山大復試-第6章

第六章反饋放大電路6.1反饋的基本概念6.2負反饋放大器的四種類型6.3負反饋對放大器性能的影響6.4負反饋放大器的計算6.5負反饋放大器的自激振蕩及消除方法6.1，6.2反饋的基本概念及分類反饋——將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），經(jīng)過一定的網(wǎng)絡送回到輸入回路的過程。電子系統(tǒng)+–反饋網(wǎng)絡一.反饋的概念

射極偏置電路TUBEICICUEIB直流反饋——若電路將直流量反饋到輸入回路，則稱直流反饋。穩(wěn)定靜態(tài)工作點Q交流反饋——若電路將交流量反饋到輸入回路，則稱交流反饋。影響電路的交流工作性能。直流反饋交流反饋反饋過程+++b2Rb1CCTRRVRLRceIBICIEUBUE二.反饋放大器的分類及判別直流反饋——若電路將直流量反饋到輸入回路，則稱直流反饋。(直流通路的反饋環(huán)節(jié))交流反饋——若電路將交流量反饋到輸入回路，則稱交流反饋。(交流通路的反饋環(huán)節(jié))例1：判斷下圖中有哪些反饋回路，是交流反饋還是直流反饋。+++b2Rb1CCTRRVRLRceIBICUBCe直流反饋例2：判斷下圖中有哪些反饋回路，是交流反饋還是直流反饋。交、直流反饋交流反饋本級反饋——反饋只存在于某一級放大器中

級間反饋——反饋存在于兩級以上的放大器中例:本級反饋與級間反饋級間反饋本級反饋本級反饋反饋極性：負反饋——輸入量不變時，引入反饋后使凈輸入量減小，放大倍數(shù)減小。正反饋——輸入量不變時，引入反饋后使凈輸入量增加，放大倍數(shù)增加。判別方法：瞬時極性法輸入端連接方式：串聯(lián)反饋——輸入量、反饋量、凈輸入量三者均為電壓。輸入量與反饋量在電路輸入回路進行比較，產(chǎn)生凈輸入量。(基本放大器和反饋網(wǎng)絡串聯(lián)）并聯(lián)反饋——輸入量、反饋量、凈輸入量三者均為電流。輸入量與反饋量在輸入節(jié)點上進行比較，產(chǎn)生凈輸入量。(基本放大器和反饋網(wǎng)絡并聯(lián)）判別方法：觀察法輸出端取樣方式：電壓反饋——反饋量的大小與輸出電壓成比例。電流反饋——反饋量的大小與輸出電流成比例。

假設(shè)輸出端交流短路（RL=0），即uO=0，若反饋信號消失了，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存在，則為電流反饋。判別方法：輸出短路法

電壓串聯(lián)負反饋

反饋極性：從輸入端看：串聯(lián)反饋從輸出端看：例：電壓反饋負反饋(+)(+)(+)正反饋？VVV-f∞ARi－duu＋-f-R++u1++uRo(+)(-)(-)ud=ui-ufud=ui+uf分立電路電壓串聯(lián)負反饋(+)(-)(+)(+)+－A∞+LRRfifidii1Ruoiu電壓并聯(lián)負反饋從輸入端看：

并聯(lián)反饋從輸出端看：

反饋極性：電壓反饋負反饋(+)(-)正反饋？+－A∞+LRRfifidii1Ruoiu＋－(+)(+)id=ii-ifid=ii+if分立電路電壓并聯(lián)負反饋+TLR-cui-b+iCC+sRi+VOuu-siRRffi+－A∞+LRRfifidii1Ruoiu(+)(-)電流并聯(lián)負反饋從輸入端看：

并聯(lián)反饋從輸出端看：

反饋極性：電流反饋負反饋(+)(-)(-)分立電路的電流并聯(lián)負反饋+-Rc1c2RRfRe2RsLR1T2Tic2ifiius-u+O+-uiCC+Vib(+)(-)(-)

電流串聯(lián)負反饋從輸入端看：

反饋極性：從輸出端看：

串聯(lián)反饋電流反饋負反饋(+)(+)(+)分立電路的電流串聯(lián)負反饋電路(+)(+)

