模电与数电--3、放大电路中的负反馈
(3-1),电子技术,第三章 放大电路中的负反馈,模拟电路部分,(3-2),第三章 放大电路中的负反馈,§3.1 负反馈的概念 §3.2 负反馈的类型及分析方法 §3.3 负反馈对放大电路的影响,(3-3),§3.1 负反馈的概念,凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈。,若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。,这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。,(3-4),取+ 加强输入信号 正反馈 用于振荡器,取 - 削弱输入信号 负反馈 用于放大器,开环,闭环,负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。,反馈框图：,(3-5),反馈电路的三个环节：,放大：,反馈：,叠加：,负反馈框图：,输出信号,输入信号,反馈信号,差值信号,(3-6),开环放大倍数,闭环放大倍数,反馈系数,(3-7),负反馈放大器的一般关系：,(3-8),负反馈放大器的闭环放大倍数,当Ao很大时，AoF>>1：,结论：当 Ao 很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。,(3-9),例：,Rf 、RE1组成反馈网络，反馈系数：,(3-10),§3.2 负反馈的类型及分析方法,§3.2.1 负反馈的类型,一、电压反馈和电流反馈,电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。 电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。,电压负反馈：可以稳定输出电压、减小输出电阻。 电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。,根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。,(3-11),电压反馈采样的两种形式：,采样电阻很大,(3-12),电流反馈采样的两种形式：,采样电阻很小,(3-13),根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较。,并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较。,串联反馈使电路的输入电阻增大； 并联反馈使电路的输入电阻减小。,二、串联反馈和并联反馈,(3-14),ib=i-if,并联反馈,ube=ui-uf,串联反馈,(3-15),三、交流反馈与直流反馈,交流反馈：反馈只对交流信号起作用。 直流反馈：反馈只对直流起作用。,若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。,在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。,有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。,(3-16),增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。,注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。,(3-17),增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。,(3-18),负反馈,交流反馈,直流反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,稳定静态工作点,负反馈的分类小结,(3-19),§3.2.2 负反馈的分析方法,分析步骤：,3. 是否负反馈？,4. 是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）,1. 找出反馈网络（电阻）。,2. 是交流反馈还是直流反馈？,一、反馈类型的判断,(3-20),电压反馈与电流反馈判别方法：,电压反馈一般从后级放大器的集电极采样。,电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。,并联反馈与串联反馈判别方法：,并联反馈的反馈信号接于晶体管基极。,串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极。,注意：直流反馈中，输出电压指UCE，输出电流指IE或IE。,(3-21),判断负反馈的方法瞬时极性法,假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。,如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是电流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。,判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系。,(3-22),例1：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。,(3-23), 分析中用到了三极管的集电极与基极相位相反这一性质。,(3-24), 这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。,分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并且注意符号的使用规则。,如果反馈对交直流均起作用，可以用全量。, 当为交流反馈时，瞬时极性法所判断的也是相位的关系。电路中两个信号的相位不是同相就是反相，因此若两个信号都上升，它们一定同相；若另一个信号下降而另一个上升，它们一定反相。,(3-25),例2：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,if,ib=i+if,uo,此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。,(3-26),问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？,不能！Rf为三极管提供静态电流！,Rf 的作用： 1. 提供静态工作点。 2. 直流负反馈，稳定静态工作点。 3. 交流负反馈，稳定放大倍数。,(3-27),例3：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,(3-28),例4：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。,(3-29),例5：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。,1. 对交流信号：,RE1：电流串联负反馈。,(3-30),2. 对直流信号：,RE1、RE2对直流均起作用，通过反馈稳定静态工作点。,反馈过程：,(3-31),例6：判断如图电路中RE3的负反馈作用。,电流串联负反馈，对直流不起作用。,(3-32),二、负反馈放大电路的放大倍数,方法一：当电路比较简单时，可直接用微变等效电路分析。,例：,(3-33),放大倍数稳定性的比较：,=60时, Ao =-93,=50时, Ao =-77,=60时, AF =-19.4,=50时, AF =-18.6,无负反馈时：,有负反馈时：,RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60 EC=15V rbe=1.62 k,(3-34),性能比较：,结论: (1) 输入电阻提高了。(2) 放大倍数减小了，但稳定了，即受晶体管的影响减小。,RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60 EC=15V rbe=1.62 k,(3-35),方法二：从负反馈电路的闭环放大倍数的公式出发。,先计算Ao和F 。 计算AF。,(3-36),F- 0.1 / (5/5) =-0.04,RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60 EC=15V rbe=1.62 k,(3-37),方法三：放大倍数的近似计算。,若（1+ ）RF>> rbe, 则,与方法一比较：,在深度负反馈下，两种方法结果一致。,(3-38),例2：射极跟随器,性能：,（1）放大倍数 1 （2）输入电阻大 （3）输出电阻小,反馈形式：电压串联负反馈,(3-39),放大倍数的近似计算：,若 （1+ ）R´L>> rbe , 则AF 1,因为uf = uo，所以F= uf / uo=1,（1）用公式：,AF = 1/F 1,(3-40),§3.3 负反馈对放大电路的影响,反馈电路的基本方程,(3-41),一、对放大倍数的影响,Ao,开环放大倍数,AF,闭环放大倍数,(3-42),同相，所以,则有：,负反馈使放大倍数下降。,引入负反馈使电路的稳定性提高。,(2),在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。,(3-43),二、改善波形的失真,加反馈前,加反馈后,改善,(3-44),三、对输入、输出电阻的影响,1. 串联负反馈使电路的输入电阻增加：,2. 并联负反馈使电路的输入电阻减小：,例如:射极输出器,理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。,理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，故输入电阻减小。,(3-45),3. 电压负反馈使电路的输出电阻减小：,例如:射极输出器,理解：电压负反馈目的是阻止uo的变化，稳定输出电压。,放大电路空载时可等效右图框中为电压源：,输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。,(3-46),理解：电流负反馈目的是阻止io的变化，稳定输出电流。,放大电路空载时可等效为右图框中电流源：,输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。,4. 电流负反馈使电路的输出电阻增加：,(3-47),四、对通频带的影响,引入负反馈使电路的通频带宽度增加：,(3-48),电子技术,第三章 结束,模拟电路部分,
