放大電路中的反饋73PPT課件

1、1第六章第六章 放大電路中的反饋放大電路中的反饋6.1 6.1 反饋的概念及判斷反饋的概念及判斷6.2 6.2 負反饋放大電路的方框圖及放大倍數(shù)的估算負反饋放大電路的方框圖及放大倍數(shù)的估算6.3 6.3 交流負反饋對放大電路性能的影響交流負反饋對放大電路性能的影響6.4 6.4 負反饋放大電路的穩(wěn)定性負反饋放大電路的穩(wěn)定性6.5 6.5 放大電路中反饋的其它問題放大電路中反饋的其它問題第1頁/共87頁2本章基本要求本章基本要求 會判：判斷電路中有無反饋及反饋的性質(zhì) 會算：估算深度負反饋條件下的放大倍數(shù) 會引：根據(jù)需求引入合適的反饋 會判振消振：判斷電路是否能穩(wěn)定工作，會消除自激振蕩。第2頁/共

2、87頁36.16.1 反饋的概念及判斷反饋的概念及判斷一、反饋的基本概念一、反饋的基本概念二、交流負反饋的四種組態(tài)二、交流負反饋的四種組態(tài)三、反饋的判斷三、反饋的判斷第3頁/共87頁41. 什么是反饋 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。一、反饋的基本概念一、反饋的基本概念要研究哪些問題？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 反饋放大電路可用反饋放大電路可用方框圖表示。方框圖表示。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第4頁/共87頁52.

3、 2. 正反饋和負反饋正反饋和負反饋 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反饋，否則為正反饋；引入反饋后其變化是增大？還是減??？引入反饋后其變化是增大？還是減?。?凡反饋的結(jié)果使凈輸入量減小的為負反饋，否則為正反饋。BEBEuuu凈輸入凈輸入第5頁/共87頁63. 3. 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通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通，交流通路中存在的反饋稱為路中存在的反饋稱為交流反饋。引入交流負反饋引入交流負反饋引入直流負反饋引入直流負反饋第6頁/共87頁74. 4. 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

4、饋作用的稱為只對多級放大電路中某一級起反饋作用的稱為局部反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸，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入回路的稱為級間反饋。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，重點研究級間反饋或稱總體反饋。通常，重點研究級間反饋或稱總體反饋。第7頁/共87頁8 將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電壓反饋，即ooUX 描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸出端的連接方式，即反饋網(wǎng)絡的取樣對象。5. 電壓反饋IiFiBiBIFiiifFXI 0oXU iBXI iIXI 第8頁/共87頁9 將

5、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ooIX6.電流反饋fEXU 0oXI iBEXU iIXU BEBEUUU第9頁/共87頁107. 7. 串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋 描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸入端的連接方式，即輸入量、反饋量、凈輸入量的疊加關系。fiiUUU+_負反饋負反饋BEBEUUU凈輸入 如何變化？fEXU 0oXU iBEXU Iu iIXU 輸入端的連接方式：串聯(lián)第10頁/共87頁11fiiIII-并聯(lián)負反饋+_7.并聯(lián)反饋BIFIII凈輸入 如何變化？fFXI 0oXU iBXI iIXI 輸入端的連接方式：并聯(lián)（電流分流）第11頁/共87頁123. 3.

6、 四種反饋組態(tài)四種反饋組態(tài)：注意量綱電壓串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋 為什么在并為什么在并聯(lián)負反饋電路聯(lián)負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)負反饋電路聯(lián)負反饋電路中不加恒流源中不加恒流源信號？信號？第12頁/共87頁13三、反饋的判斷三、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. 有無反饋的判斷即在輸入回路即在輸入回路又在輸出回路又在輸出回路第13頁/共87頁1

7、42. 2. 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。設以下電路中所有電容對交流信號均可視為短路。設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第14頁/共87頁153. 3. 正、負反饋（反饋極性）的判正、負反饋（反饋極性）的判斷斷“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。瞬時極性法：瞬時極性法： 給定給定 的瞬時極性，的瞬時極性，并以此

8、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 、 、 的疊加關系的疊加關系oXfXiXfXiXfiifii IIIUUU或正反饋正反饋負反饋負反饋fiifii IIIUUU或第15頁/共87頁163. 3. 正、負反饋的判斷正、負反饋的判斷FuFIDuuu反饋量是僅僅決定于輸出量的物理量。O211FuRRRu第16頁/共87頁17 在判斷集成運放構成的反饋放大電路的反饋極性時，在判斷集成運放構成的反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電壓指的是集成運放兩個輸入端的電位差，凈輸入凈輸入電壓指的是集成運放兩

