放大器中負反饋課件

第5章放大器中的負反饋

內(nèi)容：1反饋放大器的基本概念

2負反饋對放大器性能的影響

3深度負反饋的計算第5章放大器中的負反饋

5.1反饋放大器的基本概念一、組成將放大器的輸出量(電流或電壓)，通過反饋網(wǎng)絡(luò)，送回到放大器的輸入回路，并同輸入信號一起參與放大器的輸入控制，使放大器的某些性能獲得有效改善。5.1反饋放大器的基本概念反饋放大器的基本框圖假設(shè)單向化條件：基本放大器的傳輸方向為輸入到輸出；反饋網(wǎng)絡(luò)的傳輸方向為輸出到輸入。圖中箭頭方向就是信號的傳輸方向?；痉糯笃鞯膬糨斎胄盘枺ㄕ`差信號）反饋信號反饋放大器的基本框圖假設(shè)單向化條件：基本放大器的傳輸方向為輸反饋放大器的基本方程基本放大器的增益(開環(huán)增益)反饋系數(shù)閉環(huán)增益環(huán)路增益反饋深度增益下降反饋放大器的基本方程環(huán)路增益增益下降反饋極性負反饋：若反饋使加到基本放大器輸入端的信號減弱，即x'i＝xi-xf正反饋：若反饋使基本放大器輸入端的信號增強，即x'i＝xi+xf負反饋：多用于改善放大器的性能；正反饋：多用于振蕩電路中。負反饋具有自動調(diào)節(jié)作用:反饋極性負反饋：若反饋使加到基本放大器輸入端的信號減正反饋：二、反饋放大器的分類按輸出端的連接方式電壓反饋電流反饋按輸入端的連接方式串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋四種反饋類型：電壓串聯(lián)反饋；電流串聯(lián)反饋；電壓并聯(lián)反饋；電流并聯(lián)反饋二、反饋放大器的分類按輸出端的連接方式電壓反饋電流反饋按輸入電壓反饋：輸出端并聯(lián)連接電流反饋：輸出端串聯(lián)連接電壓反饋：電流反饋：反饋網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)在輸入回路中，輸入信號支路與反饋支路不接在同一節(jié)點上，

反饋網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)在輸入回路中，輸入信號支路與反饋支路接在同一節(jié)點上，串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋實現(xiàn)電壓比較的反饋稱為串聯(lián)反饋v'i=vi-vf

實現(xiàn)電流比較的反饋稱為并聯(lián)反饋i'i=ii-if

串聯(lián)反饋；并聯(lián)反饋舉例：串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋實現(xiàn)電壓比較的反饋稱為串聯(lián)反饋v'i舉例：差分放大器中引入串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋舉例：串聯(lián)反饋四種典型的負反饋組態(tài)電路電壓串聯(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)負反饋四種典型的負反饋組態(tài)電路電壓串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并

對于串聯(lián)反饋，要求輸入信號源宜取電壓源。

對于并聯(lián)反饋，要求輸入信號源宜取電流源。對于串聯(lián)反饋，要求輸入信號源宜取電壓源。第5章放大器中負反饋課件三、反饋類型判別

判別反饋類型的一般步驟是：（1）是電壓反饋還是電流反饋，（2）是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋(反饋信號是電壓還是電流)，（3）反饋極性：是正反饋還是負反饋。反饋極性的判別一般采用瞬時極性法，首先假設(shè)輸入信號的瞬時極性，然后分析反饋信號的極性，比較兩者之間的相位關(guān)系即可分清是正反饋還是負反饋。三、反饋類型判別電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋R2：電壓并聯(lián)負反饋RE：直流電流串聯(lián)負反饋舉例R2：電壓并聯(lián)負反饋舉例電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)正反饋電流串聯(lián)正反饋(a)電路；(b)閉環(huán)傳輸特性電壓并聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋(a)電路；(b)閉環(huán)傳輸特性電壓并聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋5.2負反饋對放大器性能的影響一、負反饋提高增益穩(wěn)定性工作環(huán)境變化(如溫度)會導(dǎo)致放大器的放大倍數(shù)不穩(wěn)定。負反饋具有自動調(diào)節(jié)作用，能穩(wěn)定放大器的增益。增益穩(wěn)定性提高深度負反饋條件：5.2負反饋對放大器性能的影響一、負反饋提高增益穩(wěn)定性

