模电课件23第六章负反馈技术.ppt

1)电压串联负反馈电压串联负反馈6.3 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响1 1对电压增益对电压增益的影响的影响(2)电压并联负反馈电压并联负反馈(3)电流串联负反馈电流串联负反馈(4)电流并联负反馈电流并联负反馈2024/9/4模电课件结结论论：：无无论论是是哪哪一一种种形形式式的的负负反反馈馈电电路路其其电电压压放放大大倍倍数数ＡＡvfvf 均均比比无无反反馈馈时时的的电电压压放放大大倍倍数数A Av v减减少少1/1/（（1+1+ABAB））倍倍, ,但但注注意意对对不不同同的的反反馈形式，Ｂ、Ａ的定义不同馈形式，Ｂ、Ａ的定义不同. .同理可以推出对电流放大倍数同理可以推出对电流放大倍数A Aifif有类似的结有类似的结论论 2024/9/4模电课件2 提高闭环增益的稳定性提高闭环增益的稳定性 对上式的变量求微分对上式的变量求微分 两边同时除以两边同时除以Af，，得得 引入负反馈后，放大倍数的相对变化量引入负反馈后，放大倍数的相对变化量是无反馈时是无反馈时的的倍，即放大倍数的倍，即放大倍数的稳定性提高了稳定性提高了(1+(1+AB)AB)倍，但放大倍数却为原倍，但放大倍数却为原倍倍 来的来的对于深负反馈放大电路对于深负反馈放大电路 电路的放大倍数只与反馈系数电路的放大倍数只与反馈系数B有关，由有关，由于反馈网络的反馈系数于反馈网络的反馈系数B与放大电路的器与放大电路的器件参数、电源电压或负载等外界因素的件参数、电源电压或负载等外界因素的变化无关，所以，深度负反馈放大电路变化无关，所以，深度负反馈放大电路的放大倍数稳定的放大倍数稳定 2024/9/4模电课件3 扩展闭环增益的通频带扩展闭环增益的通频带 设无反馈时高频段的放大倍数为设无反馈时高频段的放大倍数为 上限频率则由上限频率则由fH变为变为 2024/9/4模电课件3 扩展闭环增益的通频带扩展闭环增益的通频带 设无反馈时低频段的放大倍数为设无反馈时低频段的放大倍数为 上限频率则由上限频率则由fL变为变为 2024/9/4模电课件下限频率则由下限频率则由fL变为变为 上限频率则由上限频率则由fH变为变为 无反馈时的通频带表示为无反馈时的通频带表示为 可见，总的通频带得到了展宽可见，总的通频带得到了展宽 引入负反馈后的通频带为引入负反馈后的通频带为 2024/9/4模电课件4减少非线性失真减少非线性失真 晶体管器件的非线性失真晶体管器件的非线性失真无反馈时产生的线性失真现象无反馈时产生的线性失真现象反馈网络反馈网络B(s)X f（（s））X d（（s））基本放大器基本放大器 A(s)Xi（（s））X o（（s））ΣΣ2024/9/4模电课件5改变放大器的输入电阻改变放大器的输入电阻 (1)(电压或电流电压或电流)串联负反馈串联负反馈放大器放大器 A(s)反馈网络反馈网络B(s)UfUdUiX o（（s））无反馈时的输入电阻为无反馈时的输入电阻为 Ri引入串联负反馈后引入串联负反馈后Rif引入串联负反馈后，引入串联负反馈后，输入电阻将增大输入电阻将增大 Ri2024/9/4模电课件5 5改变放大器的输入电阻改变放大器的输入电阻 (2)( (电压或电流电压或电流) )并联负反馈并联负反馈X o（（s））无反馈时的输入电阻为无反馈时的输入电阻为 Ri引入并联负反馈后引入并联负反馈后Rif引入并联负反馈后，引入并联负反馈后，输入电阻将减小输入电阻将减小 基本放大器基本放大器 A(s)Ui反馈网络反馈网络B(s)IiIdIfRi2024/9/4模电课件Ro是无反馈时放大电路的输出电阻，是无反馈时放大电路的输出电阻，Ao(s)是当负载电是当负载电阻阻RL开路时放大电路的放大倍数开路时放大电路的放大倍数 