第七章 负反馈放大电路

7反馈放大电路7.1反响的根本概念与分类7.3负反响放大电路增益的一般表达式7.4负反响对放大电路性能的影响7.5深度负反响条件下的近似计算7.2负反响放大电路的四种组态7.6负反响放大电路设计7.7负反响放大电路的频率响应7.8负反响放大电路的稳定性7.1反响的根本概念与分类7.1.2直流反响与交流反响7.1.3正反响与负反响7.1.4串联反响与并联反响7.1.1什么是反响7.1.5电压反响与电流反响一、反响的定义：在放大电路中信号的传输是从输入端到输出端，这个方向称为正向传输。反响就是将输出信号取出一局部或全部送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。反响信号的传输是反向传输。。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反响外部反响7.1.1什么是反响输出信号反响放大电路的输入信号反响信号根本放大电路的输入信号〔净输入信号〕7.1.1什么是反响框图反响通路——信号反向传输的渠道开环——无反响通路闭环——有反响通路判断电路是否存在反响通路7.1.1什么是反响反响通路〔本级〕反响通路〔本级〕反响通路〔级间〕7.1.2直流反响与交流反响根据反响到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。7.1.2直流反响与交流反响(a)直流通路(b)交流通路7.1.2直流反响与交流反响直流反响交、直流反响7.1.3正反响与负反响正反响：输入量不变时，引入反响后输出量变大了。负反响：输入量不变时，引入反响后输出量变小了。从输出端看从输入端看正反响：引入反响后，使净输入量变大了。负反响：引入反响后，使净输入量变小了。净输入量可以是电压，也可以是电流。在放大电路的输入端，假设一个输入信号vi对地的极性，用“+〞、“-〞表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反响信号的瞬时极性。如果反响信号的瞬时极性使净输入减小，那么为负反响；反之为正反响。反响信号和输入信号加于输入回路一点时，瞬时极性相同的为正反响，瞬时极性相反的是负反响。反响信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同的为负反响，瞬时极性相反的是正反响。以上输入信号和反响信号的瞬时极性都是指对地而言，这样才有可比性。瞬时极性法对三极管来说这两点是基极和发射极，对运算放大器来说是同相输入端和反相输入端。7.1.3正反响与负反响例(+)(+)(-)(-)(-)净输入量(+)(+)(-)(-)净输入量负反响正反响反响通路反响通路级间反响通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)净输入量级间负反响反馈通路本级反馈通路级间反响通路净输入量减小级间负反响7.1.3正反响与负反响7.1.3正反响与负反响反响通路净输入量减小本级负反响7.1.4串联反响与并联反响由反响网络在放大电路输入端的连接方式判定串联：输入以电压形式求和〔KVL〕-vi+vid+vf=0即vid=vi-vf并联：输入以电流形式求和〔KCL〕ii-iid-if=0即iid=ii-if串联并联判断电路中的级间交流反响是串联反响还是并联反响7.1.4串联反响与并联反响并联反响级间反响通路xf(if)级间反响通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)净输入量级间负反响反馈通路本级反馈通路课前回忆：判断电路中的级间交流反响是正反响还是负反响，是串联反响还是并联反响电流负反响7.1.5电压反响与电流反响电压反响与电流反响由反响网络在放大电路输出端的取样对象决定.电压反响：反响信号xf和输出电压成比例，即xf=Fvo电流反响：反响信号xf与输出电流成比例，即xf=Fio并联结构串联结构7.1.5电压反响与电流反响判断方法：负载短路法(输出短路法)将负载短路，反响量仍然存在——电流反响。将负载短路〔未接负载时输出对地短路〕，反响量为零——电压反响。电压反响电流反响反响通路反响通路7.1.5电压反响与电流反响电压反响反响通路end7.1.5电压反响与电流反响电流反响7.1.5电压反响与电流反响电压负反响RLvoxf

xidvo电压负反响稳定输出电压xf=Fvo，

xid=xi－xf7.1.5电压反响与电流反响电流负反响RLioxf

xidio电流负反响稳定输出电流xf=Fio，

xid=xi－xf7.2负反响放大电路的四种组态7.2.2电压并联负反响放大电路7.2.3电流串联负反响放大电路7.2.4电流并联负反响放大电路7.2.1电压串联负反响放大电路反响组态判断举例〔交流〕7.2.1电压串联负反响放大电路输入以电压形式求和〔KVL〕：vid=vi-vf稳定输出电压特点：电压控制的电压源瞬时极性法当vi一定时：假设RLvovfvidvo电压负反响串联负反响输出回路输入回路基本放大器反馈网络.AFAF⊕⊕⊕⊕vividvfvo反响信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同为负反响。电压负反响稳定输出电压反响信号与电压成比例，是电压反响。反响电压Vf与输入电压Vid是串联关系，故为串联负反响。7.2.1电压串联负反响放大电路7.2.2电压并联负反响放大电路输入以电流形式求和〔KCL〕：iid=ii-if稳定输出电压电流控制的电压源特点：7.2.3电流串联负反响放大电路输入以电压形式求和〔KVL〕：vid=vi-vf稳定输出电流电压控制的电流源特点：7.2.4电流并联负反响放大电路输入以电流形式求和〔KCL〕：iid=ii-if稳定输出电流电流控制的电流源特点：电压负反响：稳定输出电压，具有恒压特性串联反响：输入端电压求和〔KVL〕电流负反响：稳定输出电流，具有恒流特性并联反响：输入端电流求和〔KCL〕特点小结：反响组态判断举例〔交流〕(+)(-)(+)(+)级间电压串联负反响(+)例1：试分析该电路存在的反响，并判断其反响组态。⊕⊕⊕⊕○经Rf加在发射极E1上的反响电压Vf与输入电压Vi是串联关系，故为串联负反响。+vf-解：根据瞬时极性法判断该电路为负反响。输出回路反响信号与电压成比例，是电压反响。输入回路反响信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同为负反响。电压串联负反响例2：试分析该电路存在的反响，并判断其反响组态。电流并联负反响解：根据瞬时极性法判断○○⊕⊕⊕★输入信号与反响信号是并联的形式，所以是并联负反响。反响信号和输入信号加于输入回路同一点时，瞬时极性相反是负反响。★反响信号取自与输出电流，所以是电流负反响。○例3：电流串联负反响试分析该电路存在的反响，并判断其反响组态。反响信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同为负反响。解：根据瞬时极性法判断电压并联负反响例4：试分析该电路存在的反响，并判断其反响组态。直流反响交、直流反响(+)(+)(-)(+)(+)(+)电流串联负反响例5：试分析该电路存在的反响，并判断其反响组态。例6：试判断电路的反响组态。解:

