电子电路基础课件第05章 反馈放大电路教材

1、电子电路基础Electronic Circuit Foundation北京邮电大学 信息与通信工程学院 孙文生 http:/ 3643 7175 (500人)分群分群 5611 2577 误闯地球第五章第五章 反馈放大电路反馈放大电路电子电路基础Electronic Circuit F讨论群：3643 7175http:/ 反馈放大电路反馈放大电路 反馈在电子技术领域中应用非常广泛。电子设备中经常采用反反馈在电子技术领域中应用非常广泛。电子设备中经常采用反馈改善电路的性能。馈改善电路的性能。基本放基本放大电路大电路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

2、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 无反馈的放大电路称为无反馈的放大电路称为开环放大电路开环放大电路，有反馈的放大电路称为，有反馈的放大电路称为闭环放大电路闭环放大电路。第五章第五章 反馈放大电路反馈放大电路 在闭环放大电路中，信号的传输是从输入端到输出端，这个在闭环放大电路中，信号的传输是从输入端到输出端，这个方向方向称为称为正向传输正向传输。反馈信号的传输是反馈信号的传输是反向传输反向传输。fiiXXX净输入信号净输入信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号输出信号输出信

3、号5.1 反馈的基本概念及判断方法反馈的基本概念及判断方法 将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部通将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部通过过反馈网络反馈网络引回到输入端，与输入信号迭加的过程称为引回到输入端，与输入信号迭加的过程称为反馈反馈。5.1.1 反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和分类 具有反馈的放大电路称为具有反馈的放大电路称为反馈放大电路反馈放大电路(闭环放大电路闭环放大电路)。判断。判断是否存在反馈，就是要分析电路是否存在反馈通路是否存在反馈，就是要分析电路是否存在反馈通路.5.1.1 反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和分类直流反馈直流反馈n只对直流

4、信号起作用；只对直流信号起作用；n稳定电路的直流工作点。稳定电路的直流工作点。直流通路直流通路CEBBFBBBE IRVVVVT(温度温度)IC VF VBE IC IB n直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈5.1.1 反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和分类n直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈交流反馈交流反馈n只对交流信号起作用；只对交流信号起作用；n稳定电路的参数稳定电路的参数。cEifibe IRVVVVT(温度温度)、负载的变化、负载的变化fcVIbebcVII交流通路交流通路5.1.1 反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和分类n正反馈和负反馈正反馈和负反馈 正反馈正反馈和和负反馈

5、负反馈是指电路的接是指电路的接法，使法，使 与与 实现实现相加相加或或相减相减的的关系。关系。正反馈正反馈负反馈负反馈fXiX正反馈正反馈： 加入反馈后，净输入信号加入反馈后，净输入信号 | Xi | | Xi | ， 使使输出幅度输出幅度 增加增加 。负反馈：负反馈：加入反馈后，净输入信号加入反馈后，净输入信号 | Xi | | Xi | ，使，使输出幅度输出幅度 下降。下降。 正反馈正反馈增强输入信号的作用，增强输入信号的作用，常使电路工作不稳定，仅在特定应常使电路工作不稳定，仅在特定应用中使用。用中使用。 负反馈负反馈削弱输入信号的作用，削弱输入信号的作用， 改善电路的性能。改善电路的性

6、能。.5.1.1 反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和分类n电压反馈电压反馈 (电压取样电压取样)n反馈信号取自输出电压反馈信号取自输出电压n具有稳定输出电压的作用具有稳定输出电压的作用n电流反馈电流反馈 (电流取样电流取样)n反馈信号取自输出电流反馈信号取自输出电流n具有稳定输出电流的作用具有稳定输出电流的作用5.1.1 反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和分类n串联反馈串联反馈 (串联相加串联相加)n并联反馈并联反馈 (并联相加并联相加)反馈信号与输入信号在输入反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和。回路中以电压形式求和。反馈信号与输入信号在输入反馈信号与输入信号在输入回路中以电流形

7、式求和。回路中以电流形式求和。5.1.1 反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和分类n寄生反馈寄生反馈 放大电路中，有时因为某种杂散参数放大电路中，有时因为某种杂散参数(杂散电容和杂散电感杂散电容和杂散电感)的存在，也会将输出信号反馈到输入端，这种反馈称为的存在，也会将输出信号反馈到输入端，这种反馈称为寄生反馈寄生反馈。寄生反馈是有害的，在实际中应该尽量避免。寄生反馈是有害的，在实际中应该尽量避免。n局部反馈和全局反馈局部反馈和全局反馈 在多级放大电路中，还可以分为在多级放大电路中，还可以分为局部反馈局部反馈和和全局反馈全局反馈。局部局部反馈反馈出现在放大电路的某一级电路中，属于出现在放大电路的

