第5章 放大电路中的反馈

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6.4深度负反馈放大电路放大倍数分析深度负反馈放大电路放大倍数分析6.6负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性6.3负反馈对放大电路的方框图负反馈对放大电路的方框图6.5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本章重点和考点：本章重点和考点：1.负反馈组态的正确判断负反馈组态的正确判断2.深度负反馈放大电路放大倍数的计算深度负反馈放大电路放大倍数的计算3.负反馈的作用负反馈的作用本章教学时数：本章教学时数：8学时学时本章讨论的问题：本章讨论的问题：1.什么是反馈

2、？什么是直流反馈和交流反馈？什么是正什么是反馈？什么是直流反馈和交流反馈？什么是正反馈和负反馈？为什么要引入反馈？反馈和负反馈？为什么要引入反馈？2.如何判断电路中有无引入反馈？引入的是直流反馈还如何判断电路中有无引入反馈？引入的是直流反馈还是交流反馈？是正反馈还是负反馈？是交流反馈？是正反馈还是负反馈？3.交流负反馈有哪四种组态？如何判断？交流负反馈有哪四种组态？如何判断？4.交流负反馈放大电路的一般表达式是什么？交流负反馈放大电路的一般表达式是什么？本章讨论的问题：本章讨论的问题：5.放大电路中引入不同组态的负反馈后，将对性能分别放大电路中引入不同组态的负反馈后，将对性能分别产生什么样的影

3、响？产生什么样的影响？6.什么是深度负反馈？在深度负反馈下，如何估算反馈什么是深度负反馈？在深度负反馈下，如何估算反馈系数和放大倍数？系数和放大倍数？7.为什么放大电路以三级为最常见？为什么放大电路以三级为最常见？8.负反馈愈深愈好吗？什么是自激振荡？什么样的负负反馈愈深愈好吗？什么是自激振荡？什么样的负反馈容易产生自激振荡？如何消除自激振荡？反馈容易产生自激振荡？如何消除自激振荡？5.1反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类5.1.1反馈的基本概念反馈的基本概念一、什么是反馈一、什么是反馈 在电子设备中经常采用反馈在电子设备中经常采用反馈的方法来改善电路的性能，以的方法来改善电路的性能，以

4、达到预定的指标。达到预定的指标。 放大电路中的放大电路中的反馈反馈，是指将放大电路输出信号，是指将放大电路输出信号( (输输出电压或输出电流出电压或输出电流) )的一部分或全部，通过一定的方式，的一部分或全部，通过一定的方式，反送回输入回路中。反送回输入回路中。图图6.1.1反馈放大电路的反馈放大电路的方框图方框图三、正反馈和负反馈三、正反馈和负反馈若反馈使放大电路的净输入信号增大，则称其为若反馈使放大电路的净输入信号增大，则称其为若反馈使放大电路的净输入信号减小，则称其为若反馈使放大电路的净输入信号减小，则称其为负反馈负反馈稳定静态工作点稳定静态工作点+- -+.fi.iUUU .iU .f

5、U四、直流反馈和交流反馈四、直流反馈和交流反馈：反馈量只含有交流量。：反馈量只含有交流量。用以改善放大用以改善放大 电路的动态性能。电路的动态性能。可稳定静态工作点。可稳定静态工作点。：反馈量只含有直流量。：反馈量只含有直流量。5.1.2反馈的判断反馈的判断一、有无反馈的判断一、有无反馈的判断(a)没引入反馈的放大电路没引入反馈的放大电路 (b)引入反馈的放大电路引入反馈的放大电路(c) R的接入没引入反馈的接入没引入反馈反馈极性的判断方法：反馈极性的判断方法：瞬时极性法。瞬时极性法。先假定某一瞬间输入信号的极性，然后按信号先假定某一瞬间输入信号的极性，然后按信号的放大过程，逐级推出输出信号的

6、瞬时极性，最后的放大过程，逐级推出输出信号的瞬时极性，最后根据反馈回输入端的信号对原输入信号的作用，判根据反馈回输入端的信号对原输入信号的作用，判断出反馈的极性。断出反馈的极性。二、反馈极性的判断二、反馈极性的判断对分立元件而言，对分立元件而言，C与与B极性相反，极性相反，E与与B极性相同。极性相同。对集成运放而言对集成运放而言， uO与与u-极性相反，极性相反， uO与与u+极性相同。极性相同。(动画动画avi9-2.avi)+uf+ud设输入电压设输入电压 ui 为正，为正，差值电压差值电压 ud =ui ufuf 减小了净输入电压减小了净输入电压(差值电压差值电压) 负反馈负反馈 uoR

7、FuiR2R1+ +例例1：uoRFuiR2R1+ +例例2：设输入电压设输入电压 ui 为正，为正，差值电压差值电压 ud =ui + ufuf 增大了净输入电压增大了净输入电压 正反馈正反馈 +uf+ud 例例2：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。 -因为因为差模差模输入电压等于输入电压等于输入输入电压与电压与反馈反馈电压之差，电压之差，反馈增强了输入电压，所以反馈增强了输入电压，所以为为正反馈正反馈。 -反馈信号削弱了输入反馈信号削弱了输入信号，因此为信号，因此为负反馈负反馈。( (a) )正反馈正反馈( (b) )负反馈负反馈【例例3 3】vIvO-

