ch7反馈放大电路-1

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第第7章章 负反馈放大电路负反馈放大电路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1. 了解反馈的基本概念；了解反馈的基本概念；2. 掌握反馈极性的判断方法；掌握反馈极性的判断方法；3. 掌握负反馈放大电路的四种类型的判断方法及特点；掌握负反馈放大电路的四种类型的判断方法及特点；4. 了解负反馈对放大电路性能的影响；了解负反馈对放大电路性能的影响；

2、5. 掌握深度负反馈放大电路的估算分析方法。掌握深度负反馈放大电路的估算分析方法。基本要求：基本要求：重点：重点：1. 负反馈放大电路的四种类型的判断及特点；负反馈放大电路的四种类型的判断及特点；2. 深度负反馈放大电路的估算。深度负反馈放大电路的估算。难点：难点：反馈极性及负反馈放大电路的四种类型的判断。反馈极性及负反馈放大电路的四种类型的判断。7.1.1 什么是反馈什么是反馈1. 反馈反馈 vI vO + - - RL R2 R1 构成反馈的两个因素：构成反馈的两个因素：1）将输出（）将输出（vo或或io)引回输入端；引回输入端；2）影响输入信号）影响输入信号（ vi或或ii ) 。 反反

3、 馈馈 网网 络络xF基基 本本 放放大大 电电 路路xIxOxID基本放大电路可由：基本放大电路可由：1）BJT（或（或MOSFET)构成的构成的单级或多级放大电路构成；单级或多级放大电路构成；2)集成运放构成；集成运放构成；3）二）二者组合构成。反馈网络一般由者组合构成。反馈网络一般由R、C等组成。等组成。x 表示电表示电路的电量：路的电量：电压电压 v 或或电流电流 i 反反 馈馈 网网 络络xF基基 本本 放放大大 电电 路路xIxOxID输入信号输入信号输出信号输出信号反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号基本放大电路：输入基本放大电路：输入 - xID， 输出输出 - xO反馈网络电

4、路：输入反馈网络电路：输入 - xO， 输出输出 - xF电路中的箭头电路中的箭头 表示信号的流向表示信号的流向 vI vO + - - RL vI vO + - - RL R2 R1 有反馈通路有反馈通路（有反馈网络）（有反馈网络）无反馈通路无反馈通路（即无反馈网络）（即无反馈网络）显然：可根据有无反馈通路来判断有无反馈显然：可根据有无反馈通路来判断有无反馈结论：有反馈通路结论：有反馈通路 - 有反馈；有反馈； 无反馈通路无反馈通路 - 无反馈无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（级间）反馈通路（级间）直流反馈直流反馈 - - 反馈信号为直流信号（存

5、在于直流通反馈信号为直流信号（存在于直流通 路中的反馈）路中的反馈）交流反馈交流反馈 - - 反馈信号为交流信号（存在于交流通反馈信号为交流信号（存在于交流通 路中的反馈）路中的反馈） vI vO + - - RL R2 R1 R2引入了交、直流反馈引入了交、直流反馈C2引入交流反馈引入交流反馈本章只讨论交流反馈本章只讨论交流反馈直流反馈直流反馈交、直流反馈交、直流反馈电容隔直通交电容隔直通交:对直流信号开对直流信号开路、对交流信路、对交流信号短路号短路例例7.1.2 判断电路中那些元件引入了级间直流反馈？判断电路中那些元件引入了级间直流反馈？那些元件引入了级间交流反馈？那些元件引入了级间交流

6、反馈？解题思路：解题思路：1 1）画出直流）画出直流通路，判断有通路，判断有无极间直流反无极间直流反馈；馈；2) 2) 画出交流画出交流通路，判断有通路，判断有无极间交流反无极间交流反馈。馈。直流通路直流通路交流通路交流通路直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈Rf1、Rf2构成直流反馈；构成直流反馈；Re1构成直流反馈。构成直流反馈。Re1构成交流反馈构成交流反馈Rf1、Rf2对地短接，不构成反馈对地短接，不构成反馈 反馈反馈 网络网络xfxixOxid基本放基本放大电路大电路+-+3）判断正、负反馈的方法）判断正、负反馈的方法 - 瞬时极性法瞬时极性法 瞬时极性法介绍：瞬时极性法介绍：设信号的频

