负反馈放大电路的分析

1、信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章模拟电子技术的实践模拟电子技术的实践教学互动平台网：教学互动平台网：50:5481/负反馈放大电路的分析负反馈放大电路的分析信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章2.4.1负反馈放大电路动态参数的研究负反馈放大电路动态参数的研究2.4小信号负反馈放大电路的制作小信号负反馈放大电路的制作1项目任务编号：项目任务编号：2.4.12项目任务名称：项目任务名称：负反馈放大电路动态参数的研究负反馈放大电路动态参数的研究3项目任务的内容：项目任务的内容：通过通过JP1和和JP2的接通和断开，对研究的接通和断开，对研究的

2、放大电路加入负反馈（闭合的放大电路加入负反馈（闭合K2）与不加负反馈（断开）与不加负反馈（断开K2）时，）时，对放大电路的电压放大倍数对放大电路的电压放大倍数Au、输入电阻、输入电阻Ri、输出电阻、输出电阻Ro和通和通频带频带BW等动态参数的测试研究，来研究负反馈网络对放大电路等动态参数的测试研究，来研究负反馈网络对放大电路各种动态参数的影响。各种动态参数的影响。4项目任务的目的：项目任务的目的：通过本项目的研究，了解负反馈对放通过本项目的研究，了解负反馈对放大电路的动态性能的影响，更加熟练地掌握放大电路动态参数大电路的动态性能的影响，更加熟练地掌握放大电路动态参数的测试及分析方法。的测试及分

3、析方法。5需要的相关知识：需要的相关知识：负反馈的概念，负反馈放大电路。负反馈的概念，负反馈放大电路。介绍介绍信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:3-Apr-2007 Sheet of File:E:精品课程申报材料2005.7技能测试题电子系技能库定稿版双管放大器.ddbDrawn By:C110uFRE11KRF1100RB1680KRC12.4KC210uFC310uFCf47uFCE2100uFCE1100uFRB347KRC22.4KRB410KRL5.1K1234PK1POW_OU

4、TRE21KRf5.1KJP1RP2470KRP110KT29013T19013VCCUoUiUsR15.1KIN1IN2图图3.4.1 小信号负反馈放大电路的原理图小信号负反馈放大电路的原理图 信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章图图3.4.2 小信号负反馈放大电路的电路板图小信号负反馈放大电路的电路板图VCC+9V信号输出端信号输出端前后级联接端前后级联接端GND信号输入端信号输入端负反馈联接端负反馈联接端GND信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章二计划准备二计划准备1、直流工作点的检测。、直流工作点的检测。2、动态参数测试，应预先设计出各种动态参数测试的步、动态参数测

5、试，应预先设计出各种动态参数测试的步骤：无反馈时的电压放大倍数、通频带；有反馈时电压放大倍骤：无反馈时的电压放大倍数、通频带；有反馈时电压放大倍数、通频带。数、通频带。3、分析得出结论，写报告。、分析得出结论，写报告。三具体实施三具体实施1、直流工作点的测试。（、直流工作点的测试。（UCEVCC/2）2、无反馈时动态参数测试。（即断开、无反馈时动态参数测试。（即断开K2）3、有反馈时动态参数测试。把测量的数值记录于表、有反馈时动态参数测试。把测量的数值记录于表2.4.1负负反馈放大电路性能的研究中。反馈放大电路性能的研究中。信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章表表2.4.1负反馈放大

6、电路性能的研究负反馈放大电路性能的研究信号电压信号电压/mVR1两端电压两端电压us/mV输入电压输入电压ui/mV输出电压输出电压uo/mV输出电压输出电压uo/mVui与与uo的的相位关系相位关系无反馈无反馈有反馈有反馈通过计算通过计算电压放大倍数电压放大倍数Au输出稳定性输出稳定性Au/Au输入电阻输入电阻Ri/k输出电阻输出电阻Ro/k无反馈无反馈有反馈有反馈下限频率下限频率fL/Hz上限频率上限频率fH/Hz通频带通频带BW/Hz无反馈无反馈有反馈有反馈信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章四四.问题研究问题研究1.负反馈放大电路有哪几种类型？能否根据接负反馈前后负反馈放大电

7、路有哪几种类型？能否根据接负反馈前后输入、输出电阻的大小变化情况来确定负反馈的类型？如果要输入、输出电阻的大小变化情况来确定负反馈的类型？如果要稳定输出电流，应该采用什么类型的负反馈？稳定输出电流，应该采用什么类型的负反馈？2.在反馈支路为什么要串联一个反馈电容在反馈支路为什么要串联一个反馈电容Cf？如果不串联？如果不串联反馈电容反馈电容Cf，这个反馈支路对放大电路有何影响？如果保留反，这个反馈支路对放大电路有何影响？如果保留反馈电容馈电容Cf，把反馈电阻，把反馈电阻Rf短路，此时负反馈放大电路的工作是短路，此时负反馈放大电路的工作是否正常？电路的电压放大倍数为多大？由此说明反馈电阻的大否正常