8、 -+RLR2R1(+)(+)(-)(-)净输入量减小净输入量减小vIvO- -+RLR2R1(+)(+)(-)(-)净输入量增加净输入量增加a a负反馈负反馈b b正反馈正反馈vO- -+R4R5R3- -+vIR1R2反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路级间反馈通路级间反馈通路(+)(+)(+)(+)(-)净输入量减小净输入量减小c c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分立元件电路反馈极性的判断分立元件电路反馈极性的判断图图6.1.4分立元件放大电路反馈极性的判断分立元件放大电路反馈极性的判断反馈通路反馈通路净输入量减小净输入量减小负反馈负反馈原则：对分立元件而言，原

9、则：对分立元件而言，C与与B极性极性相反相反，E与与B极性极性相同相同。负反馈负反馈+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC2RC1CE2RE2R2+C+负反馈负反馈+RF+UCC+RBC2RC2RC1CE2RE2+C1CF(b)用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。+20 F+sE 470k 600 3.9k +20 F470k 3.9k 50 F2k 470 50 F100 F470 30k 3DG63DG6(c)+6V+(d)+50k 2k 2k 8k 3k 3k 50 F50 F50 F+20V正反馈正反馈负反馈负反馈解解：+ RB1RC1C1RB2

10、RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2三、直流反馈与交流反馈的判断三、直流反馈与交流反馈的判断直流负反馈直流负反馈：反馈量只含有直流量。：反馈量只含有直流量。交流负反馈交流负反馈：反馈量只含有交流量。：反馈量只含有交流量。图图6.1.5直流反馈与交流反馈的判断（一）直流反馈与交流反馈的判断（一）(a)电路电路(b)直流通路直流通路(c)交流通路交流通路直流反馈直流反馈无交流反馈无交流反馈直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈：反馈量只含有交流量。：反馈量只含有交流量。用以改善放大用以改善放大 电路的动态性能。电路的动态性能。可稳定静态工作点。可稳定静态工作点。：反馈量只含

11、有直流量。：反馈量只含有直流量。5.2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5.2.1负反馈放大电路分析要点负反馈放大电路分析要点反馈量取自输出电压为反馈量取自输出电压为电压反馈电压反馈，反馈量取自输出电流为反馈量取自输出电流为电流反馈电流反馈；反馈量与输入量以电压形式求和，为反馈量与输入量以电压形式求和，为串联反馈串联反馈反馈量与输入量以电流形式求和，为反馈量与输入量以电流形式求和，为并联反馈并联反馈负反馈的类型有：负反馈的类型有：AF+dXoXfXiX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

12、反馈。如何判别电路中反馈类型：如何判别电路中反馈类型：( (1) ) 反馈电路反馈电路直接直接从输出端引出的，是电压反馈；从输出端引出的，是电压反馈；从负载电阻靠近从负载电阻靠近“地地”端引出的，是电流反馈；端引出的，是电流反馈； ( (2) ) 输入信号和反馈信号分别加在两个输入端，是输入信号和反馈信号分别加在两个输入端，是串联反馈；加在同一输入端的是并联反馈；串联反馈；加在同一输入端的是并联反馈；( (3) ) 反馈信号使净输入信号减小的，是负反馈。反馈信号使净输入信号减小的，是负反馈。瞬时极性法判断瞬时极性法判断 ( (也可将输出端短路，若反馈量为零，则为电压反馈；也可将输出端短路，若反

13、馈量为零，则为电压反馈；若反馈量不为零，则为电流反馈。若反馈量不为零，则为电流反馈。) ) ui+R1R2uoRF+RLud+uf+ fiduuu 净输入信号净输入信号 01F1fuRRRu 反馈电压反馈电压 uf 与与 ui 在输入端以电压形式作比较，两者串联，故为串联在输入端以电压形式作比较，两者串联，故为串联反馈。反馈。判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型 1. 电压串联负反馈电压串联负反馈 首先用电位的瞬时极性判别首先用电位的瞬时极性判别反馈的正、负。反馈的正、负。5.2.2四种负反馈组态四种负反馈组态1. 电压串联负反馈电压串联负反馈ui+R1R2uoRF+RLud+uf+

14、AF+ufuduiuo 串联电压负反馈方框图串联电压负反馈方框图 FoFofRuRuui uoR1R2RF+ui+RL iiidif-fidiii 净输入电流净输入电流反馈电流反馈电流 if 与与 ii 以电流形式作比较，两者并联，故为并联反馈。以电流形式作比较，两者并联，故为并联反馈。首先用电位的瞬时极性判别首先用电位的瞬时极性判别反馈的正、负。反馈的正、负。取自输出电压，并与之成正比，故为电压反馈。取自输出电压，并与之成正比，故为电压反馈。判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型 2. 电压并联负反馈电压并联负反馈 2. 电压并联负反馈电压并联负反馈AF+uiuoifidiiRF R1

15、R2RF+ui+RL iiidif-ofRiu fiduuu 为负反馈；为负反馈；反馈电压反馈电压与输出电流成比，故为电流反馈；与输出电流成比，故为电流反馈；判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型 3. 电流串联负反馈电流串联负反馈 AF+ufuduiio 串联电流负反馈方框图串联电流负反馈方框图uf 与与 ui 在输入端串联，故为串联反馈。在输入端串联，故为串联反馈。R2uoR+RLud+ uf+ioui+fidiii oFf)(iRRRi 图中图中判别图示电路的反馈类型判别图示电路的反馈类型 4. 电流并联负反馈电流并联负反馈 并联电流负反馈方框图并联电流负反馈方框图AF+uiioi

