反饋放大電路課件

第七章反饋放大電路11/22/20221第七章反饋放大電路10/11/202217反饋放大電路7.1反饋的基本概念與分類7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式7.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)7.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.8負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性11/22/202227反饋放大電路7.1反饋的基本概念與分類7.3負(fù)反※負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善；負(fù)反饋的四種組態(tài)及反饋組態(tài)的判斷；反饋的基本概念及分類；※負(fù)反饋放大電路的分析方法；本章主要內(nèi)容11/22/20223※負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善；負(fù)反饋的四種組態(tài)及反饋組態(tài)的判7.1反饋的基本概念與分類7.1.2直流反饋與交流反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋7.1.1什么是反饋7.1.5電壓反饋與電流反饋11/22/202247.1反饋的基本概念與分類7.1.2直流反饋與交流反7.1.1什么是反饋反饋定義在電子電路中，將輸出量（輸出電壓或輸出電流）的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路，用來影響其輸入量（放大電路的輸入電壓或輸入電流）的措施（或過程）——稱為反饋。對(duì)“反饋”概念的理解關(guān)鍵要注意兩點(diǎn)：（1）在輸出端與輸入端之間必須建立起通路；（2）輸出量作用回輸入端后，必須對(duì)輸入量產(chǎn)生一定的影響。把輸出端與輸入端相連，并有輸出量對(duì)輸入信號(hào)產(chǎn)生影響的一定電路形式，常被稱為反饋通路。11/22/202257.1.1什么是反饋反饋定義在電子電路中，7.1.1什么是反饋hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe內(nèi)部反饋外部反饋通過Re將輸出電流反饋到輸入esRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–+++–RS通過RE將輸出電壓反饋到輸入11/22/202267.1.1什么是反饋hfeibicvceIbvbehre輸出信號(hào)反饋放大電路的輸入信號(hào)反饋信號(hào)基本放大電路的輸入信號(hào)（凈輸入信號(hào)）7.1.1什么是反饋框圖反饋通路——信號(hào)反向傳輸?shù)那篱_環(huán)——無反饋通路閉環(huán)——有反饋通路比較環(huán)節(jié)11/22/20227輸出信號(hào)反饋放大電路的輸入信號(hào)反饋信號(hào)基本放大電路的輸入信號(hào)(b)帶反饋(a)不帶反饋A電子電路方框圖+–A

—凈輸入信號(hào)—反饋信號(hào)—輸出信號(hào)凈輸入信號(hào)：F反饋電路比較環(huán)節(jié)

—輸入信號(hào)基本放大電路若三者同相，則Xd=Xi-Xf,即Xd<Xi,此時(shí),反饋信號(hào)削弱了凈輸入信號(hào),電路為負(fù)反饋。若Xd>Xi，即反饋信號(hào)起了增強(qiáng)凈輸入信號(hào)的作用則為正反饋。11/22/20228(b)帶反饋(a)不帶反饋A電子電路方框圖+–A—凈輸判斷電路是否存在反饋通路7.1.1什么是反饋反饋通路（本級(jí)）反饋通路（本級(jí)）反饋通路（級(jí)間）11/22/20229判斷電路是否存在反饋通路7.1.1什么是反饋反饋通路（本反饋的分類（1）根據(jù)反饋極性的不同，分為：正反饋：負(fù)反饋：反饋信號(hào)增強(qiáng)了外加輸入信號(hào)的作用，使得凈輸入量增加，最終使AF↑。反饋信號(hào)削弱了外加輸入信號(hào)的作用，使得凈輸入量減小，最終使AF↓。11/22/202210反饋的分類（1）根據(jù)反饋極性的不同，分為：正反饋：負(fù)反饋：反（2）根據(jù)反饋信號(hào)本身的交直流性質(zhì)，分為：直流反饋：交流反饋：反饋量中只含有直流量，或者說，只在直流通路中存在的反饋。反饋量中只含有交流量，或者說，只在交流通路中存在的反饋。在很多放大電路中，常常是交、直流反饋都有。反饋的分類11/22/202211（2）根據(jù)反饋信號(hào)本身的交直流性質(zhì)，分為：直流反饋：交流反饋反饋的分類（3）根據(jù)反饋信號(hào)在放大電路輸出端采樣方式的不同，可分為：電壓反饋：電流反饋：反饋信號(hào)取自輸出電壓。反饋信號(hào)取自輸出電流。11/22/202212反饋的分類（3）根據(jù)反饋信號(hào)在放大電路輸出端采樣方式的不同，反饋的分類（4）根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在放大電路輸入回路中求和形式的不同，可分為：串聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中以電壓形式求和（即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)）。反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中以電流形式求和（即反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)）。思考題：為什么輸入回路中以電壓形式求和時(shí)為串聯(lián)反饋，以電流形式求和時(shí)為并聯(lián)反饋？∵串聯(lián)時(shí)電流相等，是電壓相加；并聯(lián)時(shí)電壓相等，是電流相加。11/22/202213反饋的分類（4）根據(jù)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在放大電路輸入回路中求RBRER'Luiuo++––7.1.2直流反饋與交流反饋RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––設(shè)輸入電壓ui為正，差值電壓ube=ui–