9、個輸入端的電位差，凈輸入電流指的是同相輸入端或反相輸入端的電流。電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反饋量僅決定于輸出量量凈輸入電流減小，引入了負反饋凈輸入電流減小，引入了負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第17頁/共87頁184. 4. 電壓反饋和電流反饋的判斷電壓反饋和電流反饋的判斷電路引入了電壓負反饋電路引入了電壓負反饋 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。第18頁/共87頁

10、194. 4. 電壓反饋和電流反饋的判斷電壓反饋和電流反饋的判斷電路引入了電流負反饋電路引入了電流負反饋反饋電流反饋電流 引入電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，引入電流負反饋穩(wěn)定引入電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，引入電流負反饋穩(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第19頁/共87頁205. 5. 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

11、串聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋Fu第20頁/共87頁21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？是正反饋還是負反饋？若為交流負反饋，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 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)的交流負反饋？流負反饋？ 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？

12、變化？引入了電流串聯(lián)負反饋引入了電流串聯(lián)負反饋作用？作用？第21頁/共87頁22分立元件放大電路中的凈輸入量和輸出電分立元件放大電路中的凈輸入量和輸出電流流 在判斷分立元件反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電壓常指輸入級晶體管的b-e（e-b）間或場效應管g-s（s-g）間的電位差，凈輸入電流常指輸入級晶體管的基極電流（射極電流）或場效應管的柵極（源極）電流。 在分立元件電流負反饋放大電路中，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，而不是負載上的電流；此時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。第22頁/共87頁236.26.2 負反饋放大電路的方框

13、圖負反饋放大電路的方框圖及放大倍數(shù)的估算及放大倍數(shù)的估算一、負反饋放大電路的方框圖一、負反饋放大電路的方框圖二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式三、深度負反饋的實質(zhì)三、深度負反饋的實質(zhì)四、基于反饋系數(shù)的放大倍數(shù)的估算方法四、基于反饋系數(shù)的放大倍數(shù)的估算方法五、基于理想運放的放大倍數(shù)的計算方法五、基于理想運放的放大倍數(shù)的計算方法第23頁/共87頁24一、負反饋放大電路的方框圖一、負反饋放大電路的方框圖斷開反饋，且考斷開反饋，且考慮反饋網(wǎng)絡的負慮反饋網(wǎng)絡的負載效應載效應決定反饋量和輸出量關系的決定反饋量和輸出量關系的所有元件所組成的網(wǎng)絡所有元件所組成的網(wǎng)絡負

14、反饋放大電路負反饋放大電路的基本放大電路的基本放大電路反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡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)iofXXA第24頁/共87頁25二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達二、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式式ioXXAofXXFiofXXAiiioiifiif 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

15、聯(lián)電流控制電流電流控制電流AFfAioUUofUUioUUioIUofUIioIUioIIofIIioIIioUIofIUioUIFAAA1f第25頁/共87頁26三、深度負反饋的實質(zhì)三、深度負反饋的實質(zhì)。，即，則若 1 11 fifXXFAFAFAAA1f凈輸入量忽凈輸入量忽略不計略不計fifi IIUU在并聯(lián)負反饋電路中，饋電路中，上式說明：在串聯(lián)負反。電路引入的才為負反饋，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)第26頁/共87頁27四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方四、基于反饋系數(shù)的電壓放大倍數(shù)的估算方法法1. 電壓串聯(lián)負反饋電路uuuuFUUUUA

16、1foiofofUUFuu211ofRRRUUFuu2ff111uuuuuRAAFR1fo12RUURR 深度反饋0,iififUUUUU 第27頁/共87頁282. 2. 電壓并聯(lián)負反饋電路電壓并聯(lián)負反饋電路 ofUIFiuRif很小很小ooosfsssisuUUUAUI RI R ofsss111uifiuUAI RRFR ooif1uifiuUUAIIFsssifUI RI R為什么為什么?為什么為什么?0,iififIIIII 深度反饋第28頁/共87頁292. 2. 電壓并聯(lián)負反饋電電壓并聯(lián)負反饋電路路oosfsss11ufiuUUAUI RFR12ssf11RRRFAiuuofUI

