第6章_反馈及反馈放大电路

1、6.26.2反馈的分类及判断反馈的分类及判断6.7 6.7 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡6.36.3负反馈放大电路的基本关系式负反馈放大电路的基本关系式6.16.1反馈的基本概念反馈的基本概念6.46.4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6.5 6.5 负反馈的正确引入负反馈的正确引入6.6 6.6 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算第第 6章章 反馈及负反馈放大电路反馈及负反馈放大电路1. 反馈类型的判断反馈类型的判断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3. 深度负反馈放大电路的分析计算深度负反馈放大电路的分析计算1.

2、 反馈反馈 将电路的输出量将电路的输出量(电压或电流电压或电流)的部分或全的部分或全 部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回 路并影响输入量路并影响输入量(电压或电流电压或电流)和输出量的过程。和输出量的过程。2. 信号的两种流向信号的两种流向正向传输：正向传输：输入输入 输出输出反向传输：反向传输：输输出出 输入输入 开环开环 闭环闭环输入输入 输出输出 放大电路放大电路 反馈网络反馈网络Aidxoxix+比较比较环节环节3 3、反馈的组成和基本关系式、反馈的组成和基本关系式基本放大电路基本放大电路fxF反馈网络反馈网络 xi 输入信号输入信

3、号(ii 或或 ui ) xid 净输入信号净输入信号(iid 或或 uid) xo 输出信号输出信号(io 或或 uo ) xf 反馈信号反馈信号(if 或或 uf )4 4、反馈举例、反馈举例 6.2.3 负反馈的四种类型负反馈的四种类型 6.2.1 反馈的分类反馈的分类 6.2.2 反馈的判断反馈的判断如果反馈量只含有交流量，则为交流反馈。如果反馈量只含有交流量，则为交流反馈。如果反馈量只含有直流量，则为直流反馈。如果反馈量只含有直流量，则为直流反馈。6.2.1 反馈的分类反馈的分类1. 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈Aidxoxix+比较比较环节环节基本放大电路基本放大电路fxF

4、反馈网络反馈网络6.2.1 反馈的分类反馈的分类2. 正反馈和负反馈正反馈和负反馈根据反馈极性的不同，可以分为正反馈和负反馈。根据反馈极性的不同，可以分为正反馈和负反馈。在输入量不变时，引入反馈后，使在输入量不变时，引入反馈后，使净输入量增加净输入量增加，输出量增加，此种反馈称为输出量增加，此种反馈称为正反馈。正反馈。在输入量不变时，引入反馈后，使在输入量不变时，引入反馈后，使净输入量减小净输入量减小，输，输出量减小，称为出量减小，称为负反馈负反馈。Aidxoxix+比较比较环节环节fxF3. 电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈如果引入的反馈信号与输出电压有直接关系或成正比，如果引入的反馈信

5、号与输出电压有直接关系或成正比，则是电压反馈则是电压反馈(也称电压采样也称电压采样)。如果引入的反馈信号与输出电流有直接关系或成正比，如果引入的反馈信号与输出电流有直接关系或成正比，则是电流反馈则是电流反馈(也称电流采样也称电流采样)。Aidxoxix+比较比较环节环节基本放大电路基本放大电路fxF反馈网络反馈网络4. 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 在输入回路中在输入回路中，反馈量和输入量都以电压的，反馈量和输入量都以电压的形式出现，并以串联方式在输入回路相加减。此种形式出现，并以串联方式在输入回路相加减。此种反馈方式称为串联反馈。反馈方式称为串联反馈。 在输入回路中在输入回路中，反馈

6、量和输入量都以电流形式，反馈量和输入量都以电流形式出现，并以并联方式在输入回路相加减，此种反馈出现，并以并联方式在输入回路相加减，此种反馈方式称为并联反馈。方式称为并联反馈。Aidxoxix+比较比较环节环节fxF6.2.2 反馈的判断反馈的判断 1.判断有无反馈判断有无反馈 找出反馈网络，如果在电路中存在信号反向流通找出反馈网络，如果在电路中存在信号反向流通的渠道，也就是反馈通路，则一定有反馈。的渠道，也就是反馈通路，则一定有反馈。例例6.2.1 试判断下列各电路是否存在反馈？试判断下列各电路是否存在反馈？(a) 无无 (b) 有有 (c)无无2. 正反馈和负反馈正反馈和负反馈判断法：瞬时极