uf各電壓的實(shí)際方向如圖uf減小了凈輸入電壓

——負(fù)反饋交流通路+–uf+–ube－ie交、直流分量的信號(hào)均可通過RE，所以RE引入的是交、直流反饋。如果有發(fā)射極旁路電容，RE中僅有直流分量的信號(hào)通過，這時(shí)RE引入的則是直流反饋。引入交流負(fù)反饋的目的：改善放大電路的性能引入直流負(fù)反饋的目的：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)11/22/202214RBRER'Luiuo++––7.1.2直流反饋與交流反7.1.2直流反饋與交流反饋直流反饋交、直流反饋11/22/2022157.1.2直流反饋與交流反饋直流反饋交、直流反饋10/17.1.2直流反饋與交流反饋(a)直流通路(b)交流通路11/22/2022167.1.2直流反饋與交流反饋(a)直流通路例：判斷下面各圖中引入的是直流反饋還是交流反饋。直流反饋交、直流反饋交流反饋7.1.2直流反饋與交流反饋11/22/202217例：判斷下面各圖中引入的是直流反饋還是交流反饋。直流反饋交、7.1.3正反饋與負(fù)反饋正反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后輸出量變大了。負(fù)反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后輸出量變小了。從輸出端看從輸入端看正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大了。負(fù)反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了。凈輸入量可以是電壓，也可以是電流。11/22/2022187.1.3正反饋與負(fù)反饋正反饋：輸入量不變時(shí)，引入反饋后負(fù)反饋與正反饋的判別方法7.1.3正反饋與負(fù)反饋利用瞬時(shí)極性法判別負(fù)反饋與正反饋的步驟：2.若電路中某點(diǎn)的瞬時(shí)電位高于參考點(diǎn)(對(duì)交流為電壓的正半周)，則該點(diǎn)電位的瞬時(shí)極性為正(用表示)；反之為負(fù)(用表示)。－4.若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在同一輸入端(或同一電極)上，兩者極性相反時(shí)，凈輸入電壓減小,為負(fù)反饋；反之，極性相同為正反饋。

3.若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在不同輸入端(或兩個(gè)電極)上，兩者極性相同時(shí)，凈輸入電壓減小,為負(fù)反饋；反之，極性相反為正反饋。

1.設(shè)接“地”參考點(diǎn)的電位為零。11/22/202219負(fù)反饋與正反饋的判別方法7.1.3正反饋與負(fù)反饋利用瞬時(shí)7.1.3正反饋與負(fù)反饋+–uf+–ud設(shè)輸入電壓ui為正，差值電壓ud=ui–

uf各電壓的實(shí)際方向如圖uf減小了凈輸入電壓(差值電壓)