根据瞬时极性法

经Rf加在E1上是负反响。反响信号和输入信号加在T1两个输入电极，故为串联反响。电压串联负反响。经电阻R1加在基极B1上的是电流并联负反响。串联负反响信号源对反响效果的影响〔略〕vid=vi-vf那么vi最好为恒压源，即信号源内阻Rs越小越好。要想反响效果明显，就要求vf变化能有效引起vid的变化。信号源对反响效果的影响〔略〕并联负反响iid=ii-if那么ii最好为恒流源，即信号源内阻Rs越大越好。要想反响效果明显，就要求if变化能有效引起iid的变化。end(1)引入电压串联负反响解：求:例(习题〕(+)(+)()()()正反响(1)引入电压串联负反响解：求:例(习题7.2.4)(+)(+)(+)(+)(+)电压串联负反响(2)引入电压并联负反响解：求:例(习题7.2.4)(+)(+)(+)(+)(+)正反响解：求:例(习题7.2.4)(+)(+)()()()电压并联负反响(2)引入电压并联负反响(3)引入电流串联负反响解：求:例(习题7.2.4)(+)(+)()(+)(+)电流串联负反响(4)引入电流并联负反响解：求:例(习题7.2.4)(+)(+)(+)()()电流并联负反响end7.3负反响放大电路增益的一般表达式1.闭环增益的一般表达式2.反响深度讨论1.闭环增益的一般表达式开环增益反馈系数闭环增益因为所以闭环增益的一般表达式即7.3负反响放大电路增益的一般表达式负反响放大电路中各种信号量的含义7.3负反响放大电路增益的一般表达式2.反响深度讨论一般负反响称为反馈深度深度负反响正反响自激振荡一般情况下，A和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影响时，Af、A和F分别用、和表示。即end7.3负反响放大电路增益的一般表达式7.4负反响对放大电路性能的影响7.4.2减小非线性失真7.4.3抑制反响环内噪声7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响7.4.1提高增益的稳定性7.4.1提高增益的稳定性闭环时对A求导得只考虑幅值有另一方面,在深度负反响条件下即闭环增益只取决于反响网络。当反响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。负反响的组态不同，稳定的增益不同〔Avf、Arf、Agf、Aif〕即闭环增益相对变化量是开环时的例题7.4.2减小非线性失真闭环时增益减小，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是失真的，即使引入负反响，也无济于事。1——开环特性2——闭环特性7.4.3抑制反响环内噪声比原有的信噪比提高了倍电压的信噪比增加一前置级并认为该级为无噪声的新的信噪比7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响串联负反响1.对输入电阻的影响开环输入电阻Ri=vid/ii因为vf=F·xoxo=A·vid闭环输入电阻Rif=vi/ii所以vi=vid+vf=(1+AF

)vid闭环输入电阻Rif=vi/ii引入串联负反响后，输入电阻增加了。7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响并联负反响1.对输入电阻的影响闭环输入电阻引入并联负反响后，输入电阻减小了。注意:反响对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。例如图中R1不在环内但是当R1>>

时，反馈对Rif几乎没有影响。7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响2.对输出电阻的影响电压负反响2.对输出电阻的影响闭环输出电阻电压负反响而Xid=-Xf=-Fvt

忽略反响网络对it的分流所以引入电压负反响后，输出电阻减小了。7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响2.对输出电阻的影响电流负反响闭环输出电阻引入电流负反响后，输出电阻增大了。注意:反响对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。负反响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。串联负反响——并联负反响——电压负反响——电流负反响——特别注意表的内容增大输入电阻减小输入电阻减小输出电阻，稳定输出电压增大输出电阻，稳定输出电流7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响为改善性能引入负反响的一般原那么要稳定直流量——引直流负反响要稳定交流量——引交流负反响要稳定输出电压——引电压负反响要稳定输出电流——引电流负反响要增大输入电阻——引串联负反响要减小输入电阻——引并联负反响7.5深度负反响条件下的近似计算1.深度负反响的特点2.举例1.深度负反响的特点即，深度负反响条件下，闭环增益只与反响网络有关由于则又因为代入上式得〔也常写为xfxi〕净输