17、Fiu2of1RUIFiuNOO22ifUUUIIRR 第29頁/共87頁303. 3. 電流串聯(lián)負反饋電流電流串聯(lián)負反饋電流ooLffLLif1uiuuiUIRAA RRUUF ofIUFui1ofRIUFuiFuLfL11uuiRARFRf1oUR I ooLUR I oofif1iuuiIIAUUF深度反饋0,iififUUUUU 第30頁/共87頁314. 4. 電流并聯(lián)負反饋電路電流并聯(lián)負反饋電路L1Lsfs2s1(1)uiiRRRAFRRR ofIIFii212ofRRRIIFiiooLLLsffssss1uiifiiUI RRRAAUI RRFRssfsooLiUI RI RUI

18、 R，2fo12RIIRR oof1iiifiiIIAIIF0,iififIIIII 深度反饋第31頁/共87頁32深度負反饋條件下四種組態(tài)負反饋放大深度負反饋條件下四種組態(tài)負反饋放大電路的電壓放大倍數(shù)電路的電壓放大倍數(shù)反饋組態(tài)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電流并聯(lián)sff uuAA或oofif1uuuUUAUUF osfss11uiuUAUFR ofLi1uuiUARUF oLsfss1uiiURAUFR 與負載無關與負載無關與總負載成與總負載成線性關系線性關系第32頁/共87頁33 討論一討論一 求解在深度負反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。e3fe1e3e1f

19、RRRRRIUFo)(L3ce3e1e3fe1ioRRRRRRRUUAuf+_+_uF比較兩電路比較兩電路_第33頁/共87頁34 討論二討論二 求解在深度負反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。 1. 第三級從射極輸出；第三級從射極輸出； 2. 若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸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。入端跨接一電阻。e1ff1RRAusfRRAuR第34頁/共87頁35五、基于理想運放的電壓放大倍數(shù)的計算方五、基于理想運放的電壓放大倍數(shù)的計算方法法1. 理想運放參數(shù)特點：Aod，rid， ro0，fH ，所有失調(diào)因素、溫漂、噪聲均為零。所有失調(diào)因素、溫漂、

20、噪聲均為零。2. 理想運放工作在線性區(qū)的電路特征：引入交、直流負：引入交、直流負反饋反饋因為因為uO為有限值，為有限值， Aod，所以所以 uNuP0，即即uNuP虛短路虛短路因為因為r ridid，所以所以 iNiP0 0虛斷路虛斷路求解放大倍數(shù)的求解放大倍數(shù)的基本出發(fā)點基本出發(fā)點無源網(wǎng)絡無源網(wǎng)絡3. 理想運放工作在線性區(qū)的特點第35頁/共87頁36利用利用“虛短虛短”、“虛斷虛斷”求解電路求解電路1IIF21 RuiiuuRR，121RRAu)(211IORRRuu第36頁/共87頁37利用利用“虛短虛短”、“虛斷虛斷”求解電路。求解電路。1I12IPN RuiiuuuRR，L31321I

21、LOIOfRRRRRRuRiuuAu3I1233)1 (21RuRRRuuiRRRI3132132OuRRRRRiiiRR第37頁/共87頁38fu 設所有的電容對交設所有的電容對交流信號均可視為短路。試流信號均可視為短路。試說明電路中是否引入了交說明電路中是否引入了交流負反饋；如引入了，則流負反饋；如引入了，則說明其組態(tài)。說明其組態(tài)。fu電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋討論討論電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋?fuA92L7732f)/)(RRRRRRRAu第38頁/共87頁396.36.3 交流負反饋對放大電路性交流負反饋對放大電路性能的影響能的影響一、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

22、二、改變輸入電阻和輸出電阻二、改變輸入電阻和輸出電阻三、展寬頻帶三、展寬頻帶四、減小非線性失真四、減小非線性失真五、引入負反饋的一般原則五、引入負反饋的一般原則第39頁/共87頁40一、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)等均為實數(shù)。在中頻段，放大倍數(shù)、反饋系數(shù)等均為實數(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。第40頁/共87頁41二、改變輸入電阻和輸出電阻

