第7章-反馈放大器.ppt

第第7章章 反馈放大电路反馈放大电路§1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类§2 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善§3 负反馈对放大器输入电阻和输出电阻的影响负反馈对放大器输入电阻和输出电阻的影响§4 负反馈放大器的分析方法负反馈放大器的分析方法§§ 1 1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类一、反馈基本概念一、反馈基本概念二、电路中的反馈形式二、电路中的反馈形式三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态四、四、信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响一、一、反馈基本概念反馈基本概念反反馈馈是是指指将将输输出出量量的的一一部部分分或或全全部部，，按按一一定定的的方方式式送送回回到到输输入入回回路路，，来来影响输入量（电压或电流）的一种连接方式影响输入量（电压或电流）的一种连接方式 放大电路放大电路A反馈网络反馈网络F混合混合取样取样净输入量净输入量总输入量总输入量反馈信号反馈信号输出信号输出信号信号的正向传输信号的正向传输信号的反向传输信号的反向传输信号在反馈网络信号在反馈网络中的正向传输中的正向传输信号在基本放大电信号在基本放大电路中的反向传输路中的反向传输单向化单向化: 假定假定1、与流经基本放大器的正向传输信号相比，通过反馈网络的正向传输信号、与流经基本放大器的正向传输信号相比，通过反馈网络的正向传输信号（直接传输），可以忽略不计。

直接传输），可以忽略不计2、、与反馈网络的反向传输信号相比，通过基本放大器的反向传输信号（内与反馈网络的反向传输信号相比，通过基本放大器的反向传输信号（内部反馈）可以忽略不计部反馈）可以忽略不计一、一、反馈基本概念反馈基本概念反反馈馈是是指指将将输输出出量量的的一一部部分分或或全全部部，，按按一一定定的的方方式式送送回回到到输输入入回回路路，，来来影响输入量（电压或电流）的一种连接方式影响输入量（电压或电流）的一种连接方式 放大电路放大电路A反馈网络反馈网络F混合混合取样取样净输入量净输入量总输入量总输入量反馈信号反馈信号输出信号输出信号开环增益开环增益闭环增益闭环增益反馈系数反馈系数共有四种不同的量纲共有四种不同的量纲电压电压电流电流互导互导互阻互阻二、二、电路中的反馈形式电路中的反馈形式1、、反馈与反馈通路反馈与反馈通路（（1））我我们们判判断断一一个个电电路路是是否否有有反反馈馈，，是是通通过过分分析析它它是是否否存存在在反反馈馈通通路路而而进行的，而反馈通路是跨接在输出和输入间的网络进行的，而反馈通路是跨接在输出和输入间的网络2）若电路中不存在反馈）若电路中不存在反馈——开环开环反馈通路反馈通路（反馈网络）（反馈网络）（（3））若电路中存在反馈若电路中存在反馈——闭环闭环uouiRLuouiR1R2RL信号的正向传输信号的正向传输内部反馈内部反馈2、、内部反馈与外部反馈内部反馈与外部反馈icuceibhreuceuberbe rcehfeib+--++-3、、交流反馈与直流反馈交流反馈与直流反馈若反馈信号中只包含直流成份若反馈信号中只包含直流成份——直流反馈直流反馈若反馈信号中只包含交流成份若反馈信号中只包含交流成份——交流反馈交流反馈反馈电阻反馈电阻交、直流反馈交、直流反馈交流反馈交流反馈二、电路中的反馈形式二、电路中的反馈形式C2uouiR1R2C1CCRuRb1+ECRcC1C2Rb2RLuiuoRe交、直流反馈交、直流反馈直流反馈直流反馈4、、本级反馈与级间反馈本级反馈与级间反馈 级间反馈通路级间反馈通路反馈通路反馈通路本级反馈通路本级反馈通路二、电路中的反馈形式二、电路中的反馈形式uoR4uiR3R5R1R2 判断电路中反馈的正、负极性用瞬时极性法：判断电路中反馈的正、负极性用瞬时极性法：（（1）按中频段考虑，即不考虑电路中所有的电容对相位的影响；）按中频段考虑，即不考虑电路中所有的电容对相位的影响；（（2）假定反馈网络与输入端的连接断开；）假定反馈网络与输入端的连接断开；（（3））用用正正、、负负号号（（+、、-））或或箭箭头头（（↑、、↓））表表示示电电路路中中各各关关键键点点对对“地地”的的电位的瞬时极性（或瞬时变化），这种表示要符合放大器的基本原理；电位的瞬时极性（或瞬时变化），这种表示要符合放大器的基本原理； 共射极放大器：集电极与基极电位反相；共射极放大器：集电极与基极电位反相； 共基极放大器：集电极与发射极电位同相；共基极放大器：集电极与发射极电位同相； 共集极放大器：发射极与基极电位同相；共集极放大器：发射极与基极电位同相； 集成运放电路：看集成运放电路：看xf是加在同相端还是反相端是加在同相端还是反相端（（4））要要逐逐级级进进行行。

