第7章(14)放大電路中的反饋

第7章放大電路中的反饋7.1反饋的基本概念及判斷方法7.1.1反饋的基本概念放大電路中，將輸出量（電壓或電流）的一部分或全部經(jīng)一定方式引回到輸入端，與輸入信號作用（迭加），就稱為反饋。1、什么是反饋：放大器輸出輸入開環(huán)閉環(huán)反饋網(wǎng)絡(luò)±疊加反饋信號凈輸入反饋框圖：若引回的信號削弱了輸入信號，就稱為負反饋。2、反饋的極性3、交流反饋和直流反饋反饋信號只有交流成分時為交流反饋，引入直流負反饋的目的：穩(wěn)定靜態(tài)工作點。引入交流負反饋的目的：改善放大電路的性能在直流通路中，如果反饋存在，即為直流反饋；在交流通路中，如果反饋存在，即為交流反饋。反饋信號只有直流成分時為直流反饋，反饋信號交直流成分都有為交直流反饋。判別：若引回的信號增強了輸入信號，就稱為正反饋。4、局部反饋和級間反饋+-R1→←↑→R3R5←A1A2↓R4R2+-vivo多級放大電路R5引入了A2本級的局部反饋R2引入了A1和A2級間的級間反饋7.1.1反饋的判斷方法1、有無反饋的判斷弄清輸入和靜輸入及反饋量輸入電流ii，若電流i與輸出量有關(guān)，則為反饋，輸入電壓ui，若電壓u與輸出量有關(guān)，則為反饋，若電流i與輸出量有關(guān)，則為反饋，若電壓u與輸出量有關(guān)，則為反饋，輸入電流ii，凈輸入電流輸入電壓ui，凈輸入電壓凈輸入電流ib凈輸入電壓ube2、直流反饋和交流反饋的判斷3、反饋極性的判斷假設(shè)放大器一個輸入信號對地的極性，用“+”、“-”表示。按信號傳輸方向依次判斷相關(guān)點的瞬時極性，直至判斷出反饋信號的瞬時極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小，則為負反饋；反之為正反饋。（瞬時極性法）：uo1uiR++–uo++–RLA1A2i1ifid反饋信號和輸入信號加于輸入回路一點時，瞬時極性相反的是負反饋,瞬時極性相同的為正反饋?！皎挩挩挕稹鹪O(shè)ui為正經(jīng)A1,uo1為正經(jīng)A2,uo為負R點位左高右低if使id減小，所以是負反饋（引回輸入端的瞬時極性為負）

反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同的為負反饋，(否則是正反饋）。注意：以上輸入信號和反饋信號的瞬時極性都是指對地而言，這樣才有可比性。對三極管來說這兩點是基極和發(fā)射極，對運算放大器來說是同相輸入端和反相輸入端。ufube⊕○反饋量uf凈輸入ube設(shè)ui為正經(jīng)T1,輸出為負⊕經(jīng)T2,輸出為正⊕uf使ube減小，所以是負反饋串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號以電壓的形式作用，（即反饋電壓信號與輸入信號電壓比較）。（1）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋：7.1.3交流負反饋的四種組態(tài)1.電壓反饋和電流反饋、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的概念并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號以電流的形式作用，（即反饋電流信號與輸入信號電流比較）。反饋信號與輸入信號串聯(lián)，與凈輸入電壓構(gòu)成回路。反饋信號與輸入信號并聯(lián)，與凈輸入電流同節(jié)點。iifibib=i-if并聯(lián)反饋ufuiubeube=ui-uf串聯(lián)反饋

此時反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系。

此時反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關(guān)系。

對于三極管來說，反饋信號與輸入信號同時加在三極管的基極或發(fā)射極，為并聯(lián)反饋；一個加在基極一個加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。對于運算放大器:

此時反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關(guān)系。反饋信號與輸入信號一個加在同相輸入端一個加在反相輸入端則為串聯(lián)反饋。

此時反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系。反饋信號與輸入信號同時加在同相輸入端或反相輸入端，則為并聯(lián)反饋；（2）電壓反饋和電流反饋電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓信號。