對于不同類型的負反饋，由于取樣信號、比較信號的不同，A、kf、Af所表示的含義是不同的，也就是說不同類型的負反饋，其穩(wěn)定量是不同的。對于電壓串聯(lián)負反饋，由于穩(wěn)定量是閉環(huán)電壓增益，而信號源接近恒壓源，故輸出電壓是穩(wěn)定的。

對于電壓并聯(lián)負反饋，由于穩(wěn)定量是閉環(huán)互阻增益，而信號源接近恒流源，故輸出電壓是穩(wěn)定的。

對于不同類型的負反饋，由于取樣信號、比較信號的不同對于電流串聯(lián)負反饋，由于穩(wěn)定量是閉環(huán)互導(dǎo)增益，而信號源接近恒壓源，故輸出電流是穩(wěn)定的。對于電流并聯(lián)負反饋，由于穩(wěn)定量是閉環(huán)電流增益，而信號源接近恒流源，故輸出電流是穩(wěn)定的。

由此可見，引入電壓負反饋，可以使輸出電壓穩(wěn)定；引入電流負反饋，可以使輸出電流穩(wěn)定。引入何種類型負反饋，要視具體情況而定。對于電流串聯(lián)負反饋，由于穩(wěn)定量是閉環(huán)互導(dǎo)增益，而信號源接近恒例1設(shè)計一個負反饋放大器，要求閉環(huán)放大倍數(shù)Af=100,當開環(huán)放大倍數(shù)A變化±10%時，Af的相對變化量在±0.5%以內(nèi)，試確定開環(huán)放大倍數(shù)A及反饋系數(shù)kf值。解因為例1設(shè)計一個負反饋放大器，要求閉環(huán)放大倍數(shù)Af=100二、輸入和輸出電阻1、輸入電阻串聯(lián)并聯(lián)增大減小二、輸入和輸出電阻串聯(lián)并聯(lián)增大減小2、輸出電阻輸出阻抗的大小反映了當負載變化時，其輸出電壓或輸出電流的穩(wěn)定程度。若輸出阻抗很小，則當負載變化時，放大器的輸出電壓比較穩(wěn)定；反之，若輸出阻抗很大，則當負載變化時，放大器的輸出電流就比較穩(wěn)定。

電壓負反饋能使輸出電壓比較穩(wěn)定，這就意味著輸出阻抗的減??；電流負反饋能穩(wěn)定輸出電流，這就意味著輸出阻抗的增加。2、輸出電阻三、失真1、負反饋使放大器通頻帶展寬，線性失真減小頻帶展寬的程度與反饋深度有關(guān)。AIf是閉環(huán)中頻放大倍數(shù)，它比開環(huán)中頻放大倍數(shù)減小了(1+kfA)三、失真AIf是閉環(huán)中頻放大倍數(shù)，它比開環(huán)中頻放大倍數(shù)減小了2、減小非線性失真圖(a)中，設(shè)基本放大器的輸入信號為正弦信號時,輸出電壓波形的正半周大些,而負半周小些（設(shè)基本放大器輸出電壓與輸入電壓同相）。

設(shè)法使加到基本放大器輸入端的信號波形的正半周小而負半周大,這在一定程度上彌補了基本放大器正負半周放大能力不對稱的缺陷,使輸出波形變好。負反饋減小非線性失真的原理就在于此。2、減小非線性失真設(shè)法使加到基本放大器輸入

由圖(b)可知,由于輸出電壓vo波形上大下小,vf波形自然也是上大下小,而，相減的結(jié)果使得波形變成上小下大,通常稱基本放大器輸入信號的失真為預(yù)失真。而這種預(yù)失真的信號經(jīng)過放大后,可以得到接近于不失真的信號。