16、diiififRFiRuRRui+RL ioR1iiidR2-四种负反馈组态的放大倍数四种负反馈组态的放大倍数i.o.UUAuuf电压放电压放大倍数大倍数)(io.IUAuif转移转移电阻电阻 )S(i.o.UIAiuf转移转移电导电导io.IIAii电流放电流放大倍数大倍数一、电压负反馈与电流负反馈的判断一、电压负反馈与电流负反馈的判断令输出电压为零，反馈电流不存在，所以是令输出电压为零，反馈电流不存在，所以是电压负反馈电压负反馈令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是电流负反馈电流负反馈例例6.2.1判断反馈的组态。判断反馈的组态。反馈通路：反馈通路：T

17、、 R2与与R1交、直流反馈交、直流反馈瞬时极性法判断：瞬时极性法判断：负负反馈反馈输出端看：输出端看：电流电流负反馈负反馈输入端看：输入端看：串联串联负反馈负反馈电路引入交、直流电流串联负反馈电路引入交、直流电流串联负反馈例例6.2.2判断反馈的组态。判断反馈的组态。图图6.2.9例例6.2.2电路图电路图反馈通路：反馈通路： T3 、 R4与与R2交、直流反馈交、直流反馈瞬时极性法判断：瞬时极性法判断：负负反馈反馈输出端看：输出端看：电压电压负反馈负反馈输入端看：输入端看：串联串联负反馈负反馈RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+esRB+UCCC1C2RRLui+uo+RS(

18、 a )AF电流取样RLUo.Xf.( b )Io.反馈支路UCCRCuoVRERfui( c )反馈支路UCCRCuoRERfui( d )Ie.AF电压取样RLUo.Xf. (a)(b)Ui.Ui.REUf.Rf反馈uiR1Ii.Ii.If.Rf反馈反馈输入端信号输入端信号输入端反馈输入端 （d)（f)（a)(b)（C）TRe RfuiufR1RfuiTibiiifRfTRLuo（e）T Rf2uoRL Rf1 RCT RfuoRL ReTRfTR1Rui来自输出端来自输出端来自输出端接输入端接输入端形成电流反馈接输入端形成电压反馈接输入端形成电流反馈串联反馈串联反馈 并联反馈并联反馈 电

19、压反馈电压反馈 电流反馈电流反馈 电压反馈及电流反馈电压反馈及电流反馈 串联反馈串联反馈 RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RBRERLuiuo+ie如果有发射极旁路电容，如果有发射极旁路电容， RE中仅有直流分量的信中仅有直流分量的信号通过号通过 ，这时，这时RE引入的引入的则是直流反馈。则是直流反馈。引入交流引入交流负反馈的负反馈的目的：目的：改改善放大电善放大电路的性能路的性能引入直流引入直流 负反馈的负反馈的目的：目的：稳稳定静态工定静态工作点作点RF2(R1、R2): 直流反馈直流反馈（稳定静态工作点）（稳定静态工作点）RF 、CF : 交流交流电压并联负反馈电压并联

20、负反馈+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC2RC1CE2RE2R2+C+RF1、RE1: 交直流交直流电压串联负反馈电压串联负反馈+RE2: 直流反馈直流反馈RF+UCC+RBC2RC2RC1CE2RE2+C1CF(b)+电流并联负反馈电流并联负反馈正反馈正反馈两个两个2k 电阻电阻构成交直流反馈构成交直流反馈两个两个470k 后后级级交交直直流流反反馈馈前前级级直直流流反反馈馈20 F+sE 470k 600 3.9k +20 F470k 3.9k 50 F2k 470 50 F100 F470 30k 3DG63DG6(c)+6V+(d)+50k 2k 2k 8k 3k 3k 5

21、0 F50 F50 F+20VRE2对交流不起作用，引入的是直流反馈；对交流不起作用，引入的是直流反馈；RE1、RF对交、直流均起作用，所以引入的对交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反馈。是交、直流反馈。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2解解：+ RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2凡是将放大电路凡是将放大电路( (或某个系统或某个系统) )输出信号的一部输出信号的一部分或全部经某种电路分或全部经某种电路( (反馈网络反馈网络) )引回到输入端，称引回到输入端，称为为反馈反馈。AoXiXAF+

22、dXoXfXiX5.3负反馈放大电路的方框图及一般表达式负反馈放大电路的方框图及一般表达式5.3.1负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图.f.o.iXXX，分 别分 别为输入信号、输出信为输入信号、输出信号和反馈信号；号和反馈信号；开环放大倍数开环放大倍数:.A-无反馈时放大网络的放大倍数；无反馈时放大网络的放大倍数；i.o.XXA o.f.XXF .f.iiXXX 所以：所以：)()(.o.i.f.i.i.oXFXAXXAXAX 闭环放大倍数：闭环放大倍数：:.fAFAAXXA 1.i.o.f电路的环路放大倍数：电路的环路放大倍数：i.f.XXFAo.f.XXF 反馈系数：反馈系数：

23、.FA.F5.3.2四种组态电路的方块图四种组态电路的方块图电压串联负反馈电压串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈表四种组态负反馈放大电路的比较表四种组态负反馈放大电路的比较输出信号输出信号反馈信号反馈信号开环电路的放大倍数开环电路的放大倍数反馈系数反馈系数电压串联式电压串联式电压并联式电压并联式电流串联式电流串联式电流并联式电流并联式o.Uo.Uo.Io.If.Uf.Uf.If.Iio.UUAuu 电压放电压放大倍数大倍数)(io. IUAui转移转移电阻电阻 )S(io.UIAiu 转移转移电导电导io.IIAii 电流放电流放大倍