采樣電阻很大反饋信號的大小與輸出電壓成比例。電流反饋：反饋信號取自輸出電流信號。

反饋信號的大小與輸出電流成比例。2.四種組態(tài)負反饋放大電路的方框圖AFuiuidufusRSRLuoAFuiuidufusRSiouoRLio電壓串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋FAiiifisiidRSRLuoFAiiifisiidRSiouoRLio電壓并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋(1)電壓串聯(lián)負反饋放大電路瞬時極性法當(dāng)vi一定時：若

RLvovfvidvo電壓負反饋串聯(lián)負反饋輸出回路輸入回路基本放大器反饋網(wǎng)絡(luò).AFAF⊕⊕⊕⊕vividvfvo電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓反饋信號與電壓成比例，是電壓反饋反饋電壓Vf與輸入電壓Vid是串聯(lián)關(guān)系，故為串聯(lián)負反饋。反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同為負反饋。例1：試分析該電路存在的反饋，并判斷其反饋組態(tài)。⊕⊕⊕⊕○經(jīng)Rf加在發(fā)射極E1上的反饋電壓Vf與輸入電壓Vi是串聯(lián)關(guān)系，故為串聯(lián)負反饋。+vf-解：根據(jù)瞬時極性法判斷該電路為負反饋。輸出回路反饋信號與電壓成比例，是電壓反饋。輸入回路反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同為負反饋。電壓串聯(lián)負反饋○例2：試分析該電路存在的反饋，并判斷其反饋組態(tài)?！皎挩挕稹鸾?

根據(jù)瞬時極性法電路是負反饋。

反饋信號vf和輸入信號vi加在運放A1的兩個輸入端，故為串聯(lián)反饋。

反饋信號與輸出電壓成比例，故為電壓反饋。反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同為負反饋。串聯(lián)電壓負反饋判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。ufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此電路是電壓串聯(lián)負反饋，對直流不起作用。例3：增加隔直電容C后，Rf只對交流起反饋作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C例3-1：增加旁路電容C后，Rf只對直流起反饋作用。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1例3-2：(2)電流并聯(lián)負反饋放大電路AF...⊕iiiidif○AF○io當(dāng)ii一定時：若

RLioifiidio通過R、Rf電流負反饋穩(wěn)定輸出電流電流負反饋輸出端的取樣是電流并聯(lián)負反饋輸入端Ii和If以并聯(lián)的方式進行比較反饋信號和輸入信號加于輸入回路同一點時，瞬時極性相反為負反饋。判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流反饋并聯(lián)反饋uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2例：反饋信號和輸入信號加于輸入回路同一點，瞬時極性相反是負反饋。⊕○⊕○○電流并聯(lián)負反饋。對直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。判斷反饋的組態(tài)判斷反饋的極性例2：反饋信號和輸入信號加于輸入回路同一點時，瞬時極性相反是負反饋。試分析該電路存在的反饋，并判斷其反饋組態(tài)。電流并聯(lián)負反饋輸入信號與反饋信號是并聯(lián)的形式，所以是并聯(lián)負反饋。反饋信號取自于輸出電流，所以是電流負反饋。解：根據(jù)瞬時極性法判斷(3)電壓并聯(lián)負反饋放大電路AF....AF⊕voIiIidIf○反饋信號和輸入信號加于輸入回路同一點時，瞬時極性相反為負反饋。電壓負反饋輸出端的取樣是電壓并聯(lián)負反饋輸入端Ii和If以并聯(lián)的方式進行比較○判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋并聯(lián)反饋此電路是電壓并聯(lián)負反饋，對直流也起作用。例1：+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif注意：三極管的靜態(tài)工作點如何提供？不可在反饋回路加隔直電容！Rf的作用：1.提供靜態(tài)工作點。2.直流負反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點。3.交流負反饋，穩(wěn)定放大倍數(shù)等。例1-1：(4)電流串聯(lián)負反饋放大電路AFAF⊕⊕vividvf⊕反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同為負反饋。io輸出端的取樣是電流，所以是電流負反饋。輸入端Vid和Vf以串聯(lián)的方式進行比較，所以是串聯(lián)負反饋。例1：電流串聯(lián)負反饋試分析該電路存在的反饋，并判斷其反饋組態(tài)。反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同為負反饋。解：根據(jù)瞬時極性法判斷例2：試分析該電路存在的反饋，并判斷其反饋組態(tài)。解:

