模拟电子电路基础

第六章放大器反馈原理及稳定化基础§6．１反馈放大器的基本概念§6. 2

负反馈对放大器性能的影响§6. 3

负反馈放大器的分析与计算§6. 4

负反馈对放大器频域和时域特性的影响返回§6.

5§6.6负反馈放大器的稳定性相位补偿原理与技术§6．１反馈放大器的基本概念返回反馈极性与反馈形式理想反馈方块图和基本反馈方程式环路增益和反馈深度负反馈放大器的分类判别反馈类型的方法X

o（s）的一部分或全部，通过一定形式

的反馈网络取样后以一定的方式

回送到输入端，与输入信号混合

一起控制放大器的过程称为反馈。A(s)反馈网络B(s)Σi6.1.1

反馈极性与反馈形式反馈：将放大器输出信号（uo

,io）

X

（s）X

f（s）X

d（s）

基本放大器反馈放大器：具有反馈回路的放大器称为反馈放大器1

负反馈，正反馈负反馈：反馈信号Ｘf

(s)与输入信号Ｘi

(s)极性相反→Xd

(s)=[Xi

(s)-Xf

(s)]flfi

增益fl正反馈：反馈信号Ｘf

(s)与输入信号Ｘi

(s)极性相同Xd

(s)=[X

i

(s)+X

f

(s)]›fi

增益›返回休息1休息26.1.1

反馈极性与反馈形式2

判断反馈极性的方法：方法(瞬时极性法)：在放大器输入端加入瞬时正极性信号，然后沿反馈环路逐步判断信号极性，最后比较净输入信号的增减情况例：如下图所示电路ECRC2RC1

C2B3C1i

i

B

C31Rs1

id

Rs2Re1

Re2

Rc3

RLusRem

EEifRF

CF（1）

接Ｃ2：Ｂ1

→Ｃ2→if↑

→id↓→Ｃ3→负反馈（2）接Ｃ1：Ｂ1

→Ｃ1→Ｃ3

→if↓

→id↑→正反馈X

o（s）A(s)反馈网络B(s)ΣXi（s）fX

（s）X

d（s）

基本放大器usECRC1RC2Re1Re2Rs1Rs2RemRc3RLRFC2C1B3C3B1CFEEifid电路仿真休息1休息2i

i返回usECRC1Re1Re2Rs1Rs2RemRc3RLRFRC2

C2C1B3C3B1CFEE1主反馈：系统输入与输出端之间构成的反馈，如Ｒf局部反馈：系统内部的局部反馈，如Ｒe1

,

Ｒe2

第一级差模反馈，Ｒc

m

第一级共模反馈2

直流反馈，交流反馈=

=直流反馈：对直流信号的反馈，如在Ｒe1

在Ｒe2

上并联大电容交流反馈：对交流信号的反馈，如在ＲF

支路上串接耦合电容3

内部反馈：Ｃb'c,

rb'c4

寄生反馈：杂散分布Ｌ

,

Ｃ6.1.1

反馈极性与反馈形式主反馈,局部反馈休息1休息2返回ECsReRLC1C26.1.2

理想反馈方块图和基本反馈方程式+ou_+u

be_R

+uius

_1

简单反馈放大电路的方块图-f+u基本放大器反馈网络>·uiubeu

fuou

o

u

beuA

=(１)

开环增益：（没有反馈的增益）列方程：bebeLr\

Au

=

u

=R¢ube

=

ui

-

uo

=

ui

-

u

fu

f

=

uouo

(

1

+

b

)R¢L=

(

1

+

b

)

be

rbeuo

=

ie

R¢L

=

(

1

+

b

)ib

R¢LuRbibie休息1休息2返回usECRsRbReRLC1C26.1.2

理想反馈方块图和基本反馈方程式1

简单反馈放大电路的方块图rberbe(

)Auubeubeuou

u

u=1

+(

L

)=1

+

Au=1

+

uo=ui

ube

+

uf

ube

+

uoAuf

=

o

=

o

=

o

rbe

+(

1

+

b

)RL¢(

1

+

b

)R¢L(

1

+

b

)R¢

(

1

+

b

)R¢L(２)

闭环增益：加入反馈后的增益休息1休息2基本放大器反馈网络>·uibeufuuo返回i

i

iＸ(s)：输入信号（电压u

、电流i

）Ｘo(s)：输出信号（uo、io）Ｘf

(s)：反馈信号（uf、if）Ｘd

(s)：净输入信号（差值输入信号）（ud、id）2

一般反馈放大的方框图反馈放大器＝基本放大器＋反馈网络→反馈环路（闭环系统）fX

（s）dX

（s）X

i（s）基本放大器A(s)反馈网络B(s)>·单环反馈放大电路：含一个反馈环基本电路参数：A(s)

=

XO

(s)―――＞开环增益Xo

(s)Xd

(s)X

f

(s)B(s)

=―――＞反馈网络传输系数（反馈系数）X

(

s

)Aif(

s)

=

X

o

(

s)―――＞闭环增益注意：1基本放大器：考虑到反馈网络的负载效应后同时将反馈网络分离后的电路2

理想方框图：信号沿箭头方向从输入到输出只通过基本放大器，信号输出端到输入端只通过反馈网络X

o（s）休息1休息2返回6.1.2

理想反馈方块图和基本反馈方程式fX

（s）X

d（s）X

o（s）基本放大器A(s)反馈网络B(s)>·Xi（s）3

基本反馈方程式X

o

(

s)

