCRFRECEEuiubeufui = ube + ufube = ui - uf负反馈电阻负反馈电阻RF其中其中uf = RF ie ie ic = io符合公式：符合公式：fidXXX RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(1)估算静态工作点估算静态工作点C2B1B2BERRR UB=（33 15）/（100+33）=3.7VIC IE =UE/RE = (UB- UBE)/ RE = (3.7-0.7)/2.5 =1.2mAIB=IC/ =1.2/6

7、0=0.02mA=20 AUCE = EC - ICRC - IERE =12-1.2 (5+2.5)=6VRB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15V解：解：(2)空载电压放大倍数、带载电压空载电压放大倍数、带载电压 放大倍数、输入电阻、输出电阻放大倍数、输入电阻、输出电阻)mA(I)mV(26)1()(300rEbe =300+61 (26/1.2)=1622 =1.62 k ri= RB1/ RB2/ rbe =100/33/1.62=1.52 k ro= RC =5k Au空空= - RC /rbe=-60 5/1.62=-186 Au载

8、载= - RL /rbe=-60 (5/5)/1.62=-93RB1+ECRCC1C2RB2CERERLuiuoBEC静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器RB1=100k RB2=33k RE=2.5k RC=5k RL=5k =60EC=15VRFRECERE=2.4k RF=100 静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 直流通道及静态工作点直流通道及静态工作点+ECRB1RCRB2REICIEIBUCERFR RE E和和R RF F共同起直流负反馈的共同起直流负反馈的作用，作用

9、，稳定静态工作点稳定静态工作点因因R RE E+R+RF F= =2.5k ，所，所以较上述电路以较上述电路静态静态工作点工作点不变不变Ui=Ibrbe+IeRF= Ibrbe +（1+ ）IbRF = Ibrbe +（1+ ）RFUo=-Ic（RC/RL）=- Ib RL Au=UoUi=- Ib RLIbrbe +（1+ ）RF=- RLrbe +（1+ ）RF=-60 （5/5）/1.62+(1+60) 0.1=-19RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60EC=15VbeLurRA =-93静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射

10、极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大器的放大器 微变等效电路及输入电阻输出微变等效电路及输入电阻输出电阻电阻rbeRCRLiU oU bI RB1RB2iI bI cI BECI1I2IeRFUi= Ibrbe +（1+ ）RFIb = Ui /rbe +（1+ ）RF Ii = I1 +I1 +Ib= Ui /RB1 + Ui /RB2+Ui /rbe +（1+ ）RF输出电阻输出电阻RO=RC输出电阻输出电阻静态工作点稳定且具有静态工作点稳定且具有射极交流负反馈电阻射极交流负反馈电阻的放大的放大器器 微变等效电路及输入电阻输出电阻微变等效电路及输入电阻输出电阻Ui= Ibrbe +（1

11、+ ）RFIb = Ui /rbe +（1+ ）RF Ii = I1 +I1 +Ib= Ui /RB1 + Ui /RB2+Ui /rbe +（1+ ）RF ri = RB1 / RB2 / /rbe +（1+ ）RF=5.9k ri = Ui /Ii = Ui Ui /RB1 + Ui /RB2+Ui /rbe +（1+ ）RF 对比对比 ri = RB1 / RB2 / /rbe =1.52k 性能比较性能比较结论结论: (1)放大倍数减小了放大倍数减小了,但稳定了但稳定了,即受晶体管的影响减小。即受晶体管的影响减小。(2) 输入电阻提高了输入电阻提高了.无无RF有有RF放大倍数放大倍数

12、-93 -19输入电阻输入电阻 1.52k 5.9k 输出电阻输出电阻 5 k 5 k RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RF=100 RC=5k RL=5k =60EC=15Vrbe=1.62 k 放大倍数稳定性的比较放大倍数稳定性的比较无无RFbeLurRA =60时时, Au =-93 =50时时, Au =-77有有RF=- RLrbe +（1+ ）RFAF =60时时, Au =-19 =50时时, Au =-18.6放大倍数的近似计算放大倍数的近似计算=- RLrbe +（1+ ）RFAF用反馈放大器用反馈放大器AF 1 F进行计算：进行计算：若若（1+ ）RF r

