模電課件第七章

1、1第七章第七章 反饋放大電路反饋放大電路7.1 反饋的基本概念與分類反饋的基本概念與分類7.2 負(fù)反饋放大電路的方框圖及增負(fù)反饋放大電路的方框圖及增 益的一般表達(dá)式益的一般表達(dá)式7.3 負(fù)反饋對放大電路性能的改善負(fù)反饋對放大電路性能的改善7.4 負(fù)反饋放大電路的分析方法負(fù)反饋放大電路的分析方法7.5 負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題27.1 反饋的基本概念與分類反饋的基本概念與分類7.1.1 基本概念基本概念 放大電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式引放大電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。要研究哪些問題

2、？要研究哪些問題？怎樣引回怎樣引回是從輸出是從輸出電壓還是電壓還是輸出電流輸出電流引出反饋引出反饋多少多少怎樣引出怎樣引出反饋放大電路可用方反饋放大電路可用方框圖表示。框圖表示。影響放大電路的輸入影響放大電路的輸入電壓還是輸入電流電壓還是輸入電流1.什么是反饋什么是反饋32.正反饋和負(fù)反饋正反饋和負(fù)反饋 從反饋的結(jié)果來判斷，凡反饋的結(jié)果使輸出從反饋的結(jié)果來判斷，凡反饋的結(jié)果使輸出量的變化減小的為負(fù)反饋，否則為正反饋；量的變化減小的為負(fù)反饋，否則為正反饋；引入反饋后其變化是引入反饋后其變化是增大？還是減??？增大？還是減??？引入反饋后其變化是增大？引入反饋后其變化是增大？還是減??？還是減?。?或者

3、，凡反饋的結(jié)果使凈輸入量減小的為負(fù)反或者，凡反饋的結(jié)果使凈輸入量減小的為負(fù)反饋，否則為正反饋。饋，否則為正反饋。43.直流反饋和交流反饋直流反饋和交流反饋 直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。路中存在的反饋稱為交流反饋。引入交流負(fù)反饋引入交流負(fù)反饋引入直流負(fù)反饋引入直流負(fù)反饋54.局部反饋和級間反饋局部反饋和級間反饋 只對多級放大電路中某一級起反饋?zhàn)饔玫姆Q為局部只對多級放大電路中某一級起反饋?zhàn)饔玫姆Q為局部反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸入回路的稱為級間反饋。入回路

4、的稱為級間反饋。通過通過R3引入的是局部反饋引入的是局部反饋通過通過R4引入的是級間反饋引入的是級間反饋通常，重點(diǎn)研究級間反饋或稱總體反饋。通常，重點(diǎn)研究級間反饋或稱總體反饋。67.1.2 四種類型的反饋組態(tài)四種類型的反饋組態(tài) 將輸出電壓的一部分或全將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電壓反饋，即輸入量的為電壓反饋，即ooUX 將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電流反饋，即輸入量的為電流反饋，即ooIX 描述放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出端的連接方式，即描述放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出端的連接

5、方式，即反饋網(wǎng)絡(luò)的取樣對象。反饋網(wǎng)絡(luò)的取樣對象。1.電壓反饋和電流反饋電壓反饋和電流反饋72.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋 描述放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入端的連接方式，描述放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入端的連接方式，即輸入量、反饋量、凈輸入量的疊加關(guān)系。即輸入量、反饋量、凈輸入量的疊加關(guān)系。fiiUUU-串聯(lián)負(fù)反饋fiiIII-并聯(lián)負(fù)反饋+_負(fù)反饋負(fù)反饋83.四種反饋組態(tài)四種反饋組態(tài)：注意量綱注意量綱電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋 為什么在并為什么在并聯(lián)負(fù)反饋電路聯(lián)負(fù)反饋電路中不加恒壓源中不加恒壓源信號？信號？ 為什么在串為什么在串聯(lián)負(fù)反饋電路聯(lián)負(fù)反饋電路中不加恒流源

6、中不加恒流源信號？信號？94. 反饋的判斷反饋的判斷 “找聯(lián)系找聯(lián)系”：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，若有則有反：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，若有則有反饋，否則無反饋。饋，否則無反饋。有反饋嗎？有反饋嗎？將輸出電壓全將輸出電壓全部反饋回去部反饋回去無反饋無反饋1)有無反饋的判斷有無反饋的判斷即在輸入回路即在輸入回路又在輸出回路又在輸出回路102)直流反饋和交流反饋的判斷直流反饋和交流反饋的判斷“看通路看通路”，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。設(shè)以下電路中所有電容對交流信號均可視為短路。設(shè)以下電路中所有電容對交流信號均可視為短路。僅有直僅有直流反饋流反