——負(fù)反饋uoRFuiR2R1+–++–+–uoRFuiR2R1+–++–+–設(shè)輸入電壓ui為正，差值電壓ud=ui+

uf各電壓的實(shí)際方向如圖uf增大了凈輸入電壓

——正反饋－–+uf–+ud－11/22/2022207.1.3正反饋與負(fù)反饋+–uf+–ud設(shè)輸入電壓ui7.1.3正反饋與負(fù)反饋凈輸入量減小凈輸入量增大負(fù)反饋正反饋反饋通路反饋通路11/22/2022217.1.3正反饋與負(fù)反饋凈輸入量減小凈輸入量增大負(fù)反饋正級(jí)間反饋通路凈輸入量減小級(jí)間負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反饋11/22/202222級(jí)間反饋通路凈輸入量減小級(jí)間負(fù)反饋7.1.3正反饋與負(fù)反7.1.3正反饋與負(fù)反饋反饋通路凈輸入量減小本級(jí)負(fù)反饋11/22/2022237.1.3正反饋與負(fù)反饋反饋通路凈輸入量減小本級(jí)負(fù)反饋17.1.3正反饋與負(fù)反饋例1：判斷下面三個(gè)電路中各引入了什么極性的反饋？負(fù)反饋正反饋負(fù)反饋11/22/2022247.1.3正反饋與負(fù)反饋例1：判斷下面三個(gè)電路中各引入了7.1.3正反饋與負(fù)反饋例2：分立元件放大電路反饋極性的判斷負(fù)反饋11/22/2022257.1.3正反饋與負(fù)反饋例2：分立元件放大電路反饋極性的由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式判定7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋判斷方法：（a）反饋量與輸入量在不同輸入端，對(duì)應(yīng)的是電壓求和，說明是串聯(lián)反饋；（b）反饋量與輸入量在同一輸入端，對(duì)應(yīng)的是電流求和，說明是并聯(lián)反饋；11/22/202226由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式判定7.1.4串聯(lián)反7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)串聯(lián)：輸入以電壓形式求和（KVL）

-vi+vid+vf=0

即vid=vi-

vf并聯(lián)：輸入以電流形式求和（KCL）

ii-iid-if=0

即iid=ii-if并聯(lián)11/22/2022277.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)串聯(lián)：輸入以電壓形式求和判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋級(jí)間反饋通路xf(if)11/22/202228判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋級(jí)間反饋通路xf(vf)11/22/202229判斷電路中的級(jí)間交流反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋7.1.47.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋由反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出端的取樣對(duì)象決定判斷方法一：假設(shè)把輸出端交流短路（即令輸出電壓等于0），觀察是否仍有反饋信號(hào)。如果反饋信號(hào)不存在了，即反饋量為0，則說明是電壓反饋；若反饋量不等于0，則說明是電流反饋。判斷方法二：將負(fù)載RL開路（即RL=∞），致使i0=0，從而使iF=0，即由輸出引起的反饋信號(hào)消失了，可以確定為電流反饋。11/22/2022307.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋：反饋信號(hào)xf和輸出電壓成比例，即xf=Fvo電流反饋：反饋信號(hào)xf與輸出電流成比例，即xf=Fio

并聯(lián)結(jié)構(gòu)串聯(lián)結(jié)構(gòu)11/22/2022317.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋：反饋信號(hào)xf和輸出7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓負(fù)反饋RLvoxf

xid

vo電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓xf=Fvo，

xid=xi－xf11/22/2022327.1.5電壓反饋與電流反饋電壓負(fù)反饋RLvoxf7.1.5電壓反饋與電流反饋電流負(fù)反饋RLioxf

xidio電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流xf=Fio，

xid=xi－xf11/22/2022337.1.5電壓反饋與電流反饋電流負(fù)反饋RLioxf7.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法：負(fù)載短路法將負(fù)載短路，反饋量仍然存在——電流反饋。將負(fù)載短路（未接負(fù)載時(shí)輸出對(duì)地短路），反饋量為零——電壓反饋。電壓反饋電流反饋反饋通路反饋通路11/22/2022347.1.5電壓反饋與電流反饋判斷方法：負(fù)載短路法7.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋反饋通路11/22/2022357.1.5電壓反饋與電流反饋電壓反饋反饋通路10/11/7.1.5電壓反饋與電流反饋例1：判斷下面電路引入的是電壓反饋還是電流反饋。電壓反饋11/22/2022367.1.5電壓反饋與電流反饋例1：判斷下面電路引入的是電7.1.5電壓反饋與電流反饋例2：判斷下面電路引入的是電壓反饋還是電流反饋。電流反饋11/22/2022377.1.5電壓反饋與電流反饋例2：判斷下面電路引入的是電7.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路反饋組態(tài)判斷舉例（交流）

信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響11/22/2022387.2負(fù)反饋放大電路的四種組態(tài)7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和（KVL）：vid=vi-vf

穩(wěn)定輸出電壓特點(diǎn)：電壓控制的電壓源反饋電壓：因?yàn)榉答伭颗c輸出電壓成比例，所以稱電壓反饋。從輸入端看有：vd=vi-vf故為串聯(lián)反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋11/22/2022397.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和（K7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和（KCL）：iid=ii-if穩(wěn)定輸出電壓電流控制的電壓源特點(diǎn)：根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。iid=ii-if從輸入端看有：因?yàn)榉答伭颗c輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。