根據(jù)瞬時極性法

經(jīng)Rf加在E1上是交流負反饋。反饋信號和輸入信號加在T1兩個輸入電極，故為串聯(lián)反饋。

電壓串聯(lián)負反饋。經(jīng)電阻R1加在基極B1上的是電流并聯(lián)負反饋。電壓串聯(lián)負反饋＋－A7.2負反饋放大電路的方框圖及一般表達式反饋系數(shù)：由于開環(huán)增益：閉環(huán)增益：環(huán)路增益：閉環(huán)增益方程：稱為反饋深度相當(dāng)于引入負反饋。相當(dāng)于引入正反饋。當(dāng)輸入為零時仍有輸出，故稱為“自激狀態(tài)”。稱為深度負反饋可用于深度負反饋放大電路的近似計算電流并聯(lián)負反饋（A為電流增益）電壓串聯(lián)負反饋（A為電壓增益）電流串聯(lián)負反饋（A為互導(dǎo)增益）電壓并聯(lián)負反饋（A為互阻增益）AF=X0/XiF=Xf/X0A=X0/Xid反饋類型四種反饋組態(tài)的比較7.3深度負反饋放大電路放大倍數(shù)的分析7.3.1深度負反饋的實質(zhì)1、增益的近似表達式：“虛短”“虛斷”串聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋2、虛短虛斷概念的運用：電流并聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋“虛短”“虛斷”串聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋7.3.2深度負反饋條件下電壓放大倍數(shù)的分析(1)電壓串聯(lián)負反饋電路[例1][例2](2)電壓并聯(lián)負反饋[例1]－+A[例2](2)電壓并聯(lián)負反饋“虛地“(3)電流串聯(lián)負反饋[例1]A+－[例2](3)電流串聯(lián)負反饋(4)電流并聯(lián)負反饋[例]虛地A+－由分流公式7.4負反饋對放大電路性能的影響7.4.1提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性Af的相對變化量A的相對變化量放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高7.4.2改變輸入電阻和輸出電阻1對輸入電阻的影響（1）引入串聯(lián)負反饋，增大輸入電阻Rif深度負反饋：加入反饋：(2)引入并聯(lián)負反饋，減小輸入電阻Rif深度負反饋：加入反饋：(1)電壓負反饋使輸出電阻減小●電壓負反饋使輸出電阻減小(2)電流負反饋使輸出電阻增加2對輸出電阻的影響●電壓負反饋可以使輸出電壓穩(wěn)定●電流負反饋使輸出電阻增大●電流負反饋可以使輸出電流穩(wěn)定7.4.3展寬頻帶無反饋時：BW=fH