7、饋僅有交流反饋僅有交流反饋交、直流反饋共存交、直流反饋共存僅有直僅有直流反饋流反饋113)正、負(fù)反饋（反饋極性）的判斷正、負(fù)反饋（反饋極性）的判斷“看反饋的結(jié)果看反饋的結(jié)果” ” ，即凈輸入量是被增大還是被減小。，即凈輸入量是被增大還是被減小。瞬時(shí)極性法：瞬時(shí)極性法： 給定給定 的瞬時(shí)極性，的瞬時(shí)極性，并以此為依據(jù)分析電路中并以此為依據(jù)分析電路中各電流、電位的極性從而各電流、電位的極性從而得到得到 的極性；的極性；iXoX的極性的極性 的極性的極性 、 、 的疊加關(guān)系的疊加關(guān)系oXfXiXfXiXfiifii IIIUUU或正反饋正反饋負(fù)反饋負(fù)反饋fiifii IIIUUU或12FuFIDuu

8、u反饋量是僅僅決定于輸出量的物理量。反饋量是僅僅決定于輸出量的物理量。O211FuRRRu13 在判斷集成運(yùn)放構(gòu)成的反饋放大電路的反饋極性時(shí)，凈在判斷集成運(yùn)放構(gòu)成的反饋放大電路的反饋極性時(shí)，凈輸入電壓指的是集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電位差，凈輸入電輸入電壓指的是集成運(yùn)放兩個(gè)輸入端的電位差，凈輸入電流指的是同相輸入端或反相輸入端的電流。流指的是同相輸入端或反相輸入端的電流。2ON2RuuiR反饋量反饋量反饋電流反饋電流反饋量僅決定于輸出量反饋量僅決定于輸出量凈輸入電流減小，引入了負(fù)反饋凈輸入電流減小，引入了負(fù)反饋凈輸入電流凈輸入電流增大，引入增大，引入了正反饋了正反饋144)電壓反饋和電流反饋的判斷電

9、壓反饋和電流反饋的判斷電路引入了電壓負(fù)反饋電路引入了電壓負(fù)反饋 令輸出電壓為令輸出電壓為0，若反饋量隨之為，若反饋量隨之為0，則為電壓反饋；，則為電壓反饋；若反饋量依然存在，則為電流反饋。若反饋量依然存在，則為電流反饋。15電路引入了電流負(fù)反饋電路引入了電流負(fù)反饋反饋電流反饋電流 引入電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，引入電流負(fù)反饋穩(wěn)定引入電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，引入電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流！輸出電流！僅受基極電流的控制僅受基極電流的控制165)串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷FINiiiFIDuuu 在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的方式在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的

10、方式疊加，為串聯(lián)反饋；以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。疊加，為串聯(lián)反饋；以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。引入了并聯(lián)反饋引入了并聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋Fu17分立元件放大電路中反饋的分析分立元件放大電路中反饋的分析: : 圖示電路有無引入反饋？是直流反饋還是交流反饋？是圖示電路有無引入反饋？是直流反饋還是交流反饋？是正反饋還是負(fù)反饋？若為交流負(fù)反饋，其組態(tài)為哪種？正反饋還是負(fù)反饋？若為交流負(fù)反饋，其組態(tài)為哪種？ 3. 若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸入若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸入端跨接一電阻，則反饋的性質(zhì)有何變化？端跨接一電阻，則反饋的性質(zhì)有何變化？+_+_uF

11、 1. 若從第三級射若從第三級射極輸出，則電路引極輸出，則電路引入了哪種組態(tài)的交入了哪種組態(tài)的交流負(fù)反饋？流負(fù)反饋？ 2. 若在第三級的若在第三級的射極加旁路電容，射極加旁路電容，則反饋的性質(zhì)有何則反饋的性質(zhì)有何變化？變化？引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋?zhàn)饔?？作用?8分立元件放大電路中的凈輸入量和輸出電流分立元件放大電路中的凈輸入量和輸出電流n在判斷分立元件反饋放大電路的反饋極性時(shí)，凈輸入在判斷分立元件反饋放大電路的反饋極性時(shí)，凈輸入電壓常指輸入級晶體管的電壓常指輸入級晶體管的b-e（e-b）間或場效應(yīng)管）間或場效應(yīng)管g-s（s-g）間的電位差，凈輸入電流常指輸入級晶體管）間的電位