24、数大倍数of.UUFuu S)(of.UIFiu )(of. IUFuiof.IIFii FAAXXA 1.i.o.f若若11 FAFFAAFAAA11.f 深度负反馈深度负反馈结论：深度负反馈放大电路的放大倍数主要由反馈结论：深度负反馈放大电路的放大倍数主要由反馈网络的反馈系数决定，能保持稳定。网络的反馈系数决定，能保持稳定。若若， 01 FA则则 fA自激振荡自激振荡5.3.3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AFAAf1在中频段，在中频段，Af、A和和F均为实数均为实数 FAAXXA 1.i.o.f反馈深度反馈深度 :FA1(说明反馈强弱的一个重要的物理量说明反馈强弱的

25、一个重要的物理量) 11FA1) 若若 ,则则AAf,即引入负反馈；即引入负反馈； 2) 若若 ,则则,即引入正反馈；即引入正反馈； 11FAAAf11FAFAFA13) 负反馈时负反馈时,若若,则则即为深度负反馈即为深度负反馈 FFAAA11fdoXXA ofXXF fidXXX AFAXXA 1iof+fXdXAoXFiX5.4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AA fdfXX、中中，在在 1 fAFAA dfofdoXXXXXXAF AFAA 1fAAAFAAd11dff 若若|AF| 1，称为，称为深度负反馈深度负反馈，此时：，此时：FA1f 例：例：在电压串联负反馈

26、放大在电压串联负反馈放大电路中，电路中， k18k210F15RRA， 估算反馈系数和反馈深度估算反馈系数和反馈深度F；)1(FA 估算放大电路的闭环电压放大倍数估算放大电路的闭环电压放大倍数；fA 如果开环差模电压放大倍数如果开环差模电压放大倍数 A 的相对变化量为的相对变化量为10%，此时闭环电压放大倍数，此时闭环电压放大倍数 Af 的相对变化量等于多的相对变化量等于多少？少？解：解： 反馈系数反馈系数1 . 01822F11of RRRUUF反馈深度反馈深度45101 . 01011 FA 闭环放大倍数闭环放大倍数101010145.f FAAA Af 的相对变化量的相对变化量%001.

27、 010%10d11d4ff AAAFAA 结论：当开环差模电压放大倍数变化结论：当开环差模电压放大倍数变化 10% 时，时，电压放大倍数的相对变化量只有电压放大倍数的相对变化量只有 0.000 1%，而稳定性，而稳定性提高了一万倍。提高了一万倍。BWFABW)1(of 无负反馈无负反馈f|AO|0.707|Auo|Of 2| Afo |f2|Af|, |Af |0.707|Afo|由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性，因而对于由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性，因而对于 频率不同而引起的放大倍数下降，也可以改善。频率不同而引起的放大倍数下降，也可以改善。设无反馈时放大电路在中、高频段的放大倍数

28、分别设无反馈时放大电路在中、高频段的放大倍数分别为为 ，上限频率为，上限频率为 f；HmAA和和HmHj1ffAA HffmAA和和 引入反馈系数为的负反馈后，放大电路在中、引入反馈系数为的负反馈后，放大电路在中、高频段的放大倍数分别为高频段的放大倍数分别为 ，上限频率为，上限频率为 fHf。FHfmfHmmmHmmHmHmHHHfj1)1(j11j1j11j11ffAfFAfFAAffFAAFffAffAFAAA 所以：所以：FAAAmmmf1 HmHf)1(fFAf 可见，引入负反馈后，放大电路的中频放大倍可见，引入负反馈后，放大电路的中频放大倍数减小为无反馈时的数减小为无反馈时的1 /；

29、而；而上限频率提上限频率提高高到无反馈时的倍。到无反馈时的倍。)1(mFA )1(FAm 同理，可推导出引入负反馈后，放大电路的同理，可推导出引入负反馈后，放大电路的下下限频率降低限频率降低为无反馈时的为无反馈时的 1 /。)1(mFA 结论：结论：引入负反馈后，放大电路的上限频率提高，引入负反馈后，放大电路的上限频率提高，下限频率降低，因而下限频率降低，因而通频带展宽通频带展宽。fbwf=fHf-fLffHf fbw=fH-fLfH基本放大电路的基本放大电路的通频带通频带反馈放大电路的反馈放大电路的通频带通频带bwmbwf)1 (fFAfAlg20mlg20A3dBmflg20A3dBfLf

30、HfbwfLffHffbwf负反馈对通频带和放大倍数的影响负反馈对通频带和放大倍数的影响fxf 加入加入负反馈负反馈无负反馈无负反馈FxfAxixoxo大大小小xiA接近正弦波接近正弦波预失真预失真+ix 四四. 减小非线性失真减小非线性失真五五 . 减小反馈环内的噪声和干扰减小反馈环内的噪声和干扰同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。六、改变输入电阻和输出电阻六、改变输入电阻和输出电阻不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不同。不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不同。iiiIUR iiiifiiiifIUFAUIUUIUR得：得：ii