fL

fH引入反饋后，fA(f)OAm0.707AmfLfHBWAf(f)Amf0.707AmffLffHfBWf可證明：=(1+AF)fH

fHf

BWf=fHf

fLfuf加入負反饋無負反饋FufAuiuo+–uiduo大小略大略小略小略大uiA接近正弦波改善了波形失真7.4.4減小非線性失真7.4.5引入負反饋的一般原則一、欲穩(wěn)定或改善某個量，則引對應(yīng)量的負反饋穩(wěn)定靜態(tài)Q點，引入直流負反饋；改善動態(tài)性能，穩(wěn)定輸出電壓，引入電壓負反饋；穩(wěn)定輸出電流，二、根據(jù)對輸入、輸出電阻的要求選擇反饋類型欲提高輸入電阻，采用串聯(lián)反饋；欲降低輸入電阻，采用并聯(lián)反饋；要求高內(nèi)阻輸出，采用電流反饋；要求低內(nèi)阻輸出，采用電壓反饋。引入交流負反饋；引入電流負反饋；三、根據(jù)輸入對輸出的控制關(guān)系確定交流反饋類型輸入電壓控制輸出電壓，引入電壓串聯(lián)負反饋；輸入電流控制輸出電壓，引入電壓并聯(lián)負反饋；輸入電壓控制輸出電流，引入電流串聯(lián)負反饋；輸入電流控制輸出電流，引入電流并聯(lián)負反饋。①若由Rf引接反饋，是電壓還是電流反饋？例題：A②若要實現(xiàn)串聯(lián)電壓反饋,Rf應(yīng)接向何處?③要實現(xiàn)串聯(lián)電壓負反饋,運放的輸入端極性如何確定？uf④求引入電壓串聯(lián)負反饋后的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。++-+++-本章結(jié)束下一章總目錄結(jié)束放映作業(yè)講解7.2題：7.3題：CBADBACDEFC7.4題：反饋網(wǎng)絡(luò)：無反饋網(wǎng)絡(luò)：R1、R2反饋類型：電壓、并聯(lián)反饋極性：負交直流：交流、直流○⊕○7.4題：⊕⊕⊕反饋網(wǎng)絡(luò)：R3、R2反饋類型：電壓、串聯(lián)反饋極性：負交直流：交流、直流反饋網(wǎng)絡(luò)：R1、R2反饋類型：電壓、串聯(lián)反饋極性：負交直流：交流R1、直流R1R2⊕⊕⊕7.4題：反饋網(wǎng)絡(luò)：R1、R2反饋類型：電壓、串聯(lián)反饋極性：正交直流：交流、直流⊕○○○正反饋，反饋類型就無意義了反饋網(wǎng)絡(luò)：紅線（級間反饋）反饋類型：電流、并聯(lián)反饋極性：負交直流：交流、直流⊕⊕⊕○○反饋網(wǎng)絡(luò)：R4，（A2本級)反饋類型：電壓、并聯(lián)反饋極性：負交直流：交流、直流○7.5題：反饋網(wǎng)絡(luò)：Re反饋類型：電流、串聯(lián)反饋極性：負交直流：交流、直流⊕⊕⊕反饋網(wǎng)絡(luò)：Rf(級間）反饋類型：電壓、并聯(lián)反饋極性：負交直流：交流、直流⊕○○○還有兩個本級反饋----？7.5題：RS：電流串聯(lián)負反饋（交直）RS//Rg1//Rg2：電流串聯(lián)負反饋（交）Rg與RS//Rg1//Rg2：正反饋Re：T2本級電流串聯(lián)負反饋（交直）Rc、Rs：級間電壓串聯(lián)負反饋（交直）7.5題：差模反饋共模反饋⊕⊕⊕反饋網(wǎng)絡(luò)：Rf（兩個Rf各引入了）反饋類型：電壓、并聯(lián)反饋極性：正交直流：交流、直流反饋網(wǎng)絡(luò)：Re反饋類型：電流、串聯(lián)反饋極性：負交直流：交流、直流7.5題：反饋網(wǎng)絡(luò)：R1、C2、R1(T1至T3級間）反饋類型：電壓、并聯(lián)反饋極性：負交直流：交流、直流⊕○⊕⊕○○⊕反饋網(wǎng)絡(luò)：Re3、Rf、Re1(T1至T3級間）反饋類型：電流、串聯(lián)反饋極性：負交直流：交流、直流還有三個本級反饋，對嗎？7.6和7.7題：由虛短，Uf=US電壓串聯(lián)負反饋，可實現(xiàn)電壓放大電流串聯(lián)負反饋，實現(xiàn)電壓－電流轉(zhuǎn)換電壓串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋R引入電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋可實現(xiàn)電流－電壓轉(zhuǎn)換R2引入電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋可實現(xiàn)電流放大7.8題⊕○○⊕⊕ifiouf負電壓串聯(lián)負電壓并聯(lián)虛短111-1107.9題電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)