7、性法判断法：瞬时极性法正反馈正反馈 反馈使净输入电量增加，反馈使净输入电量增加，从而使输出量增大。从而使输出量增大。负反馈负反馈 反馈使净输入电量减小，反馈使净输入电量减小，从而使输出量减小。从而使输出量减小。瞬时极性法瞬时极性法: : 判断反馈极性的基本方法是瞬时变化极性判断反馈极性的基本方法是瞬时变化极性法，简称瞬时极性法。法，简称瞬时极性法。“瞬时极性法瞬时极性法”指同一瞬间指同一瞬间各各交流量的相对极性，在电路图上用交流量的相对极性，在电路图上用 、表示。用、表示。用瞬时极性法判断反馈极性的步骤是：瞬时极性法判断反馈极性的步骤是： (1) (1) 先假定输入量的瞬时极性。先假定输入量的

8、瞬时极性。 (2) (2) 根据放大电路输出量与输入量的相位关系，根据放大电路输出量与输入量的相位关系，决定输出量和反馈量的瞬时极性。决定输出量和反馈量的瞬时极性。 (3) (3) 将反馈量与输入量比较，即可推断反馈的将反馈量与输入量比较，即可推断反馈的正、负极性。正、负极性。 2. 正反馈和负反馈正反馈和负反馈判断法：瞬时极性法判断法：瞬时极性法 从输入端到输出端用瞬时极性法标，从输入端到输出端用瞬时极性法标， 若反馈端和输入端若反馈端和输入端在在同一端同一端异异极性极性，或或不在不在同同一端一端同同极性为极性为负负反馈反馈； 若反馈端和输入端若反馈端和输入端在在同一端同一端同同极性，或极性

9、，或不在不在同同一端一端异异极性为极性为正正反馈反馈。常见放大器件的瞬时极性关系：常见放大器件的瞬时极性关系： BJT由基极输入信号，则各极相位关系(a)图， BJT由发射极输入信号，则各极相位关系(b)图，运放各极相位关系（c）图。 例例 6.2.2 试判断下图所示各电路中交流反馈的极性试判断下图所示各电路中交流反馈的极性 。 如图如图(a),由由RE1引入的交流反馈是负反馈。引入的交流反馈是负反馈。(a)(b)如图如图(b),由由RF引入的交流反馈是负反馈。引入的交流反馈是负反馈。直流反馈：为了稳定静态工作点直流反馈：为了稳定静态工作点3.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈交流反馈：影响

10、电路的动态工作性能。交流反馈：影响电路的动态工作性能。+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeIC判断方法：电容观察法判断方法：电容观察法例例 6.2.3判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直馈？直流流反馈还是交流反馈？反馈还是交流反馈？输入输入回路回路输出输出回路回路 RE 介于输入输出回路，有反馈。介于输入输出回路，有反馈。反馈使反馈使 uid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。4、串联反馈和并联反馈、串联反馈和并联反馈(输入端输入端)串联反馈：串联反馈：反馈信号与输

11、入信号以反馈信号与输入信号以电压相加减的形式在输入端出现。电压相加减的形式在输入端出现。uid = ui uf并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号以反馈信号与输入信号以电流相加减的形式在输入端出现。电流相加减的形式在输入端出现。iid = ii ifAFiiifisiidRSRSAFuiuidufus判断方法：瞬时极性法，判断方法：瞬时极性法，如反馈端和输入端如反馈端和输入端不不在同一端为在同一端为串串联反馈，联反馈，在在同一端为同一端为并并联反馈。联反馈。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

12、大器中例例5.本级反馈与级间反馈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5、电压反馈和电流反馈、电压反馈和电流反馈电压反馈电压反馈 反馈信号取自输出电压的部分或全部。反馈信号取自输出电压的部分或全部。电流反馈电流反馈 反馈信号取自输出电流。反馈信号取自输出电流。 判断方法判断方法：输出电压短路法输出电压短路法。将输出电压短路后，。将输出电压短路后，如反馈如反馈消失消失为为电压电压反馈，如反馈反馈，如反馈没有消失没有消失为为电流电流反反馈。馈。使使 uo = 0(RL

13、 短路短路),若反馈若反馈没有消失没有消失则则为为电流电流反馈。反馈。电流电流反馈反馈iouoFARLio使使 uo = 0 (RL 短路短路)，若反馈若反馈消失消失则为则为电压电压反馈。反馈。AFRLuo电压电压反馈反馈(a)(b)5、电压反馈和电流反馈、电压反馈和电流反馈判断方法判断方法：输出电压短路法输出电压短路法方法二：方法二：取样点跟输出电压在一个点上则为取样点跟输出电压在一个点上则为电压反馈电压反馈, ,不在一个点上则为电流反馈不在一个点上则为电流反馈. . 试判断下图所示各电路中的交流反馈是电压试判断下图所示各电路中的交流反馈是电压反馈还是电流反馈。反馈还是电流反馈。例例6.2.