8、某一级电路中，属于级内反馈级内反馈。全局反馈全局反馈的取样和求和电路不在同一级中，也称的取样和求和电路不在同一级中，也称级间反馈级间反馈。电路的性能主。电路的性能主要由级间反馈决定。要由级间反馈决定。5.1.2 反馈放大电路的组成反馈放大电路的组成idoXXAofXXFAXXfoi 反馈放大电路由反馈放大电路由 基本放大电路基本放大电路、反馈网络反馈网络、输出取样电路输出取样电路、输输入求和电路入求和电路等四部分组成等四部分组成: 为简化分析，为简化分析，假设反馈环路中假设反馈环路中信号是单向传输信号是单向传输的，如图中箭头的，如图中箭头所示。所示。基本放大电路基本放大电路n电压增益电压增益n

9、电流增益电流增益n互阻增益互阻增益n互导增益互导增益增益的四种形式：增益的四种形式：idoXXAidoidoidoido/VIAIVAIIAVVAgriv基本放大电路可以由单级或多级放大电路组成，开环增益：基本放大电路可以由单级或多级放大电路组成，开环增益：反馈网络反馈网络n电压反馈系数电压反馈系数n电流反馈系数电流反馈系数n互阻反馈系数互阻反馈系数 n互导反馈系数互导反馈系数ofofofof/VIFIVFIIFVVFgrivofXXF反馈系数的四种形式：反馈系数的四种形式： 反馈网络一般是一个双端口网络，反馈网络一般是一个双端口网络， 是输入，是输入， 是输出，是输出， 与与 之比称为反馈系

10、数，用之比称为反馈系数，用 表示：表示：oXfXoXfXF输出端取样电路输出端取样电路n电压取样电压取样 (电压反馈电压反馈): 反馈信号反馈信号 与与 成正比成正比.n电流取样电流取样 (电流反馈电流反馈): 反馈信号反馈信号 与与 成正比成正比.ooVXooIXfXoVfXoI输出端取样电路输出端取样电路n判别方法判别方法将输出端交流短路将输出端交流短路若若反馈反馈消失消失，则为则为电压电压取样取样若若反馈反馈仍存在仍存在，则为则为电流电流取样取样 短路法短路法 取样点在输出电压的正端，为电压取样；否则为电流取样。取样点在输出电压的正端，为电压取样；否则为电流取样。共射取样电路共射取样电路

11、共集取样电路共集取样电路输入端求和电路输入端求和电路n串联求和串联求和 (串联反馈串联反馈)反馈信号是电压反馈信号是电压(电压相加电压相加)n并联求和并联求和 (并联反馈并联反馈)反馈信号是电流反馈信号是电流(电流相加电流相加)fiidVVVfiidIII反馈信号与输入信号反馈信号与输入信号串联求和串联求和反馈信号与输入信号反馈信号与输入信号并联求和并联求和输入端求和电路输入端求和电路共射输入级相加电路共射输入级相加电路共基输入级相加电路共基输入级相加电路输入端求和电路输入端求和电路差分输入级相加电路差分输入级相加电路应用举例应用举例例例: 分析下图所示的电路，指出反馈网络由哪些元件构成，是直

12、流分析下图所示的电路，指出反馈网络由哪些元件构成，是直流 反馈还是交流反馈，对于交流反馈，试说明反馈电路的取样方反馈还是交流反馈，对于交流反馈，试说明反馈电路的取样方 式和求和方式。式和求和方式。应用举例应用举例例例: 分析下图所示的电路，指出反馈网络由哪些元件构成，是直流分析下图所示的电路，指出反馈网络由哪些元件构成，是直流 反馈还是交流反馈，对于交流反馈，试说明反馈电路的取样方反馈还是交流反馈，对于交流反馈，试说明反馈电路的取样方 式和求和方式。式和求和方式。应用举例应用举例例例: 分析下图所示的电路，指出反馈网络由哪些元件构成，是直流分析下图所示的电路，指出反馈网络由哪些元件构成，是直流

13、 反馈还是交流反馈，并判断它的交流反馈组态。反馈还是交流反馈，并判断它的交流反馈组态。应用举例应用举例例例: 分析下图所示的电路，指出反馈网络由哪些元件构成，是直流分析下图所示的电路，指出反馈网络由哪些元件构成，是直流 反馈还是交流反馈，并判断它的交流反馈组态。反馈还是交流反馈，并判断它的交流反馈组态。应用举例应用举例例例: 分析下图所示的电路，指出反馈网络由哪些元件构成，试分析分析下图所示的电路，指出反馈网络由哪些元件构成，试分析 它能稳定静态工作点的原理，并判断它的交流反馈组态。它能稳定静态工作点的原理，并判断它的交流反馈组态。静态时静态时FCEFBECEFBRVRVVII 若若RF确定确

14、定T IC VCE IC IB 5.1.3 反馈极性的判别反馈极性的判别n反馈极性反馈极性n负反馈负反馈: 反馈信号使净输入反馈信号使净输入减小减小，增益下降增益下降.n正反馈正反馈: 反馈信号使净输入反馈信号使净输入增加增加，增益加大增益加大.n判别方法判别方法: 瞬时极性法瞬时极性法（绕反馈环一周绕反馈环一周）n先假定输入量的瞬时极性先假定输入量的瞬时极性n确定输出量的瞬时极性确定输出量的瞬时极性n确定反馈量的极性确定反馈量的极性n判断反馈量与原输入量对净输入的作用判断反馈量与原输入量对净输入的作用可以是可以是电压电压或或电流电流串联串联求和判断求和判断电压极性电压极性并联并联求和判断求和