8、？电路的电压放大倍数为多大？由此说明反馈电阻的大小对电路性能改善的作用。小对电路性能改善的作用。3.直流负反馈与交流负反馈对电路各有什么作用？直流负反馈与交流负反馈对电路各有什么作用？五、研究报告的撰写五、研究报告的撰写根据以上的测试及问题研究的结果，根据以上的测试及问题研究的结果，写出研究报告写出研究报告。信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章研究报告格式举例研究报告格式举例项目编号项目编号项目名称项目名称任务的描述：任务的描述：器件及仪器的选择：器件及仪器的选择：实践过程的描述及数据记录：实践过程的描述及数据记录：数据处理的过程及结论：数据处理的过程及结论：问题研究：问题研究：教师

9、评语：教师评语：小组成员小组成员日期日期返回返回信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章1.放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为迭加，就称为反馈反馈。若引回的信号削弱了输入信号，就称为若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈正反馈。这里所说的信号一般是指交流信号，这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与所以判断正负

10、反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是输入信号的相位关系，同相是正反馈正反馈，反，反相是相是负反馈负反馈。信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章放大器放大器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叠加叠加反馈反馈信号信号实际被放大信号实际被放大信号反馈框图：反馈框图：信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章1.11.1判断反馈的方法判断反馈的方法瞬时极性法瞬时极性法假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依假设输出端信号有一定极

11、性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。为负反馈。反之为正反馈。信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章例例：判断：判断Rf是否负反馈是否负反馈+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif是负反馈是负反馈 信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章例例：判断：判断Rf是否负反馈是否负反馈uC1uB2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2 是反馈是反馈信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章负负反反

12、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1.21.2负反馈的类型判定负反馈的类型判定信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章负反馈的分析步骤负反馈的分析步骤3. 是否负反馈？是否负反馈？4. 是负反馈！那么是何种类型的负反馈？是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）（判断反馈的组态）1. 找出反馈网络（电阻）。找出反馈网络（电阻）。2. 是交流反馈还是直流反馈？是交流反馈还是直流反馈？信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章1. 交流反

13、馈与直流反馈交流反馈与直流反馈交流反馈：交流反馈：反馈只对交流信号起作用。反馈只对交流信号起作用。直流反馈：直流反馈：反馈只对直流信号起作用。反馈只对直流信号起作用。若在反馈网络中若在反馈网络中串接隔直电容串接隔直电容，则可以隔断，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。直流，此时反馈只对交流起作用。在起反馈作用的电阻两端在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容并联旁路电容，可，可以使其只对直流起作用。以使其只对直流起作用。有的反馈只对交流信号起作用；有的反有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。直流信号均起作用。信

14、号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章增加隔直电容增加隔直电容C后，后，Rf只对交流起反馈作用。只对交流起反馈作用。注：本电路中注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。也起到隔直作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1C信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章增加旁路电容增加旁路电容C后，后，RE1只对直流起反馈作用。只对直流起反馈作用。C+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章2. 电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈电压反馈：

15、电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。反馈信号取自输出电压信号。电流反馈：电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。反馈信号取自输出电流信号。电压负反馈：电压负反馈：可以稳定输出电压、减小输出电阻。可以稳定输出电压、减小输出电阻。电流负反馈：电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。可以稳定输出电流、增大输出电阻。根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。反馈和电流反馈。信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章RLuoRLuo电压反馈采样的两种形式：电压反馈采样的两种形式：采样电阻采样电阻信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章电流反馈采

16、样的两种形式：电流反馈采样的两种形式：RLioiERLioiERf采样电阻采样电阻信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。串联反馈：串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较。电压信号与输入信号电压比较。并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较。信号电流与输入信号电流比较。串联反馈使电路的输入电阻增大；串联反馈使电路的输入电

17、阻增大；并联反馈使电路的输入电阻减小。并联反馈使电路的输入电阻减小。3.串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章iifibib=i-if并联反馈并联反馈ufuiubeube=ui-uf串联反馈串联反馈信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章电压反馈与电流反馈判别方法：电压反馈与电流反馈判别方法：电压反馈电压反馈一般从后级放大器的集电极采样。一般从后级放大器的集电极采样。电流反馈电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。一般从后级放大器的发射极采样。并联反馈与串联反馈判别方法：并联反馈与串联反馈判别方法：并联反馈并联反馈的反馈信号接于晶体管基极。的反馈