反饋類型及判別方法總結(jié)1.直流反饋與交流反饋——*注意電容的“隔直通交”作用

例題1:試判斷下圖電路中有哪些反饋支路，各是直流反饋還是交流反饋？直流反饋交流反饋2.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋*當反饋網(wǎng)絡直接與輸入端相并時，為并聯(lián)反饋；否則為串聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：輸入量、反饋量、凈輸入量三者均為電壓。(基本放大器和反饋網(wǎng)絡串聯(lián)）并聯(lián)反饋：輸入量、反饋量、凈輸入量三者均為電流。(基本放大器和反饋網(wǎng)絡并聯(lián)）判別方法：觀察法例題2:試判斷下列電路中引入的反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。VV+－A∞+uOSu1RR2CC+V3Riu串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋3.電壓反饋與電流反饋電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例。電流反饋：反饋信號的大小與輸出電流成比例。*當反饋網(wǎng)絡直接從放大器的輸出電壓端引出時，應為電壓反饋。判別方法：輸出短路法例題3:試判斷下列電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋。電流反饋電壓反饋電流反饋電壓反饋4.正反饋與負反饋判定方法——“瞬時極性法”負反饋——輸入量不變時，引入反饋后使凈輸入量減小，放大倍數(shù)減小。正反饋——輸入量不變時，引入反饋后使凈輸入量增加，放大倍數(shù)增加。*利用瞬時極性法來判斷正、負反饋。判斷中要注意信號的走向：首先由放大器的輸入端開始，通過基本放大器到輸出端，再經(jīng)過反饋網(wǎng)絡回到輸入端，最后在輸入端將輸入量與反饋量進行比較。若為串聯(lián)反饋，即進行電壓比較；若為并聯(lián)反饋，即進行電流比較。另外，在基本放大器的瞬時極性的判別中，若基本放大器是由各種組態(tài)的分立電路構(gòu)成，則要注意各種組態(tài)放大器的相位關(guān)系（共射：輸入與輸出反相，共基：輸入與輸出同相，共集：輸入與輸出同相）；若放大器是由集成運放構(gòu)成，則要注意運放的相位關(guān)系（反相輸入端與輸出反相，同相輸入端與輸出同相）。例題4:試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。(+)(-)(+)(+)+-+uf+-ud(+)(+)(+)負反饋負反饋(+)(-)(-)(+)(-)(-)(+)(-)(+)(+)負反饋負反饋負反饋例題5:試判斷下列電路中的反饋類型。電壓串聯(lián)負反饋綜合練習1(+)(-)(+)(+)+uf-udud電壓并聯(lián)負反饋例題6:試判斷下列電路中的反饋類型。VCC_CIRCLE+_V1fI12R12TsR2+u－RTRRsR34RCCVVEEuoT3(+)(+)(-)VCC_CIRCLEusuRf－++∞Ao1R1R有四種交流負反饋類型:

電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋+－A∞+LRRfifidii1Ruoiu電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋比較：1.方框圖：AF—反饋放大器的放大倍數(shù)F稱為反饋系數(shù)基本放大電路A反饋網(wǎng)絡F+–×輸出取樣信號輸入信號反饋信號凈輸入信號反饋放大器三.反饋放大電路的方框圖及一般表達式開環(huán)增益A—基本放大器的放大倍數(shù)閉環(huán)增益交流負反饋類型

電壓串聯(lián)電壓電壓電流串聯(lián)電流電壓電壓并聯(lián)電壓

電流電流并聯(lián)電流

電流2.反饋放大器的一般關(guān)系閉環(huán)放大倍數(shù)：反饋放大器的一般表達式3.關(guān)于反饋深度的討論

負反饋稱為反饋深度深度負反饋正反饋自激振蕩改善性能性能變差6.3負反饋對放大電路性能的影響

提高增益的穩(wěn)定性

減少非線性失真

擴展通頻帶

改變輸入電阻和輸出電阻

在放大器中引入交流負反饋

降低了放大倍數(shù)使放大器的交流性能得以改善：RL|uO|

|uf||ud||uO|電壓負反饋的特性——穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定過程：一.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性AF=Xo/Xi定性：負反饋電壓串聯(lián)負反饋電流負反饋的特性——穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定過程：T