13、be, 则则AF -RLRF=-(5/5)/0.1=-25uf = RF ie ，uo= -RL ic 反馈系数反馈系数F=ufuo=-RFRL，则，则AF 1 FRLRF=-=-25=-19(2) 射极跟随器射极跟随器(电压串联负反馈电压串联负反馈)ui = ube + ufube = ui - ufRB+ECC1C2RERLuouiubeuf其中其中uf = uo 符合公式：符合公式：fidXXX 性能：性能：（1）放大倍数）放大倍数 1（2）输入电阻大）输入电阻大（3）输出电阻小）输出电阻小放大倍数的近似计算：放大倍数的近似计算：用公式：用公式：= （1+ ） RLrbe +（1+ ）R

14、LAF若若 （1+ ）RL rbe , AF 1用反馈放大器用反馈放大器AF 1 F进行计算：进行计算：因为因为uf = uo，所以，所以F= uf / uo=1； AF 1(3) 在集电极与基极间接有反馈电阻在集电极与基极间接有反馈电阻的放大器的放大器(电压并联负反馈电压并联负反馈)+UCCRCC2C1RfuiuoibifiiRf的作用：的作用：1.提供静态工作点提供静态工作点2.直流负反馈直流负反馈,稳定稳定静态工作点静态工作点3. .交流负反馈交流负反馈,稳稳定放大倍数定放大倍数ii = ib + ifib = ii - if其中其中if =-(uo-ui)/Rf,即即if是由是由uo形

15、成的形成的符合公式：符合公式：fidXXX (4)在两级放大器之间接有负反馈电阻的放大在两级放大器之间接有负反馈电阻的放大器器(电压串联负反馈电压串联负反馈)ufube+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rfui = ube + ufube = ui - uf其中其中uf uo Re1Rf+Re1符合公式：符合公式：fidXXX 放大倍数的近似计算：放大倍数的近似计算：用反馈放大器用反馈放大器AF 1 F进行计算：进行计算：因为因为uf uo Re1Rf+Re1所以所以F= uf / uo=Re1Rf+Re1AF 1 F=Re1Rf+Re11

16、.3 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响dooXXA ofXXF fidXXX 反馈电路的反馈电路的基本基本 方程方程基本放大电路基本放大电路AodX oX 反馈网络反馈网络FfX iX + FA1AXXAooiofFAo开环放大倍数开环放大倍数AF闭环放大倍数闭环放大倍数Xf与与Xi同相同相负反馈使放大倍数下降。负反馈使放大倍数下降。引入负反馈使电路的稳定性提高引入负反馈使电路的稳定性提高。dfofdoXXXXXXFAo dfXX 、同相，所以同相，所以0FAo AFAF AO1+AOFAO1=AF=Ao1+ AoF则有：则有：|AF|Ao|1. 对放大倍数的影响对放大倍数的影响若

17、若:1FAo 称为深度负反馈，此时：称为深度负反馈，此时： F1Af在深度负反馈的情况下，放大倍数只与在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。反馈网络有关。 FA1o反馈深度反馈深度2. 交流负反馈能改善波形的失真交流负反馈能改善波形的失真Aouiufuiuoud加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后AoF+ 失真失真改善改善uouo3. 对输入、输出电阻的影响对输入、输出电阻的影响1、串联反馈使电路的输入电阻增加：、串联反馈使电路的输入电阻增加：ioifr )FA1(r 2、并联反馈使电路的输入电阻减小：、并联反馈使电路的输入电阻减小：)FA1(rroiif 3、电压反馈使电路的输出电阻减