由圖(b)可知,由于輸出電壓vo波形上大下小負反饋減小非線性失真舉例（a）無負反饋電路及輸出電壓vo波形;（b）有負反饋電路及輸出電壓vo波形負反饋減小非線性失真舉例5.4深度負反饋條件:1+kfA>>1或1+kfAS>>1則串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋電壓反饋電流反饋5.4深度負畫反饋網(wǎng)絡(luò),求反饋系數(shù)負反饋的分析,一定要滿足單向化條件,畫反饋網(wǎng)絡(luò)時,要消除輸入信號通過反饋網(wǎng)絡(luò)的直通效應(yīng)。畫法：將反饋放大器的輸入端短接(對并聯(lián)反饋)或開路(對串聯(lián)反饋)。反饋系數(shù)的求法：輸出信號通過反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的反饋信號，它們的比值就是反饋系數(shù)。畫反饋網(wǎng)絡(luò),求反饋系數(shù)例1電壓串聯(lián)負反饋,反饋網(wǎng)絡(luò)由R9和R10組成。在深反饋條件下例1電壓串聯(lián)負反饋,反饋網(wǎng)絡(luò)由R9和R10組成。在深反饋條例2電流并聯(lián)負反饋,反饋網(wǎng)絡(luò)由Re2和Rf組成。在深反饋條件下例2電流并聯(lián)負反饋,反饋網(wǎng)絡(luò)由Re2和Rf組成。例3電壓并聯(lián)負反饋,反饋網(wǎng)絡(luò)由Rf組成。在深反饋條件下例3電壓并聯(lián)負反饋,反饋網(wǎng)絡(luò)由Rf組成。例4電流串聯(lián)負反饋放大器,反饋網(wǎng)絡(luò)由Re1,Re3和Rf組成。在深反饋條件下例4電流串聯(lián)負反饋放大器,反饋網(wǎng)絡(luò)由Re1,Re3和Rf反饋放大器例題分析例1兩級放大電路如圖所示。

(1)為進一步提高輸出電壓穩(wěn)定度，試正確引入反饋。(2)計算引入反饋后的閉環(huán)放大倍數(shù)Avf=?(3)若一定要求引入電壓并聯(lián)負反饋，電路應(yīng)如何改接?反饋放大器例題分析解

(1)為進一步提高輸出電壓穩(wěn)定度，必須引入電壓負反饋，如圖虛線所示。這有兩種可能：一種是將反饋引至T1管柵極(開關(guān)S→b)構(gòu)成并聯(lián)反饋；另一種是將反饋引至T2柵極(開關(guān)S→a)構(gòu)成串聯(lián)反饋。問題的關(guān)鍵是哪一種能保證是“負反饋”。根據(jù)瞬時極性判別法，將各點信號的極性標于圖中。判斷結(jié)果，開關(guān)S接a點，構(gòu)成了電壓串聯(lián)負反饋，而接b點則為正反饋，所以電路應(yīng)將開關(guān)S接a點。(2)引入電壓串聯(lián)負反饋后的閉環(huán)增益Avf為(3)若一定要求引入電壓并聯(lián)負反饋，最簡單的辦法是將第一級輸出由T1管漏極改為T2管的漏極。解(1)為進一步提高輸出電壓穩(wěn)定度，必須引入電壓負反饋，如

