模擬電路放大電路中的負(fù)反饋

1、6.1 教 學(xué) 要 求1、掌握反饋的基本概念，能熟練判斷反饋電路的極性和類(lèi)型。2、熟悉負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響，會(huì)按要求引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反饋。3、熟練掌握深度負(fù)反饋條件下電壓放大倍數(shù)Avf的估算方法。4、會(huì)利用漸進(jìn)波特圖判斷反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并了解集成云放的相位補(bǔ)償技術(shù)。6.2 基本概念和內(nèi)容要點(diǎn)6.2.1反饋的基本概念1、什么是反饋？ Xi Xf Xi在電子電路中，將輸出量xo（vo或io）的一部分或全部，通過(guò)一定網(wǎng)絡(luò)（稱(chēng)為反饋網(wǎng)絡(luò)），以一定方式（與輸入信號(hào)串聯(lián)或并聯(lián)）返送到輸入回路，來(lái)影響電路性能的技術(shù)稱(chēng)為反饋。圖6.1是反饋放大電路的方框圖。它由基本放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)和比較環(huán)節(jié)組成。在比較環(huán)

2、節(jié)中，要求輸入量、反饋量、凈輸入量規(guī)定的正方向符合下列關(guān)系：Xo圖 6.1XfXi+基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)FXi反饋放大電路 Xi=XiXf （61）其中： A= Xo Xi 開(kāi)環(huán)增益 （62） Af= Xo Xi 閉環(huán)增益 （63） F = Xf Xo 反饋系數(shù) （64）2、反饋放大電路的一般表達(dá)式 Af= A 1+AF （65）3、反饋的分類(lèi)與判別方法（1）本級(jí)反饋和極間反饋本級(jí)反饋：反饋網(wǎng)絡(luò)連接在同一級(jí)放大電路的輸出回路與輸入回路之間，僅僅影響這一級(jí)的性能。級(jí)間反饋：反饋網(wǎng)絡(luò)連接在多級(jí)放大電路的輸出回路與輸入回路之間，影響環(huán)路內(nèi)多級(jí)放大器的性能。（2）直流反饋和交流反饋直流反饋：影響電路

3、直流（靜態(tài)）性能的反饋。交流反饋：影響電路交流（動(dòng)態(tài)）性能的反饋。判別方法：畫(huà)電路的直流通路和交流通路判斷。若反饋僅存在于直流通路，則為直流反饋；若反饋僅存在于交流通路，則為交流反饋；若反饋既存在于直流通路，又存在于交流通路，則為交、直流并存的反饋。（3）電壓反饋和電流反饋電壓反饋：反饋信號(hào)取自輸出電壓，與輸出電壓成正比。電流反饋：反饋信號(hào)取自輸出電流，與輸出電流成正比。判別方法：負(fù)載短路法：令vo=0，若反饋信號(hào)消失，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)依然存在，則為電流反饋。結(jié)構(gòu)判斷法：除公共地線外，若輸出線與反饋線接在同一點(diǎn)上，則為電壓反饋；若輸出線與反饋線接在不同點(diǎn)上，則為電流反饋。（4）串聯(lián)反饋

4、和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與外加輸入信號(hào)以電壓的形式相疊加（比較），即反饋信號(hào)與外加輸入信號(hào)二者相互串聯(lián)。并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與外加輸入信號(hào)以電流的形式相疊加（比較），即兩種信號(hào)在輸入回路并聯(lián)。判別方法：反饋節(jié)點(diǎn)短路法：令vf=0，若輸入信號(hào)仍能送入開(kāi)環(huán)放大器中，則為串聯(lián)反饋；若輸入信號(hào)被短路，則為并聯(lián)反饋。結(jié)構(gòu)判斷法：除公共地線外，若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)接在同一點(diǎn)上，則為并聯(lián)反饋；若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)接在不同點(diǎn)上，則為串聯(lián)反饋。（5）正反饋和負(fù)反饋正反饋：經(jīng)過(guò)反饋后，使輸入量的變化得到加強(qiáng)，或者從輸出量來(lái)看，使輸出量變化變大。正反饋常常使系統(tǒng)的工作不穩(wěn)定，負(fù)反饋：經(jīng)過(guò)反饋后，使輸入量的變化被削

5、弱，或者從輸出量來(lái)看，使輸出量變化變小。負(fù)反饋可以改善電路的性能。判別方法：瞬時(shí)極性法：假設(shè)輸入信號(hào)的變化處于某一瞬時(shí)極性（用符號(hào)或表示），沿閉環(huán)系統(tǒng)，逐步標(biāo)出放大器各級(jí)輸入和輸出的瞬時(shí)極性。之后按以下方法判別正、負(fù)反饋。對(duì)串聯(lián)反饋：若vi與vf同極性，為負(fù)反饋；若vi與vf反極性，為正反饋。對(duì)并聯(lián)反饋：若ii與if相對(duì)于反饋節(jié)點(diǎn)同流向，為正反饋；若ii與if相對(duì)于反饋節(jié)點(diǎn)流向相反，為負(fù)反饋。6.2.2 負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出端采樣方式的不同及與輸入端連接方式的不同，負(fù)反饋放大電路有以下四種組態(tài)：電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電壓并聯(lián)負(fù)反饋，電流串聯(lián)負(fù)反饋，電流并聯(lián)負(fù)反饋。四種反饋組態(tài)的

