第六章 放大电路中反馈

1、1第六章第六章 放大电路中的反馈放大电路中的反馈2第十六讲 反馈的概念及判断一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念二、交流负反馈的四种组态二、交流负反馈的四种组态三、反馈的判断三、反馈的判断31. 什么是反馈什么是反馈 电子电路输出量的一部分或全部通过一定的方式电子电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入量，称为反馈。引回到输入回路，影响输入量，称为反馈。一、反馈的基本概念要研究哪些问题？要研究哪些问题？怎样引回怎样引回是从输出是从输出电压还是电压还是输出电流输出电流引出反馈引出反馈影响输入电压影响输入电压还是输入电流还是输入电流多少多少怎样引出怎样引出 反馈放大电路可用反

2、馈放大电路可用方框图表示。方框图表示。42. 正反馈和负反馈正反馈和负反馈 从从反馈的结果反馈的结果来判断，凡反馈的结果使来判断，凡反馈的结果使输出输出量的变化减小量的变化减小的为负反馈，否则为正反馈；的为负反馈，否则为正反馈；引入反馈后其变化是引入反馈后其变化是增大？还是减小？增大？还是减小？引入反馈后其变化是增大？引入反馈后其变化是增大？还是减小？还是减小？ 或者，凡反馈的结果使或者，凡反馈的结果使净输入量减小净输入量减小的为负的为负反馈，否则为正反馈。反馈，否则为正反馈。53. 直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈 直流通路直流通路中存在的反馈称为中存在的反馈称为直流反馈直流反馈，交流通

3、交流通路中存在路中存在的反馈称为的反馈称为交流反馈交流反馈。交流负反馈交流负反馈直流负反馈直流负反馈64. 局部反馈和级间反馈局部反馈和级间反馈 只对多级放大电路中只对多级放大电路中某一级某一级起反馈作用的称为起反馈作用的称为局部局部反馈反馈，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路的称为入回路的称为级间反馈级间反馈。通过通过R3引入的是局部反馈引入的是局部反馈通过通过R4引入的是级间反馈引入的是级间反馈通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。7二、交流负反馈的四种组态 1. 电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈

4、将输出电压的一部分或全将输出电压的一部分或全部部引回到引回到输入回路来影响输入回路来影响净净输入量输入量的为的为电压反馈电压反馈，即，即ooUX 将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为输入量的为电流反馈电流反馈，即，即ooIX 描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。反馈网络的取样对象。82. 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 描述放大电路和反馈网络在输入端的描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式连接方式，即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。即输入量、反馈

5、量、净输入量的叠加关系。fiiUUU-串联负反馈串联负反馈fiiIII-并联负反馈并联负反馈+_负反馈负反馈93. 四种反馈组态：注意量纲四种反馈组态：注意量纲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 为什么在并为什么在并联负反馈电路联负反馈电路中不加恒压源中不加恒压源信号？信号？ 为什么在串为什么在串联负反馈电路联负反馈电路中不加恒流源中不加恒流源信号？信号？10三、反馈的判断三、反馈的判断 1. 有无反馈的判断有无反馈的判断 “找联系找联系”：找：找输出回路与输入回路输出回路与输入回路的联系，的联系，若有则有反馈，否则

6、无反馈。若有则有反馈，否则无反馈。引入反馈引入反馈了吗？了吗？将输出电压全将输出电压全部反馈回去部反馈回去无反馈无反馈11 1. 有无反馈的判断有无反馈的判断“找联系找联系”：是找输出回路与输入回路的联系，：是找输出回路与输入回路的联系，不仅是输出端与输入端的联系！不仅是输出端与输入端的联系！既在输入回路又既在输入回路又在输出回路，因在输出回路，因而引入了反馈。而引入了反馈。122. 直流反馈和交流反馈的判断直流反馈和交流反馈的判断仅有直流仅有直流反馈反馈仅有交流仅有交流反馈反馈 “看通路看通路”，即看反馈是存在于，即看反馈是存在于直流直流通路还通路还是是交流交流通路。通路。设以下电路中所有电

