模拟基础电路技术 6

7负反馈放大器及其稳定性回顾：负反馈放大器中的基本关系式其中，A：开环增益，β：反馈系数闭环增益：环路增益：反馈深度：负反馈：Aβ为正；正反馈：Aβ为负正反馈：负反馈：深度负反馈条件：虚短、虚断负反馈放大器分类与判断负反馈放大器结构框图KVL→串联KCL→并联→并联VoIo→串联电压放大器的反馈：电压-串联负反馈输入部分：串联结构，电压混合，串联反馈

输出部分：并联结构，电压采样，电压反馈电压放大器的反馈：电压-串联负反馈电压-串联负反馈的理想等效电路模型Aβ+_vf+_vi'电压-串联负反馈的输入电阻IiRif电压-串联负反馈的输出电阻Rof电压-串联负反馈小结输入部分：串联结构，电压混合，串联反馈

输出部分：并联结构，电压采样，电压反馈电流放大器的反馈：电流-并联负反馈输入部分：并联结构，电流混合，并联反馈

输出部分：串联结构，电流采样，电流反馈电流-并联负反馈的理想等效电路模型电流-并联负反馈的输入电阻Rif+_Vi电流-并联负反馈的输出电阻Rof电流-并联负反馈小结输入部分：并联结构，电流混合，并联反馈

输出部分：串联结构，电流采样，电流反馈互导放大器的反馈：电流-串联负反馈输入部分：串联结构输出部分：串联结构互阻放大器的反馈：电压-并联负反馈输入部分：并联结构输出部分：并联结构反馈类型放大器类型输入xi净输入xi'输出xo反馈xf开环增益A(单位)闭环增益Af(单位)反馈系数β(单位)输入电阻Rif输出电阻Rof电压串联电压vivi'vovfAv(V/V)=vo/vi'Avf(V/V)=vo/viβv(V/V)=vf/vo(1+Avβv)RiRo/(1+Avβv)电流串联互导vivi'iovfAg(A/V)=io/vi'Agf(A/V)=io/viβr(V/A)=vf/io(1+Agβr)Ri(1+Agβr)Ro电压并联互阻iiii'voifAr(V/A)=vo/ii'Arf(V/A)=vo/iiβg(A/V)=if/voRi/(1+Arβg)Ro/(1+Arβg)电流并联电流iiii'ioifAi(A/A)=io/ii'Aif(A/A)=io/iiβi(A/A)=if/ioRi/(1+Aiβi)(1+Aiβi)Ro反馈类型输入反馈类型：并联反馈or串联反馈输出反馈类型：电压反馈or电流反馈并联反馈串联反馈电压反馈电流反馈反馈分析有无反馈：输入输出之间除基本放大器外，是否还有其他通路，且同时满足反馈四要素。+_vi'开环工作本级反馈和级间反馈本级反馈：反馈只存在于某一级放大器中级间反馈：反馈存在于两级以上的放大器中反馈分析直流反馈和交流反馈直流反馈：直流通路中，稳定静态工作点交流反馈：交流通路中，改善交流性能反馈类型判断反馈极性判断反馈分析反馈类型的判断输入反馈类型的判断并联反馈or串联反馈区分点：A和β在输入部分的拓扑连接方法：在基本放大器的输入端上是否存在公共交点(公共节点)，有则为并联反馈，没有则为串联反馈并联反馈串联反馈反馈判断分析示例☆