23、二、改變輸入電阻和輸出電阻1. 對輸入電阻的影響iiiURI ifi(1)RAF R 對輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡和基本放大電路在輸入端的接法有關，對輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡和基本放大電路在輸入端的接法有關，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。iifiiiifiiii(1)(1)iUUUUAFUURAFAF RIIII fioUFXAFU oiXAU 串聯(lián)負反饋增大輸入電阻引入串聯(lián)反饋，反饋越深，輸入電阻越大。引入串聯(lián)反饋，反饋越深，輸入電阻越大。結(jié)論結(jié)論第41頁/共87頁42串聯(lián)負反饋對輸入電阻影響的討論串聯(lián)負反饋對輸入電阻影響的討論 引入串聯(lián)負反饋，對圖示兩電

24、路的輸入電阻所產(chǎn)生的引入串聯(lián)負反饋，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？Fuiif)1 (RAFR 引入串聯(lián)負反饋，使引入反饋的支路的等效電阻增大引入串聯(lián)負反饋，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。第42頁/共87頁43iiiURI iif1RRAF 并聯(lián)負反饋減小輸入電阻。fioIFXAFI oiXAI iiiiifiifiii111iRUUUURIIIIAFIIAFAF引入并聯(lián)反饋，反饋越深，輸入電阻越小。結(jié)論第43頁/共87頁442 2、

25、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)絡和基本放大電路在輸出端的接法有關，即決定對輸出電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡和基本放大電路在輸出端的接法有關，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。于是電壓反饋還是電流反饋。oof1ooURRIAF 引入電壓負反饋時引入電壓負反饋時 電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出具有恒壓特性，因而輸出電阻減小。電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出具有恒壓特性，因而輸出電阻減小。ifXX foXFU oIoUoAFU ()1ooooooUAFUAFIURR 引入電壓反饋，反饋越深，輸出電阻越小，引入電壓反饋，反饋越深，輸出電阻越小，uo越穩(wěn)定。越穩(wěn)定。結(jié)論結(jié)論第44頁

26、/共87頁45引入電流負反饋時引入電流負反饋時ofo(1)ooURAF RI 電流負反饋穩(wěn)定輸出電流，使輸出具有恒流特性，因而電流負反饋穩(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。ifXX foXFI oIoUoAFI 0iX oAFofRoR()ooooUIAFIR (1)oooUAF IR 引入電流反饋，反饋越深，引入電流反饋，反饋越深，輸出電阻越大，輸出電阻越大，io越穩(wěn)定。越穩(wěn)定。結(jié)論結(jié)論第45頁/共87頁46電流負反饋對輸出電阻影響的討電流負反饋對輸出電阻影響的討論論oof)1 (RAFRRc2支路在引入反饋前后對輸出電阻的影響有無變化？支路在引入反饋前后對輸出

27、電阻的影響有無變化？ 引入電流負反饋，使引出反饋的支路的等效電阻增大到原引入電流負反饋，使引出反饋的支路的等效電阻增大到原來的（來的（1 1AFAF）倍。倍。或引入電流負反饋；引入電壓負反饋時在)( 0 )1 (ofofofRRRAF第46頁/共87頁47找出反饋網(wǎng)絡找出反饋網(wǎng)絡根據(jù)反饋類型確定計算反饋系數(shù)根據(jù)反饋類型確定計算反饋系數(shù)F若串聯(lián)反饋：將輸入端交流開路；若串聯(lián)反饋：將輸入端交流開路；若并聯(lián)反饋：將輸入端交流短路；若并聯(lián)反饋：將輸入端交流短路；求解基本放大電路輸入端的等效負載求解基本放大電路輸入端的等效負載對電壓反饋，令對電壓反饋，令uo=0，即將輸出端短路；，即將輸出端短路；對電流

28、反饋，令對電流反饋，令io=0，即將，即將io所在回路斷開；所在回路斷開；四四求解負反饋放大電路的一般方法和步求解負反饋放大電路的一般方法和步驟驟第47頁/共87頁48表交流負反饋對輸入電阻輸出電阻的影響表交流負反饋對輸入電阻輸出電阻的影響反饋組態(tài)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電流串聯(lián)電流串聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流并聯(lián)電流并聯(lián))(ififRR或)(ofofRR或增大（增大（）減小（減?。?）增大（增大（）增大（增大（）增大（增大（）減?。p小（0）減小（減小（0）減?。p?。?）第48頁/共87頁49引入負反饋后，減小了放大倍數(shù)的變化，包括因信號頻率變引入負反饋后，減小了放大倍數(shù)的變化，包括因信號頻率