6改变放大器的输出电阻改变放大器的输出电阻 (1) 电压电压(并联、串联并联、串联) )负反馈负反馈反馈网络反馈网络B(s)放大器放大器 A(s)RoAo XdXf(s)Xi(s)ΣΣXd(s)UoIo引入电压负反馈后引入电压负反馈后只要引入电压负反馈，放大电路的输出电阻都将减小，只要引入电压负反馈，放大电路的输出电阻都将减小，成为无反馈时的成为无反馈时的 倍倍 电压负反馈能稳定输出电压电压负反馈能稳定输出电压 2024/9/4模电课件IoUoIoRo是无反馈时放大电路的输出电阻，是无反馈时放大电路的输出电阻，Ao(s)是当负载电是当负载电阻阻RL开路时放大电路的放大倍数开路时放大电路的放大倍数 6改变放大器的输出电阻改变放大器的输出电阻 (2) 电流电流(并联、串联并联、串联) )负反馈负反馈反馈网络反馈网络B(s)放大器放大器 A(s)Xf(s)Xi(s)ΣΣXd(s)引入电流负反馈后引入电流负反馈后RoAo Xd只要引入电只要引入电流流负反馈，放大电路的输出电阻都将增加，负反馈，放大电路的输出电阻都将增加，成为无反馈时的成为无反馈时的 倍倍 电电流流负反馈能稳定输出电负反馈能稳定输出电流流2024/9/4模电课件7 7为改善性能而引入负反馈的一般原则为改善性能而引入负反馈的一般原则 （（1 1）需要稳定如静态工作点等直流量，）需要稳定如静态工作点等直流量，应该在放大电路中引入直流负反馈应该在放大电路中引入直流负反馈 （（2 2）同理，如果需要稳定放大电路的）同理，如果需要稳定放大电路的交流性能，应该引入交流负反馈交流性能，应该引入交流负反馈 （（3 3）需要稳定输出电压，应该在放大）需要稳定输出电压，应该在放大电路中引入电压负反馈；需要稳定输出电路中引入电压负反馈；需要稳定输出电流，应该引入电流负反馈。

电流，应该引入电流负反馈 （（4 4）如果需要提高输入电阻，应该引入）如果需要提高输入电阻，应该引入串联负反馈；而需要减小输入电阻，应串联负反馈；而需要减小输入电阻，应该引入并联负反馈该引入并联负反馈 负反馈的作用：负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带2024/9/4模电课件深度负反馈时深度负反馈时 6.4.1 6.4.1 具有深度负反馈放大电路的参数估算具有深度负反馈放大电路的参数估算 2024/9/4模电课件(1)电压串联负反馈电压串联负反馈(2)电压并联负反馈电压并联负反馈(3)电流串联负反馈电流串联负反馈(4)电流并联负反馈电流并联负反馈6.4.1 6.4.1 具有深度负反馈放大电路的参数估算具有深度负反馈放大电路的参数估算 在深度负反馈的条件下在深度负反馈的条件下 2024/9/4模电课件深度负反馈时深度负反馈时 并联负反馈并联负反馈串联负反馈串联负反馈电流负反馈电流负反馈电压负反馈电压负反馈反馈环反馈环内深度内深度负反馈负反馈并联型反馈，将（输入）并联型反馈，将（输入）反馈反馈端短路（接地）端短路（接地）串联型反馈，将（输入）串联型反馈，将（输入）反馈反馈端短路断开端短路断开电流型反馈，将（放大器）三极管输出端开路电流型反馈，将（放大器）三极管输出端开路电压型反馈，将（放大器）三极管输出端短路（接地）电压型反馈，将（放大器）三极管输出端短路（接地）2024/9/4模电课件Rf例：电路如图所示例：电路如图所示 1)为引入串联负反馈，为引入串联负反馈，M，，N中哪一点和中哪一点和P点相连，点相连，K点接到何处？点接到何处？ T1T2T3T4+15V- -15VRcRcRLKR1R1ReMNPb1b21) K点接到点接到T2的的基极基极b2 M点接到点接到P点点2)设为深度负反馈，设为深度负反馈，求求Auf 电压串联负反馈电压串联负反馈ufuo3)设功率管的设功率管的UCES=1V，，求最大输出功率求最大输出功率POMAX令输入端口断开令输入端口断开串联型反馈，将（输入）串联型反馈，将（输入）反馈反馈端短路断开端短路断开电压型反馈，将（放大器）三极管输出端短路（接地）电压型反馈，将（放大器）三极管输出端短路（接地）2024/9/4模电课件R1RC1uO- -uiRe2○○○+- -RFRe1RC2C2C1+ ++EC【例【例2 2】电路的级间反馈满足深度负反馈条件，试估】电路的级间反馈满足深度负反馈条件，试估算电路的闭环电压增益。

算电路的闭环电压增益反馈组态：电流并联负反馈反馈组态：电流并联负反馈ie2令输入端口短路标出令输入端口短路标出i if f电压型反馈，将（放大器）三极管输出端短路（接地）电压型反馈，将（放大器）三极管输出端短路（接地）2024/9/4模电课件作业：作业：P235P2356.5 6.5 ，， 6.6 6.6 ，， 6.7 6.7 ，， 6.8 6.8 ，，6.9 6.9 ，，2024/9/4模电课件6.4.2 6.4.2 利用方框图法进行分析计算利用方框图法进行分析计算 方块图法就是首先把一个实际的负反馈放大电路分解方块图法就是首先把一个实际的负反馈放大电路分解成基本放大器成基本放大器A和反馈网络和反馈网络B两部分两部分 (1)分离基本放大电路分离基本放大电路A A的方法的方法 ① ① 如果是电压型反馈，令输出端口短路如果是电压型反馈，令输出端口短路, ,此时反此时反馈放大器的输入回路即为基本放大器的输入回路馈放大器的输入回路即为基本放大器的输入回路 ② ② 如果是电流型反馈，令输出端口开路，反馈放如果是电流型反馈，令输出端口开路，反馈放大器的输入回路即为基本放大器的输入回路大器的输入回路即为基本放大器的输入回路 ③ ③ 如果是串联型反馈，将输入端如果是串联型反馈，将输入端A、、B两网络断开，两网络断开，反馈放大器的输出回路即为基本放大器的输出回路反馈放大器的输出回路即为基本放大器的输出回路 ④ ④ 如果是并联型反馈，令输入端口短路如果是并联型反馈，令输入端口短路, ,反馈放大反馈放大器的输出回路即为输入端口短路器的输出回路即为输入端口短路基本放大器基本放大器 A(s)Uo反馈网络反馈网络B(s)UoIo基本放大器基本放大器 A(s)Uo反馈网络反馈网络B(s)Io基本放大器基本放大器 A(s)反馈网络反馈网络B(s)UfUdUi基本放大器基本放大器 A(s)Ui反馈网络反馈网络B(s)IiIdIf2024/9/4模电课件(2)利用方框图法求出反馈系数利用方框图法求出反馈系数B，，具体方法如下具体方法如下 ①①如果是串联型反馈，将输入端如果是串联型反馈，将输入端A、、B两网络断开，两网络断开，反馈放大器的输出回路即为基本放大器的输出回路反馈放大器的输出回路即为基本放大器的输出回路 ② ② 如果是并联型反馈，令输入端口短路如果是并联型反馈，令输入端口短路, ,反馈放大反馈放大器的输出回路即为输入端口短路器的输出回路即为输入端口短路基本放大器基本放大器 A(s)Ui反馈网络反馈网络B(s)IiIdIf基本放大器基本放大器 A(s)反馈网络反馈网络B(s)UfUdUi2024/9/4模电课件令输出端口短路令输出端口短路解：解：①①是电压串联负反馈电路是电压串联负反馈电路 Xf=uf uf6.4.3 利用方块图法进行分析计算实例利用方块图法进行分析计算实例 例例2：如图所示放大电路的交流通道，计算其闭环：如图所示放大电路的交流通道，计算其闭环电压增益电压增益Auf、、输入电阻输入电阻Rif和输出电阻和输出电阻Rof