模电课件4南理工

第四章 负反馈放大器,这一章主要包括四个部分： 1、反馈的类型的判断 2、反馈放大器放大倍数的计算 3、反馈对电路性能的影响,（重点）,4.1 反馈放大器的基本概念,一、什么是反馈？,将输出量（电压、电流）的一部分或全部通过一定的网络反馈到输入回路的过程。,放大电路无反馈也称开环，放大电路有反馈也称闭环。,反馈元件：跨接在输入和输出回路之间的元件。,二、反馈放大器的原理方框图,1、x 可能是电压，也可能是电流,注意：,2、忽略信号通过反馈网络从输入端向输出端的正向传输,3、忽略反馈信号通过基本放大器从输出端向输入端的反向传输,正反馈：,表示输入信号和反馈信号叠加,负反馈：,反馈信号起增强输入信号的作用,反馈信号起削弱输入信号的作用,净输入量,4.2 反馈类型的判断,一、判定有无反馈,方法：检查电路中是否存在反馈网络，即：是否有元器件、线路既属于输入回路、又属于输出回路，或者跨接在输入和输出回路之间。,反馈元件,反馈元件,2、判断直流反馈和交流反馈,直流反馈：反馈信号只有直流成分。 交流反馈：反馈信号只有交流成分。 交直流反馈：反馈信号中既含直流成分又含交流成分。,判断方法：画出直流通路和交流通路， 直流通路上存在反馈就是直流反馈； 若交流通路存在反馈就是交流反馈。,注：一般将交流反馈和交直流反馈统称为交流反馈，即反馈信号中只要含有交流成分即称为交流反馈。,Re：直流反馈,Rf1和Rf2：直流反馈,Re1：级间交流反馈,Re2：本级交流反馈,3、判断串联反馈和并联反馈,-输入端连接方式,在放大电路的输入端，反馈信号和输入信号有两种连接方式：串联和并联,串联反馈：反馈信号和输入信号以电压的形式叠加。,并联反馈：反馈信号和输入信号以电流的形式叠加。,简单判别方法：是看反馈有没有引回到输入端。,反馈没有引回到输入端 （反馈信号和输入信号分别加在输入回路的不同两个电极上）,反馈引回到输入端 （反馈信号和输入信号加在输入回路的同一个电极上）,并联反馈,串联反馈,并联反馈,串联反馈,4、判断电压反馈和电流反馈,-输出采样,简单的方法：看电路的反馈量有没有引自于输出端 。,反馈量引自于输出端 （反馈信号和输出信号从同一个电极引出）,从需要稳定的输出量和输出端的采样方式来划分，反馈分为： 电压反馈： 电流反馈：,反馈量没有引自于输出端 （反馈信号和输出信号从不同的两个电极引出）,是电压反馈,反馈引自于输出端，所以是电压反馈,反馈没有引自于输出端，所以是电流反馈,反馈引自于输出端，所以是电压反馈,反馈没有引自于输出端，所以是电流反馈,方法3：将输出电压短路，若反馈回来的反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。,输出电压短路，反馈消失，所以是电压反馈,输出电压短路，反馈消失，所以是电压反馈,输出电压短路，反馈仍存在，所以是电流反馈,5、判断反馈的极性正反馈和负反馈,定义：正反馈：引入反馈后，放大倍数增大,负反馈：引入反馈后，放大倍数减小,只有负反馈能起稳定输出量的作用，而正反馈会破坏放大电路的稳定性，甚至使其无法工作。,（净输入量增加）,（净输入量减少）,在放大电路的输入端，假设一个输入信号的电压极性，可用“+”、“-”,判断的方法瞬时极性法,步骤：,按信号传输方向(放大网络：输入端输出端；反馈网络：输出端输入端)依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时电压极性,信号经过电阻或耦合电容不改变极性,判断净输入量(ib、vbe)的变化,加入反馈后： 若净输入量增加：正反馈； 若净输入量减小：负反馈。,正反馈,情况二、反馈信号和输入信号分别加在输入端的两个电极上 ： 若两者瞬时极性相同的为负反馈； 若瞬时极性相反的为正反馈。