31、f)1(RFAR 【结论】【结论】：引入串联负反馈后，输入电阻增大为无引入串联负反馈后，输入电阻增大为无 反馈时的（反馈时的（1+AF）倍。）倍。.fiiIII iiiIUR iiifiiiiifIFAIUIIUIUR FARR 1iif得：得：【结论】【结论】：引入并联负反馈后，输入电阻减小为无引入并联负反馈后，输入电阻减小为无 反馈时的反馈时的1/（1+AF）倍。）倍。Li,0ooofRXIURoffiiUFXXXX放大电路的输出电放大电路的输出电阻定义为：阻定义为：时时当当0i XoooiooUFARIXARIU得：得：FARIUR1ooooffiXXRof【结论】【结论】：引入电压负反

32、馈后，输出电阻减小为无引入电压负反馈后，输出电阻减小为无 反馈时的反馈时的1/（1+AF）倍。）倍。图图 6.5.5offiiIFXXXXooooiooooIFARUXARUI oof)1 (RFAR【结论】【结论】：引入电流负反馈后，输出电阻增大为无引入电流负反馈后，输出电阻增大为无 反馈时的（反馈时的（1+AF）倍。）倍。(1). 反馈信号与外加输入信号的求和方式只对放大反馈信号与外加输入信号的求和方式只对放大电路的输入电阻有影响：串联负反馈使输入电阻增大；电路的输入电阻有影响：串联负反馈使输入电阻增大；并联负反馈使输入电阻减小。并联负反馈使输入电阻减小。(2). 反馈信号在输出端的采样方

33、式只对放大电路的反馈信号在输出端的采样方式只对放大电路的输出电阻有影响：电压负反馈使输出电阻减小；电流负输出电阻有影响：电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。反馈使输出电阻增大。(3). 串联负反馈只增大反馈环路内的输入电阻；电串联负反馈只增大反馈环路内的输入电阻；电流负反馈只增大反馈环路内的输出电阻。流负反馈只增大反馈环路内的输出电阻。(4). 负反馈对输入电阻和输出电阻的影响程度，与负反馈对输入电阻和输出电阻的影响程度，与反馈深度有关。反馈深度有关。riro减低减低增高增高增高增高增高增高增高增高减低减低减低减低减低减低串联电压串联电压串联电流串联电流并联电压并联电压并联电流

34、并联电流i0if)1(rFAr FArr0ifi1 FArr0oof1 o0of)1(rFAr ( (a) ) 稳定输出电压；稳定输出电压； ( (b) ) 稳定输出电流；稳定输出电流； ( (c) ) 提高输入电阻；提高输入电阻； ( (d) ) 降低输出电阻降低输出电阻 (e) 提高输出电阻；提高输出电阻； (f) 降低输入电阻；降低输入电阻； (g) 稳定静态工作点；稳定静态工作点； (h) 稳定动态值。稳定动态值。应引入哪种类型的负反馈？应引入哪种类型的负反馈？返回返回一、欲稳定某个量，则引入该量的负反馈一、欲稳定某个量，则引入该量的负反馈稳定直流，稳定直流，引入直流负反馈；引入直流负

35、反馈；稳定交流，稳定交流， 引入交流负反馈；引入交流负反馈；稳定输出电压，稳定输出电压，引入电压负反馈；引入电压负反馈；稳定输出电流，稳定输出电流，引入电流负反馈。引入电流负反馈。二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻，欲提高输入电阻， 采用串联负反馈；采用串联负反馈；欲降低输入电阻，欲降低输入电阻， 采用并联负反馈；采用并联负反馈；要求高内阻输出，要求高内阻输出， 采用电流负反馈；采用电流负反馈；要求低内阻输出，要求低内阻输出， 采用电压负反馈。采用电压负反馈。5.4.6 放大电路中引入负反馈的一般原则放大电路中引入负反馈的一般原则

36、三、根据信号源及负载确定反馈类型三、根据信号源及负载确定反馈类型信号源为恒压源，信号源为恒压源， 采用串联反馈；采用串联反馈；信号源为恒流源，信号源为恒流源， 采用并联反馈；采用并联反馈；要求负载能力强，要求负载能力强， 采用电压反馈；采用电压反馈；要求恒流源输出，要求恒流源输出， 采用电流反馈。采用电流反馈。5.4.6 放大电路中引入负反馈的一般原则放大电路中引入负反馈的一般原则1.要稳定静态工作点，应引入直流负反馈；要稳定静态工作点，应引入直流负反馈；2.要改善动态性能，应引入交流负反馈；要改善动态性能，应引入交流负反馈；3.要稳定输出电压，应引入电压负反馈；要稳定输出电压，应引入电压负反

37、馈；4.要稳定输出电流，应引入电流负反馈；要稳定输出电流，应引入电流负反馈；5.要提高输入电阻，应引入串联负反馈；要提高输入电阻，应引入串联负反馈；6.要减小输入电阻，应引入并联负反馈；要减小输入电阻，应引入并联负反馈；7.要提高输出电阻，应引入电流负反馈；要提高输出电阻，应引入电流负反馈；8.要减小输出电阻，应引入电压负反馈；要减小输出电阻，应引入电压负反馈；例例6.5.1 电路如图电路如图6.5.8所示，为了达到下列目的，分别说明应所示，为了达到下列目的，分别说明应 引入哪种组态的负反馈以及电路如何连接。引入哪种组态的负反馈以及电路如何连接。（3）将输入电流）将输入电流iI转换成稳定的输出