RLRc1usRsT1Re1T2Rc2Rf将输入端将输入端A、、B两网络断开两网络断开令输出端口短路令输出端口短路Re1Rf将输入端将输入端A、、B两网络断开两网络断开RLRc1usRsT1Re1T2Rc2RfRe1RfRLRc1usRsT1Re1T2Rc2RfRfRe1Rf② ② 根据基本放大器的交流等效电路根据基本放大器的交流等效电路可画出其微变等效电路可画出其微变等效电路 ③③反馈系数反馈系数rbe1e1β1ib1usRsRe1Rfb2Rc1β2ib2c2rbe2ib2ib1e2Rc2RfRe1RLuo1uo2b1b1c1c1e1b2c2e2ufuf 2024/9/4模电课件b1c1rbe1e1β1ib1usRsRe1Rfb2Rc1rbe1β2ib2c2ib2ib1e2Rc2RfRe1RLuo1uo④④开开环增益增益 ⑤⑤基本放大基本放大电路的路的输入、入、输出出电阻分阻分别为 kk2024/9/4模电课件⑥⑥开开环源增益源增益 ⑦⑦闭环电压增益增益为 在深度反在深度反馈时 ⑧⑧闭环输入、输出电阻闭环输入、输出电阻Auso为负载开路时的计及源内阻的开环增益为负载开路时的计及源内阻的开环增益 As源开环增益源开环增益 A开环增益开环增益 Rs→0,∞→0,∞ 电压源电压源→→0, ,电流源电流源→ → ∞ ∞ Aso为负载开路时的源开环增益为负载开路时的源开环增益 RL→∞→∞ As源开环增益源开环增益 2024/9/4模电课件例例3 3：已知放大电路如图所示，试计算电路的闭环：已知放大电路如图所示，试计算电路的闭环增益、输入电阻增益、输入电阻Rif和输出电阻和输出电阻Rof。

T1RcusRsRLuouiEcC1RfC2解：解：①①是电压并联负反馈电路是电压并联负反馈电路 令输出端口短路令输出端口短路T1RcusRsRLuouiEcRfifibiiT1RcusRsRLuouiEcRf将输入端口短路将输入端口短路 T1RcusRsRLuouiEcRfT1RcusRsRLuouiEcRfT1RcusRsRLuouiEcRfT1RcusRsRLuouiEcRfRf② ② 根据基本放大器的交流等效电路可画出根据基本放大器的交流等效电路可画出其微变等效电路其微变等效电路 usRsbβibcrbeibeRcRfRLuoRfbce③③反馈系数反馈系数ifis=us/RsRs2024/9/4模电课件④④开开环源增益源增益 bβibcrbeibeRcRfRLuoRfis=us/RsRs2024/9/4模电课件⑤⑤基本放大电路的输入、输出电阻分别为基本放大电路的输入、输出电阻分别为 bβibcrbeibeRcRfRLuoRfis=us/RsRs⑥⑥闭环闭环源源增益增益 用闭环用闭环源电压源电压增益表示为增益表示为 ⑦⑦分别求出闭环输入、输出电阻为分别求出闭环输入、输出电阻为 2024/9/4模电课件解：解：①①是电流并联负反馈电路是电流并联负反馈电路 令输出端口开路令输出端口开路将输入端口短路将输入端口短路 例例4 4：如图所示的两级负反馈放大电路的交流通：如图所示的两级负反馈放大电路的交流通道，计算其闭环电压增益道，计算其闭环电压增益Auf 、、输入电阻输入电阻Rif和输和输出电阻出电阻Rof uoRc1isRsT1RLRc2RfT2Re2iiifb1ib2iduoRc1isRsT1RLRc2RfT2Re2RfRe2② ② 根据基本放大器的交流等效电路根据基本放大器的交流等效电路可画出其微变等效电路可画出其微变等效电路 