放大電路中的負(fù)反饋

1、放大電路中的負(fù)反饋第1頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四1第四章 放大電路中的負(fù)反饋本章教學(xué)要求1掌握負(fù)反饋的概念和四種基本類型負(fù)反饋放大器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、基本分析方法。2掌握四種負(fù)反饋放大器類型的判斷。3掌握負(fù)反饋對放大器性能的影響，并能根據(jù)需要引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反饋。4掌握在深度負(fù)反饋條件下放大器電壓增益的近似計算。5掌握利用波特圖進(jìn)行負(fù)反饋放大器穩(wěn)定性分析的方法。了解相位補(bǔ)償?shù)脑怼５?頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四24-1 負(fù)反饋的基本概念 所謂反饋，就是將輸出信號進(jìn)行檢測，以某種形式反饋到放大器的輸入端，與輸入信號相比較，對放大器的輸入

2、信號進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到減小輸出誤差，改善放大器性能指標(biāo)的要求。 4-1-1 放大器的反饋反饋網(wǎng)絡(luò)B基本放大器A由圖可知，基本放大器的凈輸入信號為若基本放大器的增益為A，反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為B，則有因此可得反饋放大器的增益（又稱閉環(huán)增益）Af 為通常定義為 反饋深度，這是一個很重要的指標(biāo) 第3頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四3放大器輸出輸入取+ 加強(qiáng)輸入信號 正反饋 用于振蕩器取 - 削弱輸入信號 負(fù)反饋 用于放大器開環(huán)閉環(huán)負(fù)反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點；穩(wěn)定放大倍數(shù)；改善輸入電阻和輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶，改善輸出信號波形。反饋網(wǎng)絡(luò)疊加反饋信號實際被放大信號反饋電路框圖第4頁，共

3、64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四4反饋電路的三個環(huán)節(jié)：放大：反饋：疊加：基本放大電路Ao反饋回路F+輸出信號輸入信號反饋信號差值信號第5頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四5基本放大電路Ao反饋回路F+開環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)反饋系數(shù)第6頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四6負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式：基本放大電路Ao反饋回路F+反饋深度定義：第7頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四7負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)當(dāng)AB1時，結(jié)論：當(dāng) AB1 很大時，負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)

4、反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。第8頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四8下面是具有反饋的放大器的一個實例 UfUR1RfUiUO基本放大器反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)Rf和R1對輸出電壓信號Uo取樣得到反饋信號Uf 在與輸入信號Ui進(jìn)行比較后得到放大器的凈輸入信號。然后送入放大器進(jìn)行放大。 根據(jù)反饋深度，我們可以判斷反饋的性質(zhì)和反饋的強(qiáng)弱 這時放大器增益減小，為負(fù)反饋； 這時放大器增益增加，為正反饋； 這時放大器增益為無窮大，放大器自激振蕩。 對于負(fù)反饋， 總是大于1，而且，此值越大，說明負(fù)反饋越強(qiáng)，放大器的閉環(huán)增益下降得越多。第9頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四94-

5、1-2 負(fù)反饋的類型 根據(jù)反饋信號是對輸出電壓信號取樣還是對輸出電流信號取樣，以及取樣信號反饋到輸入端后是與輸入信號是串聯(lián)比較還是并聯(lián)比較可以對負(fù)反饋放大器進(jìn)行分類。 在輸出端，如果反饋信號是對輸出電壓取樣，也就是說反饋信號與輸出電壓有關(guān)，則稱為電壓反饋；如果反饋信號是對輸出電流取樣，也就是說反饋信號與輸出電流有關(guān)，則稱為電流反饋。在輸入端，如果反饋到輸入端的信號是以電壓形式出現(xiàn)，與輸入電壓串聯(lián)比較，則稱為串聯(lián)反饋；如果反饋到輸入端的信號是以電流形式出現(xiàn)，與輸入電流并聯(lián)比較，則稱為并聯(lián)反饋。因此，一共可分為四種不同類型的負(fù)反饋，即：（1）電壓串聯(lián)負(fù)反饋（2）電壓并聯(lián)負(fù)反饋（3）電流并聯(lián)負(fù)反饋（

