模拟电子技术模电之反馈放大电路

1、7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式7.4 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7.5 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7.6 负反馈放大电路设计负反馈放大电路设计7.7 负反馈放大电路的频率响应负反馈放大电路的频率响应7.8 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈7.1.4 串联反馈

2、与并联反馈串联反馈与并联反馈7.1.1 什么是反馈什么是反馈7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈7.1.1 什么是反馈什么是反馈 将电子系统输出回路的电量（电压或电流），将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送回到输入回路的过程。送回到输入回路的过程。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反馈内部反馈外部反馈外部反馈寄生反馈：杂散电容/电感输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号（净输入信号）信号（净输入信号）7.1.1 什么是反馈什么是反馈框图框图反馈通路反馈通路信号反向传输的渠道信

3、号反向传输的渠道开环开环 无反馈通路无反馈通路闭环闭环 有反馈通路有反馈通路增益：x0/xID判断电路是否存在反馈通路判断电路是否存在反馈通路7.1.1 什么是反馈什么是反馈反馈通路反馈通路（本级）（本级）反馈通路反馈通路（本级）（本级）反馈通路反馈通路（级间）（级间）依据：输出回路和输入回路是否存在反馈通路开环7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈 根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。先画出直流、交流通路或同时存在，来进行判别。先画出直流、交流通路直流反馈直流反馈交、直流反馈交、直流反馈7.1.2 直流反馈与交流反

4、馈直流反馈与交流反馈(a)直流通路直流通路 (b)交流通路交流通路7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。从输出端看从输出端看从输入端看从输入端看正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。净输入量可以是电压，也可以是电流。净输入量可以是电压，也可以是电流。7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈判别方法：

5、判别方法：瞬时极性法瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着。即在电路中，从输入端开始，沿着 信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率 （正斜率或负斜率，用（正斜率或负斜率，用“+”+”、“-”-”号表示）。号表示）。净输入量减小净输入量减小净输入量增大净输入量增大负反馈负反馈正反馈正反馈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级间负反馈级间负反馈7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈反馈通路反馈通路净输入量减小净输入量减小本级负反馈本级负反馈7.1.4 串联反馈

6、与并联反馈串联反馈与并联反馈由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定串联串联串联：串联：输入以电压形式求和输入以电压形式求和（KVLKVL） - -vi i+vidid+vf f= =0 即即 vidid= =vi i- - vf f并联：并联：输入以电流形式求和输入以电流形式求和（KCLKCL） ii i- -iidid- -if f= =0 即即 iidid= =ii i- -if f并联并联判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈7.1.4 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈并联反馈并联反馈级间

7、反馈通路级间反馈通路xf (if)判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈7.1.4 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈串联反馈串联反馈级间反馈通路级间反馈通路xf (vf)7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定端的取样对象决定电压反馈：反馈信号电压反馈：反馈信号xf和输出电压成比例，即和输出电压成比例，即xf=Fvo电流反馈：反馈信号电流反馈：反馈信号xf与输出电流成比例，即与输出电流成比例，即xf=Fio 并联结构并联结构串联

8、结构串联结构7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈判断方法：负载短路法判断方法：负载短路法 将将负载负载短路，反馈量仍然存在短路，反馈量仍然存在电流反馈。电流反馈。 将将负载负载短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零电压反馈。电压反馈。电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压反馈电压反馈反馈通路反馈通路end7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压负反馈电压负反馈RL vo o xf xid vo 电压负反馈稳定输出电压电压负反馈稳定输出电压xf=Fv

9、o ， xid= xixf7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电流负反馈电流负反馈RL io o xf xid io 电流负反馈稳定输出电流电流负反馈稳定输出电流xf=Fio ， xid= xixf7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态7.2.2 电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路7.2.3 电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路7.2.4 电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路7.2.1 电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路 反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流） 信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响7.2.1 电

10、压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路 输入以电压形式求和输入以电压形式求和（KVLKVL）： vidid= =vi i- - vf f 稳定输出电压稳定输出电压特点：特点： 电压控制的电压源电压控制的电压源RL vo vf vid(= vi vf) vo 电压反馈系数Fv=vf/vo=R1/(R1+Rf)7.2.2 电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和输入以电流形式求和（KCLKCL）： iidid= =ii i- -if f 稳定输出电压稳定输出电压 电流控制的电压源电流控制的电压源特点：特点：互导反馈系数Fg=if/vo7.2.3 电流串联负反馈放大电路电