14、4图图(a)为电压反馈为电压反馈 图图(b)为电流反馈为电流反馈 6.2.3 负反馈的四种类型负反馈的四种类型AFuiuidufusRSRLuoAFuiuidufusRSiouoRLio电电压压串串联联负负反反馈馈电电流流串串联联负负反反馈馈FAiiifisiidRSRLuoFAiiifisiidRSiouoRLio电电压压并并联联负负反反馈馈电电流流并并联联负负反反馈馈电压串联电压串联负负反馈反馈AF uo 经经 Rf 与与 R1 分压反馈分压反馈到输入回路，故有反馈。到输入回路，故有反馈。反馈使净输入电压反馈使净输入电压 uid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。RL = 0，无反馈，无反馈

15、，故为电压反馈。故为电压反馈。uf = uoR1/(R1 + Rf)也说明是也说明是电压反馈。电压反馈。uid = ui uf 故故为串联反馈。为串联反馈。例例 6.2.5 例例 6.2.6 Rf 为为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。 反馈使净输入电压反馈使净输入电压 uid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。RL = 0，反馈存在，故为电流反馈。反馈存在，故为电流反馈。uf = ioRf ，也说明是电流反馈。也说明是电流反馈。uid = ui uf 故故为串联反馈。为串联反馈。AF电流串联负反馈电流串联负反馈例例 6.2.7 Rf 为为输入回路和

16、输出回路的公共电阻，故有反馈。输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。反馈使净输入电流反馈使净输入电流 iid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。RL = 0，无反馈，故为电压反馈。无反馈，故为电压反馈。iid = ii if ，故为并联反馈。故为并联反馈。AF电压并联电压并联负负反馈反馈例例 6.2.8 Rf 介于输入回路和输出回路，故有反馈。介于输入回路和输出回路，故有反馈。 反馈使净输入电流反馈使净输入电流 iid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。RL = 0，反馈存在，故为电流反馈。反馈存在，故为电流反馈。iid = ii if ，故为并联反馈。故为并联反馈。AF电流并联电流并联负负反馈

17、反馈 RE电流串联负反馈电流串联负反馈反馈电压反馈电压uf 与输出与输出电流电流Io成正比。成正比。RE电压串联负反馈电压串联负反馈反馈电压反馈电压uf 与输与输出电压出电压uo成正比。成正比。例例 6.2.9 反馈类型的判断反馈类型的判断 RE 引入本级电流串联负引入本级电流串联负反馈；反馈；Rf引入级间电流并联负反馈。引入级间电流并联负反馈。例例 6.2.10反馈信号反馈信号与输入信号与输入信号在不同节点为串联在不同节点为串联反馈，在反馈，在同一个节点为并联反馈。同一个节点为并联反馈。反馈取自输出端或输出分压端为电压反反馈取自输出端或输出分压端为电压反馈，反馈取自非输出端为电流反馈。馈，反

18、馈取自非输出端为电流反馈。规规 律：律：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。电压串联负反馈电压串联负反馈_+VRCCVuTV+R2R2i1TEEIsf1uRRA+o12VVVfARi+uu-f-R+u1+Ro1解解:电压并联负反馈电压并联负反馈例例 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。+_V1fI12R12TiR2+uRTRRsR34RCCVVEEuoT3VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEuiuRf+Ao1R表表6-1放大电路中反馈类型的定义、判别方法放大电路中反馈类型的定义、判别方法Aidxoxix+比较比较环节环节基本放大电路基本放大电路f