最最后后看看反反馈馈到到输输入入端端的的信信号号的的瞬瞬时时极极性性，，若若与与原原输输入入信信号号的位相相同，则为正反馈，若与原输入信号的位相相反，则为负反馈的位相相同，则为正反馈，若与原输入信号的位相相反，则为负反馈5、、正反馈与负反馈正反馈与负反馈——正反馈， 使 加强，使放大倍数增加——负反馈， 使 减小，使放大倍数降低二、电路中的反馈形式二、电路中的反馈形式6、、正反馈与负反馈判断举例正反馈与负反馈判断举例(+)(+)(-)(-)(-)反馈通路反馈通路负反馈 负反馈 (+)(+)(-)(-)(-)净输入量净输入量反馈通路反馈通路二、电路中的反馈形式二、电路中的反馈形式净输入量净输入量uoR4uiR3R5R1R2(+)(+)(-)(-)正反馈正反馈反馈通路反馈通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量级间负反馈级间负反馈6、、正反馈与负反馈判断举例正反馈与负反馈判断举例二、电路中的反馈形式二、电路中的反馈形式uoRLuiR1R27、、负负反反馈馈对对放放大大器器性性能能的的影影响响与与反反馈馈的的类类型型有有关关，，当当考考虑虑到到信信号号源源和和负负载时，负反馈放大器包含四个部分：载时，负反馈放大器包含四个部分：根据四个部分连接方式的不同，反馈可以分为四种类型根据四个部分连接方式的不同，反馈可以分为四种类型 电压并联反馈电压并联反馈 电流串联反馈电流串联反馈电流并联反馈电流并联反馈电压串联反馈电压串联反馈输入端：反馈信号在输入端的联接分为输入端：反馈信号在输入端的联接分为串联串联和和并联并联两种方式。

两种方式输出端：反馈信号在输出端分为取输出端：反馈信号在输出端分为取电流电流和取和取电压电压两种方式两种方式二、电路中的反馈形式二、电路中的反馈形式基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络F信号源信号源xsRLRfRe11、、电压串联负反馈电压串联负反馈 (+)(-)(+)(+)(-)三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态uiufu'iRe1RLRfAFufuiu'iuoRfRe11、、电压串联负反馈电压串联负反馈 三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态uiufu'iAFufuiu'iuo特点：特点：（（1）该电路为电压串联负反馈）该电路为电压串联负反馈 若取样为电压，则若取样为电压，则xo以电压的形式出现以电压的形式出现若为串联反馈，则若为串联反馈，则xi、、xi'、、xf以电压的以电压的形式出现形式出现 ——负反馈负反馈1、、电压串联负反馈电压串联负反馈 （（2）开环增益与反馈系数）开环增益与反馈系数∴（（3））电压负反馈使输出电压稳定电压负反馈使输出电压稳定→ube↑uO↑RL↓ →uO↓→uf↓电压负反馈：稳定输出电压电压负反馈：稳定输出电压三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态RfRe1特点：特点：（（1）该电路为电压串联负反馈）该电路为电压串联负反馈若取样为电压，则若取样为电压，则xo以电压的形式出现。

以电压的形式出现若为串联反馈，则若为串联反馈，则xi、、xi'、、xf以电压的以电压的形式出现形式出现 uiufu'i电压串联负反馈：输入端电压求和（电压串联负反馈：输入端电压求和（KVL））ui=u'i+uf输入端有输入端有u'i =ui -uf即即1、、电压串联负反馈电压串联负反馈 (+)(+)(+)ufuiu'iuo三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态R1RrRLRLRfESRS+EC2、、电流串联负反馈电流串联负反馈 (+)(+)uiu'iuoufio三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态R'LRfAF(+)(+)(+)该电路为电流串联负反馈该电路为电流串联负反馈取样为电流，则取样为电流，则xo 以电流的形式出现以电流的形式出现若为串联反馈，则若为串联反馈，则 xi、、xi'、、xf以电压的形式出现以电压的形式出现——负反馈负反馈开环增益与反馈系数开环增益与反馈系数电流负反馈使输出电流稳定电流负反馈使输出电流稳定β↑→ic↑→if↑→ibe↓→ib↓ic↓2、、电流串联负反馈电流串联负反馈 三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态RLRfESRS+EC3、、电压并联负反馈电压并联负反馈 (+)(-)AFFRLRfRsuo-+A三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态RLRfESRS+EC开环增益与反馈系数开环增益与反馈系数——负反馈负反馈(+)(-)该电路为电压并联负反馈该电路为电压并联负反馈若取样为电压，则若取样为电压，则xo以电压的形式以电压的形式出现。