反饋電流：故為并聯(lián)反饋。11/22/2022407.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和（K7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和（KVL）：vid=vi-vf

穩(wěn)定輸出電流電壓控制的電流源特點(diǎn)：根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋。

反饋電壓：vf=ioRfvd=vi-vf又因?yàn)樵谳斎攵擞幸驗(yàn)榉答伭颗c輸出電流成比例，所以是電流反饋。故為串聯(lián)反饋。11/22/2022417.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電壓形式求和（K7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和（KCL）：iid=ii-if穩(wěn)定輸出電流電流控制的電流源特點(diǎn)：又因?yàn)樵谳斎攵擞?iid=ii-if反饋電流：因?yàn)榉答伭颗c輸出電流成比例，所以是電流反饋。故為并聯(lián)反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，所以該電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋。11/22/2022427.2.4電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路輸入以電流形式求和（K電壓負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性串聯(lián)反饋：輸入端電壓求和（KVL）電流負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性并聯(lián)反饋：輸入端電流求和（KCL）特點(diǎn)小結(jié)：11/22/202243電壓負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性串聯(lián)反饋：輸入端電壓求運(yùn)算放大器電路反饋類型的判別方法：1.反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋；從負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，是電流反饋；2.輸入信號(hào)和反饋信號(hào)分別加在兩個(gè)輸入端(同相和反相)上的，是串聯(lián)反饋；加在同一個(gè)輸入端(同相或反相)上的，是并聯(lián)反饋；3.對(duì)串聯(lián)反饋，輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的極性相同時(shí)，是負(fù)反饋；極性相反時(shí)，是正反饋；4.對(duì)并聯(lián)反饋，凈輸入電流等于輸入電流和反饋電流之差時(shí)，是負(fù)反饋；否則是正反饋。11/22/202244運(yùn)算放大器電路反饋類型的判別方法：1.反饋電路直接uo1uiR+–++–uo++–RLA1A2例1：試判別下圖放大電路中從運(yùn)算放大器A2輸出端引至A1輸入端的是何種類型的反饋電路。uf+–解：因反饋電路直接從運(yùn)算放大器A2的輸出端引出，所以是電壓反饋；因輸入信號(hào)和反饋信號(hào)分別加在反相輸入端和同相輸入端上，所以是串聯(lián)反饋；因輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的極性相同,所以是負(fù)反饋。－－串聯(lián)電壓負(fù)反饋先在圖中標(biāo)出各點(diǎn)的瞬時(shí)極性及反饋信號(hào)；11/22/202245uo1uiR+–++–uo++–RLA1A2例1：試uo1uiR++–uo++–RLA1A2例2：試判別下圖放大電路中從運(yùn)算放大器A2輸出端引至A1輸入端的是何種類型的反饋電路。解：因反饋電路是從運(yùn)算放大器A2的負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，所以是電流反饋；因輸入信號(hào)和反饋信號(hào)均加在同相輸入端上，所以是并聯(lián)反饋;因凈輸入電流id等于輸入電流和反饋電流之差，所以是負(fù)反饋。－并聯(lián)電流負(fù)反饋i1ifid－11/22/202246uo1uiR++–uo++–RLA1A2例2：試判別－例3：判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。解：RE1、RF引入越級(jí)串聯(lián)電壓負(fù)反饋。

T2集電極的反饋到T1的發(fā)射極，提高了E1的交流電位，使Ube1減小，故為負(fù)反饋；反饋從T2的集電極引出，是電壓反饋；反饋電壓引入到T1的發(fā)射極，是串聯(lián)反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo－11/22/202247－例3：判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。解：RE1、RF引入越級(jí)例4：如果RF不接在T2的集電極，而是接C2與RL之間，兩者有何不同？解：因電容C2的隔直流作用，這時(shí)RE1、RF僅引入交流反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo×11/22/202248例4：如果RF不接在T2的集電極，而是接C2與RL之間，例5：如果RF的另一端不接在T1的發(fā)射極，而是接在它的基極，兩者有何不同，是否會(huì)變成正反饋？解：T2集電極的反饋到T1的基極，提高了B1的交流電位，使Ube1增大，故為正反饋；

這時(shí)RE1、RF引入越級(jí)正反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo+--+11/22/202249例5：如果RF的另一端不接在T1的發(fā)射極，而是接在它的基極對(duì)于三極管電路：