7、容对交流信号均可视为短路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。132. 直流反馈和交流反馈的判断直流反馈和交流反馈的判断交、直交、直流反馈流反馈共存共存仅有直流仅有直流反馈反馈143. 正、负反馈（反馈极性）的判断正、负反馈（反馈极性）的判断“看反馈的结果看反馈的结果” ，即净输入量是，即净输入量是被增大还是被减小被增大还是被减小。瞬时极性法：瞬时极性法： 给定给定 的瞬时极性，的瞬时极性，并以此为依据分析电路中并以此为依据分析电路中各电流、电位的极性从而各电流、电位的极性从而得到得到 的极性；的极性；iXoX的极性的极性 的极性的极性 、 、 的叠加关系的叠加关系oXfXiXfXiX

8、fiifii IIIUUU或正反馈正反馈负反馈负反馈fiifii IIIUUU或153. 正、负反馈的判断正、负反馈的判断FuFIDuuu反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。O211FuRRRu16 在判断集成运放构成的反馈放大电路的反馈极性时，净在判断集成运放构成的反馈放大电路的反馈极性时，净输入电压指的是集成运放两个输入电压指的是集成运放两个输入端的电位差输入端的电位差，净输入电，净输入电流指的是同相输入端或反相输入端的电流。流指的是同相输入端或反相输入端的电流。2ON2RuuiR反馈量反馈量反馈电流反馈电流反馈量仅决定于输出量反馈量仅决定于输出量净输入电流

9、减小，引入了负反馈净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流净输入电流增大，引入增大，引入了正反馈了正反馈174. 电压反馈和电流反馈的判断电压反馈和电流反馈的判断电路引入了电压负反馈电路引入了电压负反馈 令输出电压为令输出电压为0，若反馈量随之为，若反馈量随之为0，则为，则为电压反馈电压反馈；若反馈量依然存在，则为若反馈量依然存在，则为电流反馈电流反馈。184. 电压反馈和电流反馈的判断电压反馈和电流反馈的判断仅受基极电仅受基极电流的控制流的控制电路引入了电流负反馈电路引入了电流负反馈反馈电流反馈电流195. 串联反馈和并联反馈的判断串联反馈和并联反馈的判断FINiiiFIDuuu 在输入端，输

10、入量、反馈量和净输入量以电压的方式在输入端，输入量、反馈量和净输入量以电压的方式叠加，为串联反馈；以电流的方式叠加，为并联反馈。叠加，为串联反馈；以电流的方式叠加，为并联反馈。引入了并联反馈引入了并联反馈引入了串联反馈引入了串联反馈20分立元件放大电路中反馈的分析 图示电路有无引入反馈？是直流反馈还是交流反馈？是图示电路有无引入反馈？是直流反馈还是交流反馈？是正反馈还是负反馈？若为交流负反馈，其组态为哪种？正反馈还是负反馈？若为交流负反馈，其组态为哪种？ 3. 若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨接一电阻，则反馈的性质有何变化？端跨接一电

11、阻，则反馈的性质有何变化？+_+_uF 1. 若第三级从射若第三级从射极输出，则电路引极输出，则电路引入了哪种组态的交入了哪种组态的交流负反馈？流负反馈？ 2. 若在第三级的若在第三级的射极加旁路电容，射极加旁路电容，则反馈的性质有何则反馈的性质有何变化？变化？引入了电流串联负反馈引入了电流串联负反馈21分立元件放大电路中的净输入量和输出电流 在判断分立元件反馈放大电路的反馈极性时，在判断分立元件反馈放大电路的反馈极性时，净输入净输入电压电压常指输入级晶体管的常指输入级晶体管的b-e（e-b）间或场效应管）间或场效应管g-s（s-g）间的电位差，）间的电位差，净输入电流常指净输入电流常指输入级

12、晶体管的输入级晶体管的基极电流（射极电流）基极电流（射极电流）或场效应管的栅极（源极）电或场效应管的栅极（源极）电流。流。 在分立元件电流负反馈放大电路中，反馈量常取自于在分立元件电流负反馈放大电路中，反馈量常取自于输出级晶体管的集电极电流或发射极电流，输出级晶体管的集电极电流或发射极电流，而不是负而不是负载上的电流；此时称输出级晶体管的集电极电流或发载上的电流；此时称输出级晶体管的集电极电流或发射极电流为输出电流，反馈的结果将射极电流为输出电流，反馈的结果将稳定该电流。稳定该电流。22第十七讲 负反馈放大电路的方框图及放大倍数的估算一、负反馈放大电路的方框图一、负反馈放大电路的方框图三、深度

