低頻電子線路(傅豐林)第4章

第4章負反饋放大器14.1負反饋的基本概念4.1.1什么是負反饋4.1.2負反饋放大器的基本類型24.1.1反饋的概念

反饋是將輸出電壓或輸出電流的一部分或全部以一定的方式回送到輸入端。如果回送到輸入端的僅僅是交流信號，則稱為交流反饋；如果回送到輸入端的只有直流分量，則稱為直流反饋；如果回送到輸入端的不僅有交流信號，而且也有直流分量，則同時存在交、直流兩種反饋。若反饋的結(jié)果使凈輸入信號減弱，則稱為負反饋；反之，若反饋的結(jié)果使凈輸入信號增強，則稱為正反饋。

1.引言32.負反饋放大器的方框圖反饋系數(shù)：反饋放大器的放大倍數(shù)：基本放大器的放大倍數(shù)：反饋：基本放大器放大倍數(shù)又稱開環(huán)增益；反饋放大器放大倍數(shù)又稱閉環(huán)增益。正反饋負反饋44.1.2負反饋放大器的基本類型

1.

電壓反饋和電流反饋電壓取樣電流取樣52.

串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋4.1.2負反饋放大器的基本類型

64.1.2負反饋放大器的基本類型

3.

4種負反饋類型74.4種負反饋類型特點

類型輸入端輸出端反饋信號取樣關(guān)系式對輸入信號源要求基本放大器類型比較方式輸入信號取樣方式取樣信號

電壓串聯(lián)負反饋

串聯(lián)

電壓

并聯(lián)

電壓

∝

接近于恒壓源

電壓放大器

電流串聯(lián)負反饋

串聯(lián)

電壓

串聯(lián)

電流

∝

接近于恒壓源

互導(dǎo)放大器

電壓并聯(lián)負反饋

并聯(lián)

電流

并聯(lián)

電壓

∝

接近于恒流源

互阻放大器

電流并聯(lián)負反饋

并聯(lián)

電流

串聯(lián)

電流

∝

接近于恒流源

電流放大器反饋系數(shù)4.1.2負反饋放大器的基本類型

85.4種負反饋類型變量關(guān)系類型穩(wěn)定輸出信號源電壓串聯(lián)負反饋電壓源電流串聯(lián)負反饋電壓源電壓并聯(lián)負反饋電流源電流并聯(lián)負反饋電流源4.1.2負反饋放大器的基本類型

96.

負反饋穩(wěn)定輸出變量例4-1：電流串聯(lián)負反饋4.1.2負反饋放大器的基本類型

取樣什么，穩(wěn)定什么！104.2負反饋對放大器性能影響

4.2.1降低了放大器的增益4.2.2提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性4.2.3展寬了通頻帶4.2.4減小了非線性失真4.2.5抑制了內(nèi)部噪聲和干擾4.2.6對輸入電阻的影響4.2.7對輸出電阻的影響114.2.1

降低了放大器的增益其中：反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù):基本放大器放大倍數(shù):反饋放大器放大倍數(shù)：環(huán)路增益：12對于負反饋4.2.1降低了放大器的增益加入負反饋后，增益會降低。雖然這不是優(yōu)點，但換來了其他方面性能的改善。13反饋深度：若F＞10，稱為深度負反饋。此時：上式是深反饋條件下計算的重要公式注意：負反饋的類型不同，閉環(huán)增益Af的含義不同。4.2.1降低了放大器的增益144.2.2提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性穩(wěn)定性的描述增益穩(wěn)定度定義：顯然，增益相對變化量值越小，增益穩(wěn)定度越高。比較它們的大小，即可看出加入負反饋后對增益穩(wěn)定性的影響。和閉環(huán)增益的穩(wěn)定性提高為原來的F倍15反饋類型取樣信號比較信號基本放大器增益反饋系數(shù)反饋深度反饋放大器增益穩(wěn)定量電壓串聯(lián)電壓電壓開環(huán)電壓增益電壓反饋系數(shù)穩(wěn)定、(當一定時)電流串聯(lián)電流電壓開環(huán)互導(dǎo)增益互阻反饋系數(shù)穩(wěn)定、(當一定時)電壓并聯(lián)電壓電流開環(huán)互阻增益互導(dǎo)反饋系數(shù)穩(wěn)定、(當一定時)電流并聯(lián)電流電流開環(huán)電流增益電流反饋系數(shù)穩(wěn)定、(當一定時)4.2.2提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性16定性說明：注意：

fhf=F·fh。只有為單極點時才成立。反饋類型不同，的含義不同，故這里的通頻帶不一定對應(yīng)于電壓增益。4.2.3展寬了通頻帶17③負反饋放大器的傳輸特性

②線性關(guān)系，Bu是一常數(shù)4.2.4減小了非線性失真以電壓串聯(lián)負反饋為例①基本放大器的傳輸特性用傳輸特性曲線加以說明184.2.5抑制了內(nèi)部噪聲和干擾引入負反饋后，雖然信噪比并沒有得到提高,但輸出信號的減小可以通過提高輸入信號來彌補,從而為輸出信噪比的提高提供了機會。19重要提示