11、流串联负反馈放大电路 输入以电压形式求和输入以电压形式求和（KVLKVL）： vidid= =vi i- - vf f 稳定输出电流稳定输出电流 电压控制的电流源电压控制的电流源特点：特点： RL io vf (=ioRf ) vi一 定 时 vi d io 互阻反馈系数Fr=vf/io7.2.4 电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和输入以电流形式求和（KCLKCL）： iidid= =ii i- -if f 稳定输出电流稳定输出电流 电流控制的电流源电流控制的电流源特点：特点：电流反馈系数Fr=if/io电压负反馈：电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性稳定输出电

12、压，具有恒压特性串联反馈：串联反馈：输入端电压求和（输入端电压求和（KVLKVL）电流负反馈：电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性稳定输出电流，具有恒流特性并联反馈：并联反馈：输入端电流求和（输入端电流求和（KCLKCL）特点小结：特点小结：反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流）(+)(-)(+)(+)级间电压串联负反馈级间电压串联负反馈(+)反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流）电压并联负反馈电压并联负反馈直流反馈直流反馈交、直流反馈交、直流反馈反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流）(+)(+)(-)(+)(+)(+)电流串联负反馈电流串联负反馈串联负反馈串联

13、负反馈信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响vID = vI -vF 则则vI最好为恒压源，即最好为恒压源，即信号源内阻信号源内阻RS越小越好。越小越好。 要想反馈效果明显，就要想反馈效果明显，就要求要求vF变化能有效引起变化能有效引起vID的变化。的变化。信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响并联负反馈并联负反馈iID = iI -iF 则则iI最好为恒最好为恒流流源，即源，即信号源内阻信号源内阻RS越大越好。越大越好。 要想反馈效果明显，就要想反馈效果明显，就要求要求iF变化能有效引起变化能有效引起iID的的变化。变化。RSvS+-end判断反馈通路，及交流交流组态清华大学 华

14、成英 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，净在判断分立元件反馈放大电路的反馈极性时，净输入电压常指输入级晶体管的输入电压常指输入级晶体管的b-e（e-b）间或场效）间或场效应管应管g-s（s-g）间的电位差，净输入电流常指输入）间的电位差，净输入电流常指输入级晶体管的基极电流（射极电流）或场效应管的级晶体管的基极电流（射极电流）或场效应管的栅极（源极）电流。栅极（源极）电流。 在分立元件电流负反馈放大电路中，反馈量常取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，自于输出级晶体管的集电极电流或发射极电流，而不是负

15、载上的电流；此时称输出级晶体管的集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射极电流为输出电流，反馈的结果电极电流或发射极电流为输出电流，反馈的结果将稳定该电流。将稳定该电流。6.26.2 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三、深度负反馈的实质三、深度负反馈的实质四、基于反馈系数的放大倍数的估算方法四、基于反馈系数的放大倍数的估算方法五、基于理想运放的放大倍数的计算方法五、基于理想运放的放大倍数的计算方法一、负反馈放大电路的方框图断开反馈，且断开反馈，

16、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。ioXXA基本放大电路的放大倍数基本放大电路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iofXXA二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式ioXXAofXXFiofXXAiiioiifiif XFAXXAXFXXAXXXAA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

17、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AFfAioUUofUUioUUioIUofUIioIUioIIofIIioIIioUIofIUioUIFAAA1f三、深度负反馈的实质。，即，则若 1 11 fifXXFAFAFAAA1f净输入量净输入量忽略不计忽略不计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， fAFA环路放环路放大倍数大倍数四、基于反馈系数的电压放大倍数的估算方法1. 电压串联负反馈电路uuuuFUUUUA1foiofofUUFuu2

18、11ofRRRUUFuu12f11RRFAuuuu2. 电压并联负反馈电路 ofUIFiuRif很小很小siossososfRIURIUUUAussfo11RFRIUiu为什么为什么?为什么为什么?2. 电压并联负反馈电路ssosf11RFUUAiuu12ssf11RRRFAiuuofUIFiu2of1RUIFiu2ON2RuuiR令令uN=03. 电流串联负反馈电流LfLoiof1RFURIUUAuiuofIUFui1ofRIUFuiFu1LLf1RRRFAuiu4. 电流并联负反馈电路sL21sLsf)1 (1RRRRRRFAiiuofIIFii212ofRRRIIFiisLsosf1RR

