模拟电子学基础课件第七章

7反馈放大电路7.1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7.4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7.2负反馈放大电路的四种组态7.6负反馈放大电路设计7.7负反馈放大电路的频率响应7.8负反馈放大电路的稳定性7反馈放大电路7.1反馈的基本概念与分类7.3负反17.1反馈的基本概念与分类7.1.2直流反馈与交流反馈7.1.3正反馈与负反馈7.1.4串联反馈与并联反馈7.1.1什么是反馈7.1.5电压反馈与电流反馈7.1反馈的基本概念与分类7.1.2直流反馈与交流反27.1.1什么是反馈反馈：将电路输出电量(电压或电流)的一部分或全部通过反馈回路，用一定的方式送回到输入回路，以影响输入电量(电压或电流)的过程。电路中的反馈又可分为：内部反馈或寄生反馈外部反馈7.1.1什么是反馈反馈：将电路输出电量(电压或电流)的3反馈放大电路：引入反馈的放大电路，由基本放大电路A和反馈网络F组成的闭环回路。如图7.1.1所示为反馈放大电路的组成框图。反馈放大电路的输入信号基本放大电路的输入信号(净输入信号)输出信号反馈信号反馈通路信号反向传输的渠道开环无反馈通路闭环有反馈通路反馈系数反馈放大电路：引入反馈的放大电路，由基本放大电路A和反馈网络4判断一个放大电路是否存在反馈，就是看电路的输出回路和输入回路间是否存在反馈通路。例7.1.1试判断图7.1.2所示电路中是否存在反馈。该电路中，虽然输出端通过电阻RL与反相输入端相连，但由于反相端接地，因而无反馈信号，从而不存在反馈。该电路为两级放大电路，A1构成电压跟随器，A2构成反相比例运算电路。每级放大都存在反馈——局部反馈反馈通路(本级)反馈通路(本级)反馈通路(级间)两级放大间也存在反馈——级间反馈判断一个放大电路是否存在反馈，就是看电路的输出回路和输入回路57.1.2直流反馈与交流反馈直流反馈存在于放大电路的直流通路中的反馈。交流反馈存在于放大电路的交流通路中的反馈。直流反馈影响放大电路的直流性能，交流反馈影响交流性能。判断方法：根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。例7.1.2试判断图7.1.3所示电路中，哪些元件引入了级间直流反馈？哪些元件引入了级间交流反馈？解：首先画出该电路的直流通路和交流通路，如图7.1.4a、b所示。7.1.2直流反馈与交流反馈直流反馈存在于放大电路的直流6在直流通路中，Rf1、Rf2组成了级间直流反馈通路。电阻Re1也能引入级间直流反馈。在交流通路中，Re1还能引入级间交流反馈。在直流通路中，Rf1、Rf2组成了级间直流反馈通路。电阻Re77.1.3正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量xO变大了。引入反馈后，使净输入量xID变大了。引入反馈后，使净输入量xID变小了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量xO变小了。净输入量可以是电压，也可以是电流。7.1.3正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后8正负反馈判别方法：瞬时极性法在电路中先假设输入信号vi在某一瞬时变化的极性为正(相对于共同端)，用(+)号标出；假设信号频率在该电路的通频带内，根据各种基本放大电路输入与输出信号间的相位关系，从输入到输出逐级标出放大电路中各有关点电位的瞬时极性，或有关支路电流的瞬时流向，从而确定反馈信号的瞬时极性；最后，判断反馈信号使净输入信号是削弱还是增强，若削弱则为负反馈，若增强则为正反馈。正负反馈判别方法：瞬时极性法在电路中先假设输入信号vi在某一9例7.1.3试判断图7.1.5所示各电路中级间交流反馈的极性。