6、4）電流串聯(lián)負(fù)反饋。第10頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四10四種不同類型的負(fù)反饋的方框圖 UfUR LUoabUi Au Bu電壓串聯(lián)電流串聯(lián)R LUoIoabUiUUf Ag BrR LI IfUoabIi Au Bu電壓并聯(lián)bIoR LI IfUoaIi Au Bu電流并聯(lián)第11頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四11Uo各類反饋在電路連接形式上的一般區(qū)別。R LbXfXXi Au Bu電壓反饋在輸出端反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端與放大器的輸出端是并聯(lián)連接 將放大電路輸出端短路，反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端被短路，反饋網(wǎng)絡(luò)取樣信號為零 。 電流反饋R LUoIobXiX

7、Xf Ag Br反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端與放大器的輸出端是并聯(lián)連接 將放大電路輸出端短路，反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端仍可獲得輸出電流信號 。 將放大電路輸出端短路，反饋信號消失為電壓反饋，否則為電流反饋第12頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四12各類反饋在電路連接形式上的一般區(qū)別。在輸入端串聯(lián)反饋 UfUaUi Au Bu反饋信號與輸入信號是串聯(lián)電壓比較將放大電路輸入端對地短路，反饋信號仍能輸入到基本放大器中并聯(lián)反饋I IfaIi Au Bu反饋信號與輸入信號是并聯(lián)電流比較將放大電路輸入端對地短路，網(wǎng)絡(luò)輸出端被短路，反饋信號不能輸入到基本放大器中將放大電路輸入端短路，反饋信號仍能輸入到基本放

8、大電路中為串聯(lián)反饋，否則為并聯(lián)反饋如果反饋回來的信號輸入到基本放大電路的份量越多，則反饋效果就越好。對于串聯(lián)反饋，電源內(nèi)阻越小，反饋效果就越好；對于并聯(lián)反饋，電源內(nèi)阻越大，反饋效果就越好。第13頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四134-1-3負(fù)反饋的判別1.反饋類型的判別在輸出端，將輸出端短路，使輸出電壓為0，若反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端接地，反饋消失，即為電壓反饋；否為電流反饋。在輸入端，將放大器輸入端對地短路，反饋網(wǎng)絡(luò)輸出端接地，即為并聯(lián)反饋；否則為串聯(lián)反饋。R1RLR fUiUoRsIoUiUsRRLR fUoRsUiUsRLR fUoRR fIoUoR1RLUi電壓串聯(lián)反饋

9、電流并聯(lián)反饋 電壓并聯(lián)反饋 電流串聯(lián)反饋 只要反饋網(wǎng)絡(luò)連接在基本放大器的信號輸入端就是并聯(lián)反饋，否則就是串聯(lián)反饋。只要反饋網(wǎng)絡(luò)直接連接在放大電路輸出端就是電壓反饋，否則就是電流反饋。也可從電路連接形式上來判別反饋類型第14頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四14bUCCUoUi2Ui1C2C1RBRCRLe2. 正、負(fù)反饋的判別1）等效放大器一個放大電路，不論是單級放大電路（包括單級運放電路）還是多級放大電路（包括多級運放電路）都可以等效為一個有兩個輸入端和一個輸出端的放大器。這兩個輸入端也是一個同相輸入端和一個反相輸入端。 單級晶體管放大電路 AuRLUi2Ui1Uobe

10、信號電壓從集電極輸出時，當(dāng)信號從基極輸入時，輸出電壓與輸入電壓反相；當(dāng)信號從發(fā)射極輸入時，輸出電壓與輸入電壓同相。所以，基極為反相輸入端，發(fā)射極為同相輸入端。第15頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四15多級晶體管放大電路 e1 c2UCCRB1RE2RC2RC1UoRLV2V1C2b1C1Uic2b1Aue1RLUiUo 信號從第二極集電極輸出，當(dāng)信號從第一級晶體管基極輸入時，經(jīng)過兩次反相，輸出電壓與輸入電壓同相；當(dāng)信號從第一級晶體管發(fā)射極輸入時，則輸出電壓與輸入電壓同相。所以b1為同相輸入端，e1為反相輸入端。第16頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期

