《模拟电子技术》课件第7章 反馈放大电路

7反馈放大电路负反馈放大电路的分析方法反馈组态的判断（四种）

反馈的基本概念与分类负反馈对放大电路性能的改善§7.1反馈的基本概念与分类一、什么是反馈

在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量（放大电路的输入电压或输入电流）的措施（或过程）。1.反馈定义2.反馈的一般方框图：功能：放大输入信号功能：传输反馈信号基本放大电路的净输入量，不仅决定于输入信号（输入量），还与反馈信号（反馈量）有关。反馈放大电路的输入信号反馈信号基本放大电路的输入信号（净输入信号）输出信号对“反馈”概念的理解关键要注意两点：（1）在输出端与输入端之间必须建立起通路；（2）输出量作用回输入端后，必须对输入量产生一定的影响。一、什么是反馈3.反馈分类交流反馈和直流反馈正反馈与负反馈内部反馈与外部反馈本级反馈与级间反馈…有无反馈的判断原则：是否有反馈通路影响净输入量Y：有反馈N：无反馈例如：判断下面各电路图中有无反馈？无反馈有反馈一、什么是反馈有反馈二、直流反馈与交流反馈

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。采用电容观察法。 反馈通路如果存在隔直电容，就是交流反馈；反馈通路存在旁路电容，则是直流反馈；如果不存在电容，就是交直流反馈。只有直流反馈无交流反馈既有直流反馈又有交流反馈只有交流反馈无直流反馈(a)直流通路(b)交流通路二、直流反馈与交流反馈例7.1.3三、正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。从输出端看从输入端看正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。净输入量可以是电压，也可以是电流。判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，标出某一时刻有关结点电压或支路电流变化的斜率

（正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，标出某一时刻有关结点电压或支路电流变化的斜率。（正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。净输入量减小净输入量增大负反馈正反馈反馈通路反馈通路三、正、负反馈三、正、负反馈例(+)(-)净输入量(+)(+)(-)(-)净输入量负反馈正反馈反馈通路反馈通路级间反馈通路(+)(+)(+)(+)(-)净输入量级间负反馈反馈通路本级反馈通路级间反馈通路净输入量减小级间负反馈四、串联反馈与并联反馈由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定串联串联：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并联(在输入回路中判别)xi

与xf串联为串联反馈，xf必以电压形式出现xi

与xf并联为并联反馈，xf必以电流形式出现如果反馈信号和输入信号接于基本放大电路的不同输入端，则为串联反馈。如果反馈信号和输入信号接于基本放大电路的同一输入端，则为并联反馈；

通过反馈信号和输入信号在基本放大电路输入端的连接方式来判别。

串联反馈和并联反馈的判别方法:判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈并联反馈级间反馈通路xf(if)7.1.4串联反馈与并联反馈串联反馈并联反馈级间反馈通路净输入量减小五、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

并联结构串联结构电压负反馈RL

vo

xf

xid

vo

电压负反馈稳定输出电压xf=Fvo，

xid=xi－xf电流负反馈RL

io

xf

xid

io

电流负反馈稳定输出电流xf=Fio，

xid=xi－xf7.1.5电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈的判断方法一：假设把输出端交流短路（即令输出电压等于0），观察是否仍有反馈信号。如果反馈信号不存在了，即反馈量为0，则说明是电压反馈；若反馈量不等于0，则说明是电流反馈。方法二：将负载RL开路（即RL=∞），致使i0=0，从而使xF=0，即由输出引起的反馈信号消失了，可以确定为电流反馈。xf=Fvoxf=Fio

判断方法：负载短路法

将负载短路，反馈量仍然存在——电流反馈。

将负载短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零——电压反馈。电压反馈电流反馈反馈通路反馈通路7.1.5电压反馈与电流反馈电压反馈反馈通路7.1.5电压反馈与电流反馈§7.2负反馈放大电路的四种组态输入回路串联并联输出回路电压电流1、电压串联负反馈放大电路2、电压并联负反馈放大电路3、电流串联负反馈放大电路4、电流并联负反馈放大电路§7.2负反馈放大电路的四种组态一、电压串联负反馈放大电路

输入以电压形式求和（KVL）：

vid=vi-vf

反馈电压串联反馈。RL

vO

vf

vid(vi-vf)

vO

稳定过程：

电压控制的电压源vividvf*电压负反馈的特性——稳定输出电压电压反馈电压反馈系数二、电压并联负反馈放大电路

反馈电流：电压反馈iid=ii-if从输入端看有：并联负反馈根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压并联负反馈。