若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋。

若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)一個(gè)加在基極一個(gè)加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。小知識(shí)11/22/202250對(duì)于三極管電路：若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在三極對(duì)于運(yùn)放電路：

若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在同相端或反相端為并聯(lián)反饋。

若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)一個(gè)加在同相端一個(gè)加在反相端則為串聯(lián)反饋。小知識(shí)11/22/202251對(duì)于運(yùn)放電路：若反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在同相端反饋組態(tài)判斷舉例（交流）(+)(-)(+)(+)級(jí)間電壓串聯(lián)負(fù)反饋(+)11/22/202252反饋組態(tài)判斷舉例（交流）(+)(-)(+)(+)級(jí)間電壓串聯(lián)反饋組態(tài)判斷舉例（交流）電壓并聯(lián)負(fù)反饋11/22/202253反饋組態(tài)判斷舉例（交流）電壓并聯(lián)負(fù)反饋10/11/20225直流反饋交、直流反饋反饋組態(tài)判斷舉例（交流）(+)(+)(-)(+)(+)(+)電流串聯(lián)負(fù)反饋11/22/202254直流反饋交、直流反饋反饋組態(tài)判斷舉例（交流）(+)(+)(-信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響（1）串聯(lián)反饋ud=ui-uf

所以u(píng)s應(yīng)為恒壓源，即信號(hào)源內(nèi)阻RS越小越好。

要想反饋效果明顯，就要求uf變化能有效引起ud的變化。11/22/202255信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響（1）串聯(lián)反饋ud=ui-uf信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響（2）并聯(lián)反饋id=ii-if

所以is應(yīng)為恒流源，即信號(hào)源內(nèi)阻RS越大越好。

要想反饋效果明顯，就要求if變化能有效引起id的變化。11/22/202256信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響（2）并聯(lián)反饋id=ii-if7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式2.反饋深度討論3.環(huán)路增益11/22/2022577.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因?yàn)樗砸阎]環(huán)增益的一般表達(dá)式即7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式11/22/2022581.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因?yàn)樗砸沿?fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式11/22/202259負(fù)反饋放大電路中各種信號(hào)量的含義7.3負(fù)反饋放大電路增益2.反饋深度討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约ふ袷幰话闱闆r下，A和F都是頻率的函數(shù)，當(dāng)考慮信號(hào)頻率的影響時(shí)，Af、A和F分別用、和表示。即7.3負(fù)反饋放大電路增益的一般表達(dá)式11/22/2022602.反饋深度討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约?.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.4.2減小非線性失真7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲7.4.5對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響7.4.1提高增益的穩(wěn)定性7.4.4拓展通頻帶11/22/2022617.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響7.4.2減小非線性7.4.1提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對(duì)A求導(dǎo)得只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對(duì)變化量比開環(huán)減小了1+AF另一方面,在深度負(fù)反饋條件下即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時(shí)，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。負(fù)反饋的組態(tài)不同，穩(wěn)定的增益不同（Avf、Arf、Agf、Aif）11/22/2022627.4.1提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對(duì)A求導(dǎo)得只考慮幅值有即|A|=300，|F|=0.01。例：11/22/202263|A|=300，|F|=0.01。例：10/11/202267.4.2減小非線性失真閉環(huán)時(shí)增益減小，線性度變好。只能減少環(huán)內(nèi)放大電路產(chǎn)生的失真，如果輸入波形本身就是失真的，即使引入負(fù)反饋，也無濟(jì)于事。1——開環(huán)特性2——閉環(huán)特性11/22/2022647.4.2減小非線性失真閉環(huán)時(shí)增益減小，線性7.4.2減小非線性失真Auiufuiuoud加反饋前加反饋后AF+–失真改善uouo11/22/2022657.4.2減小非線性失真Auiufuiuoud加反饋前加7.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲比原有的信噪比提高了倍電壓的信噪比增加一前置級(jí)并認(rèn)為該級(jí)為無噪聲的新的信噪比11/22/2022667.4.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲比原有的信噪比提高了7.4.4擴(kuò)展通頻帶放大電路加入負(fù)反饋后，增益下降，但通頻帶卻加寬了。

無反饋時(shí)放大器的通頻帶：fbw=fH－fLfH有反饋時(shí)放大器的通頻帶：fbwf=fHf－fLffHf可以證明：fbwf=(1+AF)fbw放大器的一個(gè)重要特性：增益與通頻帶之積為常數(shù)。