6、框圖如圖6.2所示。+Vi+Vf+ViRLAvFv+Vo（a）電壓串聯(lián)IfIiIiRLArFg+Vo（b）電壓并聯(lián)Ii（d）電流并聯(lián)IfIiRLAiFiIoIo+Vi+Vi+VfRLAgFr（c）電流串聯(lián)圖 6.2 四類(lèi)反饋的方框圖四種反饋組態(tài)的參數(shù)定義及名稱(chēng)如表所示。6.2.3負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋以犧牲增益為代價(jià)，換來(lái)了放大器許多方面性能的改善。以下討論設(shè)信號(hào)頻率處于放大器的通帶內(nèi)，且反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻性，這樣所有信號(hào)均用有效值表示，式（6-5）中各量均為實(shí)數(shù)，則有：AAf = （66）1+AF組態(tài)參數(shù)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋 A = Xo Xi 名稱(chēng)

7、開(kāi)環(huán)電壓增益開(kāi)環(huán)互阻增益開(kāi)環(huán)互導(dǎo)增益開(kāi)環(huán)電流增益定義 Av = Vo Vi Ar = () Vo Ii Ag = (S) Io Vi Ai = Io Ii F = Xf Xo 名稱(chēng)電壓反饋系數(shù)互導(dǎo)反饋系數(shù)互阻反饋系數(shù)電流反饋系數(shù)定義 Fv = Vf Vo Fg = (S) If Vo Fr = () Vf Io Fi = If Io Af = Xo Xi 名稱(chēng)閉環(huán)電壓增益閉環(huán)互阻增益閉環(huán)互導(dǎo)增益閉環(huán)電流增益定義 Avf = Vo Vi Arf = () Vo Ii Agf = (S) Io Vi Aif = Io Ii 1、提高增益的穩(wěn)定性引入負(fù)反饋后，閉環(huán)增益的相對(duì)變化是開(kāi)環(huán)增益相對(duì)變化的1

8、/（1+AF），即dAf 1 dA= （67）Af 1+AF A2、擴(kuò)展通頻帶負(fù)反饋可以擴(kuò)展放大器的通頻帶，對(duì)于只考慮一個(gè)電容影響的電路，有以下關(guān)系：fHf=(1+AmF)fH（68） 1 fLf = fL （69） 1+AmF 其中：fH、fL、fHf、fLf分別為放大器的開(kāi)環(huán)上限截止頻率、開(kāi)環(huán)下限截止頻率、閉環(huán)上限截止頻率、閉環(huán)下限截止頻率。在一般情況下，fbw=fHfLfH，fbwf=fHffLffHf，故fbwf(1+AmF)fbw （610）3、減小非線性失真以及抑制干擾和噪聲由于構(gòu)成放大器的核心元件（BJT或FET）的特性是非線性的，常使輸出信號(hào)產(chǎn)生非線性失真，引入負(fù)反饋后，可減小

9、這種失真，而且，負(fù)反饋對(duì)非線性失真的改善程度與（1+AF）有關(guān)。同理，凡是由電路內(nèi)部產(chǎn)生的干擾和噪聲（可看作與非線性失真類(lèi)似的諧波），引入負(fù)反饋后均可得到抑制。注意：負(fù)反饋只能改善由放大器本身引起的非線性失真，抑制反饋環(huán)內(nèi)的干擾和噪聲，而不能改善輸入信號(hào)本身存在的非線性失真，對(duì)混入輸入信號(hào)的干擾和噪聲也無(wú)能為力。4、改變放大器的輸入、輸出電阻負(fù)反饋對(duì)放大器輸入、輸出電阻的影響及效果如表所示。表類(lèi)型串聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋電壓負(fù)反饋電流負(fù)反饋影響Rif=(1+AF)Ri Ri Rif = 1+AF Ro Rof = 1+AoF Rof=(1+AoF)Ro效果提高輸入電阻降低輸入電阻降低輸出電阻，使輸

10、出電壓穩(wěn)定提高輸出電阻，使輸出電流穩(wěn)定注 Ao為RL=時(shí)的開(kāi)環(huán)增益Ao為RL=0時(shí)的開(kāi)環(huán)增益6.2.4深度負(fù)反饋放大電路的近似估算1、深度負(fù)反饋的條件及特點(diǎn)深度負(fù)反饋的條件是：環(huán)路增益T=AF1相應(yīng)的特點(diǎn)是：A 1Af = （611）1+AF F對(duì)不同的反饋類(lèi)型，深度負(fù)反饋條件下的閉環(huán)增益及輸入、輸出電阻特性如表所示。表6.3組態(tài)參數(shù)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)Af 1Avf Fv 1Arf Fg 1Agf Fr 1Aif FiRif00Rof002、近似估算依據(jù)Xi Xf ViVf 串聯(lián)負(fù)反饋IiIf 并聯(lián)負(fù)反饋 XfF = Xo 1Af F XoAf = XiXi0 Vi 0“虛短”