该电路为基极分压式射极偏置连接，通带内其输出与输入反相，因而集电极电位相对于基极电位反相。显然发射极电位ve(vf)为正，即未加反馈净输入电压信号vbe=vi，加入反馈后变为vbe=vi-vf，因而Re1引入交流负反馈。io例7.1.3试判断图7.1.5所示各电路中级间交流反馈10该电路中，T1和T2组成第一级单端输入﹣单端输出的差分放大电路，且输入与输出信号分别在T1的基极和集电极，且相位相反。T3组成第二级共射放大电路，其输出与输入信号也反相。电阻Rf和Rb2组成级间反馈网络，显然反馈信号也为正。接入反馈前，净输入信号为vid=vb1，接入后为vid=vb1-vb2(vf)，Rf与Rb2引入负反馈。该电路中，T1和T2组成第一级单端输入﹣单端输出的差分放大电117.1.4串联反馈与并联反馈串并联反馈判别：由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定。串联反馈：反馈网络与基本放大电路串联连接，实现电压比较。并联反馈：反馈网络与基本放大电路并联连接，实现电流比较。净输入信号净输入信号7.1.4串联反馈与并联反馈串并联反馈判别：由反馈网络在12对串联反馈而言，要使其反馈效果好即使反馈信号vf对vid的调节作用最强，则vi最好固定不变。显然只有当信号源内阻Rs=0时才能实现，因此串联反馈要求信号源内阻越小越好。而对并联反馈则相反，要求信号源内阻越大越好。例7.1.4试判断图7.1.2d和图7.1.5b所示电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈。解：如前所述，R2引入级间交流负反馈。由于反馈信号和输入信号均接在同一节点，即运放A1的同相输入端，显然是以电流形式比较，因而为并联反馈。对串联反馈而言，要使其反馈效果好即使反馈信号vf对vid的调137.1.5电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定。电压反馈：反馈信号xf和输出电压成比例，即xf=Fvo电流反馈：反馈信号xf与输出电流成比例，即xf=Fio电压负反馈稳定输出电压电流负反馈稳定输出电流7.1.5电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈由反馈网络14电压电流反馈判别方法：“输出短路法”假设输出电压vo=0或令负载电阻RL=0，若反馈信号消失，则说明反馈信号与输出电压成比列，即为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。例7.1.5试判断7.1.8所示各电路中的交流反馈是电压反馈还是电流反馈。解：显然，该电路中，电阻Re、RL组成反馈通路，且交流反馈信号为电压vf=vo。按照输出短路法，令vo=0，则即反馈信号不再存在，因此该交流反馈为电压反馈。电压电流反馈判别方法：“输出短路法”假设输出电压vo=0或令15该电路中，Re构成反馈回路，交流反馈信号为Re上的电压信号。按照输出短路法，令vo=0，但由于ic受ib的控制而不为零，因而反馈信号vf≠0，所以该交流反馈为电流反馈。该电路中，Rf构成反馈回路，且反馈信号为电流if，根据“虚地”，vn≈0，且有按照输出短路法，令vo=0，则有该交流反馈为电压反馈该电路中，Re构成反馈回路，交流反馈信号为Re上的电压信号。167.2负反馈放大电路的四种组态7.2.2电压并联负反馈放大电路7.2.3电流串联负反馈放大电路7.2.4电流并联负反馈放大电路7.2.1电压串联负反馈放大电路7.2负反馈放大电路的四种组态7.2.2电压并联负反177.2.1电压串联负反馈放大电路图7.2.1a所示为电压串联负反馈放大电路。反馈网络输入端口放大电路输出端口并联反馈网络输出端口放大电路输入端口串联图7.2.1a所示为电压串联负反馈放大电路的一个实际电路。