38、电压转换成稳定的输出电压uO。（1）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力。）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力。（2）将输入电流）将输入电流i1转换成与之成稳定线性关系的输出电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流io。(2)应引入电流并联负反馈。应引入电流并联负反馈。电路中将电路中将与与、与与、与与分别连接。分别连接。(3)应引入电压并联负反馈。应引入电压并联负反馈。电路中应将电路中应将与与、 与与 、与与分别连接。分别连接。 (1)应引入电压串联负反馈。应引入电压串联负反馈。电路中将电路中将与与、与与、与与分别连接。分别连接。5.5.1深度负反馈的实质深度负反馈的实质放

39、大电路的闭环电压放大倍数：放大电路的闭环电压放大倍数：iofXXA 深度负反馈放大电路的深度负反馈放大电路的闭环电压放大倍数：闭环电压放大倍数：FA1f ofXXF 而而foio XXXX 所以所以得得fiXX 对于串联负反馈：对于串联负反馈：并联负反馈：并联负反馈：fiUU fiII 结论：结论：根据负反馈组态，选择适当的公式；再根据根据负反馈组态，选择适当的公式；再根据放大电路的实际情况，列出关系式后，直接估算闭环电放大电路的实际情况，列出关系式后，直接估算闭环电压放大倍数。压放大倍数。5.5负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算56.5.2 深度负反馈放大电路的特点深度负反馈放

40、大电路的特点1. 深度负反馈的特点：深度负反馈的特点：时：时：当当 11 AF故：故：0id fi xxx fi uu 串联负反馈：串联负反馈：0id u虚短虚短并联负反馈：并联负反馈： fii i 0id i虚断虚断FAFAA1 1 f R Rifif，虚断虚断R Rifif0 0，虚短虚短AidxoxixfxF+深度负反馈时深度负反馈时基本放大电路基本放大电路的两个输入端的两个输入端既虚短又虚断既虚短又虚断2. 深度负反馈放大电路性能的估算深度负反馈放大电路性能的估算为深度电压串联负反馈为深度电压串联负反馈8uiC1R1uoR2Rfuiduf虚短虚短fi uu f11of RRRuu 1f

41、foiof1RRuuuuAu Rif,if RR if,2ifRR Rof0of R例例 1 估算图示电路的电压放大倍数、输入电阻和估算图示电路的电压放大倍数、输入电阻和 输出电阻。输出电阻。解：解： fi uu 1Effoiof1RRuuuuAu ,if R,BifRR 0of R例例 2 估算图示深度反馈放大电路的电压放大倍数、估算图示深度反馈放大电路的电压放大倍数、 输入电阻和输出电阻。输入电阻和输出电阻。为深度电压串联负反馈为深度电压串联负反馈解：解：0 ii虚断虚断f i ii 0 uu虚地虚地1f1iffiofRRRiRiuuAu 例例 3 估算图示电路的电压放大倍数。估算图示电路

42、的电压放大倍数。为深度电压并联负反馈为深度电压并联负反馈解：解：虚断虚断f i ii i0 u虚短虚短例例 4 估算图示深度反馈放大电路的源电压放大倍数。估算图示深度反馈放大电路的源电压放大倍数。为深度电压并联负反馈为深度电压并联负反馈解：解：sfsi ff sosfRRRiRiuuAu 虚断虚断0 i虚短虚短 fi uu foRi fLoRRu fLiofRRuuAu 例例 5 估算图示放大电路的电压放大倍数。估算图示放大电路的电压放大倍数。为深度电流串联负反馈为深度电流串联负反馈解：解：例例 6 估算图示放大电路的电压放大倍数。估算图示放大电路的电压放大倍数。为深度电流并联负反馈为深度电流

43、并联负反馈解：解：0 uu虚短和虚断虚短和虚断1if i Ruii L3fffLoo)(RRRiiRiu L31f3iof)(RRRRRuuAu 5.5.3反馈网络的分析反馈网络的分析图图6.4.1反馈网络的分析反馈网络的分析(a)电压串联电压串联2110RRRUUFfuu(b)电流串联电流串联RRRIIUFfui00(c)电压并联电压并联(d)电流并联电流并联RURUUIFfiu10002120RRRIIFfii5.5.4 放大倍数的分析放大倍数的分析一、电压串联负反馈一、电压串联负反馈uufiufuufFUUUUAA100放大倍数则为放大倍数则为电压放大倍数电压放大倍数二、电流串联负反馈二

44、、电流串联负反馈uifiiufFUIUIA100放大倍数为放大倍数为转移电导转移电导 电压放大倍数电压放大倍数RRFRURIUUALuiLfLiuf00三、电压并联负反馈三、电压并联负反馈放大倍数为转移电阻放大倍数为转移电阻iufiuifFIUIUA100源电压放大倍数源电压放大倍数图图6.4.2并联负反馈电路的信号源并联负反馈电路的信号源SiuSfSusfRFRIUUUA1100对于并联负反馈电路，对于并联负反馈电路，信信号源内阻号源内阻是必不可少的。是必不可少的。四、电流并联负反馈四、电流并联负反馈放大倍数为放大倍数为电流放大倍数电流放大倍数iifiiifFIIIIA100电压放大倍数电压