11、串聯(lián)負(fù)反饋Ii 0“虛斷” 并聯(lián)負(fù)反饋 6.2.5負(fù)反饋放大器的穩(wěn)定性1、負(fù)反饋放大器產(chǎn)生自激振蕩的條件 Af= T=AF=1由式（6-5）可知：當(dāng)環(huán)路增益時(shí)， 。此時(shí)，即使沒(méi)有外加輸入信號(hào)，放大電路仍有信號(hào)輸出。這種現(xiàn)象稱(chēng)為自激振蕩。產(chǎn)生自激振蕩的原因是：放大電路中的電抗性元件或電抗性參數(shù)，在低頻區(qū)和高頻區(qū)產(chǎn)生附加相移，當(dāng)附加相移滿(mǎn)足一定的條件下，負(fù)反饋?zhàn)兂闪苏答?。產(chǎn)生自激振蕩的條件是： T=AF=1 （612）或同時(shí)滿(mǎn)足T()=1 和 T() = （613）即振幅平衡條件和相位平衡條件。2、判別負(fù)反饋放大器穩(wěn)定性的準(zhǔn)則（1）負(fù)反饋放大器不自激的條件為了使負(fù)反饋放大器不產(chǎn)生自激振蕩，應(yīng)該破

12、壞上述的自激振蕩條件，或破壞幅度平衡條件，或破壞相位平衡條件。即：（614）T() =時(shí)，T()0dB或T()=0dB時(shí)，T() （2）穩(wěn)定裕量為了確保負(fù)反饋放大器穩(wěn)定工作，不僅要破壞負(fù)反饋放大器的自激條件，還必須使負(fù)反饋放大器遠(yuǎn)離自激條件。遠(yuǎn)離自激條件的定量表述分別是相位裕量和幅度裕量g，如圖所示，其定義如下：相位裕量： =180oT(g) （615）式中g(shù)稱(chēng)為單位環(huán)路增益交界角頻率，即T(g)=1。幅度裕量： g=020lgT()（616）式中稱(chēng)為相角交界角頻率，即()=。相位裕量一般取45o60o，幅度裕量一般取10dB，這樣，負(fù)反饋放大器穩(wěn)定工作的條件可描述如下： （617）T(g)=

13、0dB時(shí)，=180oT(g)45o60o或T() =時(shí)，g=020lgT()10dB180ogg0T()/dB0T()0o45o90o135o180o225o270o40dB/十倍頻程60dB/十倍頻程P1 p2 p3A()/dB20dB/十倍頻程A()0圖6.4 三極點(diǎn)系統(tǒng)的漸近波特圖圖 6.3 穩(wěn)定裕度（3）判別穩(wěn)定性的方法工程上常用T（j）或A（j）的漸近波特圖來(lái)判定其穩(wěn)定性。當(dāng)施加電阻性反饋時(shí)（即F為實(shí)數(shù)時(shí)），環(huán)路增益的相頻特性就是基本放大器的相頻特性，此時(shí)可用基本放大器的相頻特性直接判定穩(wěn)定性。關(guān)鍵是在其開(kāi)環(huán)幅頻波特圖A（）上作反饋增益線20lg1/F。若該線與A（）相交于20dB/

14、十倍頻程的特性部分，則電路必定穩(wěn)定；若相交于20dB/十倍頻程以下的部分，電路就不穩(wěn)定了。如圖6.4所示?？梢?jiàn)，隨著反饋加深（F增大），對(duì)多極點(diǎn)的基本放大器就會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問(wèn)題。3、相位補(bǔ)償技術(shù)相位補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)就是在負(fù)反饋放大器中添加適當(dāng)?shù)碾娮?、電容等元器件，修改環(huán)路增益的波特圖，使增大F時(shí)能夠獲得所需的相位裕量。相位補(bǔ)償技術(shù)的基本出發(fā)點(diǎn)是在保持基本放大器中頻增益基本不變的前提下，增大波特圖上第一個(gè)極點(diǎn)角頻率與第二個(gè)極點(diǎn)角頻率之間的距離，或者說(shuō)加大波特圖上以20dB/十倍頻程這段漸近線的頻率范圍。這樣就能保證在45o的條件下加大反饋深度，常用方法如下：（1）簡(jiǎn)單的電容滯后補(bǔ)償這種方法就是在基本放