11、四16 2）正、負(fù)反饋的判別在得到等效放大器后， 正、負(fù)反饋的判別一般采用瞬時極性判別法。 IfIIiUiRsUsRLR fUo設(shè)在某一瞬間UI為正極性，即反相端電位比地高這時，電流Ii流向放大器放大器輸出端電位為負(fù)，即比地低Rf兩端電位左高右低，IF向上流所以，流進(jìn)放大器的凈輸入電流為 I=Ii-If反饋使凈輸入信號減小。故為負(fù)反饋從電路連接形式上也可進(jìn)行正、負(fù)反饋的判別對于電壓反饋，如果反饋網(wǎng)絡(luò)是無源網(wǎng)絡(luò)（如電阻網(wǎng)絡(luò)），反饋信號只有連接到放大電路的反相輸入端才能使凈輸入信號減小，才是負(fù)反饋。R1RLR fUiUo第17頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四17對于電流反饋

12、，則要分兩種情況討論 （1）反饋網(wǎng)絡(luò)是接入到輸出回路的負(fù)載側(cè) RsIoUiUsRRLR fUoRR fIoUoR1RLUi反饋信號連接到放大電路的反相端為負(fù)反饋放大電路。一般來說，由集成運放組成的放大器，其反饋支路只能接入到放大器輸出回路的負(fù)載側(cè)，所以其電流反饋放大電路，反饋信號必須接入到放大器的反相輸入端才是負(fù)反饋。（1）反饋網(wǎng)絡(luò)沒有接入到輸出回路的負(fù)載側(cè) IoURE3IoV3RfRC3RE3UCCRB1RE2RC2RC1UoRLV2V1C2RE1C1Ui由圖可知，信號從V1基極輸入，經(jīng)過三次反相從V3集電極輸出，所以V1基極為反相輸入端，射極為同相輸入端。反饋電路連接到同相輸入端，根據(jù)瞬時

13、極性判別法可知，該電路為負(fù)反饋。對于電壓反饋，反饋信號接入到放大器反相端為負(fù)反饋，否則為正反饋。對于電流反饋，如果反饋網(wǎng)絡(luò)接到輸出回路的負(fù)載側(cè)，則反饋信號接入放大器反相端為負(fù)反饋，否則為正反饋；如果反饋網(wǎng)絡(luò)沒有接到輸出回路的負(fù)載側(cè)，則反饋信號接入放大器同相端為負(fù)反饋，否則為正反饋；第18頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四18交流反饋與直流反饋交流反饋：反饋只對交流信號起作用。直流反饋：反饋只對直流起作用。若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時反饋只對交流起作用。在起反饋作用的電阻兩端并聯(lián)旁路電容，可以使其只對直流起作用。有的反饋只對交流信號起作用；有的反饋只對直

14、流信號起作用；有的反饋對交、直流信號均起作用。第19頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四19增加隔直電容C后，Rf只對交流起反饋作用。注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1C第20頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四20增加旁路電容C后，Rf只對直流起反饋作用。C+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1第21頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四21負(fù)反饋交流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)

15、反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點負(fù)反饋的分類用于改善放大電路性能第22頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四224.1.6 反饋類型的判別方法分析步驟：3. 是否負(fù)反饋？4. 是負(fù)反饋！那么是何種類型的負(fù)反饋？（判斷反饋的組態(tài)）1. 找出反饋網(wǎng)絡(luò)（電阻）。2. 是交流反饋還是直流反饋？第23頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四23一、電壓反饋與電流反饋判別方法：電壓反饋一般從后級放大器的集電極采樣。電流反饋一般從后級放大器的發(fā)射極采樣。二、并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋判別方法：并聯(lián)反饋的反饋信號接于晶體管基極。串聯(lián)反饋的反饋信號接于晶體管發(fā)射極。注意：

