7 反馈放大电路2PPT学习教案

1、会计学17 反馈放大电路反馈放大电路22一、什么叫反馈一、什么叫反馈? ? 在电子系统中，把输出回路的电量（电压或电流）的一部分或全部，反送到输入回路的过程。在电子系统中，把输出回路的电量（电压或电流）的一部分或全部，反送到输入回路的过程。（由此定义可得出判别电路中有无反馈的方法：看电路中有无反馈通路或反馈元件）（由此定义可得出判别电路中有无反馈的方法：看电路中有无反馈通路或反馈元件）7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类反馈通路反馈通路信号反向传输的渠道信号反向传输的渠道vIvO+- -RLvIvO+- -RLR2R1反馈通路反馈通路（反馈网络）（反馈网络）信号的信号的正向传输正向

2、传输无反馈通路无反馈通路开环开环有反馈通路有反馈通路闭环闭环第1页/共93页3输入量：输入量：ui、ube、ib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一定一定第2页/共93页4正反馈正反馈xd = xi + xf负反馈负反馈xd = xi xfA= xo / xdF= xf / xo放大电路放大电路反馈电路反馈电路xoxixdxf xi 总输入信号总输入信号xd 净输入信号净输入信号xf 反馈信号反馈信

3、号开环放大倍数开环放大倍数反馈系数反馈系数xo 输出信号输出信号反馈电路方框图反馈电路方框图第3页/共93页5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。二、直流反馈与交流反馈二、直流反馈与交流反馈 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+CTRb

4、1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeICic第4页/共93页6 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。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。例例1：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。：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！第5页/共93页7 例例2: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？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？+

5、V+_-+1R5R6RccRO2u4uRi3R7R3CC1C2C4第6页/共93页8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三、本级反馈与级间反馈三、本级反馈与级间反馈VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-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第7页/共93页9 A iU dU fUF0X F A iUdIfIiI0X串联反馈串联反馈：反馈电路与放大电路反馈电路与放大电路输入端输入端串联串联，比较，比较电压电压并联

6、反馈并联反馈：反馈电路与放大电路反馈电路与放大电路输入端输入端并联并联，比较，比较电流电流fidUUU fidIII 方法：方法：输入信号和反馈信号分别加在同一个输入端（同相或反相）上的，输入信号和反馈信号分别加在同一个输入端（同相或反相）上的，是并联反馈是并联反馈；否则；否则是串联反馈是串联反馈；四、串联反馈与并联反馈四、串联反馈与并联反馈第8页/共93页10 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反相端为并联反馈。若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并联反馈。 若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相端则为串联反馈。若反馈信号与输入信号一个加在同相

7、端一个加在反相端则为串联反馈。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输入量反馈量第9页/共93页11 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发射极，则为并联反馈。若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，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则为串联反馈。若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。T输入量反馈量T输入量反馈量第10页/共93页12输出电压短路法输出电压短路法电压负反馈：电压负反馈：指反馈采样电压与指反馈采样电压与输出电压输出电

8、压成正比成正比电流负反馈：电流负反馈：指反馈采样电压指反馈采样电压与与输出电流输出电流成正比成正比000 fXU F AU0 fX000fXU F A0IfXLR电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈 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，则为电压反馈；若反馈量依然存在，则为电流反馈。，则为电压反馈；若反馈量依然存在，则为电流反馈。五、电压反馈与电流反馈五、电压反馈与电流反馈第11页/共93页13R2R1RFRLuIuOiIiDiFR1R2RLRuOuIuD第12页/共93页14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

9、压放大倍数为：六、负反馈与正反馈六、负反馈与正反馈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+CTRb1C

10、CRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-第13页/共93页15正、负反馈的判别方法：瞬时极性法正、负反馈的判别方法：瞬时极性法1）设在输入端加一瞬时极性为正的信号，用）设在输入端加一瞬时极性为正的信号，用“+”表示；表示；2）在电路中，沿着信号流向，标出同一时刻有关节）在电路中，沿着信号流向，标出同一时刻有关节点电压瞬时极性，或支路电流的瞬时流向；点电压瞬时极性，或支路电流的瞬时流向； 说明：瞬时极性只表示变化的趋势（斜率）是增大或说明：瞬时极性只表示变化的趋势（斜率）是增大或减少（正斜率或负斜率），用减少（正斜率或负斜率），用“+”、“- -”号表示。号表示。3