15、大器產(chǎn)生最低極點(diǎn)頻率的電路節(jié)點(diǎn)處并接一只補(bǔ)償電容C，以壓低第一個(gè)極點(diǎn)頻率。若設(shè)未補(bǔ)償前的極點(diǎn)頻率為 1fp1 = 2R1C1 則加補(bǔ)償電容C之后的極點(diǎn)頻率為1fp1 = 2R1(C1 +C) 基本放大器的其他極點(diǎn)頻率不變，只有fp1變?yōu)閒p1(fp1fp1)。這樣使開(kāi)環(huán)特性波特圖中20dB/十倍頻程的特性范圍增大，以保證在較深的反饋時(shí)電路仍能穩(wěn)定工作。這種方法要求實(shí)現(xiàn)閉環(huán)增益為1時(shí)的單位增益補(bǔ)償電容數(shù)值很大，不宜于集成制造。（2）密勒電容補(bǔ)償這種方法又稱(chēng)為極點(diǎn)分離技術(shù)。其基本思想是將補(bǔ)償電容C接在產(chǎn)生最低極點(diǎn)頻率那一級(jí)的反饋回路中，分離最低的兩個(gè)極點(diǎn)頻率，加長(zhǎng)20dB/十倍頻程的特性范圍。圖（

16、a）是加補(bǔ)償電容C后的共發(fā)射極放大器。圖（b）是相應(yīng)的高頻小信號(hào)等效電路。C（a）CCBVoTRCC1gmVbeR2CR1IiB+VoC2（b）圖6.5 密勒補(bǔ)償未加補(bǔ)償時(shí)，電路的兩個(gè)極點(diǎn)頻率為 1fp1 = 2R1C1 1fp2 = 2R2C2 且 fp2fp1加補(bǔ)償電容C之后的兩個(gè)極點(diǎn)頻率為1fp1 fP12gmR1R2C gmCfP2 fP22 C1C2+C(C1+C2) gmz= C 此外，還有一個(gè)零點(diǎn)角頻率 ，由于gm很大，C很小，故z很高，對(duì)穩(wěn)定性的影響可不計(jì)。（3）超前補(bǔ)償技術(shù)前兩種方法都是用壓低第一個(gè)極點(diǎn)頻率來(lái)滿(mǎn)足相位裕量要求的，因此，它們是以犧牲系統(tǒng)的帶寬（上限頻率）為代價(jià)的

17、。如果要求補(bǔ)償后既要獲得足夠的相位裕量，又要保持系統(tǒng)的帶寬，則可采用超前相位補(bǔ)償技術(shù)。這種補(bǔ)償技術(shù)的基本指導(dǎo)思想是在第二個(gè)極點(diǎn)頻率處引入一個(gè)具有超前相移的零點(diǎn)，抵消原來(lái)的滯后相移，以獲得所需的相位裕量。超前補(bǔ)償?shù)脑黼娐啡鐖D（a）所示。補(bǔ)償前后T（）的漸近波特圖如圖（b）所示。VoCViRfR1+A（a）p1 p2 p3T()0（b）圖6.6 超前相位補(bǔ)償設(shè)集成運(yùn)放為無(wú)零三極系統(tǒng)，三個(gè)極點(diǎn)角頻率分別為P1、P2、P3、補(bǔ)償前T（）的漸近波特圖如圖（b）中實(shí)線所示。加補(bǔ)償電容C之后，引入了一個(gè)零點(diǎn)和一個(gè)極點(diǎn)，它們分別為1p= (RfR1)C 1z= RfC 選擇合適的補(bǔ)償電容C，使z=p2，抵消

18、p2，并使pp3，這樣，就可在不降低p1的前提下，加長(zhǎng)20dB/十倍頻程的特性范圍。補(bǔ)償后T（）的漸近波特圖如圖（b）中虛線所示。6.3 典型習(xí)題詳解【6-1】試求題圖6.1所示組成框圖的增益Af=Xo/Xi。（b）Xi2Xi1A1A2F2XiXoF1Xo1（a）A1A2F1F2XiXoXi2Xi1A1A2F3F2XiXoF1Xo1（c）題圖 【解】本題用來(lái)熟悉：反饋放大系統(tǒng)閉環(huán)增益的求法。（a）設(shè)放大器A1的輸入為Xi1，輸出為Xo1，由圖可得：Xo A1 A2 Af= = Xi 1+A1F1+A1A2F2Xo1= A1 Xi1聯(lián)立解得：Xi1=XiF1Xo1F2XoXo= A1 A2 Xi

19、1（b）設(shè)放大器A1的輸入為Xi1，輸出為Xo1；放大器A2的輸入為Xi2，由圖可得：Xo=A2Xi2Xo A1 A2 Af= = Xi 1+A2F2+A1A2F1聯(lián)立解得：Xi2=Xo1F2XoXo1= A1 Xi1Xi1=XiF1Xo（c）設(shè)放大器A1的輸入為Xi1，輸出為Xo1；放大器A2的輸入為Xi2，由圖可得：Xo=A2Xi2Xo A1 A2 Af= = Xi 1+A1F1+A2F2+A1A2F3聯(lián)立解得：Xi2=Xo1F2XoXo1= A1 Xi1Xi1=XiF3XoF1Xi2【6-2】某反饋放大器的方框圖如題圖6.2所示，已知其開(kāi)環(huán)電壓增益Av=2000，反饋系數(shù)Fv=0.049