19、FUUAiiuLoosfsRIURIU，深度负反馈条件下四种组态负反馈放大电路的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uuuFUUUUA1foiofssosf11RFUUAiuuLiof1RFUUAuiusLsosf1RRFUUAiiu符号相同。、通常， )(fsffAFAAAuu与负载无关与负载无关与总负载成与总负载成线性关系线性关系 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)(L3ce3e1e3fe1ioRRRRRRRUUAuf+

20、_+_uF比较两电路比较两电路_ 讨论二 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。 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。e1ff1RRAusfRRAuR五、基于理想运放的电压放大倍数的计算方法1. 理想运放参数特点：Aod，rid， ro0，fH ，所有失调因素、温漂、噪声均为零。所有失调因素、温漂、噪声均为零。2. 理想运放工作在线性区的电路特征：引入交、直流负：引入交、直流负反馈反馈因为因为uO为有限值，为有限值， A

21、od，所以所以 uNuP0，即即uNuP虚短路虚短路因为因为r ridid，所以所以 iNiP0 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无源网络无源网络3. 理想运放工作在线性区的特点利用“虚短”、“虚断”求解电路1IIF21 RuiiuuRR，121RRAu)(211IORRRuu清华大学 华成英 利用“虚短”、“虚断”求解电路。1I12IPN RuiiuuuRR，L31321ILOIOfRRRRRRuRiuuAu3I1233)1 (21RuRRRuuiRRRI3132132OuRRRRRiiiRR清华大学 华成英 fu 设所有的电容对交流设所有的电容对交流信号均可视

22、为短路。试说信号均可视为短路。试说明电路中是否引入了交流明电路中是否引入了交流负反馈；如引入了，则说负反馈；如引入了，则说明其组态。明其组态。fu电流串联负反馈电流串联负反馈讨论电流串联负反馈电流串联负反馈?fuA92L7732f)/)(RRRRRRRAu6.36.3 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、引入负反馈的一般原则一、提高放大倍数的稳定性在中频段，放大倍数、反馈系数等均为实数。在中频段，放大倍数、反馈系数

23、等均为实数。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。二、改变输入电阻和输出电阻1. 对输入电阻的影响iiiIUR iif)1 (RAFR 对输入电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输对输入电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输入端的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。入端的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。iiiifiiiifIAFUUIUUIUR串联负反馈对输入电阻影响的讨论

24、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？FuiiifiiiiifiiiAFIIUIIUIURIURAFRR1iif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 (i

25、fififRRRAF2、对输出电阻的影响 对输出电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输出对输出电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输出端的接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈。端的接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈。AFRR1oof引入电压负反馈时引入电压负反馈时引入电流负反馈时引入电流负反馈时oof)1 (RAFR 电压负反馈稳定输出电压，使输出具有恒压特性，因而电压负反馈稳定输出电压，使输出具有恒压特性，因而输出电阻减小。输出电阻减小。 电流负反馈稳定输出电流，使输出具有恒流特性，因而电流负反馈稳定输出电流，使输出具有恒流特性，因而输出电阻增大。输出电阻增大。电流负反馈对输出

26、电阻影响的讨论oof)1 (RAFRRc2支路在引入反馈前后对输出电阻的影响有无变化？支路在引入反馈前后对输出电阻的影响有无变化？ 引入电流负反馈，使引出反馈的支路的等效电阻增大到原引入电流负反馈，使引出反馈的支路的等效电阻增大到原来的（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 (ofofofRRRAF三、展宽频带：设反馈网络是纯电阻网络设反馈网络是纯电阻网络Alg20fHmHLmLfj1 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

27、负反馈后的截止频反馈后的截止频率、通频带率、通频带fLfHFA1lg20fLffHf四、减小非线性失真 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。非正弦波非正弦波近似近似正弦波正弦波四、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

28、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/(/(1AF ) )。净输入信号的正半周幅值小于净输入信号的正半周幅值小于负半周幅值负半周幅值五、引入负反馈的一般原则 稳定稳定Q点应引入直流负反馈，改善动态性能应引入交流负点应引入直流负反馈，改善动态性能应引入交流负反馈；反馈； 根据信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小根据信号源特点，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；输入电阻应引入并联负反馈； 根据负载需要，需输出稳定电压（即减小输出电阻）的应根据

29、负载需要，需输出稳定电压（即减小输出电阻）的应引入电压负反馈，需输出稳定电流（即增大输出电阻）的引入电压负反馈，需输出稳定电流（即增大输出电阻）的应引入电流负反馈；应引入电流负反馈； 从信号转换关系上看，输出电压是输入电压受控源的为电从信号转换关系上看，输出电压是输入电压受控源的为电压串联负反馈，输出电压是输入电流受控源的为电压并联压串联负反馈，输出电压是输入电流受控源的为电压并联负反馈，输出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈，负反馈，输出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈，输出电流是输入电流受控源的为电流并联负反馈；输出电流是输入电流受控源的为电流并联负反馈； 当当(1AF) 1时，