电阻Rf与R1构成反馈网络，R1上的电压vf为反馈信号，且当为电压反馈7.2.1电压串联负反馈放大电路图7.2.1a所示为电压18利用瞬时极性法可判定该反馈为负反馈，其反馈系数为电压反馈系数Fv，即电压负反馈的重要特点具有稳定输出电压的作用当vi一定，由负载电阻RL减小引起vo下降，该电路能自动进行如下调节过程：可见，电压负反馈能减小vo受RL等变化的影响。电压负反馈放大电路具有较好的恒压输出特性，因而电压串联负反馈放大电路可看成一个电压控制的电压源。利用瞬时极性法可判定该反馈为负反馈，其反馈系数为电压反馈系数197.2.2电压并联负反馈放大电路图7.2.2a所示为电压并联负反馈放大电路。由于是并联反馈，因而为电流比较，净输入信号为图7.2.2b所示为电压并联负反馈放大电路的一个实际电路。反馈网络输入端口放大电路输出端口并联反馈网络输出端口放大电路输入端口并联电阻Rf构成反馈网络，通过Rf的电流if为反馈信号，且反馈系数称为互导反馈系数7.2.2电压并联负反馈放大电路图7.2.2a所示为电压20电压并联负反馈放大电路同样具有稳定输出电压的功能：但与前者不同之处在于，电压并联负反馈放大电路可看成一个电流控制的电压源。电压并联负反馈放大电路同样具有稳定输出电压的功能：但与前者不217.2.3电流串联负反馈放大电路图7.2.3a所示为电流串联负反馈放大电路。由于是串联反馈，因而为电压比较，净输入信号为反馈网络输入端口放大电路输出端口串联反馈网络输出端口放大电路输入端口串联图7.2.3b所示为电流串联负反馈放大电路的一个实际电路。电阻RL、Rf构成反馈网络，Rf上的电压vf为反馈信号，且7.2.3电流串联负反馈放大电路图7.2.3a所示为电流22由“输出短路法”可以判断出，Rf引入的是电流反馈，即反馈信号vf与输出电流成比列，即反馈系数为互阻反馈系数电流负反馈的特点是维持输出电流的基本恒定：当输入电压vi一定时，若电流负反馈放大电路具有近似的恒流输出特性，因而电流串联负反馈放大电路可看成一个电压控制的电流源。由“输出短路法”可以判断出，Rf引入的是电流反馈，即反馈信号237.2.4电流并联负反馈放大电路图7.2.3a所示为电流并联负反馈放大电路框图。由于是并联反馈，因而为电流比较，净输入信号为反馈网络输入端口放大电路输出端口串联反馈网络输出端口放大电路输入端口并联图7.2.4b所示为电流并联负反馈放大电路的一个实际电路。电阻Rf与R1构成反馈网络，Rf上的电流if为反馈信号，且7.2.4电流并联负反馈放大电路图7.2.3a所示为电流24该电路的反馈系数为电流反馈系数，即为电流并联负反馈放大电路同样具有稳定输出电流的功能：但与前者不同之处在于，电流并联负反馈放大电路可看成一个电流控制的电流源。该电路的反馈系数为电流反馈系数，即为电流并联负反馈放大电路同25负反馈放大电路四种组态特点总结：串联反馈输入端电压比较并联反馈输入端电流比较电压负反馈稳定输出电压，具有恒压特性电流负反馈稳定输出电流，具有恒流特性正确判断反馈放大电路的组态十分重要，因为反馈组态不同，放大电路的性能就不同。负反馈放大电路四种组态特点总结：串联反馈输入端电压比较并联反26经T1倒相放大例7.2.1试判断图7.2.5所示各电路中级间交流反馈的类型。解：(a)该电路为两级放大，第一级为耗尽型JFET管T1组成的共源放大，第二级为PNP型BJT管T2构成的共射放大。交流通路如图所示。显然，电阻R构成级间交流反馈通路。从电阻R与vi和输入端口(g、s极)间的连接关系，可判断该反馈为串联反馈，即进行电压比较，反馈信号为电压反馈用“瞬时极性法”判断反馈极性：(+)vi为(+)(+)T2基极为(﹣)(-)经T2倒相放大vo、vf为(+)(+)(+)从而使vid=vi﹣vf比无反馈时减小，因而为负反馈。电压串联负反馈经T1倒相放大例7.2.1试判断图7.2.5所示各电路中27(b)该电路为两级放大，第一级为T1、T2组成的单端输入﹣双端输出差分放大电路，第二级为运放构成的放大电路。