模電第四部分 放大電路中的反饋

第四部分放大電路中的反饋一、反饋的基本概念與分類三、負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響二、負(fù)反饋放大電路的分析方法

第一講反饋的基本概念與分類一、反饋的基本概念1、反饋放大電路中,將輸出量的一部分或全部經(jīng)過(guò)一定的電路送回到輸入回路并影響輸入量的措施。方框圖如下：基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)F+Xo·Xi·Xf·Xid·輸入量輸出量?jī)糨斎肓糠答伭?、正反饋與負(fù)反饋

如果Xi與Xf作用的結(jié)果，使Xid增大，就稱正反饋；在輸入量Xi不變時(shí)，正反饋將使輸出量Xo增大，A↑。

如果Xi與Xf作用的結(jié)果，使Xid減少，就稱負(fù)反饋；在輸入量Xi不變時(shí)，負(fù)反饋將使輸出量Xo減少，A↓。3、交流反饋與直流反饋

如果反饋量中僅含有直流，就稱直流反饋；如果反饋量中僅含有交流，就稱交流反饋；如果反饋量中交直流都有，則有交、直流反饋同時(shí)存在。交、直流反饋的功能和判斷正負(fù)反饋的功能和判斷負(fù)反饋交、直流負(fù)反饋交流正反饋凈輸入量意義。Rb2Rc1Rb1ReC1C2Rc2RLRb3+VCCC3Rf負(fù)反饋二、負(fù)反饋放大電路的分類

1.分類電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)

2.反饋?zhàn)钁B(tài)的判斷反饋量Xf和輸入量Xi接于同一輸入端電流：將負(fù)載短路，反饋量仍然存在。電壓：將負(fù)載短路，反饋量為零?？偨Y(jié)負(fù)反饋組態(tài)判斷的步驟和方法。反饋量Xf和輸入量Xi接于不同的輸入端并聯(lián)：串聯(lián)：uORL＋－AuIR1uDuF_+uORL＋－AuIR1R2uDuF+_Vi+-Rb2RcRL+-VoRb1+VCCReVs+-+-+VCCReC1C2RbRLVoRsuORL＋－AuIR1R2iDiF+_+-RbRcRL+-Vo+VCCViuORL＋－AuIR1iF_+R2iDVoR1R4R3RLR2+VCCR5R6Vi++__①、電壓串聯(lián)電壓負(fù)反饋:能夠穩(wěn)定輸出電壓。串聯(lián)負(fù)反饋:反饋量與輸入量以電壓形式相疊加,即UD=UI－UF3、各種反饋類型的特點(diǎn)電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？uORL＋－AuIR1R2uDuF+_++__Vs+-Rs②、電流并聯(lián)電流負(fù)反饋:

能夠穩(wěn)定輸出電流。并聯(lián)負(fù)反饋:反饋量與輸入量以電流形式相疊加,即iD=iI－iFuORL＋－AR1iF_+R2iDiIiSRS

4、信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響uD

=uI-uF

則uI最好為恒壓源，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。iD

=iI-iF

則iI最好為恒流源，即信號(hào)源內(nèi)阻RS越大越好?；苡行б餴D的變化

要想反饋效果明顯，就要求iF變化能有效引起iD的變化。uORL＋－AuIR1R2uDuF+_++__Vs+-RsuORL＋－AR1iF_+R2iDiIiSRS串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋三、負(fù)反饋放大電路增益的表達(dá)式1、閉環(huán)增益的表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)F+Xo·Xi·Xf·Xid·A和F對(duì)于不同的組態(tài)具有不同的含義。2、反饋深度的討論一般負(fù)反饋深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约ふ袷幰陨辖Y(jié)論是在單向化條件下得到的。單向化指輸入量只能通過(guò)基本放大電路到達(dá)輸出端，不能經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)到達(dá)。既A=0時(shí)，Xo=0。

反饋量只能通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)送回輸入端，不能經(jīng)基本放大電路送回。既F=0時(shí)，Xf

=0。

第二講負(fù)反饋放大電路的分析方法

負(fù)反饋放大電路的分析包括定性分析和定量計(jì)算兩個(gè)方面。定性分析要求讀懂電路圖，確定反饋的類型，分析負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善等。定量計(jì)算就是計(jì)算負(fù)反饋放大電路的性能指標(biāo)。