20、5。若輸出電壓Vo=2V，求輸入電壓Vi、反饋電壓Vf及凈輸入電壓Vi?！窘狻勘绢}用來(lái)熟悉：反饋放大電路的幾個(gè)基本概念。反饋電壓Vf =FvVo=2=0.099V=99mVVfViAvFvViVo題圖 閉環(huán)電壓增益Avf為：Vo Av 2000Avf = = = =20Vi 1+AvFv 1+2000Vo 2Vi = = = 0.1V=100mV Avf 20所以，輸入電壓Vi為：凈輸入電壓Vi=ViVf =10099=1mV【6-3】題圖6.3所示電路中，假設(shè)A=103，F(xiàn)=102，晶體管的參數(shù)為gm=154mS，集電極電阻RC=2k。如果基本放大器A的輸入電阻為無(wú)限大，試求電壓增益 Avf

21、=vo/vi?！窘狻勘绢}用來(lái)熟悉：反饋放大器閉環(huán)增益的求法。VEE+viRCRET+VCCAF+vo設(shè)晶體三極管放大器的電壓增益為A1，則該反饋放大器的開(kāi)環(huán)增益為A1A。由于A的輸入電阻為無(wú)限大，所以：A1=gmRC=308因此可得：Vo A1 A Avf = = Vi 1+A1AF(308)( 103) = 100 1+(308)( 103)102RL+vsT2RsRf+VCCT1RC+voRLRE1+vsT2RsRf+VCCT1RC2+voRC1RE2CE1【6-4】試判斷題圖6.4所示電路中級(jí)間反饋的類(lèi)型和極性。設(shè)圖中各電容對(duì)信號(hào)均視作短路。（a）（b）CB2T2RLRE11+vsRs+

22、VCCT1RC2+voRC1RE2CE1RB11RB12RE12RB21RB22CB1CCT2RLRE1+vsRs+VCCT1RC2+voRC1RE2（d）CfRf（c）Rf+vsCBT2RLRE11Rs+VCCT1RC2+voRC1RE2CERBRE12CCT3RE3_+ATRE+vsRs+VCCRCvo（e）（f）RfISS（g）T2T1TRG+vsRs+VCCRDvoRLVEEIE+vo+vsCGT2RG2RsRf+VCCT1RDRERG1（h）+viRE1CBT2RL+VCCT1+voRE2RBRCCCT3R3_+AR1+vsRsR4R2RL+vo（j）（i）_+A1R1viR4R2R

23、3vo_+A1R5RLR6（l）_+A1R1viR2R3RLvo_+A2題圖 （k）【解】本題用來(lái)熟悉：反饋類(lèi)型和極性的判斷方法。電路反饋網(wǎng)絡(luò)交、直流性質(zhì)反饋類(lèi)型反饋極性aRf交、直流電壓并聯(lián)負(fù)bRf交、直流電流并聯(lián)正cRE2交、直流電流串聯(lián)正dRf、Cf交流電流并聯(lián)負(fù)eRf、RE12交、直流電流串聯(lián)正fRE交、直流電流串聯(lián)負(fù)gRf、RG交、直流電壓串聯(lián)負(fù)hRE交、直流電壓串聯(lián)正iRE2交、直流電壓串聯(lián)負(fù)jR3、R2交、直流電壓并聯(lián)負(fù)kA2、R3交、直流電壓并聯(lián)負(fù)lR6交、直流電流串聯(lián)負(fù)【6-5】某負(fù)反饋電路中的基本放大器由三級(jí)放大電路組成，每級(jí)增益為A1，增益穩(wěn)定度為dA1/A1=B1，施加

24、負(fù)反饋后，若要求反饋放大器的增益穩(wěn)定度為dAf/Af=B2，(B2B1)，試寫(xiě)出該反饋放大器的反饋深度與B1、B2之間的關(guān)系?！窘狻勘绢}用來(lái)熟悉：負(fù)反饋對(duì)放大器增益穩(wěn)定度的影響。反饋放大器的閉環(huán)增益為： A1 3 Af = 1+A13F 3A12 (1+A13F) 3A15F 3A12dAf = dA1= dA1 (1+A13F)2 (1+A13F)2dAf 3 dA1= Af 1+A13F A1 3B11+A13F = B2【6-6】電路如題圖6.5所示。（1）分別說(shuō)明由Rf1、Rf2引入的兩路反饋的類(lèi)型及各自的主要作用；（2）指出這兩路反饋在影響該放大電路性能方面可能出現(xiàn)的矛盾是什么？（3