15、判断电流极性电流极性输入量输入量输出量输出量反馈量反馈量基本单元电路中增量电压的瞬时极性基本单元电路中增量电压的瞬时极性共射电路共射电路共集电路共集电路基本单元电路中增量电压的瞬时极性基本单元电路中增量电压的瞬时极性共基电路共基电路差分电路差分电路晶体管电路中增量电流的瞬时极性晶体管电路中增量电流的瞬时极性晶体管的全值电流晶体管的全值电流晶体管输入电流和输出电流的瞬时极性晶体管输入电流和输出电流的瞬时极性应用举例应用举例试说明：试说明：1. 反馈网络有哪些元件构成？反馈网络有哪些元件构成？ 2. 指出反馈电路的取样方式和相加方式指出反馈电路的取样方式和相加方式. 3. 判断电路的反馈极性判断电

16、路的反馈极性.应用举例应用举例试说明：试说明：1. 反馈网络有哪些元件构成？反馈网络有哪些元件构成？ 2. 指出反馈电路的取样方式和相加方式指出反馈电路的取样方式和相加方式. 3. 判断电路的反馈极性判断电路的反馈极性.应用举例应用举例试说明：试说明：1. 反馈网络有哪些元件构成？反馈网络有哪些元件构成？ 2. 指出反馈电路的取样方式和相加方式指出反馈电路的取样方式和相加方式. 3. 判断电路的反馈极性判断电路的反馈极性.应用举例应用举例试说明：试说明：1. 反馈网络有哪些元件构成？反馈网络有哪些元件构成？ 2. 指出反馈电路的取样方式和相加方式指出反馈电路的取样方式和相加方式. 3. 判断电

17、路的反馈极性判断电路的反馈极性.应用举例应用举例试说明：试说明：1. 反馈网络有哪些元件构成？反馈网络有哪些元件构成？ 2. 指出反馈电路的取样方式和相加方式指出反馈电路的取样方式和相加方式. 3. 判断电路的反馈极性判断电路的反馈极性.瞬时极性法应用实例试说明：试说明：1. 反馈网络有哪些元件构成？反馈网络有哪些元件构成？ 2. 指出反馈电路的取样方式和相加方式指出反馈电路的取样方式和相加方式. 3. 判断电路的反馈极性判断电路的反馈极性.5.1.4 反馈放大电路的基本方程式反馈放大电路的基本方程式n反馈的基本方程式反馈的基本方程式反馈放大电路的反馈放大电路的闭环增益闭环增益：ididido

18、idofidoiofXAFXXAXFXXXXXXXA 反馈放大电路简化框图反馈放大电路简化框图FAAAf1 AXXKAsfosf反馈放大电路的反馈放大电路的源增益源增益：XXXidifXK XiS5.1.4 反馈放大电路的基本方程式反馈放大电路的基本方程式n反馈深度反馈深度FAAAf1反馈放大电路的反馈放大电路的基本方程式基本方程式 负反馈放大电路的负反馈放大电路的 愈大，闭环增益愈大，闭环增益 下降的愈多，下降的愈多，因此因此 是衡量电路反馈程度的重要指标，令是衡量电路反馈程度的重要指标，令FA1fAFA1FAD1则则 称为称为反馈深度反馈深度。FAD 1在深度负反馈的情况下：在深度负反馈的

19、情况下：FFAAFAAAf11 即即 只于只于 有关，有关，若若 是纯阻网络，则是纯阻网络，则 很稳定。很稳定。fAFFfA5.1.4 反馈放大电路的基本方程式反馈放大电路的基本方程式n反馈深度的讨论反馈深度的讨论反馈愈深，闭环增益下降得愈多。反馈愈深，闭环增益下降得愈多。AAf11FAD(1) 若若，则，则，电路引入，电路引入负反馈负反馈。FAAAf1反馈放大电路的基本方程式反馈放大电路的基本方程式AAf11FAD(2) 若若，则，则，电路引入，电路引入正反馈正反馈。正反馈虽然提高增益，但使电路性能不稳定。正反馈虽然提高增益，但使电路性能不稳定。fA01FAD(3) 若若，则，则，电路，电路

20、自激自激。电路将产生自激振荡。电路将产生自激振荡。5.1.4 反馈放大电路的基本方程式反馈放大电路的基本方程式n环路增益环路增益FAXXXXXXidoofidf 反馈放大电路简化框图反馈放大电路简化框图idfXFAXXXXidifXK XiS 看作输入，看作输入， 看作输出，则：看作输出，则：idXfXFA称为环路增益称为环路增益5.1.5 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n电压串联电压串联n电流并联电流并联n电压并联电压并联n电流串联电流串联 根据输出端根据输出端取样方式取样方式和输入端和输入端求和方式求和方式的不同，反馈放大电路可的不同，反馈放大电路可分为四种类型分