,情况一、反馈信号和输入信号加在输入端的同一个电极 上： 若两者瞬时极性相同的为正反馈； 若瞬时极性相反的为负反馈。,负反馈,负反馈,我们只关心交流负反馈的情况，那么可以构成四种类型的反馈组态： 电压串联负反馈 电流串联负反馈 电压并联负反馈 电流并联负反馈,例题 1、试判断图中电路级间反馈的极性，若为交流反馈，请判断其组态。,Rf2和Re11：交流反馈,存在反馈： Rf1和Rf2、Re1反馈元件,Rf1：直流反馈,只分析交流反馈,看输出端采样：引自输出端电压反馈,负反馈,看输入端连接：没有引回输入端串联反馈,瞬时极性法：,电压串联负反馈,例2 判断反馈类型,第一步，找出反馈元件：,第二步，看输出端采样：没有引自输出端电流反馈,第三步，看输入端连接：引回输入端并联反馈,第四步，瞬时极性法：,负反馈,电流并联负反馈,4.3 负反馈放大电路的增益,基本放大器的增益：,开环增益,反馈网络的反馈系数：,反馈放大器的增益：,闭环增益,(1) 表达式的推导,对于负反馈：,(2) 反馈深度,(3) 环路增益,4.4 负反馈对放大器性能的影响,对增益的影响 对通频带的影响 对非线性失真的影响 对输入、输出电阻的影响,一 、提高放大倍数的稳定性,放大电路增益的稳定性提高后，在输入量一定时，就可得到较稳定的输出。 所以：引入电压负反馈能够稳定输出电压； 引入电流负反馈能够稳定输出电流。,例1 某放大电路的开环电压放大倍数A104，如果由于某种原因，使A下降为8×103。现引入反馈系数F=0.01负反馈，试求闭环电压放大倍数Af和开环电压放大倍数A的相对变化量。,解： A0104时，,A08×103时，,开环放大倍数A0的相对变化量为：,闭环放大倍数Af的相对变化量为：,二、展宽通频带,通常把放大倍数在高频和低频区分别下降到中频区时放大倍数的0.707倍时的频率叫作上限截止频率fH和下限截止频率fL。它们之差称为放大电路的通频带或称带宽。,负反馈放大电路扩展通频带,三、减小了非线性失真,失真的反馈信号使净输入信号产生相反的失真， 从而弥补了放大电路本身的非线性失真,负反馈只能改善反馈环内产生的非线性失真，对于输入波形的失真没有改善作用,四、负反馈对放大器输入电阻的影响,只与反馈放大器输入端的连接方式有关,1 串联反馈,无反馈：,加入反馈后：,串联负反馈使输入电阻增加（1+AF）倍,2 并联反馈,无反馈：,加入反馈后：,并联负反馈使输入电阻减小（1+AF）倍,五、负反馈对放大器输出电阻的影响,只与反馈放大器输出端的采样有关,1 电压反馈,无反馈：,加入反馈后：,电压负反馈使输出电阻 减小（1+AF）倍,2 电流反馈,无反馈：,加入反馈后：,电流负反馈使输出电阻 增加（1+AF）倍,小结：,1、直流负反馈能稳定静态工作点 2、串联负反馈使得输入电阻升高 并联负反馈使得输入电阻减小 3、电压负反馈能够稳定输出电压， 使得输出电阻减小 电流负反馈能够稳定输出电流， 使得输出电阻增大 4、负反馈均能展宽通频带， 且减小非线性失真,例：判断反馈类型，若为负反馈说明反馈对放大器性能的影响,电压反馈,串联反馈,负反馈,电压反馈,串联反馈,负反馈, 能够稳定输出电压， 使得输出电阻减小, 使得输入电阻升高, 展宽通频带, 减小非线性失真,小 结,在放大电路中，把输出回路的电量（电压或电流）馈送到输入回路的过程称为反馈。,从反馈基本概念出发，应用瞬时极性法判断反馈极性并确定四种类型的反馈组态。,本章主要讨论负反馈对放大电路性能的改善。,负反馈可以提高增益的恒定性、减小非线性失真、拟制噪声、 扩展频带和控制输入电阻和输出电阻。,性能的改善与反馈深度有关，反馈愈深，改善程度愈好。但 反馈深度不宜无限增大，否则易引起自激振荡。,