出现若为并联反馈，则若为并联反馈，则 xi、、xi'、、xf以电以电流的形式出现流的形式出现 ifibii3、、电压并联负反馈电压并联负反馈 三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态RLRfESRS+ECRL4、、电流并联负反馈电流并联负反馈 (+)(-)(-)AFAF该电路为电流并联负反馈该电路为电流并联负反馈 三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态Re2RfRe1开环增益与反馈系数开环增益与反馈系数——负反馈负反馈ifibii4、、电流并联负反馈电流并联负反馈 三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态Re2RfRe15、、说明说明（（1）放大倍数和反馈系数均为广义的放大倍数和反馈系数均为广义的2）反馈信号与输出电压成正比）反馈信号与输出电压成正比——电压反馈；电压反馈； 反馈信号与输出电流成正比反馈信号与输出电流成正比——电流反馈；电流反馈；（（3）反馈信号与输入信号串联）反馈信号与输入信号串联——串联反馈；在输入端以电压的形式相串联反馈；在输入端以电压的形式相加减 反馈信号与输入信号并联反馈信号与输入信号并联——并联反馈；在输入端以电流的形式相并联反馈；在输入端以电流的形式相加减。

加减4）电压负反馈使输出电压稳定；）电压负反馈使输出电压稳定； 电流负反馈使输出电流稳定；电流负反馈使输出电流稳定；三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态5、说明、说明（（5））取样方式的判断取样方式的判断——输出短路法输出短路法 将放大器输出端短路，看反馈信号是否存在将放大器输出端短路，看反馈信号是否存在 若存在若存在——电流反馈电流反馈 不存在不存在——电压反馈电压反馈（（6））混合方式的判断混合方式的判断——输入短路法输入短路法 将放大器输入端短路，看反馈信号是否存在将放大器输入端短路，看反馈信号是否存在 若存在若存在——串联反馈串联反馈 不存在不存在——并联反馈并联反馈三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络F信号源信号源xsRL（（7））混合方式的另一判断方法混合方式的另一判断方法——通过输入端的连接方式判断通过输入端的连接方式判断并联：反馈量并联：反馈量xf和输入量和输入量xi接于同一输入端接于同一输入端三、反馈的基本组态三、反馈的基本组态串联：反馈量串联：反馈量xf和输入量和输入量xi接于不同的输入端。

接于不同的输入端串联反馈串联反馈四、四、信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响 则则ui最最好好为为恒恒压压源源，，即即信信号号源源内阻内阻Rs越小越好越小越好 要要想想反反馈馈效效果果明明显显，，就就要要求求uf变化能有效引起变化能有效引起u'i的变化uiu'i= ui -uf(+)(+)uf(-)(-)usRs基本放大器基本放大器A反馈网络反馈网络F信号源信号源us并联反馈并联反馈 则则ii最最好好为为恒恒流流源源，，即即信信号号源源内阻内阻Rs越大越好越大越好 要要想想反反馈馈效效果果明明显显，，就就要要求求if变化能有效引起变化能有效引起i'i的变化iii'iifi'i= ii -ifisRs反馈网络反馈网络F基本放大器基本放大器A信号源信号源is反馈类型反馈类型的的判别步骤判别步骤1. 有无反馈有无反馈 是否存在把输出回路和输入回路连接起来的支路是否存在把输出回路和输入回路连接起来的支路2.交流反馈与直流反馈交流反馈与直流反馈 反馈存在于直流或交流或交直流通路中反馈存在于直流或交流或交直流通路中3.正反馈与负反馈正反馈与负反馈瞬时极性法。

瞬时极性法4. 反馈的组态反馈的组态 取样方式：输出短路法，存在取电流；不存在取电压取样方式：输出短路法，存在取电流；不存在取电压 混合方式：输入短路法，存在为串联；不存在为并联混合方式：输入短路法，存在为串联；不存在为并联类型类型定定 义义判别方法判别方法对对性能影响性能影响直流直流负反馈负反馈反馈信号为直流反馈信号为直流信号信号直流通路存在反馈直流通路存在反馈稳定静态工作点稳定静态工作点交流交流负反馈负反馈反馈信号为交流反馈信号为交流信号信号交流通路存在反馈交流通路存在反馈改善放大电路改善放大电路性能性能正反馈正反馈反馈信号使净输反馈信号使净输入信号加强入信号加强串联反馈：串联反馈：作用在不同节点的作用在不同节点的 ui 和和 uf 瞬时极性相反瞬时极性相反并联反馈：并联反馈：作用在同一节点的作用在同一节点的 ii 和和 if 瞬时极性相同瞬时极性相同放大倍数增加，放大倍数增加，电路工作可能不电路工作可能不稳定稳定负反馈负反馈反馈信号使净输反馈信号使净输入信号减弱入信号减弱串联反馈：串联反馈：作用与不同节点的作用与不同节点的ui和和uf瞬时极性相同瞬时极性相同并联反馈：并联反馈：作用与同一节点的作用与同一节点的ii 和和 if 瞬时极性相反瞬时极性相反放大倍数减小，放大倍数减小，改善电路性能改善电路性能本级本级反馈反馈反馈返送本级反馈返送本级反馈信号仅限本级反馈信号仅限本级改善本级性能改善本级性能级间反馈级间反馈反馈信号返送到反馈信号返送到输入级输入回路输入级输入回路反馈信号与后级输出回路有联反馈信号与后级输出回路有联系系改善总电路各项改善总电路各项性能性能§2 §2 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善一、负反馈的表示方法一、负反馈的表示方法二、提高放大倍数的稳定性二、提高放大倍数的稳定性三、减少非线性失真三、减少非线性失真四、抑制噪声和干扰四、抑制噪声和干扰五、扩展频带五、扩展频带2、负反馈闭环增益的一般表达式、负反馈闭环增益的一般表达式即即1、、正反馈：正反馈：负反馈：负反馈：一、负反馈的表示方法一、负反馈的表示方法AF3、 反馈深度的讨论一般负反馈一般负反馈称为反馈深度称为反馈深度正反馈正反馈自激振荡自激振荡深度负反馈深度负反馈闭环时闭环时则则即闭环增益相对变化量比开环减小了即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍倍另一方面另一方面在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下 即即闭闭环环增增益益只只取取决决于于反反馈馈网网络络。