18、小：、电压反馈使电路的输出电阻减小：)FA1(rrooof 例如例如:射极输出器射极输出器例如例如:射极输出器射极输出器4、电流反馈使电路的输出电阻增加、电流反馈使电路的输出电阻增加4. 对通频带的影响对通频带的影响引入负反馈使电路的通频带宽度增加：引入负反馈使电路的通频带宽度增加：oofB)FA1(B fABoAoAFBf负反馈放大器的分析方法负反馈放大器的分析方法1.分析以下各电路，哪些电阻起直流负反馈分析以下各电路，哪些电阻起直流负反馈 作用作用?1. 是否是负反馈放大器？哪些电阻起交流负是否是负反馈放大器？哪些电阻起交流负 反馈作用反馈作用? (级间反馈用级间反馈用“瞬时极性法瞬时极性

19、法”判断是正反判断是正反馈还是负反馈）馈还是负反馈）3. 由给定的参数估算放大器的电压放大倍数由给定的参数估算放大器的电压放大倍数瞬时极性判断法RB1+ECRCC1C2RB2RERLuoBCRFRECEECBuu（1）C点电位与点电位与B电电位变化极性相反位变化极性相反（3）若）若B点电位固定点电位固定，则，则C点电位与点电位与E点电点电位变化极性相同位变化极性相同CEuu（2）E点电位与点电位与B电位电位变化极性相同变化极性相同EBuu反馈极性判断ufube+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf若某种原因（温度升高）使若某种原因（温度升高

20、）使uo上升上升反馈效果使反馈效果使uo下降下降交流负反馈交流负反馈例例1忽略1eioFeefuRRRu11fibeuuu电压串联负反馈电压串联负反馈瞬时极性判断法瞬时极性判断法反馈系数：反馈系数：FeeofRRRUUF11放大倍数：放大倍数：111eFeFRRRFAufube+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2Re1CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRLRE1已知：已知： Re1 、Rf ，求电压放大倍数求电压放大倍数例例2+UCCRCC2C1RfuSuoibifiiRSRL已知：已知： RS 、Rf，求，求电压放大倍数电压放大倍数Rf ：直流负反馈，：直流负反馈， 交流负反

21、馈交流负反馈FbFiIIII忽略忽略ib，忽略忽略ube ，SSSbeSiRURUUIFoFobeFRURUUISFSoFRRUUA例例3+C1RC1RC2Re2C2+ECuouS+T1T2RFRLRERSCE已知：已知： RS 、RF 、Re2 ，求电压放大倍数，求电压放大倍数RF：建立第一级静态工作点；级间直流负反馈，电流反馈，：建立第一级静态工作点；级间直流负反馈，电流反馈， 稳定各级的静态工作点稳定各级的静态工作点RE 、 Re2 ：局部直流负反馈，电流反馈，稳定各级的静态：局部直流负反馈，电流反馈，稳定各级的静态 工作点工作点例例3（续）（续） RF 、Re2 ：级间直流负反馈作用，

22、提供并稳定静态工作点；：级间直流负反馈作用，提供并稳定静态工作点； 级间交流电流并联负反馈作用级间交流电流并联负反馈作用瞬时极性判断法：瞬时极性判断法：22111122)(EBCCFBiiBFEEiiuiiiiiiiui恒定，假设+C1RC1RC2Re2C2+ECuouS+T1T2RFRLRERSCE2Ei2EuFiii1Bi1Ci1Cu2Bi例例3（续）（续）+C1RC1RC2Re2C2+ECuouS+T1T2RFRLRERSCEfI2eIiIbISiSRIU电压放大倍数的估算：电压放大倍数的估算：fiII)/)()/(222222222222LCeFeoLCoeFeceFeeeFefRRR

23、RRURRURRRIRRRIRRRI例例3（续）（续）SiSRIU电压放大倍数的算：电压放大倍数的算：fiII)/)(222LCeFeofRRRRRUIfeLCeFoIRRRRRU222)/)(SeLCeFSoFRRRRRRUUA222)/)(例例4+EC直流负反馈：直流负反馈： RE1 、 Re2 、R1、R2 ： 局部直流负反馈局部直流负反馈 RF1 、 RF2 ：级间直流负反馈：级间直流负反馈级间交流级间交流电压串联负反馈电压串联负反馈： RF1局部交流局部交流电流串联负反馈电流串联负反馈： Re2+C1RC1RC2R2C2uoui+T1T2RF2RLRE1CER1Re2RF1例例4（续