25、）為了消除上述可能出現(xiàn)的矛盾，有人提出將Rf2斷開(kāi)，此辦法是否可行？為什么？你認(rèn)為怎樣才能消除這個(gè)矛盾？+vo+vsC1T3RE1RsRf1+VCCT1RC3RC1RE4C2RE4RE2C3T2RE3T4RC2Rf2【解】本題用來(lái)熟悉：負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響。（1）Rf1在第一、第三級(jí)之間引入了交、直流電流串聯(lián)負(fù)反饋。直流負(fù)反饋可穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；電流串聯(lián)負(fù)反饋可提高輸入電阻，穩(wěn)定輸出電流。Rf2在第一、第四級(jí)之間引入了交、直流電壓并聯(lián)負(fù)反饋。直流負(fù)反饋可穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)，并為輸入級(jí)T1提供直流偏置；電壓并聯(lián)負(fù)反饋可穩(wěn)定輸出電壓，同時(shí)也降低了整個(gè)電路的輸入電阻。（2）在所引入的兩路反饋中，R

26、f1提高輸入電阻，Rf2降低輸入電阻。（3）若將Rf2斷開(kāi)，輸入級(jí)T1將無(wú)直流偏置。因此，應(yīng)保留Rf2反饋支路的直流負(fù)反饋，但應(yīng)消除其交流負(fù)反饋的影響，具體作法是：在RE4兩端并聯(lián)一大電容?！?-7】在題圖6.6所示的多級(jí)放大器的交流通路中，應(yīng)如何接入反饋元件，才能分別實(shí)現(xiàn)下列要求？（1）電路參數(shù)變化時(shí)，vo變化不大，并希望放大器有較小的輸入電阻Rif；（2）當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，io變化不大，并希望放大器有較大的輸入電阻Rif。Rs+vsRC1RE1T1+voRC2RE2T2RLRE2T3【解】本題用來(lái)熟悉：根據(jù)實(shí)際要求在基本放大器中引入負(fù)反饋的方法。（1）若要求電路參數(shù)變化時(shí)，vo變化不大，應(yīng)引入

27、電壓負(fù)反饋；希望放大器有較小的輸入電阻，應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋。綜合起來(lái)看，應(yīng)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，因此，在T3管的集電極與T1管的基極之間接一反饋電阻即可。（2）當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，io變化不大，應(yīng)引入電流負(fù)反饋；希望放大器有較大的輸入電阻，應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋。綜合起來(lái)看，應(yīng)引入電流串聯(lián)負(fù)反饋，因此，在T3管的發(fā)射極與T1管的發(fā)射極之間接一反饋電阻即可。【6-8】在題圖6.7所示電路中，分別按下列要求接成所需的兩級(jí)放大器。（1）具有穩(wěn)定的源電壓增益。（2）具有低輸入電阻和穩(wěn)定的輸出電流。（3）具有高輸出電阻和輸入電阻。（4）具有穩(wěn)定的輸出電壓和低輸入電阻。+ vsT3+ vo +VCC RC1RC2T2T1

28、IEEVEE 1RsRC3RE3425RB67【解】本題用來(lái)熟悉：根據(jù)實(shí)際要求在基本放大器中正確引入負(fù)反饋的方法。分析本題時(shí)，特別注意2是差分放大器的反相輸入端，3是其同相輸入端。（1）要求源電壓增益穩(wěn)定，應(yīng)引入電壓負(fù)反饋，題目對(duì)輸入端的反饋類(lèi)型沒(méi)有要求，可如下連接：25，7Rf4。構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋。（2）要求輸入電阻低，應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋；要求輸出電流穩(wěn)定，應(yīng)引入電流負(fù)反饋。綜合起來(lái)看，應(yīng)引入電流并聯(lián)負(fù)反饋，因此，電路應(yīng)作如下連接：25，6Rf1。（3）要求輸出電阻高，應(yīng)引入電流負(fù)反饋；要求輸入電阻高，應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋。綜合起來(lái)看，應(yīng)引入電流串聯(lián)負(fù)反饋，因此，電路應(yīng)作如下連接：35，6Rf4

29、。（4）要求輸出電壓穩(wěn)定，應(yīng)引入電壓負(fù)反饋；要求輸入電阻低，應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋。綜合起來(lái)看，應(yīng)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋，因此，電路應(yīng)作如下連接：35，7Rf1。【6-9】試判斷題圖6.8所示電路的反饋類(lèi)型，并在滿(mǎn)足深度負(fù)反饋條件下，求反饋放大器的電壓增益和源電壓增益。電容CE對(duì)交流短路。+VCC R1510RfkRL1kRE2k+ vsT3+ vo RC12kRC22kT2T1IEEVEE Rs510RC320kCE【解】本題用來(lái)熟悉：深度負(fù)反饋條件下Avf的估算方法。（1）圖中，電阻Rf、R1引入了級(jí)間電壓串聯(lián)負(fù)反饋。（2）對(duì)于串聯(lián)負(fù)反饋，ViVfVo Avf = Vi Vo Avsf= Vs Rf