|iO||if||id||iO|AF=Xo/Xi負反饋電流并聯(lián)負反饋只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對變化量是開環(huán)的1/(1+AF)，穩(wěn)定性提高了1+AF倍。定量：二.改善放大器的非線性失真Auiufuo加反饋前加負反饋后uoudF+–★改善的程度與反饋深度有關(guān)?！镏挥蟹答伃h(huán)之內(nèi)的失真可以得到改善。★引入反饋前后的輸出信號同樣大的情況下，才可真正體現(xiàn)出負反饋的改善效果。三.擴展放大器的通頻帶

無反饋時放大器的通頻帶：fbw=fH－fLfH

可以證明：fbwf=(1+AF)fbw0

AF（Hz）fLfHfLffHffbw有反饋時放大器的通頻帶：fbwf=fHf－fLffHffbwfAmAmf加反饋前加負反饋后0.707Am0.707Amf四.負反饋對輸入、輸出電阻的影響1.對輸入電阻的影響

(1)串聯(lián)負反饋使輸入電阻增加Ri=Ui/Ii串聯(lián)負反饋后：設(shè)Ui不變，凈輸入電壓Ud（Ube）減小,則Ii(Ib)減小，說明輸入電阻增加。可以證明：+Ui－Ud

Ii+Uf-+-Re(2)并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小Ri=Ui/Ii并聯(lián)負反饋后：設(shè)Ii不變，凈輸入電流Id（Ib）減小,則Ui(Ube)減小，說明輸入電阻減小?？梢宰C明：+Ui－

IiRfIfId2.負反饋對輸出電阻的影響

電壓負反饋→穩(wěn)定輸出電壓（當負載變化時）→恒壓源→輸出電阻小。(1)電壓負反饋使輸出電阻減小Ro=Uo/Io引入電壓負反饋后，設(shè)輸出電壓不變，輸出電流增加，輸出電阻減小。uooR+o-uLR放大器Io可以證明：(2)電流負反饋使輸出電阻提高

電流負反饋→穩(wěn)定輸出電流（當負載變化時）→恒流源→輸出電阻大。Ro=Uo/Io引入電流負反饋后，設(shè)輸出電流不變，輸出電壓增大，輸出電阻增大。可以證明：RoRL放大器IoIo’U1－U2－++

負反饋對放大電路性能的影響

提高增益的穩(wěn)定性

減少非線性失真

擴展通頻帶

改變輸入電阻和輸出電阻

在放大器中引入交流負反饋

降低了放大倍數(shù)1＋AF為改善性能引入負反饋的一般原則：

要穩(wěn)定直流工作點——引直流負反饋

要改善交流性能——引交流負反饋

要穩(wěn)定輸出電壓，減小輸出電阻——

引電壓負反饋

要穩(wěn)定輸出電流，增大輸出電阻——

引電流負反饋

要增大輸入電阻——

引串聯(lián)負反饋

要減小輸入電阻——

引并聯(lián)負反饋舉例：在下面的放大器中按要求引入適當?shù)姆答仭＃?）希望加入信號后，ic3的數(shù)值基本不受R6改變的影響。(+)(-)(+)(-)VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-引交流電流負反饋（2）希望接入負載后，輸出電壓uO基本穩(wěn)定。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-(+)(-)(+)(+)引交流電壓負反饋（3）希望輸入端向信號源索取的電流小。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-(+)(-)(+)(+)引交流串聯(lián)負反饋（4）希望穩(wěn)定靜態(tài)工作點。解：以上兩種反饋都同時具有交、直流負反饋，所以能夠穩(wěn)定靜態(tài)工作點。如果要求只引入直流負反饋，去除交流負反饋。怎樣接？VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-(+)(-)(+)(-)（1）串聯(lián)反饋