45、放大倍数SLiiSfLSusfRRFRIRIUUA100【小结：】【小结：】（1）正确判断反馈组态；）正确判断反馈组态；（2）求解反馈系数；）求解反馈系数；（3）利用）利用F求解求解,.fA.ufA.uSfA或【复习：】【复习：】1.正、负反馈的判断正、负反馈的判断 (瞬时极性法瞬时极性法)对分立元件而言，对分立元件而言，C与与B极性相反，极性相反，E与与B极性相同。极性相同。对集成运放而言，对集成运放而言， uO与与uN极性相反，极性相反， uO与与uP极性相同。极性相同。以以电压求和电压求和或以或以电流求和电流求和判断净输入信号是增加或减小。判断净输入信号是增加或减小。2.交、直流负反馈的

46、判断交、直流负反馈的判断直流负反馈：直流负反馈：反馈量只含有直流量。反馈量只含有直流量。交流负反馈：交流负反馈：反馈量只含有交流量。反馈量只含有交流量。3.3.四种负反馈阻态的判断四种负反馈阻态的判断iX并联：并联：反馈量反馈量和和fX输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。fXiXfXiX接于不同的输入端。接于不同的输入端。iX串联：串联：反馈量反馈量和和fX输入量输入量fXiXfXiX电流：电流：将将负载负载短路，反馈量仍然存在。短路，反馈量仍然存在。电压：电压：将将负载负载短路，反馈量为零。短路，反馈量为零。5、深度负反馈放大电路电压放大倍数的计算、深度负反馈放大电路电压放大倍数的计

47、算（1）正确判断反馈组态；）正确判断反馈组态；（2）求解反馈系数；）求解反馈系数；（3）利用）利用F求解求解,.fA.ufA.uSfA或4、负反馈的几个概念、负反馈的几个概念FAAXXA 1.i.o.fo.f.XXF i.f.XXFA若若11 FA深度负反馈深度负反馈FA1f 例例6.4.1 如图如图6.2.8，已知，已知R110K，R2100 K，R R3 32 2 K，R RL L5 5 K。求解在深度负反馈条件下的。求解在深度负反馈条件下的A AUfUf. .图图6.2.8例例6.4.1电路图电路图解：解：反馈通路反馈通路： T、 R3、 R2与与R1电路引入电路引入电流串联负反馈电流串

48、联负反馈IRRRRIR3213110321311RIRRRRRIURf321310RRRRRIUFfui30)(3132100RRRRRRFRURIUUALuiLfLiuf例例6.4.2在图在图6.2.9所示电路中，已知所示电路中，已知R210K，R4100 K，求解在深度负反馈条件下的，求解在深度负反馈条件下的A AUFUF图图6.2.9例例6.4.2电路图电路图反馈通路反馈通路： T3 、 R4与与R2电路引入电压串联负反馈电路引入电压串联负反馈4220RRRUUFfuu1111240RRFUUAuuiuuf电压放大倍数电压放大倍数 例例6.4.3a6.4.3a 估算深负反馈运放的闭环电压

49、放大倍数估算深负反馈运放的闭环电压放大倍数。解：解： 该电路为该电路为电压并联电压并联 负反馈负反馈，在深度负反馈条件，在深度负反馈条件下：下：fiII ， 1iiRUI FofRUI 1iFoRURU 得得则闭环电压放大倍数为：则闭环电压放大倍数为：11. 0202 . 2 1FiofRRUUAuu例例 6.4.3a电路电路图图该电路为电压串联负反馈该电路为电压串联负反馈o323fURRRU 5 . 22311132f RRFAuuuu323ofRRRUUFuu 故故在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下例例 6.4.3 ( (b) )电路图电路图 例例6.4.3b6.4.3b：例例 6.4.

50、4 电路图电路图该电路为电流并联负反馈，该电路为电流并联负反馈，在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：fiII F33LoF33ofRRRRURRRII 1iiRUI 故：故：1iF33LoRURRRRU 闭环电压放大倍数为：闭环电压放大倍数为：9 . 51 . 51)101 . 5(2)(1 3F3LiofRRRRRUUAuu 例例6.4.46.4.45.6负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性对于多级放大电路，如果引入过深的负反馈，可能引对于多级放大电路，如果引入过深的负反馈，可能引起自激振荡。起自激振荡。5.6.1 产生自激振荡的原因和条件产生自激振荡的原因和条件放大电路的闭环放

51、大倍数为：放大电路的闭环放大倍数为：FAAA 1f在中频段，在中频段，11 FAAF在高、低频段，放大倍数和反馈系数在高、低频段，放大倍数和反馈系数 的模和相角的模和相角都随频率变化，使都随频率变化，使 。11 FA一、自激振荡产生的原因一、自激振荡产生的原因 放大电路没有输入信号，但仍有一定频率和幅度放大电路没有输入信号，但仍有一定频率和幅度的输出信号，这种现象称为的输出信号，这种现象称为自激振荡自激振荡。二、自激振荡的平衡条件二、自激振荡的平衡条件01 FA即：即：1 FA1 FA)210()12(arg， nnFA幅值条件幅值条件相位条件相位条件自激振荡过程如下：自激振荡过程如下：0Xi

52、X0XfX例：单管阻容耦合共射放大电路的频率响应例：单管阻容耦合共射放大电路的频率响应 270ouA0.707AumAumfLfHBWffOO 90o 180ofLfH5.6.2负反馈放大电路稳定性的定性分析负反馈放大电路稳定性的定性分析可见，在低、高频段，放大电路分别产生了可见，在低、高频段，放大电路分别产生了 0 + 90 和和 0 - -90 的附加相移。的附加相移。两级放大电路将产生两级放大电路将产生 0 180 附加相移；三级放大附加相移；三级放大电路将产生电路将产生 0 270 的附加相移。的附加相移。对于多级放大电路，如果某个频率的信号产生的附加对于多级放大电路，如果某个频率的信