第5章放大器中的負反饋

內(nèi)容：1反饋放大器的基本概念

2負反饋對放大器性能的影響

3深度負反饋的計算第5章放大器中的負反饋

5.1反饋放大器的基本概念一、組成將放大器的輸出量(電流或電壓)，通過反饋網(wǎng)絡(luò)，送回到放大器的輸入回路，并同輸入信號一起參與放大器的輸入控制，使放大器的某些性能獲得有效改善。5.1反饋放大器的基本概念反饋放大器的基本框圖假設(shè)單向化條件：基本放大器的傳輸方向為輸入到輸出；反饋網(wǎng)絡(luò)的傳輸方向為輸出到輸入。圖中箭頭方向就是信號的傳輸方向?；痉糯笃鞯膬糨斎胄盘枺ㄕ`差信號）反饋信號反饋放大器的基本框圖假設(shè)單向化條件：基本放大器的傳輸方向為輸反饋放大器的基本方程基本放大器的增益(開環(huán)增益)反饋系數(shù)閉環(huán)增益環(huán)路增益反饋深度增益下降反饋放大器的基本方程環(huán)路增益增益下降反饋極性負反饋：若反饋使加到基本放大器輸入端的信號減弱，即x'i＝xi-xf正反饋：若反饋使基本放大器輸入端的信號增強，即x'i＝xi+xf負反饋：多用于改善放大器的性能；正反饋：多用于振蕩電路中。負反饋具有自動調(diào)節(jié)作用:反饋極性負反饋：若反饋使加到基本放大器輸入端的信號減正反饋：二、反饋放大器的分類按輸出端的連接方式電壓反饋電流反饋按輸入端的連接方式串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋四種反饋類型：電壓串聯(lián)反饋；電流串聯(lián)反饋；電壓并聯(lián)反饋；電流并聯(lián)反饋二、反饋放大器的分類按輸出端的連接方式電壓反饋電流反饋按輸入電壓反饋：輸出端并聯(lián)連接電流反饋：輸出端串聯(lián)連接電壓反饋：電流反饋：反饋網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)在輸入回路中，輸入信號支路與反饋支路不接在同一節(jié)點上，

反饋網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)在輸入回路中，輸入信號支路與反饋支路接在同一節(jié)點上，串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋實現(xiàn)電壓比較的反饋稱為串聯(lián)反饋v'i=vi-vf

實現(xiàn)電流比較的反饋稱為并聯(lián)反饋i'i=ii-if

串聯(lián)反饋；并聯(lián)反饋舉例：串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋實現(xiàn)電壓比較的反饋稱為串聯(lián)反饋v'i舉例：差分放大器中引入串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋舉例：串聯(lián)反饋四種典型的負反饋組態(tài)電路電壓串聯(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)負反饋四種典型的負反饋組態(tài)電路電壓串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并

對于串聯(lián)反饋，要求輸入信號源宜取電壓源。

對于并聯(lián)反饋，要求輸入信號源宜取電流源。對于串聯(lián)反饋，要求輸入信號源宜取電壓源。第5章放大器中負反饋課件三、反饋類型判別

判別反饋類型的一般步驟是：（1）是電壓反饋還是電流反饋，（2）是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋(反饋信號是電壓還是電流)，（3）反饋極性：是正反饋還是負反饋。反饋極性的判別一般采用瞬時極性法，首先假設(shè)輸入信號的瞬時極性，然后分析反饋信號的極性，比較兩者之間的相位關(guān)系即可分清是正反饋還是負反饋。三、反饋類型判別電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋R2：電壓并聯(lián)負反饋RE：直流電流串聯(lián)負反饋舉例R2：電壓并聯(lián)負反饋舉例電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)正反饋電流串聯(lián)正反饋(a)電路；(b)閉環(huán)傳輸特性電壓并聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋(a)電路；(b)閉環(huán)傳輸特性電壓并聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋5.2負反饋對放大器性能的影響一、負反饋提高增益穩(wěn)定性工作環(huán)境變化(如溫度)會導(dǎo)致放大器的放大倍數(shù)不穩(wěn)定。負反饋具有自動調(diào)節(jié)作用，能穩(wěn)定放大器的增益。增益穩(wěn)定性提高深度負反饋條件：5.2負反饋對放大器性能的影響一、負反饋提高增益穩(wěn)定性

對于不同類型的負反饋，由于取樣信號、比較信號的不同，A、kf、Af所表示的含義是不同的，也就是說不同類型的負反饋，其穩(wěn)定量是不同的。對于電壓串聯(lián)負反饋，由于穩(wěn)定量是閉環(huán)電壓增益，而信號源接近恒壓源，故輸出電壓是穩(wěn)定的。