29、變化而引起的，因此展寬了通頻帶?；鸬?，因此展寬了通頻帶。 無負反饋無負反饋0.707AuAufffL fH 有負反饋有負反饋AuAufAu0.707Auf fLf fHffbWf fbW 0 fHf =(1+AmF) fH .fLf = fL FAm11.fbWf = fHf -fLf =(1+AF) fbw .通頻帶展寬了通頻帶展寬了(1+AF) 倍倍 . .三、展寬頻帶：設反饋網(wǎng)絡是純電阻網(wǎng)絡第49頁/共87頁50Alg20fO引入負反饋后的幅頻特性引入負反饋后的幅頻特性bwbwfLLfHHf)1 (1)1 (fAFfAFfffAFf可推導出引入負可推導出引入負反饋后的截止頻反饋后的

30、截止頻率、通頻帶率、通頻帶fLfHFA1lg20fLffHfmmhllhAAAAffjjff 11第50頁/共87頁51mhhmhfhmmhhAfjAfAAfA FAjA FFffjf 11111 1mA 將將分分子子分分母母同同除除以以（F F），得得：1(1)111(1)mmfhmhfhfmhhhfmhAAAA FAfA F fffA FjjfA F f = =，放大器閉環(huán)高頻增益：放大器閉環(huán)高頻增益：mfhfmhAfA F f(1) 為為放放大大器器閉閉環(huán)環(huán)增增益益為為閉閉環(huán)環(huán)放放大大器器的的上上限限頻頻率率。第51頁/共87頁52llfmffA F 1 同同理理：(1)hlhbwfhf

31、lfhfmfffffffA FB放放大大器器帶帶寬寬：反反饋饋放放大大器器帶帶寬寬帶帶寬寬：注意：通頻帶的擴展是以降低增益為代價的。注意：通頻帶的擴展是以降低增益為代價的。第52頁/共87頁53四、減小非線性失真四、減小非線性失真 由于晶體管輸入特性的非線性，由于晶體管輸入特性的非線性，當當b-e間加正弦波信號電壓時，基間加正弦波信號電壓時，基極電流的變化不是正弦波。極電流的變化不是正弦波。 可以設想，若加在可以設想，若加在b-e之間之間的電壓正半周幅值大于負半的電壓正半周幅值大于負半周的幅值，則其電流失真會周的幅值，則其電流失真會減小，甚至為正弦波。減小，甚至為正弦波。非正弦波非正弦波近似近

32、似正弦波正弦波第53頁/共87頁54四、減小非線性失真四、減小非線性失真 設基本放大電路的輸出信號與輸入信號同相。 可以證明，可以證明，在引入負反饋前在引入負反饋前后輸出量基波幅值相同的情況后輸出量基波幅值相同的情況下，非線性失真減小到基本放下，非線性失真減小到基本放大電路的大電路的1/(/(1AF ) )。凈輸入信號的正半周幅值小于凈輸入信號的正半周幅值小于負半周幅值負半周幅值第54頁/共87頁55基本放大器基本放大器uouiufu i例如：一基本放大器，例如：一基本放大器，引入負反饋引入負反饋反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡注意：負反饋只能減小反饋環(huán)內(nèi)的失真，若輸注意：負反饋只能減小反饋環(huán)內(nèi)的失真，若輸入

33、信號本身產(chǎn)生失真，反饋電路無能為力。入信號本身產(chǎn)生失真，反饋電路無能為力。輸入正弦信號時，輸出產(chǎn)生失真。輸入正弦信號時，輸出產(chǎn)生失真。uo失真減小。失真減小。第55頁/共87頁56五、引入負反饋的一般原則五、引入負反饋的一般原則 穩(wěn)定穩(wěn)定Q點點應引入直流負反饋，改善動態(tài)性能改善動態(tài)性能應引入交流負反饋； 根據(jù)信號源特點，增大輸入電阻增大輸入電阻應引入串聯(lián)負反饋，減減小輸入電阻小輸入電阻應引入并聯(lián)負反饋； 根據(jù)負載需要，需輸出穩(wěn)定電壓輸出穩(wěn)定電壓（即減小輸出電阻）的應引入電壓負反饋，需輸出穩(wěn)定電流輸出穩(wěn)定電流（即增大輸出電阻）的應引入電流負反饋； 從信號轉(zhuǎn)換關系上看，輸出電壓是輸入電壓受控源的為