很容易看出电阻Rf构成级间交流反馈通路，且反馈信号与输入信号均接至同一节点(T1管的基极)，因而为并联反馈。(b)该电路为两级放大，第一级为T1、T2组成的单端输入﹣双28因而输入与反馈信号应进行电流比较，即反馈信号为：经过放大后，有vo>>vb1采用“输出短路法”，令RL=0，vo=0，则显然if=0，因此该反馈为电压反馈。利用瞬时极性法，可以确定该反馈为负反馈，因而最后可确定为电压并联负反馈。因而输入与反馈信号应进行电流比较，即反馈信号为：经过放大后，297.3负反馈放大电路增益的一般表达式1.闭环增益的一般表达式2.反馈深度讨论3.环路增益7.3负反馈放大电路增益的一般表达式1.闭环增益的一般301.闭环增益的一般表达式图7.3.1所示为负反馈放大电路的组成框图。基本放大电路的净输入信号为：基本放大电路的增益(开环增益)：反馈网络系数为：负反馈放大电路增益(闭环增益)为：将前三个式子代入闭环增益表达式可得：闭环增益的一般表达式1.闭环增益的一般表达式图7.3.1所示为负反馈放大电路的31由闭环增益的一般表达式可见，引入负反馈后，放大电路的增益由开环增益A，变为闭环增益Af，其大小与(1+AF)这一因数有关。(1+AF)通常称为反馈深度，是衡量反馈程度的重要指标。AF称为环路增益。由于A和F一般都与频率有关，因而可对进行如下讨论：当时，则，即引入负反馈后，增益下降；当说明深度负反馈时，Af几乎只取决于F。当时，则，即负反馈后变为正反馈；当时，则，即在无输入信号时，也会有有输出信号，产生自激振荡，放大电路无法正常工作；由闭环增益的一般表达式可见，引入负反馈后，放大电路的增益由开32负反馈放大电路中各种信号量的含义负反馈放大电路中各种信号量的含义33例7.3.1已知某电压串联负反馈放大电路在中频区的反馈系数Fv=0.01，输入信号vi=10mV，开环电压增益Av=104，试求该电路的闭环电压增益Avf、反馈电压vf和净输入电压vid。解：方法一方法二由此例可见，在深度负反馈下，xf与xi相差很小，xid<<xi。例7.3.1已知某电压串联负反馈放大电路在中频区的反馈347.4负反馈对放大电路性能的影响7.4.2减小非线性失真7.4.3抑制反馈环内噪声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负反馈对放大电路性能的影响7.4.2减小非线性357.4.1提高增益的稳定性放大电路的增益会受到元器件参数变化、环境温度变化、电源电压波动等因素的影响而不稳定，引入适当的负反馈，可提高闭环增益的稳定性。深度负反馈即(1+AF)>>1时，根据前面的分析有：说明，引入深度负反馈后，放大电路的增益决定于反馈网络的反馈系数。由于反馈网络一般由稳定性较好的无源线性元件构成，因而闭环增益比较稳定。一般情况下的反馈，增益的稳定性常用有和无反馈时增益的相对变化量之比来衡量。将闭环增益的公式对开环增益求导数可得：该式表明，闭环时增益相对变化量较开环时减小了1+AF7.4.1提高增益的稳定性放大电路的增益会受到元器件参数36例7.4.1设某放大电路的A=1000，由于环境温度的变化，使增益下降为900，引入负反馈后，反馈系数F=0.099，求闭环增益的相对变化量。解：开环时的增益相对变化量为闭环时的反馈深度为闭环增益的相对变化量为闭环增益为显然，引入负反馈后，增益稳定性得到提高，但增益下降。注意：负反馈的引入会改变开环输出的大小，但会使闭环时新的输出趋于不变。且只能减小由A变化而引起的Af的变化。不同类型负反馈能稳定的增益也不同。例7.4.1设某放大电路的A=1000，由于环境温度的377.4.2减小非线性失真多级放大电路的输出级的输入信号较大，在动态过程中，容易出现输出波形产生非线性失真。引入负反馈后，可减小这种非线性失真。图7.4.1中所示为某电压放大电路的开环和闭环电压传输特性。曲线1为开环传输特性曲线该曲线的斜率反映了增益随输入信号的大小而变化。