定量計(jì)算的方法一般有等效電路法、方框圖法和近似估算法。一、等效電路法

從原理上講適用于所有的負(fù)反饋放大電路，但考慮到分析過(guò)程的難易程度，特別適用于簡(jiǎn)單的單級(jí)負(fù)反饋放大電路。二、放框圖法方框圖法的指導(dǎo)思想就是將負(fù)反饋放大電路分解成基本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分。并求出基本放大電路的A、Ri、Ro和反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)F，然后利用關(guān)系式求出Af、Rif、Rof。方框圖法物理概念清楚，但計(jì)算、畫圖麻煩，從原理上講適用于所有的負(fù)反饋放大電路。三、深度負(fù)反饋下放大倍數(shù)的估算法1、深度負(fù)反饋的特點(diǎn)又因所以有深度負(fù)反饋下2、反饋網(wǎng)絡(luò)的分析UORL＋－AUiR1R2UdUf+_電壓串聯(lián)＋－＋＋－UORL＋－AUiR1UdUf_+電流串聯(lián)＋＋＋－－－UORL＋－AIiR1If_+R2IdIo電流并聯(lián)UORL＋－AIiR1R2IdIf+_電壓并聯(lián)3、放大倍數(shù)的分析閉環(huán)電壓增益①、利用計(jì)算FA&&1F≈②、利用

直接計(jì)算ioVFVVA&&&=oV&fV&≈ioVFVVA&&&=經(jīng)判斷是電壓串聯(lián)負(fù)反饋uORL＋－AuIR1R2uDuF+_IfIf（R1+R2）=If

R1uORL＋－AuIR1uDuF_+閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益①、利用計(jì)算FA&&1F≈oV&fV&=ioVFVVA&&&=fLRR=oI&oI&②、利用

直接計(jì)算ioVFVVA&&&=經(jīng)判斷是電流串聯(lián)負(fù)反饋IoRL=Vi閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益①、利用計(jì)算FA&&1F≈②、利用

直接計(jì)算ioVFVVA&&&=fI&R2－siRI&==R2fI&－sRfI&經(jīng)判斷是電壓并聯(lián)負(fù)反饋uORL＋－AusRsR2iDiF+_uIiI這求的是源電壓放大倍數(shù)閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益siLoRIRI&&==LoRI&fI&sR①、利用計(jì)算FA&&1F≈-R1//R2R1oI&fI&=②、利用

直接計(jì)算ioVFVVA&&&=經(jīng)判斷是電流并聯(lián)負(fù)反饋uORL＋－AuIR1iF_+R2iDiIiORif和Rof如何計(jì)算Rb2Rc1Rb1ReC1C2Rc2RLRb3+VCCC3RfuoR1R4R3R2+VCCR5uI+_-VCCT2T1T3VoR1R4R3RLR2+VCCR5R6Vi++__

第三講負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響

放大電路中引入負(fù)反饋后使其增益降低了（1+FA）倍，但是這個(gè)犧牲卻換來(lái)了許多性能得到改善。一、穩(wěn)定放大倍數(shù)有即閉環(huán)增益相對(duì)變化量比開環(huán)減小了1+AF倍可從電壓、電流負(fù)反饋能夠穩(wěn)定Vo、Io理解。因?yàn)閂i不變時(shí)，Vo、Io較穩(wěn)定，增益自然也穩(wěn)定。得二、減小非線性失真

通過(guò)定性和定量分析可說(shuō)明減小的程度是（1+FA）倍。Xo·基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)F+Xi·Xf·Xid·負(fù)反饋只能減小內(nèi)部非線性所引起的失真，對(duì)于輸入量固有失真以及隨輸入量一起輸入的干擾和噪聲它無(wú)能為力Xf·Xid·Xi·Xo·Xof·上限頻率展寬1+AF倍下限頻率降低1+AF倍三、展寬通頻帶

通過(guò)定性和定量分析都可說(shuō)明通頻帶展寬了。定量計(jì)算得出通頻帶展寬了（1+FA）倍。引入負(fù)反饋后,各種原因(包括頻率的變化)引起的放大倍數(shù)的變化都將減少,所以展寬通頻帶。利用放大電路幅頻特性曲線也可說(shuō)明加入反饋后頻帶展寬了。組態(tài)不同展寬的頻帶不同。四、改變輸入和輸出電阻1、串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻2、并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻得Rif

=（1+FA）Ri根據(jù)ViIidRi

=ViIiRif

=得Rif=Ri1+FA1根據(jù)VidIiRi

=ViRif=Ii串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大（1+FA）倍，但并不包括偏置電阻Rb，實(shí)際的輸入電阻應(yīng)為Rif//Rb，增加的并不明顯置。如何從電路結(jié)構(gòu)上理解Ri的變化3、電壓負(fù)反饋減小輸出電阻4、電流負(fù)反饋增大輸出電阻從反饋效果上理解：

電壓型負(fù)反饋能夠穩(wěn)定輸出電壓，所以輸出電阻減??；電流型負(fù)反饋能夠穩(wěn)定輸出電流，所以輸出電阻增加。增大或減?。?+FAO）倍電流負(fù)反饋使輸出電阻增大（1+FAO）倍，但并不包括電阻RC，實(shí)際的輸出電阻應(yīng)為ROf//RC，增加的并不明顯。如何從