34、電壓串聯(lián)負反饋，輸出電壓是輸入電流受控源的為電壓并聯(lián)負反饋，輸出電流是輸入電壓受控源的為電流串聯(lián)負反饋，輸出電流是輸入電流受控源的為電流并聯(lián)負反饋； 當(1AF) 1時，它們的轉(zhuǎn)換系數(shù)均約為1/F。第56頁/共87頁57 5.3 5.3 放大器引入負反饋的原則放大器引入負反饋的原則 一一在電路輸出端在電路輸出端若要求電路若要求電路uo穩(wěn)定或穩(wěn)定或Ro小小應引入應引入電壓負反饋電壓負反饋。若要求電路若要求電路io穩(wěn)定或穩(wěn)定或Ro大大應引入應引入電流負反饋電流負反饋。二二在電路輸入端在電路輸入端若要求若要求Ri大大或索取信號源電流或索取信號源電流小小引入引入串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋。若要求若要求Ri小

35、小或索取信號源電流大或索取信號源電流大引入引入并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋。三三反饋效果與信號源內(nèi)阻反饋效果與信號源內(nèi)阻RS的關系的關系若采用若采用RS較小的較小的電壓源激勵電壓源激勵應引入應引入串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋若采用若采用RS較大的較大的電流源激勵電流源激勵應引入應引入并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋第57頁/共87頁58討論討論一一 為減小放大電路從信號源索取的電流，增強帶負載能力，應引入什么反饋？ 為了得到穩(wěn)定的電流放大倍數(shù)，應引入什么反饋？ 為了穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點，應引入什么反饋？ 為了使電流信號轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定關系的電壓信號，應引入什么反饋？ 為了使電壓信號轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定關系的電流信號，應引

36、入什么反饋？第58頁/共87頁59例：圖示電路分別說明應引入何種反饋例：圖示電路分別說明應引入何種反饋及電路如何連接？及電路如何連接？(1)減小電路從信減小電路從信 號源索取的電流號源索取的電流 并提高帶載能力。并提高帶載能力。(3)將輸入電流將輸入電流 轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的 輸出電壓。輸出電壓。(2)將輸入電流將輸入電流 轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn) 定線性關系的定線性關系的 輸出電流。輸出電流。二、舉例二、舉例圖例電路圖圖例電路圖第59頁/共87頁60(1)減小電路從信號源索取的電流并提高帶載能力。減小電路從信號源索取的電流并提高帶載能力。應增大輸入電阻，減小輸出電阻（電壓串聯(lián)負反饋）

37、應增大輸入電阻，減小輸出電阻（電壓串聯(lián)負反饋）第60頁/共87頁61(2)將輸入電流轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定線性關系的輸出電流。將輸入電流轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定線性關系的輸出電流。電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋第61頁/共87頁62(3)將輸入電流轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的輸出電壓。將輸入電流轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的輸出電壓。電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋第62頁/共87頁63討論三討論三 在圖示電路中能夠引入哪些組態(tài)的交流負反饋？只可能引入電壓并聯(lián)或電流串聯(lián)兩種組態(tài)的交流負反饋。只可能引入電壓并聯(lián)或電流串聯(lián)兩種組態(tài)的交流負反饋。第63頁/共87頁646.46.4 負反饋放大電路的穩(wěn)定性負反饋放大電路的穩(wěn)定性一、自激振蕩產(chǎn)生的原因及條件

38、一、自激振蕩產(chǎn)生的原因及條件二、負反饋放大電路穩(wěn)定性的分析二、負反饋放大電路穩(wěn)定性的分析三、負反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷三、負反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷四、消除自激振蕩的方法四、消除自激振蕩的方法第64頁/共87頁65一、自激振蕩產(chǎn)生的原因及條件一、自激振蕩產(chǎn)生的原因及條件1. 現(xiàn)象：輸入信號為：輸入信號為0 0時，輸出有一定幅值、一時，輸出有一定幅值、一定頻率的信號，稱電路產(chǎn)生了自激振蕩。定頻率的信號，稱電路產(chǎn)生了自激振蕩。負反饋放大電路自激振蕩的頻率在低頻段或高頻段。負反饋放大電路自激振蕩的頻率在低頻段或高頻段。低頻低頻干擾干擾或產(chǎn)或產(chǎn)生了生了輕微輕微低頻低頻振蕩振蕩高頻高頻干擾干擾或產(chǎn)或產(chǎn)生