e1b2c1c2e2uo2is=us/RsRsRfRe1b1β1ib1c1rbe1ib1Rc1e2β2ib2rbe1ib2c2Rc2RLb2e1Re2Rfio③③反馈系数反馈系数2024/9/4模电课件④④由于计及源内阻的开环增益可以表示为由于计及源内阻的开环增益可以表示为 uo2is=us/RsRsRfRe1b1β1ib1c1rbe1ib1Rc1e2β2ib2rbe1ib2c2Rc2RLb2e1Re2Rf2024/9/4模电课件uo2is=us/RsRsRfRe1b1β1ib1c1rbe1ib1Rc1e2β2ib2rbe1ib2c2Rc2RLb2e1Re2Rf2024/9/4模电课件⑤⑤基本放大基本放大电路的路的输入、入、输出出电阻分阻分别为 ⑥⑥闭环源增益源增益 故故闭环电压增益增益为 其中其中 ：：RL'=Rc2 // RL uo2is=us/RsRsRfRe1b1β1ib1c1rbe1ib1Rc1e2β2ib2rbe1ib2c2Rc2RLb2e1Re2Rf2024/9/4模电课件⑦⑦分别求出闭环输入、输出电阻为分别求出闭环输入、输出电阻为 在深度负反馈时在深度负反馈时 uo2is=us/RsRsRfRe1b1β1ib1c1rbe1ib1Rc1e2β2ib2rbe1ib2c2Rc2RLb2e1Re2Rf2024/9/4模电课件6.4.4 6.4.4 反馈放大器反馈放大器ABAB网络分析法小结网络分析法小结（（1 1）首先要正确判断反馈类型）首先要正确判断反馈类型 （（2 2））将将负负反反馈馈放放大大电电路路分分解解成成A A和和B B网网络络，，电电压压求求和和时时，，信信号号源源为为戴戴维维南南电电路路形形式式，，电电流流求求和和时时，，信信号源为诺顿电路表示。

号源为诺顿电路表示 （（3 3））原原则则为为：：““串串联联开开路路、、并并联联短短路路” ” ““电电压压短短路，电流开路路，电流开路””（（4 4））由由基基本本反反馈馈方方程程求求A Af f(s)(s)，，并并根根据据闭闭环环输输入入、、输出电阻公式计算输出电阻公式计算R Rifif、、R Rofof 2024/9/4模电课件作业作业P234P2346.10 6.116.10 6.11kk2024/9/4模电课件6.5 负反馈对放大器频域和时域特性的影响负反馈对放大器频域和时域特性的影响一、负反馈对放大器传一、负反馈对放大器传输函数极零点的影响输函数极零点的影响 如果反馈网络如果反馈网络B为纯电阻为纯电阻性网性网, ,B(s)=B 纯电阻负反馈纯电阻负反馈极点与零点的数目不会改变极点与零点的数目不会改变零点值不变零点值不变闭环极点的值随反馈系数闭环极点的值随反馈系数B B的大小变化而变化的大小变化而变化2024/9/4模电课件下限频率则由下限频率则由fL变为变为 上限频率则由上限频率则由fH变为变为 无反馈时的通频带表示为无反馈时的通频带表示为 可见，总的通频带得到了展宽可见，总的通频带得到了展宽 引入负反馈后的通频带为引入负反馈后的通频带为 2．．单极点闭环系统的响应特性单极点闭环系统的响应特性 kk2024/9/4模电课件1．．00．．92．．单极点闭环系统的响应特性单极点闭环系统的响应特性 对时域的影响对时域的影响设负反馈系统输入信号为阶跃信号设负反馈系统输入信号为阶跃信号 输出信号输出信号上式求反拉氏变换上式求反拉氏变换, ,可得可得: : 上升时间上升时间: : 无反馈时无反馈时: : 上升时间上升时间: : 结论结论: : 单单极极点点低低通通负负反反馈馈系系统统上上升升时时间间和和通通频频带带的的乘乘积积= = 常数常数负负反反馈馈使使频频带带展展宽宽(1+AB)倍倍, ,上上升升时时间间下下降降到到(1+AB)分之一分之一. . 2024/9/4模电课件。