12、差，凈輸入電流常指輸入級晶體管的基極電流（射極電流）或場效應(yīng)管的柵極（源極）的基極電流（射極電流）或場效應(yīng)管的柵極（源極）電流。電流。n在分立元件電流負(fù)反饋放大電路中，反饋量常取自于在分立元件電流負(fù)反饋放大電路中，反饋量常取自于輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流，而不是負(fù)輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流，而不是負(fù)載上的電流；此時(shí)稱輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)載上的電流；此時(shí)稱輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流為輸出電流，反饋的結(jié)果將穩(wěn)定該電流。射極電流為輸出電流，反饋的結(jié)果將穩(wěn)定該電流。19斷開反饋，且斷開反饋，且考慮反饋網(wǎng)絡(luò)考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載效應(yīng)的負(fù)載效應(yīng)決定反饋量和輸出量關(guān)系決定反

13、饋量和輸出量關(guān)系的所有元件所組成的網(wǎng)絡(luò)的所有元件所組成的網(wǎng)絡(luò)負(fù)反饋放大電路負(fù)反饋放大電路的基本放大電路的基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)方框圖中信號是單向流通的。方框圖中信號是單向流通的。ioXXA基本放大電路的放大倍數(shù)基本放大電路的放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋系數(shù)ofXXF反饋放大電路的放大倍數(shù)反饋放大電路的放大倍數(shù)iofXXA7.2 負(fù)反饋放大電路的方框圖及增負(fù)反饋放大電路的方框圖及增 益的一般表達(dá)式益的一般表達(dá)式 7.2.1 負(fù)反饋放大電路的方框圖負(fù)反饋放大電路的方框圖20ioXXAofXXFiofXXAiiioiifiif XFAXXAXFXXAXXXAA反饋組態(tài)反饋組態(tài)功能功能電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電

14、壓控制電壓電壓控制電壓電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流控制電壓電流控制電壓電流串聯(lián)電流串聯(lián)電壓控制電流電壓控制電流電流并聯(lián)電流并聯(lián)電流控制電流電流控制電流AFfAioUUofUUioUUioIUofUIioIUioIIofIIioIIioUIofIUioUIFAAA1f7.2.2 負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式21反饋深度的討論反饋深度的討論: :一般負(fù)反饋稱為反饋深度FA 1FAAA 1F時(shí)， 11 ) 1 (FA， FAA時(shí)， 11 )2(FA深度負(fù)反饋正反饋時(shí)， 11 )3(FA， FAA自激振蕩時(shí)， 01 )4(FA， FAXsXfFXoAK+XiXidFFAAFAA

15、AF11 即放大電路在沒有輸入信號時(shí)，有輸出信號，稱為放大電路自激。即放大電路在沒有輸入信號時(shí)，有輸出信號，稱為放大電路自激。227.3 負(fù)反饋對放大電路性能的改善負(fù)反饋對放大電路性能的改善一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性在中頻段，放大倍數(shù)、反饋系數(shù)等均為實(shí)數(shù)。在中頻段，放大倍數(shù)、反饋系數(shù)等均為實(shí)數(shù)。AFAA1fAAAFAAd11dff2f)1(1ddAFAA2f)1(ddAFAA說明放大倍數(shù)減小到基本放大電路的說明放大倍數(shù)減小到基本放大電路的 ，AF11）（AF1放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是基本放大電路的放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是基本放大電路的 倍。倍。23二、改變輸入電阻和輸出電阻二、改變輸

16、入電阻和輸出電阻1.對輸入電阻的影響對輸入電阻的影響iiiIUR iif)1 (RAFR 對輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大電路在輸對輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大電路在輸入端的接法有關(guān)，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。入端的接法有關(guān)，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。iiiifiiiifIAFUUIUUIUR24串聯(lián)負(fù)反饋對輸入電阻影響的討論串聯(lián)負(fù)反饋對輸入電阻影響的討論: :iif)1 (RAFR 引入串聯(lián)負(fù)反饋，使引入反饋的支路的等效電阻增大引入串聯(lián)負(fù)反饋，使引入反饋的支路的等效電阻增大到原來的（到原來的（1 1AFAF）倍。）倍。 引入串聯(lián)負(fù)反饋，對圖示兩電路的輸入電阻所產(chǎn)生的