11、）看反馈信号是增强了净输入信号，则为正反馈，）看反馈信号是增强了净输入信号，则为正反馈，削弱了净输入信号，则为负反馈。削弱了净输入信号，则为负反馈。（串同为负，并反为负串同为负，并反为负）第14页/共93页16R2R1RfRLuiuoiiidif例：例：2、RF是反馈元件，取样电压是反馈元件，取样电压电压反馈；电压反馈；1、反馈信号接到信号输入端一侧，、反馈信号接到信号输入端一侧， 并联反馈；并联反馈；反馈信号以电流形式出现，与输入电流并联比较。反馈信号以电流形式出现，与输入电流并联比较。3、是正反馈还是负反馈呢？、是正反馈还是负反馈呢？id= ii - ifuiuo if id 正反馈；正反

12、馈；该电路引入电压并联正反馈！该电路引入电压并联正反馈！第15页/共93页17RfioR1R2RLRuouiuduf例：例：2、取样电流、取样电流电流反馈；电流反馈；1、 Rf 、R1是反馈元件，反馈信号接到接地输入端是反馈元件，反馈信号接到接地输入端一侧一侧串联反馈；串联反馈；3、是正反馈还是负反馈呢？、是正反馈还是负反馈呢？ud= ui - ufuiuo io uf ud 负反馈；负反馈；该电路引入电流串联负反馈！该电路引入电流串联负反馈！第16页/共93页18负负反反馈馈交流反馈交流反馈直流反馈直流反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

13、流并联负反馈电流并联负反馈稳定静态工作点稳定静态工作点7.2 7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态第17页/共93页19一、电压串联负反馈一、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：VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1ui一定一定1o1 dififRuuuuuRR 第18页/共93页20二、电压并联负反馈二、电压并联负反馈oofiuuuiRR ff 因为反馈电流：因为反馈电流：+TLR-cui-b+iCC+sRi+VO

14、uu-ssRRffioodfsssuuiiiiiRR ffRL id uO ou fi 第19页/共93页21三、电流串联负反馈三、电流串联负反馈io uf ud io 电流负反馈的特性电流负反馈的特性稳定输出电流稳定输出电流稳定过程：稳定过程：RL u-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-uf=ioRfud = ui -uf第20页/共93页22四、电流并联负反馈四、电流并联负反馈稳定过程：稳定过程：RL io(ic2) if id （ib） io(ic2) +-Rc1c2RRfRe2RsLR1T

15、2Tic2ifsius-u+O+-uiCC+Vibuu-1AiiR+i+oidifiofRRLR+-RRRii fofid = ii -if电流负反馈的特性电流负反馈的特性稳定输出电流稳定输出电流第21页/共93页23Fu电流并联负反馈电流并联负反馈电压串联反馈电压串联反馈第22页/共93页24例例: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第23页/共93页25解解:电压并联负反馈。电压并联负反馈。例题例题:试判断下列电路中的反馈组态。

16、试判断下列电路中的反馈组态。+_V1fI12R12TiR2+uRTRRsR34RCCVVEEuoT3VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEuiuRf+Ao1R第24页/共93页26电路引入了电压负反馈电路引入了电压负反馈Fu由输出量作用的电流为零由输出量作用的电流为零第25页/共93页27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仅受基极电流的控制仅受基极电流的控制第26页/共93页28例例:+V+_-+1R5R6RccRO2u4uRi3R7R3CC1C2C4uu+RofA+i1R第27页/共93页29VVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6VV+A+uOiu1RR2CC

17、+V3RU+VUcc2RR1Ouiu第28页/共93页30例例:+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-f+R1bCCTCRVRu+-Lo-+uieC2Su+-RSf-u+第29页/共93页31VVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6+_+V-+cciuuO1RR23RR4R56Ru-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi第30页/共93页32例例:VV+A+uOiu1RR2CC+V3R+V-+_+ccuOui1RR23R4R第31页/共93页33VVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6U+VUcc2RR1Ouiu第32页/共93页34（1

18、）串联反馈）串联反馈 四、四、 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。 要想反馈效果明要想反馈效果明显，就要求显，就要求uf变变化能有效引起化能有效引起ud的变化。的变化。uu-+uf-1R+uLd-R+o+AfR-u+S-i+uRs第33页/共93页35（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的的变化。变