16、直流反饋中，輸出電壓指UCE，輸出電流指IE或IC。從輸出端看：按電路結(jié)構(gòu)、采樣形式、輸出端短路法分析。從輸入端看：按電路結(jié)構(gòu)、反饋信號性質(zhì)、比較形式分析。第24頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四24三、正反饋與負(fù)反饋的判別方法瞬時極性法假設(shè)輸出端信號有一定極性的瞬時變化，依次經(jīng)過反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號與原輸出信號的變化極性相反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開始。如果是電流反饋，則要從輸出電流的微小變化開始。判斷時在輸入端也要反映出反饋信號與輸入信號的比較關(guān)系。第25頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51

17、分，星期四25例1：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，對直流不起作用。第26頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四26 分析中用到了三極管的集電極與基極相位相反這一性質(zhì)。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rfubeube第27頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四27 這里分析的是交流信號，不要與直流信號混淆

18、。分析中用到的電壓、電流要在電路中標(biāo)出。并且注意符號的使用規(guī)則。如果反饋對交直流均起作用，可以用全量。 當(dāng)為交流反饋時，瞬時極性法所判斷的也是相位的關(guān)系。電路中兩個信號的相位不是同相就是反相，因此若兩個信號都上升，它們一定同相；若另一個信號下降而另一個上升，它們一定反相。第28頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四28例2：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋并聯(lián)反饋uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，對直流也起作用。第29頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四29+UCCRCC2C1Rf

19、uiuoiibif問題：三極管的靜態(tài)工作點如何提供？能否在反饋回路加隔直電容？不能！Rf為三極管提供靜態(tài)電流！Rf 的作用：1. 提供靜態(tài)工作點。2. 直流負(fù)反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。3. 交流負(fù)反饋，穩(wěn)定放大倍數(shù)。第30頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四30例3：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流反饋并聯(lián)反饋iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2第31頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四31例4：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流并聯(lián)負(fù)反饋。對直流也起

20、作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2第32頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四32例5：判斷如圖電路中RE1、RE2的負(fù)反饋作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie電流串聯(lián)反饋RE2對交流反饋不起作用1. 對交流信號：ieueube=ui-ueibieRE1：電流串聯(lián)負(fù)反饋。第33頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四332. 對直流信號：RE1、RE2對直流均起作用，通過反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點。反饋過程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuou

21、iUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UBUEIBIE第34頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四34例6：判斷如圖電路中RE3的負(fù)反饋作用。+UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=uiufuc1uc2ib3ie3電流串聯(lián)負(fù)反饋。第35頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四35小結(jié)： 1、反饋類型：正反饋與負(fù)反饋；電壓反饋與電流反饋；串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋；直流反饋與交流反饋。 2、負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(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； 3、

22、用瞬時極性法判別正反饋和負(fù)反饋。 4、按采樣形式、電路結(jié)構(gòu)、輸出短路法判別電壓反饋和電流反饋。 5、按電路結(jié)構(gòu)、比較形式、反饋信號性質(zhì)判別串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。第36頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四364-2 負(fù)反饋對放大器性能的影響4-2-1 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是放大器的一個重要指標(biāo)。我們一般用放大倍數(shù)的相對變化量來定義放大倍數(shù)的穩(wěn)定性。 根據(jù)有由于負(fù)反饋時F1，所以，閉環(huán)增益的相對變化量小于開環(huán)增益相對變化量。放大倍數(shù)的穩(wěn)定性得以提高，而且，反饋越深，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性越好。對于深度負(fù)反饋，F(xiàn)1，則有可見，在深度負(fù)反饋下，閉環(huán)增益幾乎與開環(huán)增益無關(guān)，也就

23、是說，閉環(huán)增益幾乎不受開環(huán)增益變化的影響，因而，增益穩(wěn)定性得到了極大的提高。 第37頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四37 應(yīng)當(dāng)指出，對于不同類型的負(fù)反饋，由于取樣信號、反饋信號不同，A 、B、Af所表示的含義是不同的，它所穩(wěn)定的對象也是不同的， 串聯(lián)電壓負(fù)反饋，開環(huán)增益、反饋系數(shù)和閉環(huán)增益分別為Au、Bu、Auf。當(dāng)負(fù)載電阻增大造成輸出電壓增大時，反饋電壓也增加，而反饋電壓的增加將使得凈輸入電壓減小，最終使輸出電壓下降而保持基本穩(wěn)定。串聯(lián)電流負(fù)反饋，開環(huán)增益、反饋系數(shù)和閉環(huán)增益分別為Ag、Br、Agf。當(dāng)負(fù)載電阻增大造成輸出電流減小時，反饋電壓也減小，而反饋電壓的減小將