当当反反馈馈网网络络由由稳稳定定的的线线性性元元件件组组成时，闭环增益将有很高的稳定性成时，闭环增益将有很高的稳定性例：例：1+AF=100时，时，A=1000±10% 即即dA/A=10% 则则Af=10±0.1%二、提高放大倍数的稳定性二、提高放大倍数的稳定性AAF大大小小大大小小大大小小大大小小若输入信号本身就是失真波形，是不能靠引入负反馈来改善的只有放大若输入信号本身就是失真波形，是不能靠引入负反馈来改善的只有放大器内部所产生的非线性失真用负反馈改善才有效器内部所产生的非线性失真用负反馈改善才有效 三、减少非线性失真三、减少非线性失真负反馈能将噪声和干扰抑制负反馈能将噪声和干扰抑制D倍倍 注意：注意： 1、放大电路引入负反馈后，信噪比并没有提高、放大电路引入负反馈后，信噪比并没有提高 2、若干扰或噪声与输入信号同时由外界引入，靠负反馈无济于事若干扰或噪声与输入信号同时由外界引入，靠负反馈无济于事四、抑制噪声和干扰四、抑制噪声和干扰Aumo0.707AumofLfH无反馈时，放大器的幅频特性：无反馈时，放大器的幅频特性：五、扩展频带五、扩展频带fLffHf0.707AumfAumf 中中频频段段由由于于放放大大倍倍数数大大，，输输出出信信号号大大，， 反反馈馈信信号号也也大大，，使使净净输输入入信信号号减减少少得得较较多多，，结结果果是是中中频频段段放放大大倍倍数数比比无无负负反反馈馈时时下下降降较较多多。

而而在在高高频频和和低低频频段段，，由由于于放放大大倍倍数数小小，，输输出出信信号号小小，，而而反反馈馈系系数数不不（（随随频频率率而而））变变，，其其反反馈馈信信号号也也小小，，使使净净输输入入信信号号减减少少的的程程度度比比中中频频段段小小，，结结果果使使高高频频和和低低频频段段放放大大倍倍数数比比无无负负反反馈馈时时下下降降较较少少这这样样，，从从高高、、中中、、低低频频段段总总体体考考虑虑，，放放大大倍倍数数随频率的变化就因负反馈的引入而减小了，幅频特性变得比较平坦随频率的变化就因负反馈的引入而减小了，幅频特性变得比较平坦相当于通频带得以展宽相当于通频带得以展宽已知：无反馈时，单级阻容耦合放大器在高频段的放大倍数表达式已知：无反馈时，单级阻容耦合放大器在高频段的放大倍数表达式为为 引引入入负负反反馈馈后后（（设设反反馈馈系系数数不不随随频频率率而而变变）），，放放大大器器在在高高频频段段的的放放大大倍倍数数为为 五、扩展频带五、扩展频带类似地，无反馈时的低频放大倍数为类似地，无反馈时的低频放大倍数为 引入负反馈后，引入负反馈后， 低频段放大倍数变为低频段放大倍数变为 五、扩展频带五、扩展频带可可见见，， 加加了了负负反反馈馈以以后后，， 放放大大器器的的通通频频带带展展宽宽为为原原来来的的D倍倍。