17、引入串聯(lián)負(fù)反饋，對圖示兩電路的輸入電阻所產(chǎn)生的影響一樣碼？影響一樣碼？ Rb1支路在引入反饋前后對輸入電阻的影響有無變化？支路在引入反饋前后對輸入電阻的影響有無變化？Fu252.對輸出電阻的影響對輸出電阻的影響 對輸出電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大電路在輸出對輸出電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大電路在輸出端的接法有關(guān)，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。端的接法有關(guān)，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。AFRR1oof引入電壓負(fù)反饋時(shí)引入電壓負(fù)反饋時(shí)引入電流負(fù)反饋時(shí)引入電流負(fù)反饋時(shí)oof)1 (RAFR 電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出具有恒壓特性，因而電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出具有恒壓特性，因而

18、輸出電阻減小。輸出電阻減小。 電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流，使輸出具有恒流特性，因而電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流，使輸出具有恒流特性，因而輸出電阻增大。輸出電阻增大。267.4 負(fù)反饋放大電路的分析方法負(fù)反饋放大電路的分析方法 7.4.1 深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算。，則若 1 11 fFAFAFAAA1f。電路引入的才為負(fù)反饋，只有0FA符號相同。、在中頻段，通常， fAFA環(huán)路放環(huán)路放大倍數(shù)大倍數(shù)1.增益的近似表達(dá)式增益的近似表達(dá)式27sL21sLsf)1 (1RRRRRRFAiiu212ofRRRIIFii211ofRRRUUFuu12f11RRFAuuuu282.虛短概念

19、的應(yīng)用虛短概念的應(yīng)用。，即，則若 1 11 fifXXFAFA凈輸入量凈輸入量忽略不計(jì)忽略不計(jì)fifi IIUU在并聯(lián)負(fù)反饋電路中，饋電路中，上式說明：在串聯(lián)負(fù)反利用利用“虛短虛短”、“虛斷虛斷”求解電路求解電路1IIF21 RuiiuuRR，121RRAu)(211IORRRuu29利用利用“虛短虛短”、“虛斷虛斷”求解電路求解電路1I12IPN RuiiuuuRR，L31321ILOIOfRRRRRRuRiuuAu3I1233)1 (21RuRRRuuiRRRI3132132OuRRRRRiiiRR30引入負(fù)反饋的一般原則引入負(fù)反饋的一般原則n穩(wěn)定穩(wěn)定Q點(diǎn)應(yīng)引入直流負(fù)反饋，改善動(dòng)態(tài)性能應(yīng)引

20、入交流負(fù)點(diǎn)應(yīng)引入直流負(fù)反饋，改善動(dòng)態(tài)性能應(yīng)引入交流負(fù)反饋；反饋；n根據(jù)信號源特點(diǎn)，增大輸入電阻應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋，減小根據(jù)信號源特點(diǎn)，增大輸入電阻應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋，減小輸入電阻應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋；輸入電阻應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋；n根據(jù)負(fù)載需要，需輸出穩(wěn)定電壓（即減小輸出電阻）的應(yīng)根據(jù)負(fù)載需要，需輸出穩(wěn)定電壓（即減小輸出電阻）的應(yīng)引入電壓負(fù)反饋，需輸出穩(wěn)定電流（即增大輸出電阻）的引入電壓負(fù)反饋，需輸出穩(wěn)定電流（即增大輸出電阻）的應(yīng)引入電流負(fù)反饋；應(yīng)引入電流負(fù)反饋；n從信號轉(zhuǎn)換關(guān)系上看，輸出電壓是輸入電壓受控源的為電從信號轉(zhuǎn)換關(guān)系上看，輸出電壓是輸入電壓受控源的為電壓串聯(lián)負(fù)反饋，輸出電壓是輸入電流受控源的為電壓并聯(lián)壓串聯(lián)負(fù)反饋，輸出電壓是輸入電流受控源的為電壓并聯(lián)負(fù)反饋，輸出電流是輸入電壓受控源的為電流串聯(lián)負(fù)反饋，負(fù)反饋，輸出電流是輸入電壓受控源的為電流串聯(lián)負(fù)反饋，輸出電流是輸入電流受控源的為電流并聯(lián)負(fù)反饋；輸出電流是輸入電流受控源的為電流并聯(lián)負(fù)反饋； 當(dāng)當(dāng)(1AF) 1時(shí)，它們的轉(zhuǎn)換系數(shù)均約為時(shí)，它們的轉(zhuǎn)換系數(shù)均約為1/F。31 討論一討論一 求解在深度負(fù)反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。求解在深度負(fù)反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。e3fe1e3e1fRRRRRIUFo)(L3ce3e1e3fe1ioR