曲线2为引入深度负反馈后的传输特性曲线曲线2与1相比，斜率(增益)变小，但具有近似直线的线性关系，因而减小了非线性失真。此时Af≈1/F，曲线2近似为一条直线。当输入信号较大时，输出出现非线性失真。负反馈减小非线性失真的程度与反馈深度有关。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，即使引入负反馈，也无济于事。7.4.2减小非线性失真多级放大电路的输出级的输入信号较387.4.3抑制反馈环内噪声图7.4.2a所示为信噪比低的开环放大电路框图。为放大电路内部产生的折算到输入端的噪声或干扰电压。电压的信噪比为：在图a电路上增加一前置级，并认为该级为无噪声，再加一个反馈网络，如图b所示。新的信噪比比原有的信噪比提高了倍实际中要尽量减小前置级的噪声7.4.3抑制反馈环内噪声图7.4.2a所示为信噪比低的397.4.4对输入电阻和输出电阻的影响1.对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响取决于反馈网络与基本放大电路在输入回路的连接方式。(1)串联负反馈开环输入电阻闭环输入电阻由于vf=Fxo，xo=Avid，因此有因此有可见引入串联负反馈后，输入电阻增加了。7.4.4对输入电阻和输出电阻的影响1.对输入电阻的影40(2)并联负反馈开环输入电阻闭环输入电阻因而可推得：可见引入并联负反馈后，输入电阻减小了。注意:反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。(2)并联负反馈开环输入电阻闭环输入电阻因而可推得：可见引入412.对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响取决于反馈网络在基本放大电输出回路的取样方式，即是电压还是电流负反馈。(1)电压负反馈对输出电阻的影响图中Ro为开环输出电阻，Ao为基本放大电路在RL开路时的增益。按照求输出电阻的方法，有闭环输出电阻忽略反馈网络对it的分流，由图中可得可见引入电压负反馈后，输出电阻减小了。为简化分析而忽略反馈网络对输出端的负载效应。2.对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响取决于反馈网络在42(2)电流负反馈对输出电阻的影响图中Ro为开环输出电阻，As为基本放大电路在RL短路时的增益。按照求输出电阻的方法，有闭环输出电阻忽略反馈网络对it的分流，由图中可得可见引入电流负反馈后，输出电阻增大了。注意:反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。(2)电流负反馈对输出电阻的影响图中Ro为开环输出电阻，As43负反馈对输入电阻和输出电阻的影响：串联负反馈增大输入电阻并联负反馈减小输入电阻电压负反馈减小输出电阻，稳定输出电压电流负反馈增大输出电阻，稳定输出电流负反馈对放大电路性能影响总结：负反馈对放大电路性能的改善，是通过将输出量反馈回输入端，与输入量进行比较，从而对输出量进行自动调节；负反馈程度越深，即(1+AF)值越大，则反馈的调节作用越强，对放大电路性能的影响越大。但反馈深度不能无限制增加，原因是在多级放大中易引起自激；负反馈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。负反馈对输入电阻和输出电阻的影响：串联负反馈增大输入电阻并联447.5深度负反馈条件下的近似计算就一般情况而言，大多数负反馈放大电路，特别是由集成运放组成的放大电路，都能满足深度负反馈的条件。在深度负反馈下，有这就意味着，当(1+AF)>>1时，xf与xi相差很小，即xid=xi﹣xf≈0。