53、号产生的附加相移为相移为 180o，而反馈网络为纯电阻，则：，而反馈网络为纯电阻，则： 180argFA满足自激振荡的相位条件，如果同时满足自激振荡的满足自激振荡的相位条件，如果同时满足自激振荡的幅值条件，放大电路将产生自激振荡。幅值条件，放大电路将产生自激振荡。但但三级放大电路三级放大电路，在深度负反馈条件下，对于，在深度负反馈条件下，对于某某个频率个频率的信号，既满足相位条件，也满足幅度条的信号，既满足相位条件，也满足幅度条件，可以产生件，可以产生自激振荡自激振荡。结论：结论：单级放大电路不会产生自激振荡；单级放大电路不会产生自激振荡；两级放大电路当频率趋于无穷大或趋于零时，虽两级放大电路

54、当频率趋于无穷大或趋于零时，虽然满足相位条件，但不满足幅度条件，所以也不然满足相位条件，但不满足幅度条件，所以也不会产生自激振荡；会产生自激振荡；一、判断方法一、判断方法利用负反馈放大电路回路增益的波特图，分析利用负反馈放大电路回路增益的波特图，分析是否同时满足自激振荡的幅度和相位条件。是否同时满足自激振荡的幅度和相位条件。FA5.6.3负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断满足满足自激振荡的幅度自激振荡的幅度条件频率为条件频率为fC满足满足自激振荡的相位自激振荡的相位条件频率为条件频率为fO因为存在因为存在fO ，且，且fO fC ，则电路不稳定。则电路不稳定。(动画动画avi

55、10-1.avi)判断方法判断方法虽然存在虽然存在fO ，但但fO fC ，则电路稳定，不产生自激振荡。则电路稳定，不产生自激振荡。判断方法小结如下：判断方法小结如下：（1）若不存在）若不存在fO ，则电路稳定则电路稳定（2）若存在若存在fO ，且，且fO fC ，则电路不稳定，必然产生自激振荡。则电路不稳定，必然产生自激振荡。若存在若存在fO ，但但fO fC ，则电路稳定，不产生自激振荡则电路稳定，不产生自激振荡。例例1：某负反馈放大电路的波特图为：某负反馈放大电路的波特图为：FAf / HZf / HZfofo60dB/lg20FA402000 90 180 AF( (a) )产生自激产

56、生自激由波特图中的相频特由波特图中的相频特性可见，当性可见，当 f = f0 时，相时，相位移位移 AF = - -180，满足相满足相位条件；位条件；1 FA结论：当结论：当 f = f0 时，电路同时满足自激振荡的相位条时，电路同时满足自激振荡的相位条件和幅度条件，将产生自激振荡。件和幅度条件，将产生自激振荡。此频率对应的对数幅此频率对应的对数幅频特性位于横坐标轴之上，频特性位于横坐标轴之上，即：即：结论：该负反馈放大电路不会产生自激振荡，能够稳结论：该负反馈放大电路不会产生自激振荡，能够稳定工作。定工作。1 FA例例2：由 负 反 馈 放 大 电 路由 负 反 馈 放 大 电 路 的波特

57、图可见，当的波特图可见，当 f = f0 ，相位移相位移 AF = - -180 时时FAf / HZf / HZf0f060dB/lg20FA4020OO 90 180 AFfcfc利用波特图来判断自激振荡利用波特图来判断自激振荡( (b) )不产生自激不产生自激Gm二、稳定裕度二、稳定裕度当环境温度、电路参数及电源电压等在一定范围内变当环境温度、电路参数及电源电压等在一定范围内变化时，为保证放大电路也能满足稳定条件，要求放大电路化时，为保证放大电路也能满足稳定条件，要求放大电路要有一定的稳定裕度。要有一定的稳定裕度。1. 幅值裕度幅值裕度 Gmf / HZf / HZfofo60dB/lg

58、20FA4020OO 90 180 AFfcfc)dB(lg200mffFAG 对于稳定的负反馈放大对于稳定的负反馈放大电路，电路，Gm 为负值。为负值。 Gm 值愈值愈负，负反馈放大电路愈稳定。负，负反馈放大电路愈稳定。一般要求一般要求 Gm - -10 dB 。2. 相位裕度相位裕度 m 180AF 当当 f = fc 时，时，0lg20 FAcAFm180ff 负反馈放大电路稳定负反馈放大电路稳定对于稳定的负反馈放大电路，对于稳定的负反馈放大电路， m 为正值。为正值。 m 值愈值愈大，负反馈放大电路愈稳定。大，负反馈放大电路愈稳定。一般要求一般要求 m 45 f / Hzf / Hzfofo60dB/lg20FA402000 90 180 AFfcfc mGm图图 5.4.25.6.4负反馈放大电路自激振荡的消除方法负反馈放大电路自激振荡的消除方法为保证放大电路稳定工作，对于三级或三级以上的为保证放大电路稳定工作，对于三级或三级以上的负反馈放大电路，需采取适当措施破坏自激振荡的幅度负反馈放大电路，需采取适当措施破坏自激振荡的幅度条件和相位条件。条件和