30、它们的转换系数均约为时，它们的转换系数均约为1/F。讨论一 为减小放大电路从信号源索取的电流，增强为减小放大电路从信号源索取的电流，增强带负载能力，应引入什么反馈？带负载能力，应引入什么反馈？ 为了得到稳定的电流放大倍数，应引入什么为了得到稳定的电流放大倍数，应引入什么反馈？反馈？ 为了稳定放大电路的静态工作点，应引入什为了稳定放大电路的静态工作点，应引入什么反馈？么反馈？ 为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号，应引入什么反馈？压信号，应引入什么反馈？ 为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电流信号，应引入什么反

31、馈？流信号，应引入什么反馈？讨论二试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈。试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈。电流反馈电流反馈电压反馈电压反馈串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈Fu清华大学 华成英 讨论三 在图示电路中能够引入哪些组态的交流负反馈？在图示电路中能够引入哪些组态的交流负反馈？只可能引入电压并联或电流串联两种组态的交流负反馈。只可能引入电压并联或电流串联两种组态的交流负反馈。7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式1. 闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式2. 反馈深度讨论反馈深度讨论3. 环路增益环路增益1. 闭环增益的一般表达式

32、闭环增益的一般表达式开环增益开环增益idoxxA ofxxF 反馈系数反馈系数iofxxA 闭环增益闭环增益因为因为fiidxxx 所以所以iofxxA fidoxxx FxAxxooo/ 已知已知AFA 1fidixxx 闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式即即AFAA 1f7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路中各种信号量的含义负反馈放大电路中各种信号量的含义7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式2. 反馈深度讨论反馈深度讨论一般负反馈一般负反馈称为反馈深度称为反馈深度)1(FA 时时， 11 )1( FA， F

33、AA 时时， 11 )2( FA深度负反馈，闭环增益仅取决于反馈深度负反馈，闭环增益仅取决于反馈系数系数正反馈正反馈时，时， 11 )3( FA， FAA 自激振荡，需要消除自激振荡，需要消除时，时， 01 )4( FA， F A 一般情况下，一般情况下，A和和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影都是频率的函数，当考虑信号频率的影响时，响时，Af、A和和F分别用分别用 、 和和 表示。表示。 fAAF即即FAAA 1fend7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式2.3.1 同相放大电路同相放大电路4. 几项技术指标的近似计算几项技术指标的近似计算（1）电压增益电压

34、增益Av 根据虚短和虚断的概念有根据虚短和虚断的概念有 vpvn， ip-in0o211npivvvv RRR所以所以12121io1RRRRRA vvv（可作为公式直接使用）（可作为公式直接使用）7.4 负反馈对放大电路负反馈对放大电路性能的影响性能的影响7.4.2 减小非线性失真减小非线性失真7.4.3 抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性闭环时闭环时FAAA 1f对对A求导得求导得2f)1(1ddAFAA 只考虑幅值有只考虑幅值有AFAA 1

35、fAAAFAAd11dff 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 即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线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。性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。负反馈的组态不同，稳定的增益不同负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Avf 、Arf 、Agf 、Aif）7.4.2 减小非线性失真减小非线性失真 闭环时增益减小，线性度变好。闭环时增益减小，线性度变好。 只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就只

36、能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。 1开环特性开环特性2闭环特性闭环特性 7.4.3 抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声nsVVNS VVVVVVVVFAAAVFAAAAVV211n2121so1 1 V比原有的信噪比提高了比原有的信噪比提高了 倍倍2VA电压的信噪比电压的信噪比 2VA增加一前置级增加一前置级 并认为该级为无噪声的并认为该级为无噪声的 2nsVAVVNS 新的信噪比新的信噪比 7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 串联负反馈串联负反馈1. 对输入电阻的影响对输入

37、电阻的影响开环输入电阻开环输入电阻 Ri i= =vidid/ /ii i因为因为 vf f= =Fxo o xo o= =Avidid闭环输入电阻闭环输入电阻 Rifif= =vi i/ /ii i所以所以 vi i= =vidid+ +vf f=(1+=(1+AF ) )vidid闭环输入电阻闭环输入电阻 Rifif= =vi i/ /ii iiiid)1()1(RAFiAF v引入串联负反馈后，输入电阻增加了。引入串联负反馈后，输入电阻增加了。7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 并联负反馈并联负反馈1. 对输入电阻的影响对输入电阻的影响闭环输入电阻闭环输入电