即：

Amf×fbwf=Am×fbw020lg|A|（dB）F（Hz）AmfLfHfLffHfAmf11/22/2022677.4.4擴(kuò)展通頻帶放大電路加入負(fù)反饋后，增益

串聯(lián)負(fù)反饋

無反饋時(shí)：

有反饋時(shí)：7.4.5對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響1.對(duì)輸入電阻的影響引入串聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻增加了。11/22/202268串聯(lián)負(fù)反饋無反饋時(shí)：有反饋時(shí)：7.4.51.對(duì)輸入電阻的影響

無反饋時(shí)：

有反饋時(shí)：7.4.5對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響

并聯(lián)負(fù)反饋引入并聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻減小了。注意:反饋對(duì)輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。11/22/2022691.對(duì)輸入電阻的影響無反饋時(shí)：有反饋時(shí)：7例如圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>

時(shí)，反饋對(duì)Rif幾乎沒有影響。11/22/202270例如圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>時(shí)，反饋對(duì)Ri7.4.5對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影響

電壓負(fù)反饋11/22/2022717.4.5對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影響閉環(huán)輸出電阻

電壓負(fù)反饋而Xid=-Xf=-FvT

忽略反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)iT的分流所以引入電壓負(fù)反饋后，輸出電阻減小了。11/22/2022722.對(duì)輸出電阻的影響閉環(huán)輸出電阻電壓負(fù)反饋而Xid7.4.5對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影響

電流負(fù)反饋閉環(huán)輸出電阻引入電流負(fù)反饋后，輸出電阻增大了。注意:反饋對(duì)輸出電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。11/22/2022737.4.5對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善，是以犧牲增益為代價(jià)的，且僅對(duì)環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。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——特別注意表7.4.1的內(nèi)容增大輸入電阻減小輸入電阻減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流7.4.5對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響11/22/202274負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善，是以犧牲增益為代價(jià)的，且為改善性能引入負(fù)反饋的一般原則要穩(wěn)定直流量——引直流負(fù)反饋要穩(wěn)定交流量——引交流負(fù)反饋要穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻——引電壓負(fù)反饋要穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻——引電流負(fù)反饋要增大輸入電阻——引串聯(lián)負(fù)反饋要減小輸入電阻——引并聯(lián)負(fù)反饋11/22/202275為改善性能引入負(fù)反饋的一般原則要穩(wěn)定直流量——引直流負(fù)反饋四種負(fù)反饋對(duì)Ri和Ro的影響串聯(lián)電壓串聯(lián)電流并聯(lián)電壓并聯(lián)電流思考題：為了分別實(shí)現(xiàn)：(1)穩(wěn)定輸出電壓；(2)穩(wěn)定輸出電流；(3)提高輸入電阻；(4)降低輸出電阻。應(yīng)引入哪種類型的負(fù)反饋？RiRo減低增高增高增高增高減低減低減低11/22/202276四種負(fù)反饋對(duì)Ri和Ro的影響串聯(lián)電壓串聯(lián)電流并聯(lián)電壓在下面的放大器中按要求引入適當(dāng)?shù)姆答?。?）希望加入信號(hào)后，ic3的數(shù)值基本不受R6改變的影響。舉例：11/22/202277在下面的放大器中按要求引入適當(dāng)?shù)姆答?。舉例：10/11/20（2）希望接入負(fù)載后，輸出電壓UO基本穩(wěn)定。舉例：11/22/202278（2）希望接入負(fù)載后，輸出電壓UO基本穩(wěn)定。舉例：10/11（3）希望輸入端向信號(hào)源索取的電流小。舉例：11/22/202279（3）希望輸入端向信號(hào)源索取的電流小。舉例：10/11/20（4）希望穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。解：以上兩種反饋都同時(shí)具有交、直流反饋，所以能夠穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。如果要求只引入直流負(fù)反饋，去除交流反饋。怎樣接？舉例：11/22/202280（4）希望穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。解：以上兩種反饋都同時(shí)具有交、直流7.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)2.舉例11/22/2022817.5深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)21.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)即，深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)由于則又因?yàn)榇肷鲜降茫ㄒ渤憺閤fxi）凈輸入量近似等于零由此可得深度負(fù)反饋條件下，基本放大電路“兩虛”的概念輸入量近似等于反饋量（xid0）11/22/2022821.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)即，深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋1.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)串聯(lián)負(fù)反饋，輸入端電壓求和深度負(fù)反饋條件下

