模拟电子技术及应用(胡宴如)

第4章集成运算放大器及其应用4.2

集成运放负反馈放大电路4.2.1反馈放大电路的基本概念4.2.2负反馈放大电路的基本类型4.2.3负反馈对放大电路性能的影响4.2.1反馈放大电路的基本概念信号的两种流向正向传输：输入输出反向传输：输出输入输入输出

放大电路

反馈网络一、反馈放大电路的组成和基本关系式1.反馈放大电路的组成反馈将电路的输出信号(电压或电流)通过某种电路（反馈网络）引回到输入端的过程。22021/10/10星期日A+–比较环节基本放大电路反馈网络xi—输入信号(ii或ui)xid—

净输入信号(iid或uid)xo

—输出信号(io或uo)xf

—

反馈信号(if或uf)xid=xi-

xf—

负反馈方程。AF—环路放大倍数。1+AF—反馈深度。F+2.反馈放大电路的基本关系式反馈系数闭环放大倍数开环放大倍数32021/10/10星期日二、反馈的分类1.正反馈和负反馈2.直流反馈和交流反馈正反馈反馈使净输入信号增加，从而使输出信号增大。负反馈反馈使净输入信号减小，从而使输出信号减小。瞬时极性法判断法直流反馈交流反馈交流信号的反馈直流信号的反馈42021/10/10星期日例

4.2.1判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？Rf介于输入输出回路，有反馈。uid=ui-uf反馈使

uid减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。解：

52021/10/10星期日4.2.2负反馈放大电路的基本类型一、电压反馈和电流反馈AFRLuo电压反馈电流反馈iouoFARLioA、F、RL并联连接电压取样A、F、RL串联连接电流取样电压反馈反馈信号取样于输出电压电流反馈反馈信号取样于输出电流uo=0(RL短路)，反馈消失特征特征uo=0(RL短路)，反馈不消失62021/10/10星期日二、串联反馈和并联反馈uid

=

ui

ufiid

=

ii

ifAFiiifisiidRSRSAFuiuidufus串联反馈反馈信号与输入信号以电压相减的形式在输入端出现。并联反馈反馈信号与输入信号以电流相减的形式在输入端出现。信号源内阻越小，反馈效果越明显。特点特点信号源内阻越大，反馈效果越明显。72021/10/10星期日AFuiuidufusRSRLuo电压串联负反馈AFuiuidufusRSiouoRLio电流串联负反馈FAiiifisiidRSRLuo电压并联负反馈FAiiifisiidRSiouoRLio电流并联负反馈四种基本反馈类型82021/10/10星期日三、负反馈放大电路类型判别举例1.反馈类型的判别方法（1）电压与电流反馈的判别负载短路后反馈信号不消失，为电流反馈（2）串联与并联的判别输入信号与反馈信号从放大电路器件的不同端子加入，为串联反馈输入信号与反馈信号从放大电路器件的相同端子加入，为并联反馈反馈信号消失，为电压反馈92021/10/10星期日例4.2.2uo经Rf与R1分压反馈到输入回路，故有反馈。AF

uf=uoR1/(R1+Rf)，uo=0即RL短路，uf消失，说明反馈电压uf取样于输出电压uo，故为电压反馈。电压串联负反馈2.反馈类型的判别举例输入信号加于同相输入端，反馈信号加在反相输入端，uid=ui

uf，故为串联反馈。102021/10/10星期日例

4.2.3Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。

电流串联负反馈RL短路，uf不消失，uf=ioRf，说明反馈电压uf取样于输出电流io，故为电流反馈。输入信号加于同相输入端，反馈信号加在反相输入端，uid=ui

uf，故为串联反馈。io输入信号ui反馈信号uf瞬时极性同为正

uid=ui

uf

，故为负反馈。112021/10/10星期日例

4.2.4Rf为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iid减小，为负反馈。RL=0，无反馈，故为电压反馈。iid=ii

if电压并联负反馈输入信号与反馈信号同时加在反相输入端，

故为并联反馈。122021/10/10星期日例4.2.5Rf

介于输入回路和输出回路，故有反馈。反馈使净输入电流iid减小，为负反馈。RL=0，反馈存在，故为电流反馈。iid=ii–

if电流并联负反馈输入信号与反馈信号同时加在反相输入端，

故为并联反馈。132021/10/10星期日例4.2.6

分立元件放大电路反馈类型的判别输入回路输出回路

RE介于输入输出回路，有反馈。+C1RS+ui–RERB+VCCC2RL+us–+uo–++uid

–

+uf–输入信号ui加在晶体管的基极，反馈信号uf加在晶体管的发射极，

ui

与uf从不同端子加入，

故为串联反馈。uf=uo，RL短路，uf消失，

故为电压反馈。uid=ui-uf，反馈使

uid减小,故为负反馈。知识拓展142021/10/10星期日4.2.3负反馈对放大电路性能的影响1.提高增益的稳定性反馈深度越大，增益稳定性越高一、

改善放大电路的性能输出xo↑

反馈xf↑

净输入xid

↓（=xi-xf↑

）xo↓若开环A↑则闭环增益Af=x0/xi可维持稳定负反馈以牺牲放大倍数，换取了放大倍数稳定性的提高。负反馈使放大电路的增益下降，但可使增益稳定性、非线性失真、频率特性等性能得到改善。152021/10/10星期日2.减少非线性失真uf加入负反馈无负反馈FufAuiuo+–uiduo大小略大略小略小略大uiA接近正弦波改善了波形失真162021/10/10星期日3.扩展通频带无反馈时：BW=fH

fL引入反馈后，fA(f)OAm0.707AmfLfHBWAf(f)Amf0.707AmffLffHfBWf

BWf=fHf

fLf=(1+AF)BW无反馈有反馈电路点评负反馈放大电路性能的改善与反馈深度（1+AF）有关，反馈深度越大，放大电路性能的改善越有效，但放大电路增益下将为原来的1/（1+AF）。放大电路性能的改善是以降低放大电路的增益为代价。172021/10/10星期日二、

改变放大电路的输入和输出电阻1.对输入电阻的影响（1）串联负反馈使输入电阻增大Rif深度负反馈：（2）

并联负反馈使输入电阻减小Rif深度负反馈：ii

AFuiuidufRiifiidii

AFuiRi反馈深度越大，输入电阻越大反馈深度越大，输入电阻越小182021/10/10星期日2.对输出电阻的影响（1）电压负反馈使输出电阻减小AFRoRof深度负反馈：（2）电流负反馈使输出电阻增大AFRoRof深度负反馈：因F与A并联，使输出电阻减小反馈深度越大，输出电阻越小因F与A串联，使输出电阻增大反馈深度越大，输出电阻越大192021/10/10星期日三、

深度负反馈放大电路的特点(1+AF)>>1称为深度负反馈放大电路即：闭环放大倍数主要由反馈网络决定，Af=1/F。增益稳定，失真小

xf≈xi，xid≈0。即uid≈0称虚短，iid≈0称虚断闭环输入电阻和输出电阻可以近似看成零或无穷大

深度串联负反馈输入电阻→∞深度并联负反馈输入电阻→0深度电流负反馈输出电阻→∞深度电压负反馈输出电阻→0202021/10/10星期日调试前认真分析电路，进行必要的估算。1电路安装布线合理，以免产生干扰和自激。2测试时正确使用仪器，注意共地问题，用示波器监测输出电压波形，应为稳定的不失真波形。3电路若产生自激振荡，应设法消除。

4何为自激振荡？自激振荡的现象ui=