7、率在中频区设信号的频率在中频区 xi（+） xO（+或或 -）xf （+或或-）或流向或流向沿基本放沿基本放大电路大电路沿反馈沿反馈通路通路xid 为正反馈为正反馈为负反馈为负反馈与与xi比较比较1 1）经无源元件）经无源元件( (电阻、电容及电感），极性不变。电阻、电容及电感），极性不变。（+）（+）2 2）经集成运放：同相端输入，输出极性不变；反）经集成运放：同相端输入，输出极性不变；反 相端输入，输出极性相反相端输入，输出极性相反. .（+）（+）（+） （+） （+） （+）（+）（-）3）经分立元件）经分立元件 （ BJT、MOSFET）BJT：（+）（-）（+）（+）（+）（+）共

8、射组态共射组态bcevivovo共集组态共集组态bcevi共基组态共基组态bcevovi电压反电压反相放大相放大电压跟随电压跟随电压同电压同相放大相放大MOSFET：（+）（+）（+）（-）共源组态共源组态GSDvovi共漏组态共漏组态GSDvovi电压反电压反相放大相放大电压跟随电压跟随4）经差分放大电路）经差分放大电路（+）（-）（+）vivO1vO2放大差模信放大差模信号时，电路号时，电路是反对称的是反对称的：vo1= - vo2基本放大电路基本放大电路解：根据瞬时极性法判断，知：解：根据瞬时极性法判断，知： 净输入量增大净输入量增大, 反馈极性为反馈极性为正反馈正反馈 。 vid =

9、v+- v- = - vf - vivf反馈通路反馈通路例例 判断电路中交流反馈的极性。判断电路中交流反馈的极性。vid反馈网络反馈网络R2引入了正反馈。引入了正反馈。基本放大电路基本放大电路Rf、Rb2级间反级间反馈通路馈通路vid = vb1 - vb2 = vi - vf解：根据瞬时极性法判断，知：解：根据瞬时极性法判断，知： 净输入量减少净输入量减少, 反馈极性为反馈极性为负反馈负反馈 。 例例7.1.3(b)(+)(-)(+)(+)(+)vfvidvivO判断电路中级间交流反馈的极性。判断电路中级间交流反馈的极性。反馈网络反馈网络Rf,Rb2引入了负反馈。引入了负反馈。 在输入端根据

10、反馈信号与输入信号在输入端的在输入端根据反馈信号与输入信号在输入端的求和方式分为：求和方式分为：- - 电压求和方式：电压求和方式： vid = vi - vf在输入端，反馈网络在输入端，反馈网络和基本放大电路串联和基本放大电路串联xi ,xf , xid均为电压信号均为电压信号:vi 、 vf 、 vidfvivivfv电压求和方式电压求和方式 ：vid = vi - vfvidvidivfvvid+-vid = vb - vevid = vP - vNvid = vb1 vb2注意：注意： vid的方向规定为如图所示的方向规定为如图所示-电流求和方式电流求和方式 ： iid = ii -

11、if在输入端，反馈网络和基本放大电路并联在输入端，反馈网络和基本放大电路并联xi ,xf , xid均为电流信号均为电流信号: :ii、if、iid注意：注意：ii 和和 iid的方向规定为如图所示的方向规定为如图所示电流求和方式电流求和方式 ：iid = ii - iffiiiiid+-iidfiiifiiiiid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解：根据结构法判断，知：解：根据结构法判断，知：vf 与与为串联负反馈为串联负反馈 . vivfvO例例7.1.4基本放大电路基本放大电路级间反级间反馈通路馈通路判断电路中的级间交流反馈是串

12、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vO解：根据结构法判断，知：解：根据结构法判断，知：if 与与为并联反馈为并联反馈 . vi级间反级间反馈通路馈通路iiifiid例例基本放大电路基本放大电路 根据反馈信号在输出端取自输出电压还是取自根据反馈信号在输出端取自输出电压还是取自输出电流分为：输出电流分为：u反馈信号取自输出电压反馈信号取自输出电压 xf =F vOu电压反馈：在输出端电压反馈：在输出端反反 馈网络与基本放大电路馈网络与基本放大电路 并联并联- 电路输出信号电路输出信号 xo 为为 vOu反馈信号取自输出电流反馈信号取自输出电流 xf =F iOu电流反

13、馈：在输出端电流反馈：在输出端 反馈网络与基本放大反馈网络与基本放大 电路串联电路串联- 电路输出信号电路输出信号 xo 为为 iO假设负载短路（假设负载短路（RL= 0），使输出电压），使输出电压 vo = 0；（1）若反馈信号不存在了）若反馈信号不存在了 ( xf = 0 )，则说明反馈信，则说明反馈信 号与输出电压成比例，是电压反馈；号与输出电压成比例，是电压反馈；（2）若反馈信号还存在）若反馈信号还存在 ( xf 0 )，则说明反馈信号，则说明反馈信号 不是与输出电压成比例，不是与输出电压成比例， 而是与输出电流成比而是与输出电流成比 例，是电流反馈。例，是电流反馈。xf iOxf v