xid=

xi-

xf

0

虛短虛斷虛短虛斷并聯(lián)負(fù)反饋，輸入端電流求和vid=

vi-

vf

0iid=

ii-

if

0vid=

iidri

011/22/2022831.深度負(fù)反饋的特點(diǎn)串聯(lián)負(fù)反饋，輸入端電壓求和深度負(fù)反饋條深度負(fù)反饋條件下：Xd=Xi-Xf≈0uP=uN（運(yùn)放電路）ue=ub（三極管電路）(1)“虛短”——ud≈0(2)“虛斷”——id≈0ii+=ii-=0

（運(yùn)放電路）ib=0（三極管電路）“虛短”與“虛斷”11/22/202284深度負(fù)反饋條件下：Xd=Xi-Xf≈0uP=uN（運(yùn)放電路）舉例電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋系數(shù)實(shí)際上該電路就是第2章介紹的同相比例放大電路，該結(jié)果與第2章所得結(jié)構(gòu)相同設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解：根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)增益（就是閉環(huán)電壓增益）11/22/202285舉例電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋系數(shù)實(shí)際上該電路就是第2章舉例(例7.5.1)電壓串聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解：根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)電壓增益11/22/202286舉例(例7.5.1)電壓串聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深舉例(例7.5.4)電流并聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試寫出該電路的閉環(huán)增益和閉環(huán)源電壓增益表達(dá)式。解：根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)增益所以閉環(huán)電壓增益注意：若io參考方向不同，將影響閉環(huán)增益的結(jié)果

又因?yàn)閕R11/22/202287舉例(例7.5.4)電流并聯(lián)負(fù)反饋設(shè)電路滿足深解:（3）

閉環(huán)增益例7.5.5…（3）求大環(huán)反饋的閉環(huán)增益以及對(duì)信號(hào)源的閉環(huán)電壓增益；…電壓并聯(lián)負(fù)反饋根據(jù)虛短、虛斷0V舉例11/22/202288解:（3）閉環(huán)增益例7.5.5…（3）求大環(huán)反饋的閉環(huán)增2011年試題——六、分析計(jì)算題（8分）判斷如圖所示電路中引入了何種反饋，并在深度負(fù)反饋條件下計(jì)算閉環(huán)增益。解：反饋組態(tài)為：電壓－串聯(lián)負(fù)反饋（6分）11/22/2022892011年試題——六、分析計(jì)算題（8分）判斷如圖所示電路中引解：根據(jù)分析該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋設(shè)為深度負(fù)反饋，則根據(jù)“虛短”、“虛斷”有因電路引入的是電壓串聯(lián)負(fù)反饋所以可定性的得到，輸入電阻將增大，輸出電阻將減小。習(xí)題7.5.1