19、化。uuAs-R+oRR+Lf+isiidifi第34页/共93页36doXXA ofXXF fidXXX oofi1ddfddXXAXAAXXXXAFXAFfXdXoXiX+7.3 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达负反馈放大电路增益的一般表达式式第35页/共93页37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1AF F1AAAF (1) 11 AF，F AA ，(2) 11 AF，深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈(3) 11 AF，F AA ，自激振荡自激振荡(4) 10 AF，F A ，第36页/共93页387.4 负反馈对放大电路性能的影响负反馈

20、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 在放大器中引入负反馈在放大器中引入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数 使放大器的性能得以改善：使放大器的性能得以改善：第37页/共93页391. 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

21、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。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。第38页/共93页40ViVo开环传输特性闭环传输特性第39页/共93页41Auiufuiuoud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第40页/共93页42 负反馈只对反馈环内的噪声和干扰有抑制作用。负反馈只对反馈环内的噪声和干扰有抑制作用。nsVVNS2sVnVSANV 2VA信信噪噪比比提提高高倍倍。120121VVSVVVAAVVAAF 1121VnVVVAVAAF 第41页/共93页43

22、 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。增益与通频带之积为常数。 即：即： Amf fbwf= Am fbw020lg|A|（dB）F（Hz） Am fL fH fLf fHf Amf第42页/共93页44 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=iAF

23、uu id)1(=iAFu +RiuooR-Riu+-+duii+o-uLRAi+Ro+oLiuiA+ouRu-dRiu+-RRfu-f+R1ifi第43页/共93页45 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第44页/共93页46(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 （2）电流负反馈电流负反馈稳定输出电流（当负载变化

24、时稳定输出电流（当负载变化时）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结论：结论：解释解释1：解释解释2：加压求流法加压求流法第45页/共93页47 图09.12为求输出电阻的等效电路，将负载电阻开路，在输出端加入一个等效电压Vo，并将输入端接地。于是有 是负载开路时的基本放大电路的增益。1toofootoooo()dttttVA XVA XVA FVVA FIRRRR 1oofottVRRIA F oA解释解释2：加压求流法加压求流法tVtIdtXFV odA XftXFV tVtV第46页/共93页48 ssfsdtA XA XA

25、FI 1sos()()ttttVAFII RAF I1ofso()ttVRAF RI dtXFI tIsdA XtVtIttXFI 第47页/共93页49四种类型的负反馈放大电路电流并联电流并联电压串联电压串联电流串联电流串联电压并联电压并联AfFA电路类型电路类型()ordVAIoidIAI ( )ogdIASV ovdVAV ( )foIFSV ()orfiVA =I ()foVFI(S)ogfiIA=VfoVFV foIFI ovfiVA =VoifiIA =I第48页/共93页50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直流负反馈引直流负

26、反馈 要稳定交流量要稳定交流量引交流负反馈引交流负反馈 要稳定输出电压要稳定输出电压引电压负反馈引电压负反馈 要稳定输出电流要稳定输出电流引电流负反馈引电流负反馈 要增大输入电阻要增大输入电阻引串联负反馈引串联负反馈 要减小输入电阻要减小输入电阻引并联负反馈引并联负反馈第49页/共93页51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第50页/共93页52（2）希望接入

27、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第51页/共93页53（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+iuo+-f2R第52页/共93页54（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

28、交流反馈。怎样接？CVVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-f1R第53页/共93页557.5 深度负反馈放大电路的计算深度负反馈放大电路的计算 深度负反馈：深度负反馈：即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数有关。有关。11 + AF 由由1FAAAF 得得1AAFF 11 AF 方法一：方法一：一一. 估算闭环增益估算闭环增益第54页/共93页56 方法二：方法二：1FAAAF 根据根据1AAFF将将oFiXAX foXFX 代入上式代入上式得得即：输入量近似等于反馈量即：输入量近似等于反馈量净输入量近似等于净

29、输入量近似等于零零 由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“虚短虚短”、“虚断虚断”的概念的概念或或ifXX 0fid XXX第55页/共93页57深度负反馈条件下：深度负反馈条件下：Xd=Xi-Xf0u+=u-（运放电路）（运放电路）ue=ub（三极管电路）（三极管电路）(1)“虚短虚短”ud0(2)“虚断虚断”id0ii+=ii-=0 （运放电路）（运放电路）ib=0（三极管电路）（三极管电路）“虚短虚短”与与“虚断虚断”-u-R+fu+R-u+1fAd+i+-u+fui+-TfR+u-du+A+ifRiifiii+i-i+T-i+ufRiiibif第