19、xF反馈网络反馈网络-6.3 6.3 负反馈放大电路的基本关系负反馈放大电路的基本关系6.3.1 6.3.1 方框图表示法方框图表示法 通过基本放大电路的只有信号的正向传输，通过基本放大电路的只有信号的正向传输，而通过反馈网络的只有信号的反向传输。而通过反馈网络的只有信号的反向传输。基本放大电路基本放大电路Aid XoX 反馈网络反馈网络FfX 放大：放大：idoXA X迭加：迭加：fiid XXX方框图：方框图：A称为开环称为开环放大倍数放大倍数iX + 反馈：反馈：ofXXF Af称为闭环放大倍数称为闭环放大倍数Af=Xo / Xi输出信号输出信号F称为反馈系数称为反馈系数负反馈放大电路的

20、方框图负反馈放大电路的方框图负反馈放大器负反馈放大器 F是反馈量是反馈量 与输出量与输出量 之比，叫之比，叫“反馈系数反馈系数”， 即即 因此因此 表示从输入端的净输入量表示从输入端的净输入量 经正向通道经正向通道A和反向通道和反向通道F，沿反馈形成的闭合环路绕行一周，沿反馈形成的闭合环路绕行一周后，作为反馈量出现在输入端的信号传输系数，后，作为反馈量出现在输入端的信号传输系数， 通常叫做通常叫做“环路增益环路增益”。fXoXofXXF idfofidoXXXXXXAF AFidX0|fooXidiXXAXXAidxoxix+比较比较环节环节基本放大电路基本放大电路fxF反馈网络反馈网络-6.

21、3.2 基本关系式基本关系式 输出量与输入量之比叫做反馈放大电路输出量与输入量之比叫做反馈放大电路的的“闭环增益闭环增益”，即它和开环增益，即它和开环增益A有着本质有着本质的区别。的区别。 这就是反馈放大电路中闭环增益与开环增这就是反馈放大电路中闭环增益与开环增益的一般表达式。益的一般表达式。Aidxoxix+比较比较环节环节基本放大电路基本放大电路fxF反馈网络反馈网络-idididXAFXXA AFA 1iofXXA 反馈深度：反馈深度： 由式由式 可得：可得： 是开环增益与闭环增益幅值之比，它自是开环增益与闭环增益幅值之比，它自然反映了反馈对放大电路的影响程度。我们把然反映了反馈对放大电

22、路的影响程度。我们把 叫做叫做“反馈深度反馈深度”。AFAA 1fAFAA 1fAF 1AF 1负反馈放大电路各种信号量的含义负反馈放大电路各种信号量的含义 1）如果）如果 ，则，则 。这是。这是正反馈正反馈的情况，表明反馈的引入加强了输入量的作用，的情况，表明反馈的引入加强了输入量的作用，使闭环增益加大。使闭环增益加大。2）当）当 时，闭环增益时，闭环增益 。这意味着即使没有输入量也仍然有输出量。这这意味着即使没有输入量也仍然有输出量。这种工作状态叫做放大电路的种工作状态叫做放大电路的“自激自激”。在自激。在自激时，放大电路已失去正常的放大功能，因而一时，放大电路已失去正常的放大功能，因而一

23、般是必须加以消除的。但是，有时又要对自激般是必须加以消除的。但是，有时又要对自激状态加以利用。状态加以利用。11 AFAAf01 AF iofXXA1fAAAFAFAA 1f2关于基本关系式的讨论关于基本关系式的讨论3）如果）如果 ，则，则 。这就是。这就是负反馈负反馈的的情况，因为它表示反馈的引入削弱了输入量的情况，因为它表示反馈的引入削弱了输入量的作用，使闭环增益下降。作用，使闭环增益下降。 因为因为可见负反馈的作用是使真正加到放大电路输入可见负反馈的作用是使真正加到放大电路输入端的净输入量减小到无反馈时的端的净输入量减小到无反馈时的 从而使闭环增益下降。从而使闭环增益下降。 11 AFA

24、A fAFXX 1iidAF11AFAA 1f1fAAAFAidxoxix+比较比较环节环节基本放大电路基本放大电路fxF反馈网络反馈网络-，4）当）当 时，就变为时，就变为 ，说明此时反馈放大电路的闭环增益将只取决于反说明此时反馈放大电路的闭环增益将只取决于反馈系数馈系数F。因为反馈网络通常由无源元件组成，这。因为反馈网络通常由无源元件组成，这些元件性能非常稳定，所以在这种情况下反馈放些元件性能非常稳定，所以在这种情况下反馈放大电路的工作也将非常稳定，不受除输入量以外大电路的工作也将非常稳定，不受除输入量以外的干扰因素的影响。因为的干扰因素的影响。因为 ， ，所以叫做所以叫做“深度负反馈深度