電路如圖所示，試近似計(jì)算它的閉環(huán)電壓增益并定性地分析它的輸入電阻和輸出電阻。11/22/202290解：根據(jù)分析該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋設(shè)為深度負(fù)反饋，3.估算輸入輸出電阻在深度負(fù)反饋條件下：注：表中的輸入、輸出電阻均指反饋環(huán)中的輸入、輸出電阻。11/22/2022913.估算輸入輸出電阻在深度負(fù)反饋條件下：注：表中的輸入、輸（1）電壓串聯(lián)負(fù)反饋Rif＝Rb1ROf＝0舉例11/22/202292（1）電壓串聯(lián)負(fù)反饋Rif＝Rb1ROf＝0舉例10/11（2）電壓并聯(lián)負(fù)反饋Rif＝RSROf＝0舉例11/22/202293（2）電壓并聯(lián)負(fù)反饋Rif＝RSROf＝0舉例10/11/舉例（3）電流并聯(lián)負(fù)反饋ROf＝RC2Rif＝RS11/22/202294舉例（3）電流并聯(lián)負(fù)反饋ROf＝RC2Rif＝RS10/17.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟7.6.2設(shè)計(jì)舉例11/22/2022957.6負(fù)反饋放大電路設(shè)計(jì)7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟1.選定需要的反饋類型2.確定反饋系數(shù)的大小3.適當(dāng)選擇反饋網(wǎng)絡(luò)中的電阻阻值4.通過仿真分析，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否滿足要求信號(hào)源性質(zhì)對(duì)輸出信號(hào)的要求對(duì)輸入、輸出電阻的要求對(duì)信號(hào)變換的要求（V-V、V-I、I-V、I-I）深度負(fù)反饋時(shí)盡量減小反饋網(wǎng)絡(luò)對(duì)基本放大電路的負(fù)載效應(yīng)11/22/2022967.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路的一般步驟1.選定需要的反7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0～5V，內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的Avo=104，Ri=5kΩ，Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。解:驅(qū)動(dòng)電路需要將電壓vs轉(zhuǎn)換為電流io1已知LED的光強(qiáng)度——流過LED的電流io1線性——電壓信號(hào)vs線性選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路光電隔離器11/22/2022977.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電解:選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路所以Rf=1kΩ又因?yàn)楦鶕?jù)虛斷有深度負(fù)反饋時(shí)7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0～5V，內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的Avo=104，Ri=5kΩ，Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。11/22/202298解:選用電流串聯(lián)負(fù)反饋電路所以Rf=1kΩ又因?yàn)楦鶕?jù)虛斷解:仿真電路io1與vs的呈線性關(guān)系，io1=10-3vs，放大電路滿足設(shè)計(jì)要求。7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反饋的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0～5V，內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知運(yùn)放的Avo=104，Ri=5kΩ，Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。11/22/202299解:仿真電路io1與vs的呈線性關(guān)系，io1=10-3vs7.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.7.2增益一帶寬積7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式11/22/20221007.7負(fù)反饋放大電路的頻率響應(yīng)7.7.2增益一帶寬積7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式基本放大電路的高頻響應(yīng)比開環(huán)時(shí)增加了為基本放大電路通帶增益根據(jù)閉環(huán)增益表達(dá)式有（設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò)）——通帶閉環(huán)增益其中同理可得——閉環(huán)上限頻率比開環(huán)時(shí)減小了——閉環(huán)下限頻率引入負(fù)反饋后，放大電路的通頻帶展寬了11/22/20221017.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式基本放大電路的高頻響應(yīng)比開7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式例7.7.1的波特圖11/22/20221027.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式例7.7.1的波特圖107.7.2增益一帶寬積放大電路的增益-帶寬積為常數(shù)閉環(huán)增益-帶寬積開環(huán)增益-帶寬積11/22/20221037.7.2增益一帶寬積放大電路的增益-帶寬積為常數(shù)閉環(huán)7.8負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性*7.8.2頻率補(bǔ)償7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件11/22/20221047.8負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性*7.8.2頻率補(bǔ)償7.7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件1.自激振蕩現(xiàn)象在不加任何輸入信號(hào)的情況下，放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)輸出。在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移達(dá)到180，使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋，當(dāng)滿足了一定的幅值條件時(shí)，便產(chǎn)生自激振蕩。2.產(chǎn)生原因11/22/20221057.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件1.自激振蕩現(xiàn)象7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)F+–×中頻時(shí)：高頻或低頻時(shí)，放大器產(chǎn)生的附加相移達(dá)到180°時(shí)：為負(fù)反饋。變?yōu)檎答?。此時(shí)，若滿足則Xi=0，仍會(huì)有輸出信號(hào)。2.產(chǎn)生原因11/22/20221067.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件3.自激振蕩條件自激振蕩反饋深度即又得自激振蕩條件幅值條件相位條件（附加相移）注：輸入端求和的相位（-1）不包含在內(nèi)閉環(huán)增益11/22/20221077.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件3.自激振蕩條件自7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件4.穩(wěn)定工作條件破壞自激振蕩條件或當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)，f

=0。其中Gm——幅值裕度，一般要求Gm

-10dBm——相位裕度，一般要求m

45(保證可靠穩(wěn)定，留有余地)寫成等式，且幅值用分貝數(shù)表示時(shí)11/22/20221087.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件4.穩(wěn)定工作條件破7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件用波特圖表示或Gm-10dB或m454.穩(wěn)定工作條件11/22/20221097.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件用波特圖表示或Gm7.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件5.負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析環(huán)路增益的幅頻響應(yīng)寫為一般與頻率無關(guān)，則的幅頻響應(yīng)是一條水平線利用波特圖分析關(guān)鍵作出的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖水平線的交點(diǎn)為即該點(diǎn)滿足11/22/20221107.8.1自激振蕩及穩(wěn)定工