21、为四种类型:vvviovfFAAVVA1rggiogfFAAVIA1iiiioifFAAIIA1grriorfFAAIVA1FA与与 要么要么无量纲无量纲，要么，要么量纲相反量纲相反， 总是总是无量纲的无量纲的AF与与 量纲相同量纲相同AfA一一 电压串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈放电路实例电压串联负反馈放电路实例n反馈网络：反馈网络：R7、R4，电压，电压(取样取样)串联串联(相加相加)负反馈负反馈.n电压取样电压取样, 具有稳定输出电压的作用具有稳定输出电压的作用.n串联负反馈电路，宜采用恒压源激励串联负反馈电路，宜采用恒压源激励.744ofRRRVVFvo744fVRRRV电压反

22、馈系数：电压反馈系数：二二 电流并联负反馈电流并联负反馈n反馈网络：反馈网络：R5、R2，电流，电流(取样取样)并联并联(相加相加)负反馈负反馈.n电流取样电流取样, 具有稳定输出电流的作用具有稳定输出电流的作用.n并联负反馈电路，宜采用恒流源激励并联负反馈电路，宜采用恒流源激励.2A2Abef)(RVRVVI525ofRRRIIFi电流反馈系数：电流反馈系数：电流并联负反馈放电路实例电流并联负反馈放电路实例三三 电流串联负反馈电流串联负反馈n反馈网络：反馈网络：RE, 电流电流(取样取样)串联串联(相加相加)负反馈负反馈.n电流取样电流取样, 具有稳定输出电流的作用具有稳定输出电流的作用.互

23、阻反馈系数：互阻反馈系数：ErRIVFof电流串联负反馈放电路实例电流串联负反馈放电路实例fV+-四四 电压并联负反馈电压并联负反馈n反馈网络：反馈网络：RF，电压，电压(取样取样)并联并联(相加相加)负反馈负反馈.n电压取样电压取样, 具有稳定输出电压的作用具有稳定输出电压的作用.n该电路可以看成流控电压源该电路可以看成流控电压源.互导反馈系数：互导反馈系数：FgRVIF1ofFRVRVVIoFobef)(电压并联负反馈放电路实例电压并联负反馈放电路实例应用举例应用举例下图中，反馈网络由哪些元件构成？是直流反馈还是交流反馈？下图中，反馈网络由哪些元件构成？是直流反馈还是交流反馈？应用举例应用

24、举例试说明：试说明：1. 反馈网络由哪些元件构成？反馈网络由哪些元件构成？ 2. 反馈类型是什么？反馈类型是什么？ 3. 求反馈系数求反馈系数545RRRFv电压串连负反馈电压串连负反馈应用举例应用举例试说明：试说明：1. 反馈网络有哪些元件构成？反馈网络有哪些元件构成？ 2. 反馈类型是什么？反馈类型是什么？ 3. 求反馈系数求反馈系数反馈网络：反馈网络： R3、R5、R7 ，电，电流流(取样取样)串联串联(求和求和)负反馈负反馈.互阻反馈系数：互阻反馈系数：75373of RRRRRIVFr5.2 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n提高增益的稳定性提高增益的稳定性n调节

25、电路的输入电阻和输出电阻调节电路的输入电阻和输出电阻n在一定范围内减小环内产生的非线性失真在一定范围内减小环内产生的非线性失真n展宽通频带展宽通频带 在放大电路中引入负反馈后，虽然增益有所下降，但其性能在放大电路中引入负反馈后，虽然增益有所下降，但其性能会得到多方面的改善，改善的程度都和反馈深度会得到多方面的改善，改善的程度都和反馈深度 有关有关。FA15.2.1 负反馈提高增益的稳定性负反馈提高增益的稳定性 由于电源电压、环境温度、负载以及晶体管参数变化等原因会由于电源电压、环境温度、负载以及晶体管参数变化等原因会引起放大电路增益的不稳定，引入负反馈可提高增益的稳定性。引起放大电路增益的不稳

26、定，引入负反馈可提高增益的稳定性。在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:11FAFFAAFAAA11f增益稳定性增益稳定性: 开环增益相对变化量与闭环开环增益相对变化量与闭环 增益相对变化量的比值增益相对变化量的比值.AAdFAAAd11ff 在深度负反馈情况下，闭环在深度负反馈情况下，闭环增益几乎只取决于反馈系数，若增益几乎只取决于反馈系数，若反馈网络是纯阻性网络，反馈网络是纯阻性网络， 是一是一个稳定的常数，个稳定的常数， 将十分稳定。将十分稳定。 FfA 该式表明，引入负反馈后闭该式表明，引入负反馈后闭环增益的相对变化量是开环增益环增益的相对变化量是开环增益相对变化量的相对变化量的 。