25、负反馈”。11 AFFAFAA11f 1 AF11 AFAFAA 1f1fAAAF关于反馈深度的总结关于反馈深度的总结一般一般负负反馈反馈称为称为反馈深度反馈深度FA 1FAAA 1f时，时， 11 )1( FA， fAA 时，时， 11 )2( FA深度负反馈深度负反馈正正反馈反馈时，时， 11 )3( FA， fAA 自激自激振荡振荡时，时， 01 )4( FA， f AAiduouiu+比较比较环节环节基本放大电路基本放大电路fuF反馈网络反馈网络-例例6-86-8 某电压串联负反馈放大电路，在中频区某电压串联负反馈放大电路，在中频区010u.F 4u10 AmV10iu求:idfufu

26、u,A和和解:uuuuf1FAAA ofFuu fiiduuu 0101011044. 99 iufuFA mV99. 9910. mV10. 6.4.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性 6.4.2 扩展通频带扩展通频带 6.4.5 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 6.4.3 减小非线性失真减小非线性失真 6.4.4 抑制内部噪声和干扰抑制内部噪声和干扰 1 1定性分析定性分析 负反馈放大器的基本特点是它的自动调负反馈放大器的基本特点是它的自动调整作用。例如当环境温度、电源、电路参数整作用。例如当环境温度、电源、电路参数发生变化从而引起输出电压发生变化从而引起输

27、出电压( (或电流或电流) )增大时，增大时，负反馈则按比例地将增大量返送到输入回路，负反馈则按比例地将增大量返送到输入回路，抵消一部分输入信号，减小净输入信号，达抵消一部分输入信号，减小净输入信号，达到降低输出信号的目的。相反，当输出信号到降低输出信号的目的。相反，当输出信号减小时，则反馈的信号也减小，在输入回路减小时，则反馈的信号也减小，在输入回路进行比较时，就少抵消一些输入信号使净输进行比较时，就少抵消一些输入信号使净输入信号增大，从而导致输出信号的回升。这入信号增大，从而导致输出信号的回升。这样，在输入信号一定的条件下，负反馈就能样，在输入信号一定的条件下，负反馈就能缩小输出信号的波动

28、范围，保证了放大倍数缩小输出信号的波动范围，保证了放大倍数的稳定性。的稳定性。6.4.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性6.4.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性AFAA 1f2定量计算定量计算 当电路工作在中频区时，对整个电路而言，由于电容的附加当电路工作在中频区时，对整个电路而言，由于电容的附加相移为零，相移为零， 所谓稳定度，是指开环的相对稳定程度与闭环时相对稳定程度所谓稳定度，是指开环的相对稳定程度与闭环时相对稳定程度的比较。对的比较。对A求导求导22f)1 (1)1 (11ddAFAFAFAFAA2f)1 (ddAFAAAAAFAAd11dff Af 的的相对变化

29、量相对变化量A 的相对变化量的相对变化量放大倍数稳定性提高放大倍数稳定性提高AAAAAF dd 11 f f 负负反反馈馈，2f)1 (ddAFAAAFAA 1fAAdffdAA用开环用开环相对相对变化量变化量与闭环闭环相对相对变化量变化量来描述电路的稳定度 例例6-9 某放大电路某放大电路A=10000，由于某种原因下降为，由于某种原因下降为8000,当引入负反馈后当引入负反馈后F=0.2,求其闭环增益的相对变求其闭环增益的相对变化量化量 。ffdAAAAd解解:AAAFAAd11dff 10000800010000 %20 %.20201000011 %2020001 %.010 1 1定

30、性分析定性分析 由于放大电路中电容的存在，在低高频段其放大倍数由于放大电路中电容的存在，在低高频段其放大倍数都要下降。当引入负反馈后，在一定的输入信号条都要下降。当引入负反馈后，在一定的输入信号条件下，因为中频段的输出信号较大，其反馈信号也件下，因为中频段的输出信号较大，其反馈信号也强，输入信号被抵消的也较多，导致输出信号降低强，输入信号被抵消的也较多，导致输出信号降低的也多；在高频段或低频段，因输出信号减小，按的也多；在高频段或低频段，因输出信号减小，按比例反馈也小，输入信号被反馈信号抵消也少，使比例反馈也小，输入信号被反馈信号抵消也少，使输出信号降低较少。这样放大倍数，中频段降低的输出信号