应应当当说说明明，，上上述述结结论论只只对对单单级级阻阻容容耦耦合合放放大大器器有有效效若若含含有有多多个个RC回回路路，，则则上上述述数数量量关系不成立不过，负反馈可以展宽通频带的趋势是成立的关系不成立不过，负反馈可以展宽通频带的趋势是成立的增益带宽积：增益带宽积：一一般般来来说说，， 放放大大器器的的上上限限频频率率远远大大于于其其下下限限频频率率，， 因因而而其其通通频频带带（（等等于于上上限限频频率率与与下下限限频频率率之之差差））就就近近似似等等于于其其上上限限频频率率的的数数值值, 则则加加反反馈馈后后的的通通频频带为带为 五、扩展频带五、扩展频带近似为一个常量近似为一个常量 §3 §3 负反馈对放大器输入电阻和输负反馈对放大器输入电阻和输出电阻的影响出电阻的影响一、负反馈对输入电阻的影响一、负反馈对输入电阻的影响三、为改善性能引入负反馈的一般原则三、为改善性能引入负反馈的一般原则二、负反馈对输出电阻的影响二、负反馈对输出电阻的影响1、串联负反馈使输入电阻增加、串联负反馈使输入电阻增加 Rifii无反馈时：无反馈时：∴∴引入串联负反馈后：引入串联负反馈后：∴∴若取样是电压：则若取样是电压：则若取样是电流：则若取样是电流：则结论：结论：一、负反馈对输入电阻的影响一、负反馈对输入电阻的影响ui'Ri uiuf(+)(-)(+)(-)2、并联负反馈使输入电阻减小、并联负反馈使输入电阻减小 ii无反馈时：无反馈时：∴∴引入并联负反馈后：引入并联负反馈后：∴∴若取样是电压：则若取样是电压：则若取样是电流：则若取样是电流：则结论：结论：一、负反馈对输入电阻的影响一、负反馈对输入电阻的影响ui'Ri uiufRif3、注意事项、注意事项 前面求出的输入电阻前面求出的输入电阻Rif是反馈环内的输入电阻，若反馈对电路的某是反馈环内的输入电阻，若反馈对电路的某些部分不起作用，则应单独计算。

些部分不起作用，则应单独计算此时：此时：而而一、负反馈对输入电阻的影响一、负反馈对输入电阻的影响R'ifui'Ri uf(+)(-)(+)(-)RbRif串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈使输入电阻增加 并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小 为了求有负反馈时的输出电阻，可以采用加压求流法但必须注意输入为了求有负反馈时的输出电阻，可以采用加压求流法但必须注意输入端的混合方式端的混合方式二、负反馈对输出电阻的影响二、负反馈对输出电阻的影响AFRoRo加压求流法的一个步骤是让输入信号消失，即加压求流法的一个步骤是让输入信号消失，即 xi=0此时：此时： xi'=xi-xf=-xf若混合是串联，应将两输入端短路；若混合是串联，应将两输入端短路；若混合是并联，应将两输入端开路；若混合是并联，应将两输入端开路；RLui'Ri uf(+)(-)(+)(-)Roio此时：此时：Auuo为不考虑为不考虑RL时基本放大器的电压增益时基本放大器的电压增益 这里的脚标这里的脚标o表示负载开路的情况表示负载开路的情况在不考虑在不考虑F对对io的分流的情况下的分流的情况下 ：：Auuoui'uo1、电压负反馈使输出电阻减小、电压负反馈使输出电阻减小电压串联负反馈的情况电压串联负反馈的情况二、负反馈对输出电阻的影响二、负反馈对输出电阻的影响RLRi R01、电压负反馈使输出电阻减小、电压负反馈使输出电阻减小电压并联负反馈的情况电压并联负反馈的情况io由于输入信号以电流形式表示，所以输入端必须是开路。

此时由于输入信号以电流形式表示，所以输入端必须是开路此时在不考虑在不考虑F对对io的分流的情况下的分流的情况下 ：：结论：结论：Auioii'uo二、负反馈对输出电阻的影响二、负反馈对输出电阻的影响2、电流负反馈使输出电阻增大、电流负反馈使输出电阻增大电流串联负反馈的情况电流串联负反馈的情况io此时：此时：在忽略反馈网络上的压降的情况下：在忽略反馈网络上的压降的情况下：即即∴RLui'Ri uf(+)(-)(+)(-)R0Aiuoui'uo二、负反馈对输出电阻的影响二、负反馈对输出电阻的影响2、电流负反馈使输出电阻增大、电流负反馈使输出电阻增大电流并联负反馈的情况电流并联负反馈的情况io将两输入端开路，则：将两输入端开路，则：结论：结论：在忽略反馈网络上的压降的情况下：在忽略反馈网络上的压降的情况下：即即 ∴RLui'Ri R0uoAiioii'二、负反馈对输出电阻的影响二、负反馈对输出电阻的影响3、注意事项、注意事项 与求输入电阻类似，前面求出的输出电阻与求输入电阻类似，前面求出的输出电阻Rof也是反馈环内的输出电也是反馈环内的输出电阻，若反馈对电路的某些部分不起作用，则应单独计算。