27、)1/(1FA可见，闭环电压增益变化很小，引入负反馈增加了增益的稳定性。可见，闭环电压增益变化很小，引入负反馈增加了增益的稳定性。 5.2.1 负反馈提高增益的稳定性负反馈提高增益的稳定性n负反馈环路的自动调节功能是改善性能的根本原因负反馈环路的自动调节功能是改善性能的根本原因一般把一般把输出量输出量 Xo反馈量反馈量 Xi净输入量净输入量 Xid称为负反馈称为负反馈环自动调节环自动调节三要素三要素变换网络K基本放大电路A反馈网络FXiXfXoXsXid 如果这三个量的任何一个发生变化，如果这三个量的任何一个发生变化，负反馈环路就有抵抗这种变化的能力，这负反馈环路就有抵抗这种变化的能力，这就是

28、提高闭环增益稳定性的主要原因。就是提高闭环增益稳定性的主要原因。 注意：负反馈只能减少开环增益变化而引起的闭环增益的变化。注意：负反馈只能减少开环增益变化而引起的闭环增益的变化。如果反馈系数发生变化，则负反馈起不到稳定闭环增益的作用。所如果反馈系数发生变化，则负反馈起不到稳定闭环增益的作用。所以反馈网络一般都是由无源元件组成的。以反馈网络一般都是由无源元件组成的。5.2.1 负反馈提高增益的稳定性负反馈提高增益的稳定性n每种类型的反馈只稳定相应的闭环增益每种类型的反馈只稳定相应的闭环增益n电流串联负反馈提高互导增益的稳定性电流串联负反馈提高互导增益的稳定性n电压并联负反馈提高互阻增益的稳定性电

29、压并联负反馈提高互阻增益的稳定性rggiogfFAAVIA1grriorfFAAIVA1例如，电流并联负反馈环只稳定例如，电流并联负反馈环只稳定ifAvsfA, 为使该电路稳定为使该电路稳定SLifSsLosovsfRRARIRIVVAifALRsR则要求则要求必须稳定。必须稳定。5.2.2 负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响n串联负反馈提高输入电阻串联负反馈提高输入电阻 反馈电路的输入电阻反馈电路的输入电阻 Rif 仅取决于输入求和方式，不受输出端仅取决于输入求和方式，不受输出端采样方式的影响。采样方式的影响。iif)1 (RFAR若满足深负反馈：若满足深负反馈： Rif ifRi

30、fRiidIVRiifif)1 ( )1 ( RFAIVFAIVVIVRiidiidii5.2.2 负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响n并联负反馈降低输入电阻并联负反馈降低输入电阻 反馈电路的输入电阻反馈电路的输入电阻 Rif 仅决定于输入求和方式，不受输出端仅决定于输入求和方式，不受输出端采样方式的影响。采样方式的影响。若满足深负反馈：若满足深负反馈： Rif 0iif)1 (1RFARiif)1 (1 )1 ( RFAIFAVIIVIVRidifidiiiiidIVRi5.2.2 负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响 注意：注意： (1) 引入负反馈后输入电阻的变化情况（

31、增大、减小）只引入负反馈后输入电阻的变化情况（增大、减小）只与输入求和方式与输入求和方式(串联、并联串联、并联)有关，与输出取样方式无直接有关，与输出取样方式无直接关系。关系。 (2) 反馈放大电路中，偏置电阻处于反馈环之外，所以求反馈放大电路中，偏置电阻处于反馈环之外，所以求电路总输入电阻时应求取闭环电阻电路总输入电阻时应求取闭环电阻Rif后再并联偏置电阻后再并联偏置电阻RB5.2.3 负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响n电压取样负反馈降低输出电阻电压取样负反馈降低输出电阻 反馈电路的输出电阻反馈电路的输出电阻Rof仅决定于输出取样方式，不受输入端仅决定于输出取样方式，不受输入端求

32、和方式的影响。求和方式的影响。FARIVRo1ooof Ro是基本放大电路的输出电阻是基本放大电路的输出电阻(开环输出电阻开环输出电阻)，包含反馈网，包含反馈网络对输出端的负载效应，络对输出端的负载效应，反馈网络输入端不取电流。反馈网络输入端不取电流。 ooooooRVFARVFAVI)1 ()(若满足深负反馈：若满足深负反馈： Rof0求电压负反馈放大电路输出电阻的方框图求电压负反馈放大电路输出电阻的方框图 o5.2.3 负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响n电流电流(取样取样)负反馈提高输出电阻负反馈提高输出电阻 反馈电路的输出电阻反馈电路的输出电阻Rof仅决定于输出采样方式，不受

33、输入端仅决定于输出采样方式，不受输入端求和方式的影响。求和方式的影响。若满足深负反馈：若满足深负反馈： Rof Ro是基本放大电路的输出电阻是基本放大电路的输出电阻(开环输出电阻开环输出电阻)，包含反馈网，包含反馈网络对输出端的负载效应，络对输出端的负载效应，反馈网络输入电压为零。反馈网络输入电压为零。 求电流负反馈放大电路输出电阻的方框图求电流负反馈放大电路输出电阻的方框图 )(ooooIFARVIoofRFAR)1 (5.2.3 负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响计算输出电阻时需要注意以下两点：计算输出电阻时需要注意以下两点：1引入负反馈后输出电阻的变化引入负反馈后输出电阻的变化