24、使得凈輸入電壓增加，最終使輸出電流增加而保持基本穩(wěn)定。并聯(lián)電壓負(fù)反饋，開環(huán)增益、反饋系數(shù)和閉環(huán)增益分別為Ar、Bg、Arf。當(dāng)負(fù)載電阻增大造成輸出電壓增大時，反饋電流也增加，而反饋電流的增加將使得凈輸入電流減小，最終使輸出電壓下降而保持基本穩(wěn)定。并聯(lián)電流負(fù)反饋，開環(huán)增益、反饋系數(shù)和閉環(huán)增益分別為Ai、Bi、Aif。當(dāng)負(fù)載電阻增大造成輸出電流減小時，反饋電流也減小，而反饋電流的減小將使得凈輸入電流增加，最終使輸出電流增加而保持基本穩(wěn)定。 由此可見，電壓負(fù)反饋可以使輸出電壓穩(wěn)定， 電流負(fù)反饋可以使輸出電流穩(wěn)定。 第38頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四384-2-2 減小放大

25、器非線性失真放大器在大信號工作時，不可避免地要產(chǎn)生非線性失真，引入負(fù)反饋以后，可以使這種非線性失真得到改善。 基本放大器反饋網(wǎng)絡(luò)基本放大器基本放大器產(chǎn)生失真基本放大器對信號負(fù)半周放大能力較小負(fù)反饋減小失真反饋信號與輸入信號比較后產(chǎn)生預(yù)失真信號使輸出信號較少了失真負(fù)反饋改善非線性失真實際上是通過負(fù)反饋先產(chǎn)生一個預(yù)失真信號來實現(xiàn)的，這種預(yù)失真信號來自于輸出信號的失真，因此負(fù)反饋只能改善放大器的非線性失真，而不能消除失真。負(fù)反饋改善非線性失真的效果與反饋深度有關(guān)，反饋越深改善效果越好。在深度負(fù)反饋時， ，放大電路的輸出幾乎與基本放大電路無關(guān)，基本放大電路的非線性失真也就得到了抑制。第39頁，共64頁

26、，2022年，5月20日，0點51分，星期四394-2-3 擴(kuò)展放大電路的通頻帶放大電路的通頻帶也是衡量放大電路性能的一個重要指標(biāo)。引入負(fù)反饋以后，可以使放大電路的通頻帶得到展寬 下面以低通濾波器為例低通濾波器的開環(huán)頻率特性為 引入負(fù)反饋以后，并假設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)，B為實數(shù)，則閉環(huán)增益的頻率特性為式中 為閉環(huán)增益 引入負(fù)反饋后閉環(huán)放大電路的帶寬為應(yīng)該指出，通頻帶的擴(kuò)展是以放大器增益減小為代價的，實際上引入負(fù)反饋后，放大電路的帶寬增益積是不變的。即第40頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四404-2-4 改變輸入、輸出電阻1.對輸入電阻的影響對于負(fù)反饋，輸入信號與凈輸入

27、信號的關(guān)系為所以，對于串聯(lián)負(fù)反饋有并聯(lián)負(fù)反饋有 1）串聯(lián)負(fù)反饋提高輸入電阻 A B根據(jù)輸入電阻的定義有式中所以，串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻提高了F倍 第41頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四412）并聯(lián)負(fù)反饋降低輸入電阻 A B同樣根據(jù)輸入電阻的定義有式中所以，并聯(lián)負(fù)反饋使閉環(huán)輸入電阻減小 到基本方大器輸入電阻的1/F 由此可見，串聯(lián)負(fù)反饋可以使輸入電阻增大，而并聯(lián)負(fù)反饋可以使輸入電阻減小。所以引入負(fù)反饋是改變輸入電阻的一個重要手段。第42頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四422.對輸出電阻的影響1）電壓負(fù)反饋 A B開路 根據(jù)輸出電阻的定義，將信號源置零