阻，若反馈对电路的某些部分不起作用，则应单独计算此时：此时：而而R'ofRofRLui'Ri uf(+)(-)(+)(-)R0Rc二、负反馈对输出电阻的影响二、负反馈对输出电阻的影响电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈使输出电阻减小电流负反馈使输出电阻增大电流负反馈使输出电阻增大• 要稳定直流量要稳定直流量——引直流负反馈引直流负反馈• 要稳定交流量要稳定交流量——引交流负反馈引交流负反馈• 要稳定输出电压要稳定输出电压——引电压负反馈引电压负反馈• 要稳定输出电流要稳定输出电流——引电流负反馈引电流负反馈• 要增大输入电阻要增大输入电阻——引串联负反馈引串联负反馈• 要减小输入电阻要减小输入电阻——引并联负反馈引并联负反馈说明：引入负反馈虽然可以改善电路的性能，然而，若处理不当，则说明：引入负反馈虽然可以改善电路的性能，然而，若处理不当，则电路将产生自激振荡，使改善性能的愿望落空电路将产生自激振荡，使改善性能的愿望落空 三、为改善性能引入负反馈的一般原则三、为改善性能引入负反馈的一般原则类型类型定定 义义判别方法判别方法对对性能影响性能影响电压电压负反馈负反馈反馈信号从输出电反馈信号从输出电压取样，即与压取样，即与uo成成正比。

正比负载短路，反馈消失负载短路，反馈消失稳定输出电压稳定输出电压，，减小输出电阻减小输出电阻电流电流负反馈负反馈反馈信号从输出电反馈信号从输出电流取样，即与流取样，即与io成成正比负载短路，反馈依然存负载短路，反馈依然存在稳定输出电流稳定输出电流u，，增大输出电阻增大输出电阻串联串联负反馈负反馈反馈信号与输入信反馈信号与输入信号在输入回路中以号在输入回路中以电压相加减的形式电压相加减的形式出现输入信号和反馈信号在输入信号和反馈信号在不同节点引入（例如三不同节点引入（例如三极管极管b、、e极，运放的同极，运放的同相输入端相输入端增大输入电阻增大输入电阻并联并联负反馈负反馈反馈信号与输入信反馈信号与输入信号在输入回路中以号在输入回路中以电流相加减的形式电流相加减的形式出现输入信号和反馈信号在输入信号和反馈信号在同一节点引入（例如三同一节点引入（例如三极管基极极管基极b、、运放的反相运放的反相输入端减小输入电阻减小输入电阻四、小结四、小结§4 §4 负反馈放大器的分析方法负反馈放大器的分析方法一、深度负反馈条件下的近似计算一、深度负反馈条件下的近似计算二、二、 方框图计算法方框图计算法步骤步骤(1) 找出信号放大通路和反馈通路找出信号放大通路和反馈通路(2) 用瞬时极性法判断正、负反馈用瞬时极性法判断正、负反馈(3) 判断交、直流反馈判断交、直流反馈(4) 判断反馈组态判断反馈组态(5) 标出输入量、输出量及反馈量标出输入量、输出量及反馈量(6) 估算深度负反馈条件下电路的估算深度负反馈条件下电路的F、、Af、、Auf。

任务：任务：求出各项电路指标与电路中有关元件参数之间的关系求出各项电路指标与电路中有关元件参数之间的关系 方法：方法：1、微变等效电路分析法、微变等效电路分析法 2、方框图法、方框图法 3、若为深度负反馈，则计算更简单、若为深度负反馈，则计算更简单 4、回路增益法、回路增益法 一、深度负反馈条件下的近似计算一、深度负反馈条件下的近似计算1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关又因为又因为代入上式得代入上式得输入量近似等于反馈量输入量近似等于反馈量净输入量近似等于零净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚两虚”的概念的概念串联负反馈，输入端电压求和串联负反馈，输入端电压求和虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并联负反馈，输入端电流求和并联负反馈，输入端电流求和2. 各种反馈组态的近似计算各种反馈组态的近似计算（（1））电压串联负反馈电压串联负反馈10k100∴一、深度负反馈条件下的近似计算一、深度负反馈条件下的近似计算RfRe12. 各种反馈组态的近似计算各种反馈组态的近似计算（（2））电流串联负反馈电流串联负反馈 （（1）利用）利用（（2）利用）利用∴而而（（3）由）由h参数等效电路法得参数等效电路法得 一、深度负反馈条件下的近似计算一、深度负反馈条件下的近似计算RLRfESRS+EC2. 各种反馈组态的近似计算各种反馈组态的近似计算（（3））电压并联负反馈电压并联负反馈∴一、深度负反馈条件下的近似计算一、深度负反馈条件下的近似计算RLRfESRS+EC（（1）利用）利用（（2）利用）利用EsRsRs2. 各种反馈组态的近似计算各种反馈组态的近似计算（（4））电流并联负反馈电流并联负反馈 ∴∴ 而而一、深度负反馈条件下的近似计算一、深度负反馈条件下的近似计算Re2RfRe1EsRsRs（（1）利用）利用（（2）利用）利用例例 求：求： （（1））大环组态；（大环组态；（2）二、三级局部阻态；）二、三级局部阻态；闭环电压增益闭环电压增益在深度负反馈条件下，在深度负反馈条件下，解：解：（（1））电压并联负反馈电压并联负反馈（（3））深度负反馈下大环的闭环电压增益深度负反馈下大环的闭环电压增益 。