39、了生了輕微輕微高頻高頻振蕩振蕩實驗實驗波形波形第65頁/共87頁66oifo XXXX 在電擾動下，如合閘通電，必含有頻率為在電擾動下，如合閘通電，必含有頻率為f0的信號，對的信號，對于于f = f0 的信號，產(chǎn)生的信號，產(chǎn)生正反饋過程過程 輸出量逐漸增大，直至達到動態(tài)平衡，電路產(chǎn)生了自激輸出量逐漸增大，直至達到動態(tài)平衡，電路產(chǎn)生了自激振蕩。振蕩。2. 原因fiiXXX 在低頻段或高頻段，若存在在低頻段或高頻段，若存在一個頻率一個頻率f0，且當且當 f f0 時時附加附加相移為相移為，則則第66頁/共87頁67ooXFAX1FA3. 3. 自激振蕩的條件自激振蕩的條件1FA)( ) 12(1F

40、A為整數(shù)nnFA 由于電路通電后輸出量有一個從小到大直至穩(wěn)幅的由于電路通電后輸出量有一個從小到大直至穩(wěn)幅的過程，起振條件為過程，起振條件為幅值平衡條件幅值平衡條件相位平衡條件相位平衡條件AF 1 1第67頁/共87頁68二、負反饋放大電路穩(wěn)定性的分析二、負反饋放大電路穩(wěn)定性的分析附加相移由放大電路決定附加相移由放大電路決定;振蕩只可能產(chǎn)生在高頻段。振蕩只可能產(chǎn)生在高頻段。090AAf，時，設反饋網(wǎng)絡為電阻網(wǎng)絡，放大電路為直接耦合形式。設反饋網(wǎng)絡為電阻網(wǎng)絡，放大電路為直接耦合形式。因沒有滿足相位條件的頻率，故引入負反饋后不可能振蕩。因沒有滿足相位條件的頻率，故引入負反饋后不可能振蕩。0180AA

41、f，時，因沒有滿足幅值條件的頻率，故引入負反饋后不可能振蕩。因沒有滿足幅值條件的頻率，故引入負反饋后不可能振蕩。0270AAf，時，對于產(chǎn)生對于產(chǎn)生180附加相移的信號頻率，有可能滿足起振條件，附加相移的信號頻率，有可能滿足起振條件，故引入負反饋后可能振蕩。故引入負反饋后可能振蕩。對于單管放大電路對于單管放大電路:對于兩級放大電路對于兩級放大電路:對于三級放大電路對于三級放大電路:第68頁/共87頁69什么樣的放大電路引入負反饋后容易產(chǎn)什么樣的放大電路引入負反饋后容易產(chǎn)生自激振蕩？生自激振蕩？ 三級或三級以上放大電路引入負反饋后有可能三級或三級以上放大電路引入負反饋后有可能產(chǎn)生高頻振蕩；同理，

42、耦合電容、旁路電容等為三產(chǎn)生高頻振蕩；同理，耦合電容、旁路電容等為三個或三個以上的放大電路，引入負反饋后有可能產(chǎn)個或三個以上的放大電路，引入負反饋后有可能產(chǎn)生低頻振蕩。生低頻振蕩。 放大電路的級數(shù)越多，耦合電容、旁路電放大電路的級數(shù)越多，耦合電容、旁路電容越多，引入的負反饋越深，產(chǎn)生自激振蕩容越多，引入的負反饋越深，產(chǎn)生自激振蕩的可能性越大。的可能性越大。 環(huán)路放大倍數(shù)環(huán)路放大倍數(shù)AF越大，越容易滿足起振條件，閉越大，越容易滿足起振條件，閉環(huán)后越容易產(chǎn)生自激振蕩。環(huán)后越容易產(chǎn)生自激振蕩。第69頁/共87頁70三、負反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷三、負反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷已知環(huán)路增益的頻率特性來判