28、（Xi= 0），X=Xf，將外接負(fù)載電阻斷開，外加電壓，求出Uo與Io的約束關(guān)系 設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端開路 ，則有所以有可見，電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小 為基本放大器的1/F。第43頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四432）電流負(fù)反饋A B短路 反饋網(wǎng)絡(luò)只對電流取樣，與電壓無關(guān)，故認(rèn)為反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端短路。 輸入信號為零， X=Xf，則有所以有可見，電流負(fù)反饋使輸出電阻增加F倍 由此可見，電流負(fù)反饋可以使輸入電阻增大，而電壓負(fù)反饋可以使輸出電阻減小。所引入不同的負(fù)反饋可以使輸出電阻增加或減小。第44頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四444-3 深度負(fù)反饋的工

29、程計算 負(fù)反饋放大電路可以采用等效電路的方法進(jìn)行分析，但是其計算較為復(fù)雜。在工程上，對于深度負(fù)反饋，可用Af=1/B來近似計算。 但要注意的是，對于不同類型的反饋，Af和B的含義是不同的， 對于需要計算電壓放大倍數(shù)時，要根據(jù)不同類型的負(fù)反饋進(jìn)行不同的處理。1. 串聯(lián)電壓負(fù)反饋例4-1 串聯(lián)電壓負(fù)反饋放大器，在深度負(fù)反饋下，試計算其閉環(huán)電壓增益。R1RLR fUiUo解 在深度負(fù)反饋條件下，串聯(lián)電壓負(fù)反饋的閉環(huán)增益為由于串聯(lián)負(fù)反饋使放大電路輸入電阻增大，放大電路輸入端可近似為“虛開”，所以有所以 第45頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四452.并聯(lián)電流負(fù)反饋例 4-2 并聯(lián)

30、電流負(fù)反饋放大器，在深度負(fù)反饋下，試計算其閉環(huán)電壓增益。RsIoUiUsRRLR fUo解 在深度負(fù)反饋條件下，并聯(lián)電流負(fù)反饋的閉環(huán)增益為由于并聯(lián)負(fù)反饋使放大電路輸入電阻減小，放大器輸入端可近似為“虛短”。所以有所以 在輸出端， ，在輸入端，由于可近似為“虛短”，則有 。所以有其放大電路閉環(huán)電壓增益為第46頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四463.并聯(lián)電壓負(fù)反饋例 4-3 并聯(lián)電壓負(fù)反饋放大器，在深度負(fù)反饋下，試計算其閉環(huán)電壓增益。UiRsUsRLR fUo解 在深度負(fù)反饋條件下，并聯(lián)電壓負(fù)反饋的閉環(huán)增益為由于并聯(lián)負(fù)反饋使放大電路輸入電阻減小，放大器輸入端可近似為“虛短”

31、。有所以 在輸入端，由于可近似為“虛短”，則有 。所以其放大電路閉環(huán)電壓增益為第47頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四474.串聯(lián)電流負(fù)反饋例 4-4 串聯(lián)電流負(fù)反饋放大器，在深度負(fù)反饋下，試計算其閉環(huán)電壓增益。RR fIoUoR1RLUi解 在深度負(fù)反饋條件下，串聯(lián)電流負(fù)反饋的閉環(huán)增益為由于串聯(lián)負(fù)反饋使放大電路輸入電阻增大，放大電路輸入端可近似為“虛開”，有所以 在輸出端， ，所以有第48頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四48例 4-5 由分立元件組成的帶有反饋的放大電路，試判斷其反饋類型，并近似計算其電壓增益。UCCV1V2RsRC1RC2RfR