對于電壓并聯(lián)負反饋，由于穩(wěn)定量是閉環(huán)互阻增益，而信號源接近恒流源，故輸出電壓是穩(wěn)定的。

對于不同類型的負反饋，由于取樣信號、比較信號的不同對于電流串聯(lián)負反饋，由于穩(wěn)定量是閉環(huán)互導(dǎo)增益，而信號源接近恒壓源，故輸出電流是穩(wěn)定的。對于電流并聯(lián)負反饋，由于穩(wěn)定量是閉環(huán)電流增益，而信號源接近恒流源，故輸出電流是穩(wěn)定的。

由此可見，引入電壓負反饋，可以使輸出電壓穩(wěn)定；引入電流負反饋，可以使輸出電流穩(wěn)定。引入何種類型負反饋，要視具體情況而定。對于電流串聯(lián)負反饋，由于穩(wěn)定量是閉環(huán)互導(dǎo)增益，而信號源接近恒例1設(shè)計一個負反饋放大器，要求閉環(huán)放大倍數(shù)Af=100,當開環(huán)放大倍數(shù)A變化±10%時，Af的相對變化量在±0.5%以內(nèi)，試確定開環(huán)放大倍數(shù)A及反饋系數(shù)kf值。解因為例1設(shè)計一個負反饋放大器，要求閉環(huán)放大倍數(shù)Af=100二、輸入和輸出電阻1、輸入電阻串聯(lián)并聯(lián)增大減小二、輸入和輸出電阻串聯(lián)并聯(lián)增大減小2、輸出電阻輸出阻抗的大小反映了當負載變化時，其輸出電壓或輸出電流的穩(wěn)定程度。若輸出阻抗很小，則當負載變化時，放大器的輸出電壓比較穩(wěn)定；反之，若輸出阻抗很大，則當負載變化時，放大器的輸出電流就比較穩(wěn)定。

電壓負反饋能使輸出電壓比較穩(wěn)定，這就意味著輸出阻抗的減??；電流負反饋能穩(wěn)定輸出電流，這就意味著輸出阻抗的增加。2、輸出電阻三、失真1、負反饋使放大器通頻帶展寬，線性失真減小頻帶展寬的程度與反饋深度有關(guān)。AIf是閉環(huán)中頻放大倍數(shù)，它比開環(huán)中頻放大倍數(shù)減小了(1+kfA)三、失真AIf是閉環(huán)中頻放大倍數(shù)，它比開環(huán)中頻放大倍數(shù)減小了2、減小非線性失真圖(a)中，設(shè)基本放大器的輸入信號為正弦信號時,輸出電壓波形的正半周大些,而負半周小些（設(shè)基本放大器輸出電壓與輸入電壓同相）。

設(shè)法使加到基本放大器輸入端的信號波形的正半周小而負半周大,這在一定程度上彌補了基本放大器正負半周放大能力不對稱的缺陷,使輸出波形變好。負反饋減小非線性失真的原理就在于此。2、減小非線性失真設(shè)法使加到基本放大器輸入

由圖(b)可知,由于輸出電壓vo波形上大下小,vf波形自然也是上大下小,而，相減的結(jié)果使得波形變成上小下大,通常稱基本放大器輸入信號的失真為預(yù)失真。而這種預(yù)失真的信號經(jīng)過放大后,可以得到接近于不失真的信號。

由圖(b)可知,由于輸出電壓vo波形上大下小負反饋減小非線性失真舉例（a）無負反饋電路及輸出電壓vo波形;（b）有負反饋電路及輸出電壓vo波形負反饋減小非線性失真舉例5.4深度負反饋條件:1+kfA>>1或1+kfAS>>1則串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋電壓反饋電流反饋5.4深度負畫反饋網(wǎng)絡(luò),求反饋系數(shù)負反