31、降低较少。这样放大倍数，中频段降低的多，高频段和低频段降低的少，相当于提高了高、多，高频段和低频段降低的少，相当于提高了高、低频段的放大倍数，使高中低频段的放大倍数趋向低频段的放大倍数，使高中低频段的放大倍数趋向平坦，加宽了通频带平坦，加宽了通频带6.4.2 扩展通频带（扩展通频带（fBW）无反馈时：无反馈时： fBW = fH fL fH引入反馈后，引入反馈后， 1f，AFAA FAAAFAAAFAAALLLfm m mf HHHf1 ,1 1 ，fA(f)OAm0.707AmfLfHfBWAf(f)Amf0.707AmffLffHffBWf2定量计算定量计算MHH1AAfjf&FAAAFA

32、AAFAAALLLfm m mf HHHf1 ,1 1 ，fA(f)OAm0.707AmfLfHfBWAf(f)Amf0.707AmffLffHffBWf可证明：可证明：fHf = (1 + AMF) fHfLf = fL / (1 + AMF)= (1 + AMF) fH fHf = (1 + AMF) fBW fBWf = fHf fLf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：增益与通频带之积增益与通频带之积为常数。即：为常数。即： Amf fbwf= Am fbw6.4.3 减小非线性失真减小非线性失真uf加入加入负反馈负反馈无负

33、反馈无负反馈FufAuiuo+uiduo大大小小uiA接近正弦波接近正弦波改善了波形失真改善了波形失真放大电路的正半周放大倍数大放大电路的正半周放大倍数大, ,负半周小负半周小1定性分析定性分析 结论结论 (1) (1) 反馈深度愈深，减小非线性失真的效果愈好，反馈深度愈深，减小非线性失真的效果愈好，这取决于这取决于 的大小。的大小。 (2) (2) 用负反馈改善的非线性失真必须是产生在基用负反馈改善的非线性失真必须是产生在基 本放大器内，对环路以外信号源的非线性失本放大器内，对环路以外信号源的非线性失 真则无能为力；真则无能为力； (3) (3) 只有在非线性失真不太严重时，负反馈才有只有在

34、非线性失真不太严重时，负反馈才有 效，对工作在严重非线性区放大电路产生的效，对工作在严重非线性区放大电路产生的 失真，则无明显效果。失真，则无明显效果。)1(FA 6.4.5 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一、对输入电阻的影响一、对输入电阻的影响1. 串联负反馈使输入电阻增大串联负反馈使输入电阻增大RifiididifidiiifiAFuuiuuiuR )1(i ifRAFR 深度负反馈：深度负反馈： ifRii A FuiuidufRiAFuid2. 并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小Rifidididf ididiiifAFiiuiiuiuR AFRR

35、1i if深度负反馈：深度负反馈：0ifRifiidii A FuiRiAFiid二、对输出电阻的影响二、对输出电阻的影响1. 电压负反馈电压负反馈 ,ofidUFUUidooooUARIUfoooUARIooooUFARI )1 ()1 (oofooooFARFAIURFARRooof1为负载开路时的电压增为负载开路时的电压增益。益。oA深度负反馈：深度负反馈：0ofR使输出电阻减小。使输出电阻减小。A为负载短路时的开环增益。为负载短路时的开环增益。 电压负反馈电压负反馈稳定输出电压（当负载变稳定输出电压（当负载变化时）化时）恒压源恒压源输出电阻小。输出电阻小。(1) 电压负反馈使输出电阻减

36、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（当负载变稳定输出电流（当负载变化时）化时）恒流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【例例6-106-10】试分析图试分析图6-216-21所示电路的输入与输出电阻。所示电路的输入与输出电阻。【例例6-10】 试分析图试分析图6-21所示电路的输入与输出电阻。所示电路的输入与输出电阻。 6.5.1 放大电路引入负反馈的一般原则放大电路引入负反馈的一般原则一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈稳定直流，稳定直流， 引直流负反馈；引直流负反馈；稳定交流，稳定