32、E2IoIfIiusuo解 根據(jù)三極管基極與集電極電壓相位關(guān)系知，V1基極與放大電路輸出端電壓同相，故V1 基極是同相輸入端，而發(fā)射極則是反向輸入端。（2）確定反饋類型。在輸入端由于反饋電阻接于放大器信號輸入端，故為并聯(lián)反饋；在輸出端，由于反饋電阻沒有接于放大電路輸出端，故為電流反饋； 由于反饋網(wǎng)絡(luò)沒有接到輸出回路負(fù)載側(cè)，而反饋網(wǎng)絡(luò)接入到放大器的同相輸入端，故為負(fù)反饋。所以該電路為并聯(lián)電流負(fù)反饋電路 （1）確定等效放大器同相輸入端和反相輸入端圖一第49頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四49（3）按深度負(fù)反饋計算電壓增益 放大器輸入端可近似為“虛短”。所以有并聯(lián)電流負(fù)反饋，

33、其閉環(huán)增益為 所以 在輸出端， ，在輸入端，由于可近似為“虛短”，所以 。所以其放大電路閉環(huán)電壓增益為UCCV1V2RsRC1RC2RfRE2IoIfIiusuo第50頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四50IoRERB1UCCRCUoVC2C1UiRB2Uf圖二對于圖二電路（1）確定等效放大器同相輸入端和反相輸入端 顯然基極是反相輸入端，發(fā)射極是同相輸入端 （2）確定反饋類型 可見反饋網(wǎng)絡(luò)沒有接到信號輸入端，為串聯(lián)反饋；同樣反饋網(wǎng)絡(luò)也沒有接到信號輸出端，為電流反饋。根據(jù)正負(fù)反饋判斷規(guī)則，由于電流反饋的反饋網(wǎng)絡(luò)沒有接到輸出回路的負(fù)載側(cè)，而在放大器輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)接入到放大器

34、同相端，故為負(fù)反饋。所以該電路為串聯(lián)電流負(fù)反饋電路。第51頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四51（3）按深度負(fù)反饋計算電壓增益 串聯(lián)電流負(fù)反饋，有 在輸出端， ，在輸入端，由于可近似為“虛短”， ，所以 。故其放大電路閉環(huán)電壓增益為IoRERB1UCCRCUoVC2C1UiRB2Uf在利用深度負(fù)反饋對電路進(jìn)行近似計算中，在運用“虛短”“虛開”時要注意：（1）計算反饋電流If時，將輸入端短路，計算反饋電壓Uf時，將輸入端開路；（2）在并聯(lián)反饋中，如果輸入信號時電流源，在將Ui（Us）用Ii表示時，應(yīng)將放大電路輸入端開路；如果輸入信號時電壓源，在Ui（Us）用Ii表示時，應(yīng)將

35、放大電路輸入端短路；第52頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四52 4-4 反饋放大電路的穩(wěn)定性分析 引入負(fù)反饋以后，放大電路的許多性能都得以改善，而且反饋越深，性能改善越明顯。但是負(fù)反饋的引入有可能使放大電路不能穩(wěn)定地工作，即有可能引起放大電路自激振蕩，而且反饋越深，這種可能性越大。 4-4-1 反饋放大電路穩(wěn)定性判據(jù) 判別穩(wěn)定性的方法有根軌跡法、奈奎斯特圖和波特圖法。波特圖法因操作方便而得到廣泛應(yīng)用。 1.自激條件一個系統(tǒng)在中頻段是負(fù)反饋。但電路中存在的儲能元件（L、C）會使電路產(chǎn)生附加相移，如果一個反饋電路，在中頻時是負(fù)反饋，但在某一個頻點上產(chǎn)生的相移為180o，這樣

36、就變?yōu)檎答?，一旦反饋又足夠?qiáng)，就會產(chǎn)生自激振蕩。負(fù)反饋電路的傳輸函數(shù)為 所以頻率響應(yīng)表達(dá)式為第53頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四53幅度平衡條件和相位平衡條件 當(dāng)時閉環(huán)放大倍數(shù)為無窮大。這意味著，沒有信號輸入，仍然有信號輸出，亦即電路產(chǎn)生自激振蕩。所以電路自激的幅度平衡條件和相位平衡條件為 幅度平衡條件相位平衡條件一個負(fù)反饋系統(tǒng)，必須同時滿足幅度平衡和相位平衡條件時，才可能自激。 表示反饋電路的附加相移達(dá)到180O，變負(fù)反饋為正反饋。 表示反饋量恰恰等于凈輸入量，也就是維持自激振蕩的最小量。負(fù)反饋電路不自激的條件或或者或用波特圖判斷負(fù)反饋電路穩(wěn)定的依據(jù)第54頁，共6