30、56页/共93页58 例例1.1.分立电路电压串联负反馈分立电路电压串联负反馈 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：feeofuuRRRuuF 11e1fe1uuiouf1RRRFuuA VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1第57页/共93页59 解：用方法二。解：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 iu11oouFiffRRuuAuuR 11RRf 则则fOfiRRRuuu11VVV+A+-R1RfuiuuR

31、f+d-uo-第58页/共93页60（2 ）电流并联负反馈放大器）电流并联负反馈放大器反馈系数反馈系数:闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益 解：用方法一。解：用方法一。se2e2fifsic2sousfRRRRRRRiRiuuA LL)(e2fe2c2fRRRii e2fe2c2fiiRRRiiF e2e2fiifc2iifRRRFiiA 1 例例1.1.分立电路电流并联负反馈分立电路电流并联负反馈Rc1c2R+Vc2i-ROsR-ff12+uTisRRTiCCibiuLe2第59页/共93页61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例例2. 运放组成的电流并联

32、负反馈放大器运放组成的电流并联负反馈放大器ofiRRRif 1foRiRiL 122RRRRRLf 解：用方法二。解：用方法二。oousfii1Lui RAui R ui=ii R1 ii=ifu-uR+1f-ofo+LiRRRi+idAiii第60页/共93页62（3）电压并联负反馈）电压并联负反馈 例例1.1.分立电路电压并联负反馈分立电路电压并联负反馈闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益 解：用方法一。解：用方法一。反馈系数反馈系数:f1RuiF ofiuffRuRuuiioof fiuiouifRFiuA 1)(ifsiosousfRRiuuuA ssioRRRiuf sf+uTi

33、+VbiCCusRiOiRRRL-f-+c第61页/共93页63 例例2.2.运放组成的电压并联负反馈运放组成的电压并联负反馈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+LRRfifid1i1Ruoiu第62页/共93页64闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益例例1. 分立元件组成的电流串联负反馈分立元件组成的电流串联负反馈ebeLc)1()/(RrRRAu 解：用方法一。解：用方法一。反馈系数反馈系数:eofuiRiuF euiioiufRFuiA11 eLciLcoioufRRRuRR

34、iuuA/)/( 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:（4）电流串联负反馈）电流串联负反馈+-b2TRcVi-Cb2b1+uouRCCf-RC+Lb1RuioReeofRiu 第63页/共93页65例例2.2.运放组成的电流串联负反馈运放组成的电流串联负反馈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：用方法二。解：用方法二。VVVO+fAuR-1RL-R+oiuu-+i第64页/共93页66二二. 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

35、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。第65页/共93页67（1 1）电压串联负反馈）电压串联负反馈举例举例 RifRifRb1Rof0VV+uRRRe1-b1e2RRb1RRCc2uc1-TOf1CCC+L2+ViTb2ifRifRofR第66页/共93页68（2 2）电压并联负反馈）电压并联负反馈Rif0RifRSROf0+-RcRsLRTiius-u+OCC+VibfRififRifRRof第67页/共93页69（3）电流并联负反馈）电流并联负反馈ROfRC2Rif0RifRSROf+Vic2RRiCCsLie2c2+uiTsRR

36、Oic1+fT-2fu1R-bRifRRifofRofR第68页/共93页70电压并联负反馈电流串联正反馈电流串联负反馈例例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。第69页/共93页71SoRFIVAfoIVfffIRIfR0ifRoofRR第70页/共93页72基本放大电路基本放大电路有源反馈网络有源反馈网络fV电压串联负反馈电压串联负反馈oV oVooVRRRV344oV ooVRRRV655 ooVRRRV565 ofVRRRV878ofVRRRRRRRRRV878565434ouFiVAV foVV865487543)()()(RRRRRRRRR第71

37、页/共93页73求静态时运求静态时运放的共模输入放的共模输入电压电压;若要实现串若要实现串联电压反馈联电压反馈, Rf 应接向何处应接向何处?要实现串联要实现串联电压负反馈电压负反馈,运运放的输入端极放的输入端极性如何确定？性如何确定？求引入电压求引入电压串联负反馈后串联负反馈后的闭环电压放的闭环电压放大倍数。大倍数。第72页/共93页74 Ic1 = Ic2 = Ic3 /2CCEER2212B3R2EEE3B3BE3151566V2466159V90.79.7VVVVRRRVVVVVV V5mA5 . 0mA13 . 5157 . 9c1C1CCC2C1C2C1e3EEE3C3RIVVVI