2) T2 电流串联负反馈，电流串联负反馈， T3 电流串联负反馈，电流串联负反馈，T2和和T3级间电流串联正反馈级间电流串联正反馈(3)一、深度负反馈条件下的近似计算一、深度负反馈条件下的近似计算RLR2isRsT3RfR1Rc1Rc2Rc3T2T12. 各种反馈阻态的近似计算各种反馈阻态的近似计算小结：小结：（（1）引入深度电压负反馈后：）引入深度电压负反馈后：Auuf与管子的参数无关，与与管子的参数无关，与RL无关 引入深度电流负反馈后：引入深度电流负反馈后： Auuf与管子的参数无关，与与管子的参数无关，与RL有关2））深度电压负反馈：深度电压负反馈： 深度电流负反馈：深度电流负反馈： 深度串联负反馈：深度串联负反馈： 深度并联负反馈：深度并联负反馈：一、深度负反馈条件下的近似计算一、深度负反馈条件下的近似计算1、、指导思想：指导思想：将一个负反馈放大器划分为基本放大器和反馈网络两部分，将一个负反馈放大器划分为基本放大器和反馈网络两部分，分别求出分别求出A和和F，，再利用公式求出再利用公式求出Af，，Rof，，Rif。

二、方框图计算法二、方框图计算法开始开始由方框图求由方框图求A和和F（（可以利用微变等效电路法）可以利用微变等效电路法）求反馈深度求反馈深度D=1+FA结束结束2、、流程图流程图按有关公式分别求按有关公式分别求Af，，Rif，，Rof判断反馈类型并确定判断反馈类型并确定 、、 、、 、、 的表达式的表达式3、、反馈放大器划分为基本放大器和反馈网络的原理和原则反馈放大器划分为基本放大器和反馈网络的原理和原则确定确定A的原则：的原则： （（1）除去反馈作用（即令输出和输入互不影响））除去反馈作用（即令输出和输入互不影响） （（2）考虑反馈网络对输出和输入端的负载作用）考虑反馈网络对输出和输入端的负载作用确定确定A的方法：的方法： （（1）求输入回路：）求输入回路： 若为电压反馈：则令若为电压反馈：则令uo=0，，即将输出端交流短路即将输出端交流短路 若为电流反馈：则令若为电流反馈：则令io=0，，即将输入端交流开路即将输入端交流开路 （（2）求输出回路：）求输出回路： 若为并联反馈：则令若为并联反馈：则令ui=0，，即将输入端交流短路。

即将输入端交流短路 若为串联反馈：则令若为串联反馈：则令ii=0，，即将输入端交流开路即将输入端交流开路 二、二、 方框图计算法方框图计算法4、、分析举例分析举例例例1：电流串联负反馈：电流串联负反馈 ∴二、二、 方框图计算法方框图计算法RcRb1RLReESRS+ECRb2RcReRLReESRSRbibβibhieRoRi4、、分析举例分析举例例例1：电流串联负反馈：电流串联负反馈 则则二、二、 方框图计算法方框图计算法4、、分析举例分析举例例例2、电压并联负反馈、电压并联负反馈 二、二、 方框图计算法方框图计算法RLRfRc+ECReESRSRfibβibhieRoRiRcRLRfi'i4、、分析举例分析举例例例2、电压并联负反馈、电压并联负反馈 二、二、 方框图计算法方框图计算法则则一、自激现象及其产生条件一、自激现象及其产生条件1、自激现象及产生的原因、自激现象及产生的原因 一一个个放放大大器器在在没没有有输输入入信信号号时时也也会会有有信信号号输输出出，，这这个个放放大大器器就就产产生生了了自自激激自激也叫自激振荡自激也叫自激振荡§5 §5 负反馈放大器的稳定问题负反馈放大器的稳定问题ui = 0AuouiAuo自激的原因自激的原因附加相移附加相移  AF 使负反馈使负反馈  正反馈正反馈一级放大电路一级放大电路附加相移附加相移  90 两级两级  180 三级三级  270  一、自激现象及其产生条件一、自激现象及其产生条件2、负反馈放大器产生自激的条件、负反馈放大器产生自激的条件§5 §5 负反馈放大器的稳定问题负反馈放大器的稳定问题实际上，在满足相位条件后，若实际上，在满足相位条件后，若其输出信号的幅度会增加，直到为电路元件的非线性所限制不再增加为止。