38、阻AFRR 1iif 引入并联负反馈后，引入并联负反馈后，输入电阻减小了。输入电阻减小了。注意注意: : 反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。产生影响。例如例如图中图中R1 1不在环内不在环内AFRR 1iif但是但是ifiifRRR 当当R1 1 时，反馈对时，反馈对Rif几乎没有影响。几乎没有影响。ifR 7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响2. 对输出电阻的影响对输出电阻的影响 电压负反馈电压负反馈2. 对输出电阻的影响对输出电阻的影响闭环输出电阻闭环输出电阻TTofiRv 电压负反馈电压负反馈而而 Xid

39、= - Xf= - FvT idooTTXARi v忽略反馈网络对忽略反馈网络对iT的分流的分流FARiRooTTof1 vTooTTvvFARi 所以所以 引入电压负反馈后，输引入电压负反馈后，输出电阻减小了。出电阻减小了。7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响2. 对输出电阻的影响对输出电阻的影响 电流负反馈电流负反馈闭环输出电阻闭环输出电阻oTTof)1(RFAiRs v 引入电流负反馈后，输引入电流负反馈后，输出电阻增大了。出电阻增大了。注意注意: : 反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。 负反馈

40、对放大电路性能的改善，是以牺牲增负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。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 特别注意表特别注意表7.4.1的内容的内容增大输入电阻增大输入电阻减小输入电阻减小输入电阻减小输出电阻，稳定输出电压减小输出电阻，稳定输出电压增大输出电阻，稳定输出电流增大输出电阻，稳定输出电流7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响end7.5 深度负反馈条件下深度负反馈条件下的近似计算的近似计算1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点2.

41、 举例举例1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关 11 FA由于由于FAAA 1f则则FFAA1 又因为又因为iofXXA ofXXF 代入上式代入上式ifXX 得得（也常写为（也常写为 xf f xi i）0fiid XXX净输入量近似等于零净输入量近似等于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“两虚两虚”的概念的概念输入量近似等于反馈量输入量近似等于反馈量（xid id 0 ）1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点串联负反馈，输入端电压求和串联负反馈，输入端电

42、压求和0iidid riv深度负反馈条件下深度负反馈条件下 xidid= = xi i - - xf f 0 虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并联负反馈，输入端电流求和并联负反馈，输入端电流求和vidid= = vi i - - vf f 0iidid= = ii i - - if f 0vidid= = iid id ri i 02. 举例举例 电压串联负反馈电压串联负反馈反馈系数反馈系数ofvvv F 实际上该电路就是第实际上该电路就是第2 2章介绍的同相比例放大电路，该章介绍的同相比例放大电路，该结果与第结果与第2 2章所得结构相同章所得结构相同 设电路满足深度负反馈条件，试设电路满足深

43、度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。写出该电路的闭环电压增益表达式。 解：解： 根据根据虚短虚短、虚断虚断f11RRR 闭环增益闭环增益（就是闭环电压增益）（就是闭环电压增益）iofvvv AvF1 1f1RR 2. 举例举例 电压串联负反馈电压串联负反馈 设电路满足深度负反设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。闭环电压增益表达式。 解：解： 根据根据虚短虚短、虚断虚断ofb2b2fvvRRR 闭环电压增益闭环电压增益iofvvv Ab2f1RR ifvv 2. 举例举例 电流并联负反馈电流并联负反馈 设电路满足深度负反馈条设电路满足深度

44、负反馈条件，试写出该电路的闭环增益件，试写出该电路的闭环增益和闭环源电压增益表达式。和闭环源电压增益表达式。 解：解： 根据根据虚短虚短、虚断虚断RRRffii- 闭环增益闭环增益ioifii A)1(fRR ifii 所以闭环电压增益所以闭环电压增益sofvvv AsisRiv 0pn vvLooRiv sLf)1(RRRR siLoRiRi- 注意：若注意：若io o参考方向不同，将影响闭环增益的结果参考方向不同，将影响闭环增益的结果 oRfiii 又因为又因为iR解解: :（3 3） 闭环增益闭环增益fiorfRiv Aifii 例例7.5.5 （3 3）求大环反馈的闭环增益以及对信号源