34、只与输出取样方只与输出取样方 式有关式有关。2在多数情况下，电流负反馈是对集电极电流取在多数情况下，电流负反馈是对集电极电流取 样，稳定的是集电极电流，此时稳定的只是从样，稳定的是集电极电流，此时稳定的只是从 集电极看进去的阻抗，不包括集电极看进去的阻抗，不包括RC 线型失真和非线性失真线型失真和非线性失真n非线性失真非线性失真: 由放大电路中晶体管的非线性引起的失真。由放大电路中晶体管的非线性引起的失真。n单一频率正弦信号由于幅度过大进入饱和或截止区，使输单一频率正弦信号由于幅度过大进入饱和或截止区，使输出信号产生削波失真。通过富氏分析，此时产生新的频率出信号产生削波失真。通过富氏分析，此时

35、产生新的频率成分。成分。n线性失真线性失真: 由放大电路的惰性元件引起的失真。由放大电路的惰性元件引起的失真。n频率成分没有改变频率成分没有改变, , 仅各频率成分的相对大小及位移发生仅各频率成分的相对大小及位移发生改变改变。n幅度失真：幅度失真：放大电路对不同频率成分信号的增益不同，从放大电路对不同频率成分信号的增益不同，从而使输出波形产生的失真。而使输出波形产生的失真。 n相位失真：相位失真：放大电路对不同频率成分信号的相移不同，从放大电路对不同频率成分信号的相移不同，从而使输出波形产生的失真。而使输出波形产生的失真。 5.2.4 负反馈减小非线性失真负反馈减小非线性失真晶体管输入特性的非

36、线性晶体管输入特性的非线性 存在非线性失真的开环放大电路存在非线性失真的开环放大电路 由于晶体管等有源器件的非线性，当输由于晶体管等有源器件的非线性，当输入信号为幅值较大的正弦波时，输出信号的入信号为幅值较大的正弦波时，输出信号的波形可能不再是正弦波，此时在输出信号中波形可能不再是正弦波，此时在输出信号中出现了除基波外的出现了除基波外的其它谐波其它谐波，产生了非线性，产生了非线性失真。失真。5.2.4 负反馈减小非线性失真负反馈减小非线性失真设设 基本放大电路的非线性失真系数为基本放大电路的非线性失真系数为 反馈放大电路的非线性失真系数为反馈放大电路的非线性失真系数为则：则：FANN1fNfN

37、利用负反馈减小非线性失真利用负反馈减小非线性失真5.2.5 负反馈展宽频带负反馈展宽频带n对于单极点直接耦合电路对于单极点直接耦合电路 设增益表达式为设增益表达式为:HM/+1fjfAA若反馈网络为纯阻性网络若反馈网络为纯阻性网络:HFMff/+1fjfAA其中其中:FAAAMMMf+1HMHF)1 (fFAf 对于不同组态负反馈放大电对于不同组态负反馈放大电路，其增益的物理意义不同，因路，其增益的物理意义不同，因而上式的含义也不同。而上式的含义也不同。5.2 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正确引入负反馈时应该遵循的原则正确引入负反馈时应该遵循的原则n要稳定要稳定Q点，引

38、入点，引入直流反馈直流反馈。n要改善交流性能，引入要改善交流性能，引入交流反馈交流反馈。n要改善输入电阻，引入要改善输入电阻，引入串联串联/并联并联求和负反馈。求和负反馈。n要稳定输出电压要稳定输出电压/电流，改善输出电阻，引入电流，改善输出电阻，引入电压电压/电流电流取样取样负反馈。负反馈。n对多级放大电路，对多级放大电路，级间反馈起主导作用级间反馈起主导作用。正确引入负反馈时应该遵循的原则正确引入负反馈时应该遵循的原则n要稳定放大电路的静态工作点，引入要稳定放大电路的静态工作点，引入直流反馈直流反馈。n要改善放大电路的交流性能，引入要改善放大电路的交流性能，引入交流反馈交流反馈。n要改善输

39、入电阻，引入要改善输入电阻，引入串联串联/并联并联求和负反馈。求和负反馈。n要稳定输出电压要稳定输出电压/电流，改善输出电阻，引入电流，改善输出电阻，引入电压电压/电流电流取样负取样负反馈。反馈。n例如：电压取样反馈能够稳定输出电压，当负载发生变化时，输出例如：电压取样反馈能够稳定输出电压，当负载发生变化时，输出电压的变化不大（低输出电阻）。电流取样反馈能够稳定输出电流，电压的变化不大（低输出电阻）。电流取样反馈能够稳定输出电流，此时负载电阻变化时，输出电压随之变化。此时负载电阻变化时，输出电压随之变化。n对多级放大电路，对多级放大电路，级间反馈起主导作用级间反馈起主导作用。应用举例例例: 在