电流控制的电压源互导反馈系数三、电流串联负反馈放大电路

电压控制的电流源*引入电流负反馈的目的——稳定输出电流

反馈电压：vf=ioRf电流反馈vid=vi-vf在输入端有:串联负反馈稳定过程：RL

io

vf

vid

io

互阻反馈系数

稳定输出电流

电流控制的电流源四、电流并联负反馈放大电路电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性串联反馈：输入端电压求和（KVL）电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性并联反馈：输入端电流求和（KCL）特点小结：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已知闭环增益的一般表达式即§7.3负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路中各种信号量的含义7.3负反馈放大电路增益的一般表达式2.反馈深度讨论一般负反馈称为反馈深度深度负反馈正反馈自激振荡

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7.3负反馈放大电路增益的一般表达式例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：1040.0110mV1.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已知闭环增益的一般表达式即§7.3负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路中各种信号量的含义7.3负反馈放大电路增益的一般表达式2.反馈深度讨论一般负反馈称为反馈深度深度负反馈正反馈自激振荡

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7.3负反馈放大电路增益的一般表达式例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：1040.0110mV

提高增益的稳定性

减小非线性失真

改变输入电阻在放大器中引入负反馈

降低了放大倍数使放大器的某些性能得以改善：

改变输出电阻§7.4反馈对放大电路性能的影响-------反馈深度一、提高增益的稳定性§6.4反馈对放大电路性能的影响定性理解：在深度负反馈条件下，即表达式中约去A

即抵消了增益受各种因素的影响闭环增益将有很高的稳定性定量推导：闭环时只考虑幅值有即闭环增益相对变化量是开环的1/1+AF例：某种原因

A变化了5％，引入反馈深度为1+AF=10的负反馈，则闭环增益AF的变化只有0.5％反馈网络一般由稳定的线性元件组成对A求导二、减小非线性失真Avivfvivovd加反馈前加反馈后AF+–

失真改善vovo§6.4反馈对放大电路性能的影响闭环时增益减小，线性度变好。注意：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。1——开环特性2——闭环特性二、减小非线性失真§6.4反馈对放大电路性能的影响§6.4反馈对放大电路性能的影响三、对输入电阻和输出电阻的影响

串联负反馈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引入串联负反馈后，输入电阻增加了。三、对输入电阻和输出电阻的影响

并联负反馈1.对输入电阻的影响闭环输入电阻

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。三、对输入电阻和输出电阻的影响例如图中R1不在环内但是当R1>>

时，反馈对Rif几乎没有影响。三、对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻的影响

串联负反馈

并联负反馈2.对输出电阻的影响

电压负反馈三、对输入电阻和输出电阻的影响闭环输出电阻而Xid=-Xf=-FvT

忽略反馈网络对iT的分流所以

引入电压负反馈后，输出电阻减小了。2.对输出电阻的影响

电流负反馈闭环输出电阻

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。三、对输入电阻和输出电阻的影响为改善性能引入负反馈的一般原则

要稳定直流量——引直流负反馈

要稳定交流量——引交流负反馈

要稳定输出电压——引电压负反馈

要稳定输出电流——引电流负反馈

要增大输入电阻——引串联负反馈

要减小输入电阻——引并联负反馈

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。§7.5深度负反馈条件下的近似计算1.深度负反馈的特点即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关由于则又因为代入上式得（也常写为xf

xi）净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念输入量近似等于反馈量（xid

0

）串联负反馈，输入端电压求和。深度负反馈条件下虚短虚断虚短虚断并联负反馈，输入端电流求和。1.深度负反馈的特点2.各种反馈组态的近似计算

电压串联负反馈

设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。解：闭环增益（就是闭环电压增益）(例7.5.1)

电压串联负反馈

设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。解：闭环电压增益例7.5.2

电压并联负反馈

设电路满足深度负反馈条件，试近似计算它的电压增益解：vi

=iiR1vo

=-ifRf

=-i1Rf或：例7.5.3

设电路满足深度负反馈条件，试近似计算它的电压增益解：vo

≈-ioRLvi

≈ioRe

电流串联负反馈

电流并联负反馈7.5.4设电路满足深度负反馈条件，试近似计算它的电流增益，并定性分析它的输入电阻。解：根据虚短、虚断iR§7.6负反馈放大电路的自激振荡及消除方法一般负反馈称为反馈深度深度负反馈正反馈自激振荡一、产生自激振荡的原因及条件1.自激振荡现象

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。2.产生原因

在高频区或低频区产生的附加相移达到180

，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。基本放大电路A反馈网络F+–×3.自激振荡条件自激振荡反馈深度即又得自激振荡条件幅值条件相位条件（附加相移）闭环增益二、稳定性工作的条件及稳定性分析破坏自激振荡条件或

当反馈网