45、的闭环电）求大环反馈的闭环增益以及对信号源的闭环电压增益；压增益； 电压并联负反馈电压并联负反馈根据根据虚短虚短、虚断虚断ffoR-iv 0V0V2. 举例举例end7.6 负反馈放大电路设计负反馈放大电路设计7.6.1 设计负反馈放大电路的一般步骤设计负反馈放大电路的一般步骤7.6.2 设计举例设计举例7.6.1 设计负反馈放大电路的一般步骤设计负反馈放大电路的一般步骤1. 1. 选定需要的反馈类型选定需要的反馈类型2. 2. 确定反馈系数的大小确定反馈系数的大小3. 3. 适当选择反馈网络中的电阻阻值适当选择反馈网络中的电阻阻值4. 4. 通过仿真分析，检验设计是否满足要求通过仿真分析，检

46、验设计是否满足要求信号源性质信号源性质对输出信号的要求对输出信号的要求对输入、输出电阻的要求对输入、输出电阻的要求对信号变换的要求（对信号变换的要求（V-VV-V、V-IV-I、I-VI-V、I-II-I ）FA1f 深度负反馈时深度负反馈时尽量减小反馈网络对基本放大电路的负载效应尽量减小反馈网络对基本放大电路的负载效应7.6.2 设计举例设计举例例例7.6.2 设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为的变化范围为05V，内阻，内阻Rs=500。要求。要求LED的的io1=10-3vs(A)。已知运放的。已知运放的Avo=104，Ri

47、=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。设计后仿真检验发光二极管的电流。 解解: :驱动电路需要将电压驱动电路需要将电压vs s转换为电流转换为电流io1o1已知已知LED的光强度的光强度流过流过LED的电流的电流io1o1线线性性电压信号电压信号vs s线线性性选用电流串联负反馈电路选用电流串联负反馈电路光电隔离器光电隔离器解解: :选用电流串联负反馈电路选用电流串联负反馈电路 k110001gfsrAF所以所以 Rf=1k A/V103so1gfs viA又因为根据又因为根据虚断虚断有有FA1f 深度负反馈时深度负反馈时fo1frRiF v7.6.2 设计举例设计举例例例7.

48、6.2 设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为的变化范围为05V，内阻，内阻Rs=500。要求。要求LED的的io1=10-3vs(A)。已知运放的。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。设计后仿真检验发光二极管的电流。 解解: : 仿真电路仿真电路io1与与vs的呈线性关系，的呈线性关系， io1=10-3vs，放大电路满足设计要求。放大电路满足设计要求。end7.6.2 设计举例设计举例例例7.6.2 设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。

49、设vs的变化范围为的变化范围为05V，内阻，内阻Rs=500。要求。要求LED的的io1=10-3vs(A)。已知运放的。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。设计后仿真检验发光二极管的电流。 7.7 负反馈放大电路的频率响应负反馈放大电路的频率响应7.7.2 增益一带宽积增益一带宽积7.7.1 频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式7.7.1 频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式基本放大电路的高频响应基本放大电路的高频响应比开环时增加了比开环时增加了HMHj1ffAA 为基本放大电为基本放大电路通带增益路通带增益MAHfMfHHHfj11f

50、fAFAAA 根据闭环增益表达式有根据闭环增益表达式有（设反馈网络为纯阻网络）（设反馈网络为纯阻网络）通带闭环增益通带闭环增益MfA其中其中同理可得同理可得闭环上限频率闭环上限频率HMHf)1(fFAf 比开环时减小了比开环时减小了闭环下限频率闭环下限频率FAffMLLf1 引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了f HLfHfffffBW 7.7.1 频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式例例7.7.1的波特图的波特图 7.7.2 增益一带宽积增益一带宽积放大电路的增益放大电路的增益- -带宽积为常数带宽积为常数 HHHff11AffAFAFAfA 闭环增益

51、闭环增益- -带宽积带宽积开环增益开环增益- -带宽积带宽积end*7.8 负反馈放大电路的负反馈放大电路的稳定性稳定性本节不做教学要求，有兴趣者自学本节不做教学要求，有兴趣者自学7.8 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性*7.8.2 频率补偿频率补偿7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件1. 自激振荡现象自激振荡现象 在不加任何输在不加任何输入信号的情况下，入信号的情况下，放大电路仍会产生放大电路仍会产生一定频率的信号输一定频率的信号输出。出。2. 产生原因产生原因 在高频区或低频区产生的在高频区或低频区产生的附加相移附加相移达到达到180180 ，使中，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。定的幅值条件时，便产生自激振荡。FA和和7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件3.