37、4頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四542.穩(wěn)定性判別下面的討論基于：反饋網(wǎng)絡(luò)為純電路網(wǎng)絡(luò)，反饋系數(shù)相移為零 將負(fù)反饋電路不自激條件作一改寫利用波特圖的判別過程如下： 第一步，畫出基本放大器的幅頻波特圖和相頻波特圖 第二步，將反饋系數(shù) 的幅頻特性畫在同一坐標(biāo)系中，并得到兩條曲線的交點處的頻率c 第三步，穩(wěn)定性判斷。如果 ，則系統(tǒng)穩(wěn)定，否則，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的 穩(wěn)定不穩(wěn)定第55頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四553.反饋放大電路的穩(wěn)定裕度 對于一個穩(wěn)定的負(fù)反饋系統(tǒng)，不僅要求不進(jìn)入自激狀態(tài)，而且要求遠(yuǎn)離自激狀態(tài)，以保證在外界條件變化時也能使系統(tǒng)穩(wěn)定地工作。穩(wěn)定裕度是

38、衡量穩(wěn)定性能的好壞的質(zhì)量指標(biāo)。1）相位裕度 。相位裕度定義為：當(dāng)時 ， 在-180o線上面與-180o線的距離。即：越大，系統(tǒng)穩(wěn)定性越好。通常要求 2）增益裕度 。增益裕度定義為：當(dāng) 時， 在 線之下與 的距離；或 在0dB線之下與0dB線的距離。即：對于穩(wěn)定的系統(tǒng)，為負(fù)值，越負(fù)，系統(tǒng)越穩(wěn)定 通常要求第56頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四56例 4-6 一個負(fù)反饋電路，其基本放大器的頻率特性為試判斷反饋系數(shù)為B1=0.0001和B2=0.01時，負(fù)反饋是否穩(wěn)定，如果系統(tǒng)穩(wěn)定，試求穩(wěn)定裕度。解 先畫出基本放大器的幅頻特性和相頻特性波特圖，并畫出B1=0.01和B2=0.0

39、001時的幅頻特性波特圖于同一坐標(biāo)系進(jìn)而求得fc1、fc2和可見，當(dāng)B1=0.0001時，系統(tǒng)穩(wěn)定；當(dāng)B2=0.01時，系統(tǒng)不穩(wěn)定。由圖可見，當(dāng)B1=0.0001時 ，有相位裕度 增益裕度 第57頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四57多極點負(fù)反饋電路穩(wěn)定性討論（1）多極點的負(fù)反饋電路，反饋越深，系統(tǒng)就越不易穩(wěn)定。 （2）當(dāng) 與 交點于 線的 線段時，系統(tǒng)是穩(wěn)定的 （3）當(dāng) 與 交點于 線的 線段時，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的 （4）當(dāng) 與 交點于 線的 線段時，系統(tǒng)可能穩(wěn)定可能不穩(wěn)定 因此，單極點和雙極點系統(tǒng)是穩(wěn)定的， 三極點系統(tǒng)有可能不穩(wěn)定。第58頁，共64頁，2022年，5月20日，0點51分，星期四58從幅頻特性上來看，相位補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)就是要使 與 交點盡量在 線的 線段4-4-2反饋放大器的相位補(bǔ)償引入負(fù)反饋可以改善放大器的性能，但是過深的負(fù)反饋卻使系統(tǒng)可能不穩(wěn)定，增加反饋深度往往受到穩(wěn)定性的限制。采用相位補(bǔ)償技術(shù)可以較好的解決這一問題。 1.滯后補(bǔ)償所