☆☆注意：首先确定反馈网络中的关键元件反馈类型的判断输出反馈类型的判断电压反馈or电流反馈区分点：A和β在输出部分的拓扑连接方法1：在基本放大器的输出端上是否存在公共交点(公共节点)，有则为电压反馈，没有则为电流反馈电压反馈电流反馈反馈判断分析示例反馈类型的判断输出反馈类型的判断电压反馈or电流反馈方法2：输出短路法，即令Vo=0，若反馈消失，则为电压反馈，若反馈依然存在，则为电流反馈。电压反馈电流反馈反馈判断分析示例反馈极性的判断：瞬时极性法ViXi'若Xi'增大，则为正反馈若Xi'减小，则为负反馈反馈判断分析示例反馈电路分析思路整理有无反馈，如果有，找到其中关键的反馈元件若有反馈，观察A和β在输入输出的连接方式，判断反馈类型利用瞬时极性法判断反馈极性根据分析过程，找出所有组成反馈网络的反馈元件，为后续的分析计算做好准备反馈判断分析示例1反馈元件：反馈类型：反馈极性：反馈判断分析示例1反馈元件：R1、R2反馈类型：电压-串联反馈极性：负反馈(+)(+)(+)Vf+-反馈判断分析示例2反馈元件：反馈类型：反馈极性：反馈判断分析示例2(-)(+)(+)(-)反馈元件：Rf、RE2反馈类型：电流-并联反馈极性：负反馈反馈判断分析示例3反馈元件：反馈类型：反馈极性：反馈判断分析示例3反馈元件：R1，R2和R3反馈类型：电流-串联反馈极性：负反馈(+)(+)(+)(+)Vf+-反馈判断分析示例4反馈元件：反馈类型：反馈极性：反馈判断分析示例4反馈元件：R反馈类型：电压-并联反馈极性：负反馈(+)(-)反馈判断分析示例5反馈元件：反馈类型：反馈极性：反馈判断分析示例5反馈元件：R1，R2反馈类型：电压-串联反馈极性：负反馈(+)(+)(+)(+)Vf+-负反馈对放大器性能的影响负反馈对增益稳定性的影响负反馈对放大器输入输出电阻的影响负反馈对放大器带宽的影响负反馈对放大器增益非线性失真的影响负反馈对放大器噪声的影响负反馈对增益稳定性的影响增益灵敏度定义负反馈对增益稳定性的影响负反馈对放大器输入输出电阻的影响输入电阻：串联反馈并联反馈输出电阻：电压反馈电流反馈负反馈对放大器带宽的影响fHftfHfAf0负反馈对放大器带宽的影响fHft增益带宽积单位增益频率Af0fHf负反馈对放大器带宽的影响fHffLfBWf“牺牲增益”负反馈对放大器增益非线性失真的影响A1=1000A2=100A2=100β=0.01负反馈对放大器增益非线性失真的影响A1=1000A2=100A2=100β=0.01Af1=90.9Af2=50Af2=50负反馈对放大器噪声的影响负反馈对放大器噪声的影响闭环开环闭环负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器最本质的改善，是降低了放大器的增益灵敏度，也就是提高了增益稳定性，从而换取稳定的信号输出负反馈以“牺牲增益”为代价来换取其他性能的改善，双方的平衡均由反馈深度(1+Aβ)来控制：放大器输入输出电阻特性的有效改善，使其趋于理想设计拓展放大器带宽降低反馈环内噪声影响和非线性失真深度负反馈条件下放大器分析特点深度负反馈条件：

虚短、虚断回顾：深度负反馈条件下放大器分析特点输入电阻：串联反馈并联反馈输出电阻：电压反馈电流反馈∞∞00↑↓↓↑深度负反馈条件下放大器分析步骤判断反馈类型及反馈极性，确定对应的放大器类型；判断电路是否满足深度负反馈条件；若反馈类型与放大器类型相匹配，则电路的增益Af≈1/β，否则需根据Xi≈Xf，Xi‘≈0等条件进行增益转换；根据反馈类型，确定输入输出电阻的变化趋势实例1

负反馈放大器如图所示。假设运放A为理想运放，求该放大电路电压增益实例2

多级放大器电路如图所示，求该电路电压增益Avf。由虚短可得，又由于实例2

多级放大器电路如图所示，求该电路电压增益Avf。实例3多级放大器电路如图所示，已知，，求该电路电压增益Avf。由“虚断”可知由于实例3多级放大器电路如图所示，已知，，求该电路电压增益Avf。由差分放大器和集成运放构成的反馈放大器如图所示。（1）VBE=0.7V，假设，（2）要使级间反馈为电压-串联负反馈，则C1和C2分别应接到放哪个输入端？（3）引入电压-串联负反馈后，闭环电压放大器的增益Avf为多少？假设A为理想运放。（4）若要引入电流-并联负反馈，则C1和C2分别应接到运放哪个位置？R8应如何连接？此时Agf为多少？均很大。实例4很大实例4（2）要使级间反馈为电压串联负反馈，C1接集成运放A的反相输入端“-”，C2接集成运放A的同相输入端“+”

。（3）实例4（4）若要引入电流-并联负反馈，连接方法如图所示。

实例4负反馈放大器稳定性分析负反馈放大器自激负反馈放大器稳定性判断方法回顾：负反馈对放大器的影响负反馈提高了增益稳定性负反馈以“牺牲增益”为代价来换取其他性能的改善：改善放大器输入输出电阻特性，使其趋于理想设计拓展放大器带宽降低反馈环内噪声影响和非线性失真负反馈正反馈负反馈放大器的自激放大器自激振荡∞负反馈放大器产生自激振荡的条件自激振荡幅值条件自激振荡相位条件什么样的负反馈放大器有可能会自激呢？负反馈放大器不自激条件或时或正反馈时A↓L↓自激负反馈放大器稳定性的判断方法1基于环路增益的判断方法会自激不会自激f0：幅值交界频率f180：相位交界频率f0

<f180f0

>f180负反馈放大器稳定性的判断方法2基于稳定裕量的判断方法