13、负反馈的实质三、深度负反馈的实质四、深度负反馈条件下放大倍数的估算方法四、深度负反馈条件下放大倍数的估算方法二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式23一、负反馈放大电路的方框图断开反馈，且断开反馈，且考虑反馈网络考虑反馈网络的负载效应的负载效应决定反馈量和输出量关系决定反馈量和输出量关系的所有元件所组成的网络的所有元件所组成的网络反馈组态反馈组态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iXiXfXoXiUiUfUoUoUiIiIfIoIiUiUfUiIiIfIoI负反馈放大电路负反馈放大电路的基本放大电路的基本放大电路反馈网络反馈网

14、络方框图中信号是单向流通的。方框图中信号是单向流通的。24二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式FAAXFAXXAXFXXAXXXAA1iiioiifiifioXXA基本放大电路基本放大电路的放大倍数的放大倍数反馈系数反馈系数ofXXF反馈放大电路的放大倍数反馈放大电路的放大倍数iofXXA25负反馈放大电路放大倍数的量纲FAAA1f环路放环路放大倍数大倍数反馈组态反馈组态功能功能电压串联电压串联电压控制电压电压控制电压电压并联电压并联电流控制电压电流控制电压电流串联电流串联电压控制电流电压控制电流电流并联电流并联电流控制电流电流控制电流AFfAioUUofUUioUUioIUofUIioIU

15、ioIIofIIioIIioUIofIUioUI26三、深度深度负反馈的实质。，即，则若 1 11 fifXXFAFAFAAA1f净输入量可净输入量可忽略不计忽略不计fifi IIUU在并联负反馈电路中，馈电路中，上式说明：在串联负反。电路引入的才为负反馈，只有0FA符号相同。、在中频段，通常， fAFA27四、深度负反馈条件下电压放大倍数的估算uuuuuuFUUUUAUUF1 foiofof12f211of11 RRFARRRUUFuuuuuu1. 电压串联负反馈电路电压串联负反馈电路282. 电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路 ofUIFuiRif很小很小siossososfRIURIU

16、UUAussfo11RFRIUui为什么为什么?为什么为什么?292. 电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路ssosfof11RFUUAUIFuiuui12ssf2of111RRRFARUIFiuuiu303. 电流串联负反馈电路电流串联负反馈电路LfLoiofof1 RFURIUUAIUFuiuui1LLf1of1RRRFARIUFuiuui314. 电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路sLsfLossLososfof1RRFRIRIRIRIUUAIIFiiuiisL21sLsf212of)1 (1RRRRRRFARRRIIFiiuii32深度负反馈条件下四种组态负反馈放大电路的深度负反馈条

17、件下四种组态负反馈放大电路的电压放大倍数电压放大倍数反馈组态反馈组态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sff uuAA或uuuuFUUUUA1foiofssosf11RFUUAuiuLiof1RFUUAuiusLsosf1RRFUUAiiu符号相同。、通常， )(fsffAFAAAuu33 讨论一讨论一 求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。e3fe1e3e1fRRRRRIUFo)(L3ce3e1e3fe1ioRRRRRRRUUAu+_+_uF比较两电路比较两电路34 讨论二讨论二 求解在深度负反馈条件下电路的电压放大

18、倍数。求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。 1. 第三级从射极输出；第三级从射极输出； 2. 若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨接一电阻。入端跨接一电阻。e1ff1RRAusfRRAuR355. 理想运放情况下负反馈放大电路的估算理想运放情况下负反馈放大电路的估算因为因为u uO O为有限值，为有限值， A Aodod，所以所以 u uN Nu uP P0 0，即即因为因为r ridid，所以所以 理想运放参数特点：理想运放参数特点：Aod，rid， ro0。电路特征：电路特征：反馈网络为无源网络反馈网络为无源网络，如图。，如图。u