37、交流，引交流负反馈；引交流负反馈；稳定输出电压，稳定输出电压， 引电压负反馈；引电压负反馈；稳定输出电流，稳定输出电流， 引电流负反馈。引电流负反馈。二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻，欲提高输入电阻，采用串联反馈；采用串联反馈；欲降低输入电阻，欲降低输入电阻，采用并联反馈；采用并联反馈；要求高内阻输出，要求高内阻输出， 采用电流反馈；采用电流反馈；要求低内阻输出，要求低内阻输出， 采用电压反馈。采用电压反馈。三、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型三、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型信号源为恒压源，信号源为恒

38、压源，采用串联反馈；采用串联反馈；信号源为恒流源，信号源为恒流源，采用并联反馈；采用并联反馈；要求负载能力强，要求负载能力强，采用电压反馈；采用电压反馈；要求恒流源输出，要求恒流源输出，采用电流反馈。采用电流反馈。例例6.5.1电路图下图所示，为了达到下列目的，分别说明应电路图下图所示，为了达到下列目的，分别说明应引入哪种组态的负反馈以及电路如何连接。引入哪种组态的负反馈以及电路如何连接。（1）减小放大电路从信号源索取的电流并增强负载能力；）减小放大电路从信号源索取的电流并增强负载能力；（2）将输入电流）将输入电流 转换成与之成稳定线性关系的输出电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流 ；（3）

39、将输入电流）将输入电流 转换成成稳定的输出电压转换成成稳定的输出电压 。iiiioiou 6.6.1 估算的依据估算的依据 6.6.2 深度负反馈放大电路的近似计算深度负反馈放大电路的近似计算1. 深度负反馈的特点：深度负反馈的特点：AidxoxixfxFAxidAFxid(1 + AF)xid时：当 0 11 AFAFAF 1即：即：0id fi xxx fi uu 串联负反馈：串联负反馈：0id u虚短虚短并联负反馈：并联负反馈： fii i 0id i虚断虚断xi=(1 + AF)xidxf=AFxidFAFAAf11 6.6.1 估算的依据估算的依据理想运算放大器及其分析依据理想运算放

40、大器及其分析依据1. 理想运算放大器理想运算放大器Aod ， rid ，ro 0 ， KCMR 2. 电压传输特性电压传输特性 uo= f (ui)线性区：线性区：uo = Aod(u+ u)非线性区：非线性区：u+ u 时，时， uo = +Uo(sat) u+ u 时，时， uo = Uo(sat) +Uo(sat) u+ u uoUo(sat)线性区线性区理想特性理想特性实际特性实际特性饱和区饱和区 OAod 高高: 80dB140dBrid 高高: 105 1011 ro 低低: 几十几十 几百几百 KCMR高高: 70dB130dB+uouu+i+i uo = Aod(u+ u )所

41、以所以(1) 差模输入电压约等于差模输入电压约等于 0 即即 u+ u ,称称“虚短虚短”电压传输特性电压传输特性+uouu+i+i u+ u uo线性区线性区Uo(sat)+Uo(sat) O0odo Auuu理想运放工作在线性区的特点理想运放工作在线性区的特点因为因为 (2) 输入电流约等于输入电流约等于 0 即即 i+= i 0 ,称称“虚断虚断” 电压传输特性电压传输特性 Aod越大，运放的越大，运放的 线性范围越小，必线性范围越小，必 须加负反馈才能使须加负反馈才能使 其工作于线性区。其工作于线性区。 u+ u uo线性区线性区Uo(sat)+Uo(sat) O0idruuii所以所

42、以+uouu+i+i 6.6.2 深度负反馈放大电路的近似计算深度负反馈放大电路的近似计算电流串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈iogfuiA fiuu 3213oR1RRRRii 13321foiogfRRRRRuiuiA L13321foLioufRRRRRRuiRuuA 32113o1Rf1RRRRRiRiu 0id fi xxx fi uu 串联负反馈：串联负反馈：0id u虚短虚短并联负反馈：并联负反馈： fii i 0id i虚断虚断(1)(1)电压串联负反馈电压串联负反馈0id ufi uu f11of RRRuu 1ffoiof1RRuuuuAu ifR2if