43、斷閉環(huán)后電路的穩(wěn)定性。已知環(huán)路增益的頻率特性來判斷閉環(huán)后電路的穩(wěn)定性。使環(huán)路增益下降到使環(huán)路增益下降到0dB的頻率，記作的頻率，記作fc；使使AF(2n1) 的頻率，記作的頻率，記作f0。fcf0fcf0f0 fc第70頁/共87頁71穩(wěn)定性的判斷穩(wěn)定性的判斷fcf0滿足起滿足起振條件振條件電路不穩(wěn)定電路不穩(wěn)定電路穩(wěn)定電路穩(wěn)定 f0 fc，電路不穩(wěn)定，會產(chǎn)生自激振蕩；，電路不穩(wěn)定，會產(chǎn)生自激振蕩； f0 fc，電路穩(wěn)定，不會產(chǎn)生自激振蕩。電路穩(wěn)定，不會產(chǎn)生自激振蕩。fcf0Gm幅值幅值裕度裕度m相位相位裕度裕度電路穩(wěn)定電路穩(wěn)定當當Gm10dB且且m45，才，才具有可靠的穩(wěn)定性。具有可靠的穩(wěn)定性

44、。不滿足不滿足起振條件起振條件020lgmffGAF 180cmAFff m0，且越大，電路越穩(wěn)定Gm0,且Gm越大，電路越穩(wěn)定第71頁/共87頁72四、消除自激振蕩的方法四、消除自激振蕩的方法1. 簡單滯后補償)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA常用的方法為滯后補償方法。常用的方法為滯后補償方法。設放大電路為直接耦合方式，反饋網(wǎng)絡為電阻網(wǎng)絡。設放大電路為直接耦合方式，反饋網(wǎng)絡為電阻網(wǎng)絡。20dB/十倍頻40dB/十倍頻60dB/十倍頻fH1fH2fH3fO20lgAF. 在在最低的上限頻率所在回路加補償最低的上限頻率所在回路加補償電容。電容。補償電容補償電容H1f11

45、2212 (/ /)HoiifRRC 112212 (/ /)HoiifRRCC （第72頁/共87頁731. 1. 簡單滯后補償簡單滯后補償最大附加相最大附加相移為移為-135 具有具有45的相位的相位裕度，故電路穩(wěn)定裕度，故電路穩(wěn)定補償前補償前補償后補償后。時，補償后，當dB0lg20 H2FAff 滯后補償法是以頻帶變窄為代價來消除自激振蕩的。)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA2110HHff 0cff 第73頁/共87頁742. 2. 密勒補償密勒補償CCkC)1 ( 在獲得同樣補償?shù)脑讷@得同樣補償?shù)那闆r下，補償電容比情況下，補償電容比簡單滯后補償?shù)碾娙莺唵螠?/p>

46、后補償?shù)碾娙菪〉枚?。小得多?在在最低的上限頻率所在最低的上限頻率所在放大電路中加補償電容。放大電路中加補償電容。補償前補償前補償后補償后等效變換等效變換補償電容補償電容第74頁/共87頁75H1H12Hj11j1j1 ffffff，取代補償后產(chǎn)生系數(shù)：3. 3. RC 滯后補償滯后補償：在最低的上限頻率所在回路加補償。)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA)j(1)j(1H3H1mm2H2HffffFAFAff，則若 上式表明，最大附加相移為上式表明，最大附加相移為180，不滿足起振條件，不滿足起振條件，閉環(huán)后一定不會產(chǎn)生自激振蕩，電路穩(wěn)定。閉環(huán)后一定不會產(chǎn)生自激振蕩，

47、電路穩(wěn)定。補償電路補償電路第75頁/共87頁76RC 滯后補償與簡單滯后補償滯后補償與簡單滯后補償比比較較簡單補償后簡單補償后的幅頻特性的幅頻特性RC滯后補償滯后補償后的幅頻特性后的幅頻特性補償前補償前 滯后補償法消振均以頻帶變窄為代價，滯后補償法消振均以頻帶變窄為代價，RC滯后補償較簡滯后補償較簡單電容補償使頻帶的變化小些。單電容補償使頻帶的變化小些。 為使消振后頻帶變化更小，可考慮采用超前補償?shù)姆椒?。為使消振后頻帶變化更小，可考慮采用超前補償?shù)姆椒?。?6頁/共87頁77討論討論判斷電路引入負反饋后有可能產(chǎn)生自激振蕩嗎？判斷電路引入負反饋后有可能產(chǎn)生自激振蕩嗎？如可能，則應在電路的哪一級加補償電容？如可能，則應在電路的哪一級加補償電容？第77頁/共87頁78第