18、信号接于晶体管基极。串联反馈串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极。的反馈信号接于晶体管发射极。总结总结信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章例例：判断反馈的类型：判断反馈的类型+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif电压反馈电压反馈并联反馈并联反馈此电路是电压并联负反馈此电路是电压并联负反馈信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章例例：判断反馈的类型：判断反馈的类型电流反馈电流反馈并联反馈并联反馈uC1uB2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2此电路是电流并联负反馈此电路是电流并联负反馈信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章反馈电路的三个环节：

19、反馈电路的三个环节：放大：放大：dooXXA反馈：反馈：ofXXF叠加：叠加：fidXXX基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号差值信号差值信号负反馈对放大电路工作性能的影响负反馈对放大电路工作性能的影响一、对放大倍数的影响一、对放大倍数的影响信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+dooXXA开环放大倍数开环放大倍数ioFXXA闭环放大倍数闭环放大倍数ofXXF反馈系数反馈系数信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章负反馈放大器的一般关系：负反

20、馈放大器的一般关系：基本放大基本放大电路电路AodXoX反馈回路反馈回路FfXiX+oodofdfoioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1FAo1反馈深度反馈深度定义：定义：信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章dfXX、同相，所以同相，所以0|FAo则有：则有：oFAA负反馈使放大倍数下降。负反馈使放大倍数下降。引入负反馈使电路的稳定性提高。引入负反馈使电路的稳定性提高。FAAAooF1FAAAdAAdoooFF11(2)FAAAooF1中，中，dfofdooXXXXXXFA(1)(3) 若若1FAo称为深度负反馈，此时称为深度负反馈，此时FAF1在深度负反馈的情况下，放大

21、倍数只与反馈在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。网络有关。信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章二、改善波形的失真二、改善波形的失真Aouiuo加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后ufuiudAoF+ 改善改善uouo信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章三、对输入、输出电阻的影响三、对输入、输出电阻的影响1. 串联负反馈使电路的输入电阻增加：串联负反馈使电路的输入电阻增加：2. 并联负反馈使电路的输入电阻减小：并联负反馈使电路的输入电阻减小：例如例如:射极输出器射极输出器理解：理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电

22、阻增加。一个电阻，故输入电阻增加。理解：理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，故输入电阻减小。一条支路，故输入电阻减小。信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章3. 电压负反馈使电路的输出电阻减小：电压负反馈使电路的输出电阻减小：例如例如:射极输出器射极输出器理解：理解：电压负反馈目的是阻止电压负反馈目的是阻止 uo的变化，稳定的变化，稳定输出电压输出电压。放大电路等效右图放大电路等效右图框中为电压源：框中为电压源：输出电阻越小，输出电压越稳定。输出电阻越小，输出电压越稳定。roesouoRL信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章理解

23、：理解：电流负反馈目的是阻止电流负反馈目的是阻止 io的变化，稳定的变化，稳定输出电流输出电流。放大电路等效为右放大电路等效为右图框中电流源：图框中电流源：输出电阻越大，输出电流越稳定。输出电阻越大，输出电流越稳定。4. 电流负反馈使电路的输出电阻增加：电流负反馈使电路的输出电阻增加：roisoioRL信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章 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

24、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放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。四、扩展放大器的通频带四、扩展放大器的通频带信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章1 1、提高增益的稳定性、提高增益的稳定性2、减少非线性失真、减少非线性失真3、扩展频带、扩展频带4、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负反

25、馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章闭环时闭环时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 即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的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。线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。1、提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性信号放大电路的分析与制作3

26、5学时学时第第2章章Auiufuiuoud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uouo2、减少非线性失真、减少非线性失真信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章 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

27、fLf fHf Amf放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。3 3、扩展放大器的通频带、扩展放大器的通频带信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章 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=iAFuu id)1(=iAFu +RiuooR-Riu+-+duii+o-uLRAi+Ro+oLiuiA+ouRu-dRiu+-RRfu-f+R1ifi4 4、负反馈对输入电阻的影响、负反馈对输入电阻的影响(1) 串联负反馈使输入电阻增加串联

28、负反馈使输入电阻增加信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章 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(2)并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章(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 电流负反馈电流负反馈稳定输出电流（当负载变化时）稳定输出电流（当负载变化时）恒流

29、源恒流源输出电阻大。输出电阻大。(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电压负反馈电压负反馈稳定输出电压（当负载变化时）稳定输出电压（当负载变化时）恒压源恒压源输出电阻小。输出电阻小。5 5、负反馈对输出电阻的影响、负反馈对输出电阻的影响信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章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。信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章要稳定直流量要稳定直流量 引直流负反馈引直流负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返回返回信号放大电路的分析与制作35学时学时第第2章章举例：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