其输出信号的幅度会增加，直到为电路元件的非线性所限制不再增加为止或者或者自激的振幅条件自激的振幅条件自激的相位条件自激的相位条件或者或者注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（-1）不包含在内）不包含在内当当电路自激电路自激二、自激的消除二、自激的消除 避避免免产产生生自自激激保保证证负负反反馈馈放放大大器器稳稳定定工工作作的的办办法法，，就就是是设设法法破破坏坏其其自自激激振振荡荡的的条件，使两个条件都不发生或不同时发生条件，使两个条件都不发生或不同时发生破坏自激振荡条件破坏自激振荡条件或或或写为或写为其中其中Gm——幅值裕度幅值裕度，一般要求，一般要求Gm  -10dB m——相位裕度相位裕度，一般要求，一般要求 m   45 即：为保证可靠稳定，应留有余地即：为保证可靠稳定，应留有余地此时：此时： A +  F   135 三、三、 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析一般一般F与频率无关，与频率无关，  F =0，，则则20lg|1/F |的幅频响应是一条水平线的幅频响应是一条水平线1、利用波特图分析、利用波特图分析其解为其解为的波特图的交点的波特图的交点（（2）） 作作F 的幅频响应波特图；的幅频响应波特图；（（1）） 作出作出À的幅频响应和相频响应波特图；的幅频响应和相频响应波特图；（（3）） 判断两个波特图的交点处的判断两个波特图的交点处的À的相位差是否满足相位裕度的相位差是否满足相位裕度 m   45 自激的振幅条件自激的振幅条件若该点若该点 A   135 ，满足相位裕度，稳定；否则不稳定。

满足相位裕度，稳定；否则不稳定 或或在在相相频频响响应应的的 A   135 ，，点点处处作作垂垂线线交交 À的的波波特特图图上上于于P点点，，若若P点在点在20lg|1/F |水平线之下，稳定；否则不稳定水平线之下，稳定；否则不稳定三、三、 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析-20dB/十倍频程十倍频程-40dB/十倍频程十倍频程-60dB/十倍十倍频程频程2、举例、举例（（2）） 作作 水平线水平线 设有一个三级放大器设有一个三级放大器（（1）） 作出作出À的波特图，有的波特图，有3个极点3）） 判断是否满足相位裕度判断是否满足相位裕度 m   45 当当F=3×10－－5时时:M  A =180 -90   =90     45 M点的放大电路是稳定的点的放大电路是稳定的当当F=10－－4时时:同理：同理：P P点是临界稳定的点是临界稳定的当当F=10－－3时时:N N点的放大电路是自激的点的放大电路是自激的F越大，反馈深度越深，越容易自激越大，反馈深度越深，越容易自激三、三、 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析3、说明、说明（（1）若）若 只只有有一一个个极极点点，，则则高高频频时时最最大大相相移移为为-90°，，负负反反馈馈电电路路是是稳稳定定的；的；若若有有两两个个极极点点，，则则高高频频时时最最大大相相移移为为-180°，，负负反反馈馈电电路路不不能能可可靠靠稳稳定，须采取消振措施；定，须采取消振措施；若若有有三三个个极极点点，，则则高高频频时时最最大大相相移移超超过过-180°，，负负反反馈馈电电路路肯肯定定会会自自激，必须采取消振措施；激，必须采取消振措施；（（2））消消除除自自激激最最简简便便的的方方法法：：调调整整反反馈馈电电阻阻阻阻值值使使 F下下降降。

此此法法缺缺点点：：F减小是有限的减小是有限的 F下降，此时反馈深度也减小下降，此时反馈深度也减小 四、常用消除自激的方法四、常用消除自激的方法 — 相位补偿相位补偿　　　　在在电电路路中中加加入入 C，，或或 R、、C 元元件件进进行行相相位位补补偿偿，，改改变变电电路路的的高高频频特特性，从而破坏自激条件性，从而破坏自激条件相位补偿形式相位补偿形式滞后补偿滞后补偿电容滞后电容滞后 RC 滞后滞后超前补偿：超前补偿：密勒效应补偿密勒效应补偿电容滞后补偿电容滞后补偿RC 滞后补偿滞后补偿密勒效应补偿密勒效应补偿+ECRbReRc1Rc2T2T1+ECRbReRc1Rc2T2T1+ECRbReRc1Rc2T2T1+ECRbRcTT1超前补偿超前补偿 负反馈放大电路应用举例负反馈放大电路应用举例 — 音调控制电路音调控制电路 源源级级跟随器跟随器 Ri高达高达1M  Ro低低负反馈式音调控制负反馈式音调控制高低音提升、衰减高低音提升、衰减输入输入输入输入电压并联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈 负反馈放大电路应用举例负反馈放大电路应用举例 — 音调控制电路音调控制电路 对高频短路对高频短路对低频开路对低频开路此时对低频放大倍数最大，高频放大倍数最小此时对低频放大倍数最大，高频放大倍数最小即提升低音，衰减高音即提升低音，衰减高音此时对高频放大倍数最大，低频放大倍数最小此时对高频放大倍数最大，低频放大倍数最小即提升高音，衰减低音即提升高音，衰减低音提升高音、衰减低音提升高音、衰减低音提升低音、衰减高音提升低音、衰减高音音量音量调节调节去耦去耦电路电路。