30、 AvfAvsf =1+ =1+ R1 1Vo Vo Vo 1 = Vs Vi Vf Fv Vf R1 Fv= = Vo R1+Rf 【6-10】題圖6.9所示電路中，試在滿(mǎn)足深度負(fù)反饋條件下，求Aif、Avf、Avsf。設(shè)各電容對(duì)交流呈短路，RB1、RB2忽略不計(jì)。+vsCCCBRC1RL1kCERE1750RB2RE2kRB1+VCC T1+voRC24kT2Rf=10kCfRs1k【解】本題用來(lái)熟悉：深度負(fù)反饋條件下閉環(huán)增益的估算方法。圖中，Rf、Cf引入了級(jí)間交流電流并聯(lián)負(fù)反饋。對(duì)于并聯(lián)負(fù)反饋，iiif1 RE2+Rf Rf 10AifAisf = =(1+ ) =(1+ ) Fi R

31、E2 RE2 io (RC2RL ) RC2RL 41Avsf= =Aisf is Rs Rs 1【6-11】某反饋放大器的交流通路如題圖0所示，已知Av=500，其它參數(shù)如圖中所示，試在滿(mǎn)足深度負(fù)反饋條件下，求Avf、Rif、Rof。RfkRs+vsRC1RE151T1+voRC2T2RLT3RB10kIEERif【解】本題用來(lái)熟悉：深度負(fù)反饋條件下閉環(huán)增益、輸入電阻、輸出電阻的估算方法。圖中，電阻Rf、RE1引入了級(jí)間電壓串聯(lián)負(fù)反饋。1 Rf+RE1Avf = = Fv RE1 0.051在深度負(fù)反饋條件下，對(duì)串聯(lián)反饋Rif因此，Rif=RBRif=RB=10k在深度負(fù)反饋條件下，對(duì)電壓反

32、饋Rof0?！?-12】題圖1所示的兩個(gè)電路，其晶體管和相應(yīng)的電阻皆相同，試問(wèn)：（1）兩個(gè)電路何者輸入電阻高？何者輸出電阻高？（2）當(dāng)信號(hào)源內(nèi)阻Rs變化時(shí)，何者輸出電壓穩(wěn)定性好？何者的源電壓增益穩(wěn)定能力強(qiáng)？（3）當(dāng)負(fù)載RL變化時(shí)，何者輸出電壓穩(wěn)定性好？何者的源電壓增益穩(wěn)定能力強(qiáng)？R4R1R5+vo+vsC1T2Rs+VCCT1R2（b）C2R6C3R3R4R6+vo+vsC1T2R1Rs+VCCT1R2C2R7R5C3R3（a）【解】本題用來(lái)熟悉：負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響。（1）圖（a）所示電路的第一級(jí)由電阻R3引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋，第二級(jí)由電阻R4、R2引入了電壓并聯(lián)負(fù)反饋。圖（b）所示電路

33、的第一級(jí)由電阻R1、Rs引入了電壓并聯(lián)負(fù)反饋，第二級(jí)由電阻R5引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋。所以，圖（a）所示電路的輸入電阻大，圖（b）所示電路的輸出電阻大。（2）由于圖（a）所示電路的第一級(jí)引入的是串聯(lián)負(fù)反饋，輸入電阻大，所以，當(dāng)信號(hào)源內(nèi)阻Rs變化時(shí)，其輸出電壓的穩(wěn)定性好，源電壓增益穩(wěn)定能力強(qiáng)。而圖（b）所示電路的第一級(jí)引入的是并負(fù)反饋，輸入電阻小，電路的增益與Rs關(guān)系密切，當(dāng)信Rs變化時(shí)，其源電壓增益穩(wěn)定性差。（3）由于圖（a）所示電路的第二級(jí)引入的是電壓負(fù)反饋，輸出電阻小，所以，當(dāng)負(fù)載RL變化時(shí)，其輸出電壓的穩(wěn)定性好，源電壓增益穩(wěn)定能力強(qiáng)；而圖（b）所示電路的第二級(jí)引入的是電流負(fù)反饋，輸出電流穩(wěn)

34、定，當(dāng)負(fù)載RL變化時(shí)，其輸出電壓并不穩(wěn)定?！?-13】電路如題圖2（a）所示，試指出電路中級(jí)間反饋的類(lèi)型，并分別計(jì)算開(kāi)環(huán)電壓增益Av及深度負(fù)反饋條件下的閉環(huán)電壓增益Avf。已知gm、rbe等，且RfRS，RfRL。+voRLRG3RG2RDRSRG1RE+VCCT2T1+vi（b）vo1（a）+voRLRfRG3RG2RDRSRG1RE+VCCT2T1+vi【解】本題用來(lái)熟悉：反饋放大器的分析計(jì)算方法。電路中，由電阻Rf、RS引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋。因?yàn)镽fRS，RfRL，所以開(kāi)環(huán)放大器電路如圖（b）所示，Av= Av1Av2 gm (RDRi2 ) Av1 = ， 1+gmRS RL Av2