=

A(

s)

X

d

(

s)X

d

(

s)

=

X

i

(

s)

-

X

f

(

s)X

f

(

s)

=

B

(

s)

X

o

(

s)闭环增益：(理想单环反馈放大器的主要公式)fA(s)1

+

A(s)B(s)A

(s)

=A(s)A(s)Xo

(s)Xf

(s)Xd

(s)Xo

(s)fdXo

(s)X

(s)

Xo

(s)i

d

fOf1+

A(s)B(s)=1+=X

(s)

X

(s)

d

X

(s)

1+=X

(s)

X

(s)

+

X

(s)=A

(s)

=返回休息1休息26.1.3

环路增益和反馈深度fX

（s）dX

（s）１.环路增益Ｔ：绕反馈环一圈的总增益.B(s)

X

(s)XfOXd

(s)XdfA(s)1

+

T

(s)\

A

(s)

==

B(s)A(s)

Xd

(s)Xd

(s)=

A(s)B(s)=T

=X

（s）基本放大器A(s)反馈网络B(s)>·oiX

（

s

）2

反馈深度Ｆ(s)定义：F(s)=1+T(s)=1+A(s)B(s)中频时：F=

(1

+

T

)

=

A

/

A

f闭环增益Af

比开环增益Ａ减少的程度.返回休息1休息2X

f（s））X

o（s）基本放大器A(s)反馈网络B(s)>·X

d（sXi

（

s

）36.1.3

环路增益和反馈深度深度负反馈：fA

/

A

=

1

/(1

+

T

)=

(

X

0

/

X

i

)

/(

X

0

/

X

d

)=

X

d

/

X

i(有效输入信号减少到原输入的1/(1+T).)X

f

/

X

i

=

TX

d

/

X

i

=

T

/(1

+

T

)>>１时Xd

<<Xi,称深度负反馈。定义：当F＝１＋TXi

≈Xf＝BXo∴A

f

=

X

0

(

s

)

/

X

i

(

s

)

»

1

/

B

(

s

)深度负反馈时闭环增益等于反馈系数的倒数.休息1休息2返回A(

s

) A(

s

)

1=

»

=1

+

T

(

s

) A(

s

)B(

s)

B(

s

)Af

(

s

)

=

A(

s

)1

+

A(

s

)B(

s

)或6.1.4

负反馈放大器的分类根据反馈在放大器的输出端的取样对象是电压还是电流.负反馈分为：电压负反馈：反馈信号取样输出电压.电流负反馈：反馈信号取样输出电流.根据反馈信号与输入信号在放大器输入回路中的串并联关系.负反馈分为：串联反馈：反馈信号与输入信号在输入端回路中串联并联反馈：反馈信号与输入信号在输入回路并联.概括起来只可能有四种不同组合方式的反馈放大器：电压串联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路返回usEC相串联。即有ui

=

ud

+

u

f6.1.4

负反馈放大器的分类１.电压串联负反馈（１）

电路结构方框图+_u

iRSus基本放大器

Au反馈网络Bu·RL+_ud+u_f·_o+u特点：反馈信号取样输出电压反馈信号在输入回路与输入信号=

u0（２）基本参数输出回路信号取电压，即X

o输入回路信号取电压，即Xi

=ui

，Xd

=ud

，X

f=

ufdouuu开环增益：A=uouf反馈系数：Bu

=ou

iu闭环增益：A

uf=R

)e1

+

f=

Re1

(R电路仿真休息1休息2+_uo_o+u_u

f+_u

i+_+ud返回+-suECRL6.1.4

负反馈放大器的分类us+_ui+_ud+u_f2

电流串联负反馈（１）

电路结构方框图基本放大器Ag反馈网络BrRSoiio特点：反馈信号取样输出电流反馈信号在输入回路与输入信号相串联即

ui

=

ud

+

u

f(2)

基本参数：o

o输出回路信号取电流，

X

=

i输入回路信号取电压：X

i

=

ui

,

X

f

=

u

f

,

Xd

=

uddi0开环增益：Ag

=u(转移导纳)反馈系数：oiu

fBr

=(阻抗传输系数)uiio闭环系数：

Agf

=(转移导纳)(3)

实际电路举例oioi电路仿真_f+u+ui__d+u返回suEC特点：反馈信号取样输出电压uo反馈信号在输入端以并联方式接入电路i

s6.1.4

负反馈放大器的分类3

电压并联负反馈RL基本放大器Ar反馈网络Bgifi

i

i

dR

s+_uo·

·（１）

电路结构方框图即有ii

=id

+i

f（２）基本参数输出回路信号取电压：Xo

=uo输入回路信号取电流：fd

d

f=

i

,

X

=

iXi

=

ii

,

Xoridu开环增益：

A

=(转移阻抗)ofgui反馈系数：B

=(传输导纳)u闭环增益：Arf=

o

ii(3)

实际电路举例i

fi

i

i

d电路仿真休息1休息2+_uo+_uo返回usEC反馈信号取反馈信号并(3)

实际电路举例4.6.1.4

负反馈放大器的分类电流并联负反馈i

sRLi

fi

i

i

dRs·ioio（２）输出回路输入回路X

i

=

ii

,开环增反馈系oi

iiifAi闭环增益：

A

=

o

=

i

i

1+

AB样输