24、）（续）+EC111eFeRRRF+C1RC1RC2R2C2uoui+T1T2RF2RLRE1CER1Re2RF11111eeFFRRRFA例例5+EC+C1RC1R2C2uoui+T1T2CFRLRe1R1Re2RFRE反馈类型判断：设反馈类型判断：设uE2 uE1 uC1 uB2 uE2 此放大器是交流此放大器是交流正正反馈放大器反馈放大器例例6+EC+C1RC1R1C2uoui+T1T3CFRLRe2CERe3RFRe1RC2T2RC3R2CF此放大器是交流此放大器是交流正正反馈放大器反馈放大器例例7+EC+C1RC1R1C2uoui+T1T3CFRLRe2CERe3RFRe1RC2T2

25、R2交流交流电压串联负反馈电压串联负反馈放大器放大器11eFeRRRF111eeFFRRRFA负反馈放大器的自激振荡与消振 n一、负反馈放大器产生自激振荡的原因 n负反馈放大器性能的改善取决于反馈深度的大小，反馈越深则性能越好。但是事物总是一分为二的，在多级放大器中，反馈太深经常会使得放大器像振荡电路一样产生自激振荡，使得放大器无法正常工作，这是必须加以注意的。n 多级负反馈放大器在反馈过深时为什么会产生自激振荡呢?前面在讨论反馈极性时， 我们用到了瞬时极性法。例如对于共射极放大电路，如果假设输入为“十”，则可以认为 输出为“一”，也就是说，认为输入与输出之间的相移是180。但实际上问题并不是

26、这样简单,在学习多级放大电路的频率特性时,这一说法是仅仅对中频信号而言的,在信号的高频与低频段,放大器的输入与输出之间的移相除了基本相移以外还会产生附加相移。每一级的附加相移在090之间，对于三级或三级以上的多级负反馈放大器，附加相移可以达到0270。或更大。这样一来，如果电路在某一个频率上附加相移达到了180，原 来的负反馈再加上180的附加相移，就会变成正反馈。此时如果电路的反馈很深，满足了产生振荡的相位条件(正反馈)及幅度条件(深反馈) ，电路自然就会产生自激振荡了。 由于在多级放大电路中大量采用了直接耦合电路，它的下限频率为0，不可能产生低频自激振荡，因此在负反馈电路中经常可以见到高频

27、自激振荡。此时电路无法正常工作，在没有输入信号时，用示波器可以看到放大器有高频信号输出。在阻容耦合的多级负反馈放大 器中，也可以见到低频自激振荡。在没有输入信号时，用示波器可以看到放大器有低频信 号输出，如果是音响电路，有时还可以听到低频振荡的声音。 二、消除高频自激振荡的措施 n消除自激振荡的措施，在于破坏产生自激振荡的相位条件或幅度条件。当然，采用减小负反馈的反馈深度是一种最简便的方法，但是这样显然将影响到放大器性能的改善，故不宜采用。消除高频自激振荡最常用的方法是在电路中接入RC校正电路。其指导思想是使电路的高频特性衰减得更大一些，这样一来，当电路附加相移达到180时，因为高频段放大倍数A的减小，使得AF1而达不到振荡的幅度条件，电路就不会产生自激振 荡。图1-18所示是RC校正电路的几种常用的接法。 n图1一18a是在VI， V2二级之间接入一个电容C，高频时由于容抗的减小，使得VI 管的高频放大倍数下降，从而破坏了自激振荡的幅度条件，达到了消振的目的。但是这一 做法将使得电路的高频特性下降，高频段通频带变窄。 n图1一18b是在VI， V2二级之间接入一个RC串联支路，由于电阻的存在，减小了 电容在高频端的并联作用，使得电路在达到消振目的的同时，电路高频响应的损失比图