負反饋只能改善反饋環(huán)節(jié)內(nèi)的性能，而不能改善反饋環(huán)節(jié)外的性能。

負反饋雖然改善了放大器的性能，但付出了代價，即放大倍數(shù)下降。204.2.6對輸入電阻的影響由負反饋的定義可得:對串聯(lián)負反饋有：并聯(lián)負反饋有：211．串聯(lián)負反饋其中：4.2.6對輸入電阻的影響222．并聯(lián)負反饋其中：4.2.6對輸入電阻的影響234.2.6對輸入電阻的影響結(jié)論：

①引入串聯(lián)負反饋，使放大器的輸入電阻增大，是基本放大器輸入電阻的F倍。②引入并聯(lián)負反饋，使放大器的輸入電阻減小，是基本放大器輸入電阻的1/F。

244.2.7對輸出電阻的影響輸出電阻求解方法復(fù)習(xí)：251．電壓負反饋

4.2.7對輸出電阻的影響26則反饋放大器的輸出電阻為：

1．電壓負反饋

4.2.7對輸出電阻的影響274.2.7對輸出電阻的影響2．電流負反饋28則反饋放大器的輸出電阻為：

4.2.7對輸出電阻的影響2．電流負反饋29結(jié)論：

①引入電壓負反饋后，使得輸出電阻減小，為基本放大器輸出電阻的。

②引入電流負反饋后，使得輸出電阻增大，為基本放大器輸出電阻的倍。

③輸出電阻的表達式?jīng)]有考慮信號源內(nèi)阻的影響。4.2.7對輸出電阻的影響304.3反饋的判別及引入4.3.1反饋類型的判別4.3.2如何根據(jù)需要引入負反饋314.3.1反饋類型的判別

1.一般步驟：①找到反饋網(wǎng)絡(luò)B’。

②判斷取樣方式。③判斷反饋方式。④判斷反饋極性。322.方法與技巧找反饋網(wǎng)絡(luò)：

消失電壓取樣存在電流取樣判斷取樣方式：先找反饋支路。短路4.3.1反饋類型的判別

33

瞬時極性法

假設(shè)輸入端的電位為+，依次判斷A和B輸出端電位的實際極性。①并聯(lián)反饋:若反饋到輸入端的電位為負，則為負反饋；反之為正反饋。②串聯(lián)反饋:若實際極性為正，則為負反饋；反之為正反饋。2.方法與技巧4.3.1反饋類型的判別

判斷反饋極性：343.判斷反饋類型的例子例4-1判別圖下圖所示電路是電壓反饋還是電流反饋？是交流反饋還是直流反饋或者兩者兼而有之？是正反饋還是負反饋？

(a)

(b)4.3.1反饋類型的判別

35

解：圖(a)中反饋支路為。若將輸出端短路，右端對交流相當于接地，反饋消失，因此是電壓反饋。它既對交流電壓反饋，也對直流電壓反饋。

圖(b)中反饋支路為。若將輸出端短路，反饋仍存在；若將輸出端負載開路，反饋消失，故為電流反饋。顯然，它既對交流電流反饋，也對直流電流反饋。

是負反饋。交流負反饋用來改善放大器的性能；直流負反饋用來提高靜態(tài)工作點的穩(wěn)定性。4.3.1反饋類型的判別

36例4-2電路如圖1所示，試分析電路中通過哪些元件引入了級間反饋？各是什么類型反饋？

解：在圖中通過反饋元件、引入了級間（第3級至第1級）的交流反饋（隔斷了直流）；通過反饋元件、引入了級間（第2級至第1級）的直流反饋（將交流旁路了）。

4.3.1反饋類型的判別

37

對于交流反饋，將輸出端短路，反饋未消失，故為電流反饋。由于輸入信號加于VT1的基極與地之間，而反饋信號加在VT1的發(fā)射極與地之間，不在同一輸入端故為串聯(lián)反饋。下面用瞬時極性法進行分析：先假設(shè)的瞬時極性為上⊕下?，由于VT1為共射接法，故VT1集電極的輸出電壓為上?下⊕，VT2又是共射接法，所以VT2集電極的輸出電壓又反相一次為上⊕下?，VT3還是共射接法，輸出電壓應(yīng)為上?下⊕，故的流向如圖中所標那樣，的一部分流過和，自然在上產(chǎn)生的電壓為上⊕下?，削弱了的作用，故為負反饋（上電壓的極性也可這樣分析；VT3發(fā)射極電壓應(yīng)為基極電壓同相，為上⊕下?，故的電壓為上⊕下?）。

4.3.1反饋類型的判別

38判斷反饋類型的4個例子4.3.1反饋類型的判別

電壓串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋394.3.2如何根據(jù)需要引入負反饋

引入負反饋的目的改善放大器的性能引入負反饋需要注意的問題根據(jù)要求確定取樣方式或反饋方式多級間的交流反饋一般要接入隔直流電容保證是負反饋404.3.2如何根據(jù)需要引入負反饋

例4-3圖示的多級放大器中，試說明為了實現(xiàn)以下幾個方面的求，應(yīng)該分別引入什么樣的負反饋，并標出反饋途徑。（1）頻率改變時，電壓放大倍數(shù)比較穩(wěn)定；（2）減小對對信號源取用的電流。41解：(1)由于輸入電壓一定，只要使輸出電壓穩(wěn)定，電壓放大倍數(shù)也就穩(wěn)定了。要穩(wěn)定輸出電壓，必須引入電壓負反饋。對該電路而言，在電壓反