因而在深度负反馈下，由于xid≈0，则有：串联负反馈(电压比较)虚短虚断并联负反馈(电流比较)虚断虚短7.5深度负反馈条件下的近似计算就一般情况而言，大多数负45利用“虚短”和“虚断”，可以快速方便地估算出在深度负反馈下，负反馈放大电路的闭环增益。例7.5.1设图7.5.1所示电路满足(1+AF)>>1的条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。解：根据电路图所示，可以判定电阻Rb2和Rf组成反馈网络。输入和反馈信号分别由差分放大电路的两个输入端输入，因而为串联反馈。由输出短路法，可判定该反馈为电压反馈。利用瞬时极性法可判定该反馈为负反馈。虚短虚断利用“虚短”和“虚断”，可以快速方便地估算出在深度负反馈下，46例7.5.2试写出图7.5.2所示电路的闭环电压增益表达式。解：显然，Rf组成反馈网络。按照瞬时极性法，图中标出了相关节点的交流电位的瞬时极性，及各支路交流电流的瞬时流向，可判定为负反馈。该反馈为电压并联负反馈，电路中的运放具有较高的开环增益，因而能够满足深度负反馈的条件。虚断虚短例7.5.2试写出图7.5.2所示电路的闭环电压增益表477.6负反馈放大电路设计7.6.1设计负反馈放大电路的一般步骤7.6.2设计举例7.6负反馈放大电路设计7.6.1设计负反馈放大电路487.6.1设计负反馈放大电路的一般步骤1.选定需要的反馈类型(1)根据信号源的性质选择串联负反馈或并联负反馈恒压源或内阻较小的电压源为了使放大电路获得尽可能大的输入电压，应该尽量减小信号源电压在其内阻上的压降，因而加入负反馈后，要尽量减小信号输出电流即ii，即要增大放大电路的输入电阻应采用串联负反馈恒流源或内阻较大的电流源同样通过分析可知，为使放大电路获得尽可能大的输入电流，加入负反馈后，要减小放大电路的输入电阻应采用并联负反馈7.6.1设计负反馈放大电路的一般步骤1.选定需要的反49(2)根据对输出信号的要求选择电压负反馈或电流负反馈输出稳定电压信号电压负反馈输出稳定电流信号电流负反馈(3)根据信号放大或转换要求选择合适的反馈组态电压信号输入电流信号输出电流串联负反馈(4)若要稳定静态工作点则应引入直流负反馈2.确定反馈系数的大小引入深度负反馈(2)根据对输出信号的要求选择电压负反馈或电流负反馈输出稳503.适当选择反馈网络中的电阻阻值尽量减小反馈网络对基本放大电路的负载效应串联负反馈反馈网络输出端等效阻抗要小并联负反馈反馈网络输出端等效阻抗要大电压负反馈反馈网络输入端等效阻抗要大电流负反馈反馈网络输入端等效阻抗要小4.通过仿真分析，检验设计是否满足要求SPICE

Simulationprogramwithintegratedcircuitemphasis一种采用了由美国加州Berkeley大学开发的spice模拟算法的最为普遍的电路级仿真程序。3.适当选择反馈网络中的电阻阻值尽量减小反馈网络对基本放大517.6.2设计举例例7.6.1用集成运放设计一个负反馈放大电路，它的输入信号来自一个内阻Rs=2kΩ的电压源，负载电阻RL=50Ω

。要求该电路向负载提供的输出电压vo=10vs，且当负载变化时，输出电压趋于稳定。设计中所用运算放大器的参数为Avo=104，Ri=5kΩ，Ro=100Ω。设计合适的反馈网络，并用SPICE检验设计结果。解：(1)选择反馈类型内阻Rs=2kΩ的电压源应采用串联负反馈负载变化要求输出电压趋于稳定应采用电压负反馈因此，这里需要设计一个近乎理想的电压放大电路，采用电压串联负反馈，其电路结构和小信号等效电路如图7.6.1所示。7.6.2设计举例例7.6.1用集成运放设计一个负反52(2)确定反馈系数F要求向负载提供的输出电压vo=10vs深度负反馈下Avfs≈1/Fv环路增益(2)确定反馈系数F要求向负载提供的输出电压vo=10vs深53(3)确定反馈网络中R1、R2的阻值由电路可得，反馈电压为因此，由Fv=0.1，可得为减小反馈网络对放大电路vid和vo的影响，R1和R2的取值应满足以下条件：输出端：输入端：综合考虑以上三个条件，取R1=500Ω，R2=9R1=4.5kΩ。