38、IRVVI第73页/共93页75解解要实现负反要实现负反馈，必为同极性馈，必为同极性信号。见图中绿信号。见图中绿色标号，由此可色标号，由此可确定运放的输入确定运放的输入端极性。端极性。第74页/共93页76为了保证获得运放绿色标号的极性，B1相当同相输入端，B2相当反向输入端。为此该电路相当同相输入比例运算电路。所以电压增益为2bf1RRAvv第75页/共93页77例例4：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第76页/共93页78例例5：求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻求电压放大倍数、输入

39、电阻、输出电阻。VVVV+e1-1RRRCc3uc1T1CC3+ViTifRofRTR2e2c2R2Cf1RRf2uo+-第77页/共93页797.6 7.6 负反馈放大电路的设计负反馈放大电路的设计设计步骤：设计步骤：1、选定需要的反馈类型、选定需要的反馈类型信号源的性质信号源的性质恒压源恒压源恒流源恒流源串联负反馈串联负反馈并联负反馈并联负反馈对输出信号的要求对输出信号的要求稳定电压稳定电压稳定电流稳定电流电压负反馈电压负反馈电流负反馈电流负反馈功能功能电压放大电压放大电流放大电流放大电压信号转换为电流信号电压信号转换为电流信号电流信号转换为电压信号电流信号转换为电压信号电压串联负反馈电压

40、串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈第78页/共93页802、确定反馈系数、确定反馈系数根据根据1FAF 3、适当选择反馈网络中的电阻、适当选择反馈网络中的电阻1）根据）根据F2）减小反馈）减小反馈网络对输入网络对输入端和输出端端和输出端的的负载效应负载效应串联负反馈串联负反馈并联负反馈并联负反馈电压负反馈电压负反馈电流负反馈电流负反馈输出阻抗小输出阻抗小输出阻抗大输出阻抗大输入阻抗大输入阻抗大输入阻抗小输入阻抗小第79页/共93页81一一. 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

41、的情况下，放大电路仍会产生在不加输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。一定频率的信号输出。7.6 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+iL+u-+u放大器放大器-oR 第80页/共93页82fidXXX 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，若满此时，若满足足|dfXX 则则Xi=0，仍

42、会有输出信号。，仍会有输出信号。 第81页/共93页833. 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）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：第82页/共93页84二二.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 180

43、fa 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 第83页/共93页85三三. 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

44、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：FA1lg20lg20第84页/共93页86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：三三. 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电

45、路稳定性分析)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上限频率，称为主极点频率。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。(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：第85页/共93页87(2) 作作dB201lg20F的水平线的水平线Alg20 与与F1lg20(3)水平线水平线

46、相交于相交于E点。点。与与E点相对应的附加相位移为点相对应的附加相位移为 ，因此，放大器是不稳定的。，因此，放大器是不稳定的。2250(dB)20uAlg20406080f50k500k5M50M500M0-90-180 -135-225-270f十十倍倍频频程程dB/20 十十倍倍频频程程dB/40 F1lg20E第86页/共93页882.将反馈系数将反馈系数 改为改为 ，分析其稳定性分析其稳定性001. 0.F解：解： (1) 作作dB601lg20F的水平线的水平线F1lg20(2)水平线水平线 相交于相交于D点。点。Alg20 与与与与D点相对应的附加相位移为点相对应的附加相位移为 ，

47、因此，放大器是稳定的。且，因此，放大器是稳定的。且 m 135450(dB)20uAlg20406080f50k500k5M50M500M0-90-180 -135-225-270f十十倍倍频频程程dB/20 十十倍倍频频程程dB/40 F1lg20D第87页/共93页89 反馈深度越深，越容易自激。反馈深度越深，越容易自激。F越大，水平线越大，水平线下移，越下移，越F1lg20容易自激容易自激F越大，表明越大，表明反馈深度越深反馈深度越深结论结论：0(dB)20uAlg20406080f50k500k5M50M500M0-90-180 -135-225-270f十十倍倍频频程程dB/20 十十倍倍频频程程dB/40 F1lg20D基本放大电基本放