19、 uN Nu uP P虚短路虚短路i iN Ni iP P0 0虚断路虚断路求解放大倍数求解放大倍数的基本出发点的基本出发点36 讨论三 利用利用“虚短虚短”、“虚断虚断”求解电路。求解电路。1I12IPN RuiiuuuRRL31321ILOIOpRRRRRRuRiuuAu3I1233)1 (21RuRRRuuiRRRI3132132OuRRRRRiiiRR37第十八讲 交流负反馈对放大 电路性能的影响一、提高放大倍数的稳定性一、提高放大倍数的稳定性二、改变输入电阻和输出电阻二、改变输入电阻和输出电阻三、展宽频带三、展宽频带四、减小非线性失真四、减小非线性失真五、引入负反馈的一般原则五、引入

20、负反馈的一般原则38一、提高放大倍数的稳定性在中频段，放大倍数、反馈系数等均为在中频段，放大倍数、反馈系数等均为实数实数。AFAA1fAAAFAAd11dff2f)1(1ddAFAA2f)1(ddAFAA说明放大倍数减小到基本放大电路的说明放大倍数减小到基本放大电路的 ，AF11）（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。39二、改变输入电阻和输出电阻二、改变输入电阻和输出电阻1. 对输入电阻的影响对输入电阻的影响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对输入电阻的影响仅与

21、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。端的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。40串联负反馈对输入电阻影响的讨论串联负反馈对输入电阻影响的讨论iif)1 (RAFR 引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到原来的（到原来的（1 1AFAF）倍。倍。 引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的影响一样码？影响一样码？ Rb1支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无变化？支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无变化？41iiifiiiiifiiiAFIIUII

22、UIURIURAFRR1iif串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。串联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 (ifififRRRAF422. 对输出电阻的影响对输出电阻的影响AFRR1oof 对输出电阻的影响对输出电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输出仅与反馈网络与基本放大电路输出端的接法有关，端的接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈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。电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻。ooooooof)(RAFUUUIUR所取电流已在其所取电

23、流已在其负载效应中考虑负载效应中考虑43oooof)1 (RAFIURAFRUIAFIRUI1)(ooooooo所取电压已在其所取电压已在其负载效应中考虑负载效应中考虑44电流负反馈对输出电阻影响的讨论电流负反馈对输出电阻影响的讨论oof)1 (RAFR 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有阻的影响有无变化？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，使引出反馈的支路的等效电阻增大到原来的（的等效电阻增大到原来的（1 1AFAF）倍。倍。或引入电流负反馈；引入电压负反馈时在)( 0 )1 (ofofofRRRAF45三、展宽频带三、展宽频带：设反馈

24、网络是纯电阻网络：设反馈网络是纯电阻网络Alg20fFA1lg20HmHLmLfj1 j11ffAAffAAFAAAO引入负反馈后的幅频特性引入负反馈后的幅频特性bwbwfLLfHHf)1 (1)1 (fAFfAFfffAFf可推导出引入负可推导出引入负反馈后的截止频反馈后的截止频率、通频带率、通频带fLfHfLffHf46四、减小非线性失真：思路四、减小非线性失真：思路 由于晶体管输入特性的非线性，由于晶体管输入特性的非线性，当当b-e间加正弦波信号电压时，基间加正弦波信号电压时，基极电流的变化不是正弦波。极电流的变化不是正弦波。 可以设想，若加在可以设想，若加在b-e之间之间的电压正半周幅

25、值大于负半的电压正半周幅值大于负半周的幅值，则其电流失真会周的幅值，则其电流失真会减小，甚至为正弦波。减小，甚至为正弦波。47四、减小非线性失真 设基本放大电路的输出信号与输入信号同相。设基本放大电路的输出信号与输入信号同相。 可以证明，可以证明，在引入负反馈前在引入负反馈前后输出量基波幅值相同的情况后输出量基波幅值相同的情况下，非线性失真减小到基本放下，非线性失真减小到基本放大电路的大电路的1/(11/(1AFAF) )。净输入信号的正半周幅值净输入信号的正半周幅值小于负半周幅值小于负半周幅值48五、引入负反馈的一般原则五、引入负反馈的一般原则 稳定稳定Q点点应引入直流负反馈，应引入直流负反馈，改善动态性能改善动态性能应引入交流负应引入交流负反馈；反馈； 根据根据信号源信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小输入电阻应引入并联负反馈；输入电阻应引