(4)用SPICE检验设计结果(3)确定反馈网络中R1、R2的阻值由电路可得，反馈电压为547.7负反馈放大电路的频率响应7.7.1频率响应的一般表达式7.7.2增益﹣带宽积7.7负反馈放大电路的频率响应7.7.1频率响55由于在反馈网络中，有时也会存在电抗性元件，因而反馈系数也是频率的函数，下面简要讨论负反馈放大电路的频率响应情况：7.7.1频率响应的一般表达式这里先假设反馈网络中有纯电阻组成，即F与频率无关，且放大电路在高频区和低频区各有一个极点。则基本放大电路高频响应表达式为：为开环中频增益为开环上限频率引入负反馈后，上式变为由上两式可推得其中：中频区闭环增益闭环上限频率由于在反馈网络中，有时也会存在电抗性元件，因而反馈系数也是频56由上式可见：中频闭环增益是中频开环增益的倍闭环增益上限频率增加到开环增益上限频率的倍同样可推导出负反馈放大电路低频响应表达式：其中：显然引入负反馈，使下限频率降低，其程度与反馈深度有关。综上所述，引入负反馈后，放大电路的通频带展宽，即当放大电路有多个极点，且反馈网络有电抗元件，则情况要复杂得多，但通频带展宽的趋势不变。由上式可见：中频闭环增益是中频开环增益的57例7.7.1设集成运算放大器电路的增益有一个极点。电路的开环低频电压增益Av=105，开环上限频率

fH=10Hz。试作出反馈系数Fv分别为0.01、0.1、1时，开环增益和闭环增益的幅频响应波特图。解：(1)作开环增益的波特图当f≥fH=10Hz时，增益以﹣20dB/十倍频程下降。(2)当Fv=0.01时：当Fv=0.1时：负反馈程度越深，闭环增益下降越多，通频带越宽。例7.7.1设集成运算放大器电路的增益有一个极点。电路587.7.2增益﹣带宽积放大电路的开环增益﹣带宽积为AfH(BW≈fH)引入负反馈后，放大电路的闭环增益﹣带宽积为：可见，放大电路的开闭环增益﹣带宽积相同，近似为一常量。因而，对于一给定的放大电路，可以减小增益来扩展带宽，也可减小带宽来增大增益。7.7.2增益﹣带宽积放大电路的开环增益﹣带宽积为A597.8负反馈放大电路的稳定性*7.8.2频率补偿7.8.1自激振荡及稳定工作的条件7.8负反馈放大电路的稳定性*7.8.2频率补偿7.607.8.1自激振荡及稳定工作的条件1.负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件在前面的讨论中，已经知道引入负反馈，可以改善放大电路的性能，且反馈深度越深，则放大电路性能越好。但上述结论，是假设放大电路工作在中频区，即输入与输出信号存在着固定的相位关系。此时负反馈的引入必然使

减小，即

与

肯定同相。分别为的相角但在放大电路的高频区或低频区，输入与输出信号的幅值和相位会随着信号频率的变化而变化，因此和不再同相。即产生附加相移：这时可能在某一频率下，该附加相移达到180°，从而和变成反相，由减小变为增大，即放大电路由负反馈变成正反馈。7.8.1自激振荡及稳定工作的条件1.负反馈放大电路产61当这种正反馈强到使时，即，则有此时在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出电路产生自激振荡由此可得负反馈放大电路产生自激振荡的条件为：对应的幅值和相位条件分别为：幅值条件相位条件为突出附加相移，常将相位条件写成：(附加相移)当且更易引起自激当这种正反馈强到使622.稳定工作条件及稳定性分析由上面分析可知，环路增益要同时满足自己的幅值和相位条件，放大电路才会产生自激振荡。因此，只要使不能同时满足这两个条件，放大电路就能稳定地工作，从而得到反馈放大电路稳定工作条件为：即即在工程上，常用环路增益的波特图，来直观地分析、判断负反馈放大电路的稳定性。2.稳定工作条件及稳定性分析由上面分析可知，环路增益63图7.8.2为某负反馈放大电路环路增益的近似波特图。由图中可见：即当时，由图可见：即当