40、下图所示的电路中，按要求分别接成所需的负反馈放大电路。在下图所示的电路中，按要求分别接成所需的负反馈放大电路。 (1) 具有较低的输入电阻。具有较低的输入电阻。 (2) 具有较高的输入电阻。具有较高的输入电阻。可见，闭环电压增益变化很小，引入负反馈增加了增益的稳定性。可见，闭环电压增益变化很小，引入负反馈增加了增益的稳定性。 5.3 负反馈放大电路分析方法负反馈放大电路分析方法n等效电路法等效电路法n不考虑反馈类型和极性，直接画出交流等效电路不考虑反馈类型和极性，直接画出交流等效电路n利用一般的电路计算方法，求解反馈放大电路的指标利用一般的电路计算方法，求解反馈放大电路的指标n方框图法方框图法

41、n分解：基本放大电路、反馈网络分解：基本放大电路、反馈网络n基本放大电路要考虑反馈网络的负载效应基本放大电路要考虑反馈网络的负载效应n先求开环参数和反馈系数，再求指标先求开环参数和反馈系数，再求指标n深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算n需要重点掌握，需要重点掌握，n一般仅估算闭环增益一般仅估算闭环增益5.3.3 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:方法一：方法一：FFAAFAAA11f只要求出只要求出 , 就可估算出就可估算出此方法适用于：此方法适用于： 电压串联负反馈电压串联负反馈vvfFA1FfA对于电压串联负反馈：对

42、于电压串联负反馈：fiid0XXX在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:方法二：方法二：此方法适用于：此方法适用于： 电压并联负反馈电压并联负反馈 电流串连负反馈电流串连负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈 在深度负反馈条件下，在深度负反馈条件下，不能估算不能估算Rif和和Rof的具体值；基本放大电路的输的具体值；基本放大电路的输入端呈现入端呈现“零短路零短路”或或“零开路零开路”.根据输入求和方式，先计算根据输入求和方式，先计算再利用再利用 ， 估算出估算出; ,fiXXfiXXvfA5.3.3 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:方法一

43、：方法一：FFAAFAAA11f只要求出只要求出 , 就可估算出就可估算出FfAfiid0XXX在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:方法二：方法二：根据输入求和方式，先计算根据输入求和方式，先计算再利用再利用 ， 估算出估算出; ,fiXXfiXXvfA此方法适用于：此方法适用于： 电压串联负反馈电压串联负反馈vvfFA1对于电压串联负反馈：对于电压串联负反馈：此方法适用于：此方法适用于： 电压并联负反馈电压并联负反馈 电流串连负反馈电流串连负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈5.3.3 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算例例1-1 反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反

44、馈的条件，试估反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估 算该电路的闭环电压增益算该电路的闭环电压增益Avf、输入电阻、输入电阻Rif和输出电阻和输出电阻Rof。 电压串联负反馈电压串联负反馈在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:744RRRVVFofv4711RRFVVAviovfivvifRFAR)1 (21if21/ /RRRRRRif输入电阻输入电阻:输出电阻输出电阻:0)1/(vvoofFARR5.3.3 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算例例1-2 反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，

45、试估 算该电路的闭环电压增益算该电路的闭环电压增益Avf、输入电阻、输入电阻Rif和输出电阻和输出电阻Rof。 电压串联负反馈电压串联负反馈043. 0 866RRRVVFofv在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:21 1686RRRFVVAviovf5.3.3 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算例例2-1 反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估 算该电路的源闭环电压增益算该电路的源闭环电压增益Avsf 。 grrrfFAAA1ii电压并联负反馈电压并联负反馈FofgRVIF1在深度负反馈条件下在深度负反

46、馈条件下:giorfFIVA1源电压增益源电压增益:sFsrfsiosovsfRRRARIVVVA1 fi5.3.3 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算例例2-1 反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估 算该电路的源闭环电压增益算该电路的源闭环电压增益Avsf 。 源电压增益源电压增益:sFsovsfRRVVAgrrrfFAAA1电压并联负反馈电压并联负反馈FofsssRVIRVI 在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:fsII例例2-2 设电路中级间反馈满足深负反馈条件，试估算设电路中级间反馈满足深负反馈

47、条件，试估算Avsf电压并联负反馈电压并联负反馈在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下: 则则:7574545RRRRRRRVIFofg5757454 1RRRRRRRFIVAgiorfssrfsiosovsfRRRRRRRRRARIVVVA5757454 10ofR0/3RRRofo例例2-2 设电路中级间反馈满足深负反馈条件，试估算设电路中级间反馈满足深负反馈条件，试估算Avsf电压并联负反馈电压并联负反馈7574545RRRRRRVRIRVIofssi在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:fiIIssovsfRRRRRRRRVVA5757454 则则:0ofR0/3RRRofo5.3.3