43、RR 0of R8uiC1R1uoR2RfuidufRifR ifRof fi uu 1Effoiouf1RRuuuuA 电压串联负反馈电压串联负反馈(2)(2)电压并联负反馈电压并联负反馈0 ii虚断虚断f i ii 0 uu虚短虚短1f1iffiofRRRiRiuuAu fof 1ii RuiRui 0 id i虚断虚断f i ii b0 u虚地虚地sfsi ff sousfRRRiRiuuA fof si RuiRuis 电压并联负反馈电压并联负反馈(3)(3)电流串联负反馈电流串联负反馈虚短虚短虚断虚断 fi uu foRi fLoRRu fLfoiofRRuuuuAu 0 iifiu

44、u 0be id uu虚短虚短 fi uu E1oRi Loo Riu E1LioufRRuuA 94251033./ 电流串联负反馈电流串联负反馈(4)(4)电流并联负反馈电流并联负反馈0 uu1if i Ruii L31f313f3oLo1iLoiouf)(RRRRRRRRRiRiRiRiuuA o3f3fiRRRi 如图所示电路中，已知如图所示电路中，已知 求解深度负反馈条件下的电压放大倍数求解深度负反馈条件下的电压放大倍数 。 k1004RufA例例6.6.12解：如图所示电路中引解：如图所示电路中引入了电压串联负反馈，入了电压串联负反馈， 和和 组成反馈网络。组成反馈网络。2R4Ro

45、422fiuRRRuu 24foiouf1RRuuuuA k102R电压串联负反馈电压串联负反馈 oFE1E1fiuRRRuu E1Ffoiouff1RRuuuuAA 【例例6-17】 图图6-32是一个比较复杂的是一个比较复杂的OCL准互补功率放大电准互补功率放大电路的一部分，计算电路的闭环增益。路的一部分，计算电路的闭环增益。53662022620oofoiouf.uuuuuuA 6.7.1.负反馈放大电路的自激振荡及稳定工作的条负反馈放大电路的自激振荡及稳定工作的条件件1. 自激振荡现象自激振荡现象 在不加输入信号的情况下，放大电路仍会产在不加输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的

46、信号输出。生一定频率的信号输出。+iL+u-+u放大器放大器-oR fiid XXX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： |X|X|iid 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，若满足此时，若满足|X|X|idf 则则Xi=0，仍会有输出信号。，仍会有输出信号。 3. 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

47、大电路基本放大电路AdX oX 反馈网络反馈网络FfX iX + fid0 XXidid XFAX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：稳定判椐稳定判椐及稳定裕度及稳定裕度0 )dB(lg20FA0-90 -180FA m mG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mGdB0lg20FA 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。6.7.2负反馈放大电路稳定性和自激振荡的消除负反馈放大电路稳定性和自激振荡的消除(dB

48、)lg20cmffFAG稳定判椐稳定判椐及稳定裕度及稳定裕度则放大器稳定。否则自激。则放大器稳定。否则自激。0 )dB(lg20FA0-90 -180FA m mGdB0lg20 FA 180fa 满足：满足：为了切实保证稳定，要为了切实保证稳定，要留有留有45余量，称为余量，称为相相位裕度位裕度m 6.7.2负反馈放大电路稳定性和自激振荡的消除负反馈放大电路稳定性和自激振荡的消除)(1800omf6.7.3. 消除自激的方法消除自激的方法 相位补偿相位补偿在电路中加入在电路中加入 C C，或，或 R R、C C 元件进行相位补元件进行相位补偿，改变电路的高频特性，从而破坏自激条件。偿，改变电

49、路的高频特性，从而破坏自激条件。相位补偿形式相位补偿形式滞后补偿滞后补偿电容滞后电容滞后 RC 滞后滞后超前补偿：超前补偿：密勒效应补偿密勒效应补偿电容滞后补偿电容滞后补偿RC 滞后补偿滞后补偿密勒效应补偿密勒效应补偿R校正措施的指导思想是破坏产生自激振荡的条件，使之稳定工作。校正措施的指导思想是破坏产生自激振荡的条件，使之稳定工作。小小 结结第第 六六 章章一、反馈的判断方法一、反馈的判断方法1. 有无反馈有无反馈:2. 正反馈和负反馈正反馈和负反馈主要看信号有无反向传输通路。主要看信号有无反向传输通路。采用采用瞬时极性法瞬时极性法，看反馈是增强还是削弱净输入信号。，看反馈是增强还是削弱净输入信号。对于对于串联负反馈串联负反馈，反馈信号与输入信号，反馈信号与输入信号极性相同极性相同；对于对于并联负反馈并联负反馈，反馈信号与输