14、O解题思路：解题思路：1）确定基本放大电路，及反）确定基本放大电路，及反馈通路；馈通路；2) 判断输入信号是否与反馈信判断输入信号是否与反馈信号接到了基本放大电路的同一号接到了基本放大电路的同一点，是为并联反馈（点，是为并联反馈（xf=if)，否，否则为串联反馈则为串联反馈(xf=vf)。3）求出）求出xf;4)根据负载短路法判断是电压根据负载短路法判断是电压反馈还是电流反馈。反馈还是电流反馈。例例 判断交流反馈是电压反馈还是电流反馈。判断交流反馈是电压反馈还是电流反馈。vivOvf根据负载短路法判断，知：当根据负载短路法判断，知：当RL = 0 时，时，vo= 0，此时有此时有 vf = 0

15、 。故为电压负反馈。故为电压负反馈. 解：解：vo= 0vf = 0vf = vOR1R1 + Rf理想运放流入理想运放流入输入端电流为输入端电流为零零-虚断。虚断。基本放基本放大电路大电路反馈通路反馈通路RL+-voio根据负载短路法判断，知：当根据负载短路法判断，知：当 RL = 0 时，时，vo= 0，io 0 , 此时有此时有 vf 0 。故为电流负反馈。故为电流负反馈 . vf = iO Rf解：解：vOiOvfvi+-例例7.1.5(d) 判断交流反馈是电压反馈还是电流反馈。判断交流反馈是电压反馈还是电流反馈。理想运放流入理想运放流入输入端电流为输入端电流为零零-虚断。虚断。 对于

16、完全由集成运放构成的反馈放大电路，可对于完全由集成运放构成的反馈放大电路，可通过负载通过负载RL的接法看出是电压反馈还是电流反馈。的接法看出是电压反馈还是电流反馈。1.若负载若负载RL一端接地，则为一端接地，则为 电压反馈；电压反馈；2.若负载若负载RL两端均不接地，则两端均不接地，则 为电流反馈。为电流反馈。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RfRLR1AvivOvfvid(+)(+)(+)vf 与与vid = vi - vf2.vf = voR1R1 + Rf3.故：反馈类型为电压串联负反馈。故：反馈类型为电压串联负反馈。反馈系数：反馈系数：F = xf / xo ，

17、为电压反馈系数。，为电压反馈系数。 Fv= vf / vo= R1 /（R1+Rf）基本放基本放大电路大电路反馈通路反馈通路vo= 0vf = 0 电压负反馈的重要特点：电压负反馈的重要特点： 具有稳定输出电压的作用。具有稳定输出电压的作用。 RL vo vf vid （ = vi vf ） vo vi 一定一定 结论：通过电压负反馈能结论：通过电压负反馈能 使使 vo基本不受基本不受 RL 变化的影响，即电变化的影响，即电 压负反馈放大电路压负反馈放大电路 输出稳定电压。输出稳定电压。- 相当是电压源相当是电压源.RfRLR1AvivOvfvid经经 A 放大后放大后 串联负反馈的重要特点：

18、串联负反馈的重要特点： 电压串联负反馈放大电路：电压串联负反馈放大电路：输入电压输入电压vi 控制输出控制输出 电压电压vo，相当于压控电压源。，相当于压控电压源。 串联负反馈要想反馈效果明显，串联负反馈要想反馈效果明显， 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,电压串联负反馈电压串联负反馈: 实现电压放大电路实现电压放大电路.即信号源内阻即信号源内阻 R 越小越好。越小越好。 即信号源应为电压源。即信号源应为电压源。RfRLR1AvivOiidiIif（+）（-）（+）if 与与iid = ii - if2.故：反馈类型为电压并联负反馈故：反馈类型为电压并联负反馈- vo Rf if3.=v- - voRf ( 由于由于 vo v- )反馈系数：反馈系数：F = xf / xo ，为互导反馈系数。为互导反馈系数。 Fg= if / vo= -1 / Rf基本放基本放大电路大电路反馈通路反馈通路反馈电流反馈电流 if 的方向：从电位增加的节点的方向：从电位增加的节点流向电位减小的节点流向电位减小的节点 电压负反馈的