*信號源內(nèi)阻對反饋效果的影響ud=ui-uf

要求ui恒定，即信號源內(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。（2）并聯(lián)反饋id=ii-if要求ii恒定，即信號源內(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。6.4負反饋放大電路交流指標的計算

本節(jié)重點討論深度負反饋條件下的近似計算

深度負反饋：即，深度負反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋系數(shù)有關(guān)。得

方法一：一.估算反饋放大倍數(shù)A+–×F

方法二：根據(jù)又知代入上式得即：輸入量近似等于反饋量凈輸入量近似等于零

由此可得深度負反饋條件下，基本放大電路“虛短”、“虛斷”的概念或A+–×F深度負反饋條件下：Xd=Xi-Xf≈0(1)“虛短”——ud≈0(2)“虛斷”——id≈0“虛短”與“虛斷”u+－A+∞ifRiifiidui≈ufii≈if（1）電壓串聯(lián)負反饋

例1.分立電路電壓串聯(lián)負反饋舉例

解：用方法一

求反饋系數(shù)：

求閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：例2.運放組成的電壓串聯(lián)負反饋電路

解：用方法二

利用虛短的概念得知閉環(huán)電壓增益則

又虛斷VVV+－A∞+++-1RfuiuuRf+d-uo-+-R（運放的Ri很大）閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益例1.分立元件組成的電流串聯(lián)負反饋

解：用方法一反饋系數(shù):由第二章知，該電路閉環(huán)電壓增益:（2）電流串聯(lián)負反饋例2.運放組成的電流串聯(lián)負反饋閉環(huán)電壓增益:利用虛短可知:

解：用方法二VVO+fAuR-1RL-R－+++∞oiuu-+i閉環(huán)增益又虛斷(運放的輸入電阻很大)（3）電壓并聯(lián)負反饋

例1.分立電路電壓并聯(lián)負反饋閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益

解：用方法一反饋系數(shù):sf+uTi+VbiCCusRiOiRRRL-f-+cui+-

例2.運放組成的電壓并聯(lián)負反饋利用虛斷可知u-

≈

0（運放的A很大）+－A∞+LRRfifidii1Ruosu

id≈0ii≈if又虛短閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益用方法二（4）電流并聯(lián)負反饋放大器反饋系數(shù):閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益

解：用方法一

例1.分立電路電流并聯(lián)負反饋+-Rc1c2RRfRe2RsLR1T2Tioifiius-u+O+-uiCC+Vib閉環(huán)電壓增益利用虛短和虛斷可知例2.

運放組成的電流并聯(lián)負反饋放大器

解：用方法二閉環(huán)增益u-uR+1f∞－-ofo+LiRRRi++idAiii+-Rc1c2RRfRe2RsLR1T2Tioifiius-u+O+-uiCC+Vibu-二.估算輸入輸出電阻在深度負反饋條件下：注：表中的輸入、輸出電阻均指反饋環(huán)中的輸入、輸出電阻。

電阻負反饋類型輸入電阻輸出電阻電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋（1）電壓串聯(lián)負反饋舉例Rif＝∞／Rif＝Rif′//Rb1ROf＝0≈Rb1（2）電壓并聯(lián)負反饋Rif＝0／≈RSROf＝0Rif＝Rif′+RS（3）電流并聯(lián)負反饋≈RC2Rif＝0／Rif≈RSROf＝∞／ROf＝ROf′//RC2（4）電流串聯(lián)負反饋ROf≈RCRif＝∞／Rif≈Rb1//Rb2ROf＝∞／RifRif′RofRof′深度負反饋條件下的近似計算總結(jié)一.估算反饋放大倍數(shù)

方法一：

方法二：“虛短”與“虛斷”（分立元件組成的負反饋電路）（運放組成的負反饋電路）步驟：1.判斷反饋類型，“交流負反饋”不同類型的交流負反饋，所對應的交流指標具有不同含義。

交流負反饋類型

電壓串聯(lián)電壓電壓電流串聯(lián)電流電壓電壓并聯(lián)電壓

電流電流并聯(lián)電流

電流

2.求解：

方法一：（分立元件組成的負反饋電路）