35、= rbe2+(1+) RERi2= rbe2+(1+) RE ， 其中 在深度負(fù)反饋條件下，vivf vo vo Rf Avf = =1+ vi vf RS RSvf = vo RS+Rf 其中【6-14】反饋放大電路的方框如題圖3所示，設(shè)V1為輸入端引入的噪聲，V2為基本放大電路內(nèi)引入的干擾（例如電源干擾），V3為放大電路輸出端引入的干擾。放大電路的開(kāi)環(huán)電壓增益為Av= Av1Av2 。證明：Av(Vi+V1)V2/Av1V3/AvVo = 1+Av Fv 并說(shuō)明負(fù)反饋抑制干擾的能力。+Vi1Av1FvViVo+V1Av22Vi2V2V3【解】本題用來(lái)熟悉：負(fù)反饋抑制干擾的能力問(wèn)題。由圖可

36、知：Vi1=Vi+V1FvVo(1+Av Fv ) Vo= Av(Vi+V1)Av2V2V3 Vi2=Av1Vi1V2Vo=Av2Vi2V3Av= Av1Av2Av(Vi+V1)V2/Av1V3/AvVo = 1+Av Fv 所以，由公式可見(jiàn)，V2、V3被大幅度的減小，但是負(fù)反饋對(duì)V1沒(méi)有抑制作用。因此，在設(shè)計(jì)多級(jí)放大器時(shí)，中間級(jí)引入的噪聲被抑制，這樣多級(jí)放大器的設(shè)計(jì)才有意義。負(fù)反饋可以改善放大器內(nèi)部噪聲的影響，但對(duì)同有用信號(hào)一起混入放大器的噪聲卻無(wú)能為力。viR1R5R4R2VEE R2R3T2R1+VCC T1voT3T4R6_+AR9R7R8【6-15】電路如題圖4所示，已知、rbe等參

37、數(shù)，試完成下列各問(wèn)：（1）指出電路中級(jí)間反饋的類(lèi)型；（2）計(jì)算開(kāi)環(huán)電壓增益Av；（3）若滿(mǎn)足深度負(fù)反饋條件，計(jì)算閉環(huán)電壓增益Avf?！窘狻勘绢}用來(lái)熟悉：反饋放大器的分析計(jì)算方法。（1）該電路由兩級(jí)放大電路組成。第一級(jí)為帶恒流源的差分放大器，單端輸入、單端輸出；第二級(jí)為運(yùn)放組成的同相比例放大器，由電阻R7、R8引入了單級(jí)電壓串聯(lián)負(fù)反饋。兩級(jí)之間通過(guò)R9、R1引入了電壓并聯(lián)負(fù)反饋。 （2）Av= Av1Av2 （第二級(jí)的輸入電阻為無(wú)窮大） 1 R2 Av1 = 2 R1+rbe R8 Av2 1+ R7 （3）在深度負(fù)反饋條件下，iiif vivb1 vi ii= R1 R1 vo R9 Avf

38、= vi R1 vb1vo vo if= R9 R9 【6-16】電路如題圖5所示，試問(wèn)：（1）圖（a）、圖（b）電路中各引入了什么類(lèi)型的級(jí)間反饋？（2）所引入的反饋各穩(wěn)定了什么增益？對(duì)輸入電阻和輸出電阻各有什么影響？（3）估算深度負(fù)反饋條件下的閉環(huán)電壓增益Avfa及Avfb。（b）R8+vs T3R3R5R4R1R2R6T2Rs+VCC T1voT4IoR7+vs T3R3R5R4R1R2R6T2Rs+VCC T1voT4IoR7R8（a）【解】本題用來(lái)熟悉：反饋放大器的分析計(jì)算方法。（1）圖（a）所示電路中由電阻R5、R3引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋；圖（b）所示電路中由電阻R8、Rs引入了電壓并

39、聯(lián)負(fù)反饋。（2）圖（a）電路中引入的負(fù)反饋穩(wěn)定了互導(dǎo)增益，且使輸入、輸出電阻均增大；圖（b）電路中引入的負(fù)反饋穩(wěn)定了互阻增益，且使輸入、輸出電阻均減小。（3）由于圖（a）電路中引入的是串聯(lián)負(fù)反饋，所以，vivf。vo vo Avfa= vi vf R8 +R5+R3 R7 Avfa R3 R8 vo =IC4R7 R8 vf = IE4 R3 R8 +R5+R3 由于圖（b）電路中引入的是并聯(lián)負(fù)反饋，所以，iiif。iiifvsvb1 vs ii= Rs Rs vo R8 Avfb= vs Rs vb1vo vo ii= R8 R8 【6-17】電路如題圖6所示，試根據(jù)下列要求正確引入負(fù)反饋。（1）要求輸入電阻增大；（2）要求輸出電流穩(wěn)定；（3）要求改善由負(fù)載電容CL引起的振幅頻率失真和相位頻率失真。R4R6+vo+vsT3R1Rs+VCCT1R2R7R5CLR8