48、深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算例例3-1 反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估 算该电路的闭环电压增益算该电路的闭环电压增益Avf 。 电流串联负反馈电流串联负反馈86484RRRRRIVFofr在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:riogfFVIA1电压增益电压增益:8478647)( RRRRRRVRIVVAioiovfrgggfFAAA15.3.3 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算例例3-1 反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估反馈放大电路如图所示，设电路

49、满足深度负反馈的条件，试估 算该电路的闭环电压增益算该电路的闭环电压增益Avf 。 rgggfFAAA1847864)( RRRRRRVVVVAfoiovf在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:电流串联负反馈电流串联负反馈786484864o84fRRR RRRRVRRIRRVo例例3-2 设电路满足深度负反馈的条件，试估算设电路满足深度负反馈的条件，试估算Avf电流串联负反馈电流串联负反馈在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:fiVV1eLfoiovfRRVVVVA 则则:111 eLoeoeefRRVRIRIV5.3.3 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算例例4-1 反馈

50、放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估 算该电路的闭环源电压增益算该电路的闭环源电压增益Avsf 。 电流并联负反馈电流并联负反馈FofiRRRIIF33在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:sFsisifssosovsfRRRRRRRFRRARIRIVVA343444)( 1 iiisoifFAAIIA15.3.3 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算例例4-1 反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估反馈放大电路如图所示，设电路满足深度负反馈的条件，试估 算该电路的闭环源电压增益算该电路的闭环源

51、电压增益Avsf 。 电流并联负反馈电流并联负反馈FoFofsssRRRRVRRRIIRVI33433 在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:fsIIsFsovsfRRRRRVVA343)(在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:例例4-2 设电路中的级间反馈满足深负反馈，试估算设电路中的级间反馈满足深负反馈，试估算Avsf电流并联负反馈电流并联负反馈oFEEfsssiIRRRIRVII22/在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:fiIIsEFECsovsfRRRRRVVA222)( 则则:2/cooRVI应用举例应用举例第一级的源电压增益：第一级的源电压增益： 第二级的电压增益：第二级的电压增

52、益： 431RRRRAsvsfsRR /143/RR第一级的开路电压增益：第一级的开路电压增益： 第二级的源电压增益：第二级的源电压增益： 23RRAvf21/ RR13/RR例例: 电路如图所示，设它们的每一级都引入深度负反馈，试求电路如图所示，设它们的每一级都引入深度负反馈，试求 (a)电路的源电压增益以及电路的源电压增益以及(b)电压增益电压增益 。 (a)(b)5.4 负反馈放大电路的稳定性分析负反馈放大电路的稳定性分析1. 为什么电路引入负反馈后会产生自激为什么电路引入负反馈后会产生自激?2. 产生自激的条件产生自激的条件3. 稳定性判别稳定性判别4. 增益裕度、相位裕度增益裕度、相

53、位裕度5. 负反馈放大电路的稳定性分析方法负反馈放大电路的稳定性分析方法1. 为什么电路引入负反馈后会产生自激为什么电路引入负反馈后会产生自激? 负反馈能改善放大电路的负反馈能改善放大电路的性能，反馈越深，改善效果越性能，反馈越深，改善效果越显著；显著；但反馈过深，不仅使电但反馈过深，不仅使电路增益下降过多，而且容易引路增益下降过多，而且容易引起自激振荡，使电路失去放大起自激振荡，使电路失去放大作用。作用。fiidXXX1801FAFA 引起自激振荡的原因：反引起自激振荡的原因：反馈环产生的附加相移，使中频馈环产生的附加相移，使中频区的负反馈到低频区或高频区区的负反馈到低频区或高频区变成正反馈

54、。变成正反馈。2. 产生自激的条件产生自激的条件由反馈的基本方程可知由反馈的基本方程可知FAAAf1当当 时，增益无穷大，此时即便没有输入信号时，增益无穷大，此时即便没有输入信号，放大电路也放大电路也有输出，电路产生了自激。因此，产生自激振荡的条件：有输出，电路产生了自激。因此，产生自激振荡的条件：01FA1FA即即1801FAFA幅度条件幅度条件相位条件相位条件在低频区或高频区，由于电抗元件的作用，在低频区或高频区，由于电抗元件的作用， 是频率的函数。是频率的函数。FA在中频区，负反馈使净输入减小，因此在中频区，负反馈使净输入减小，因此 是同相的。是同相的。fiXX和3. 稳定性判别稳定性判别 利用环路增益利用环路增益 的波特图，可以判断电路是否产生自激振荡。的波特图，可以判断电路是否产生自激振荡。 FA当当 f = f0 时，时， A+ F = -180 ，电路自激电路自激.A F1180AFA F1180AF自激自激不自激不自激4. 增益裕度、相位裕度增益裕度、相位裕度 为使电路稳定工作，应该使为使电路稳定工作，应该使其远离自激状态，即有一个稳定其远离自激状态，即有一个稳定的裕量。的裕量。0lg20ffmFAGGm 10dB增益裕度：增益裕度：mcf180()6045 m相位裕度：相位裕度：5. 负反馈放大电路稳定性的分析方法负反馈放大电路稳定性的分析方法n单级反馈放大电