負(fù)反饋放大電路

第五章負(fù)反饋放大電路第一節(jié)學(xué)習(xí)要求第二節(jié)反饋的基本概念與分類(lèi)第三節(jié)負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善第四節(jié)深負(fù)反饋放大電路的分析方法第一節(jié)學(xué)習(xí)要求1．判斷--在掌握反饋的基本概念和類(lèi)型的基礎(chǔ)上，判斷反饋組態(tài)及其作用。2．引入--在熟悉各種反饋對(duì)放大電路性能影響的基礎(chǔ)上，按要求引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反饋。3．計(jì)算--掌握深度負(fù)反饋電路交流性能指標(biāo)的估算。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：根據(jù)實(shí)際要求，引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反饋。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：反饋組態(tài)的判別和性能指標(biāo)的估算。第二節(jié)反饋的基本概念與分類(lèi)一、反饋的基本概念1.開(kāi)環(huán)放大器或基本放大器圖7.1是一個(gè)放大器電路，它具有單向性的特點(diǎn)，信號(hào)只有從輸入到輸出一條通路，不存在其它的通路，特別是沒(méi)有從輸出到輸入的通路。這種放大器叫做開(kāi)環(huán)放大器或基本放大器。2、閉環(huán)放大器為了改善基本放大器的性能，從基本放大器的輸出端到輸入端引入一條反向的信號(hào)通路，構(gòu)成這條通路的網(wǎng)絡(luò)叫做反饋網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)反向傳輸?shù)男盘?hào)叫做反饋信號(hào)。由基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的放大器叫做閉環(huán)放大器或反饋放大器。所謂"反饋"，就是通過(guò)一定的電路形式（反饋網(wǎng)絡(luò)），把放大電路輸出信號(hào)的一部分或全部按一定的方式送回到放大電路的輸入端，并影響放大電路的輸入信號(hào)。這樣，電路輸入端的實(shí)際信號(hào)不僅有信號(hào)源直接提供的信號(hào)，還有輸出端反饋回輸入端的反饋信號(hào)。3、反饋放大器一般模型任何反饋放大器都可以抽象為一個(gè)模型來(lái)分析，其基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)都具有單向性。圖7.2中各函數(shù)之間的關(guān)系為：上式中為基本放大電路的輸入信號(hào)，、分別為反饋放大電路的輸入、輸出信號(hào)，為反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)，為基本放大電路的增益，為反饋網(wǎng)絡(luò)的傳輸系數(shù)，稱(chēng)為環(huán)路增益。若用表示反饋放大電路的增益，則有上式中稱(chēng)為放大電路的反饋深度，它是衡量反饋程度的一個(gè)重要指標(biāo)。嘗即引入反饋集后，增益減警少了，這種賢反饋一般稱(chēng)宰為負(fù)反饋。防搏即引入反饋紀(jì)后，增益增過(guò)大了，這種弊反饋一般稱(chēng)團(tuán)為正反饋。凡正反饋雖然鄉(xiāng)可以提高放惕大電路的增詠益，但性能乏不穩(wěn)定，一炭般很少用。遼裁這就是說(shuō)，贊放大電路在恥沒(méi)有輸入信變號(hào)時(shí)，也有拐輸出信號(hào)，設(shè)叫做放大電蘿路的自激。省4、反饋的偉類(lèi)型粗（1）正反夸饋與負(fù)反饋?zhàn)溃?）內(nèi)部忍反饋與外部晃反饋劫（3）交流約反饋、直流砍反饋和交直照流反饋蔽（4）電壓丙反饋與電流瞧反饋妻（5）并聯(lián)瓶反饋與串聯(lián)英反饋音二、四種類(lèi)刻型的負(fù)反饋塌組態(tài)架（1）電壓差串聯(lián)負(fù)反饋材（2）電壓供并聯(lián)負(fù)反饋擠（3）電流豐串聯(lián)負(fù)反饋壟（4）電流海并聯(lián)負(fù)反饋抗1.電壓依串聯(lián)負(fù)反饋兄坡盲成（1）反焦饋極性的判野別方法：命電路如絮圖7.3所帆示，基本放皂大電路就是稀一只集成運(yùn)池放，用A稱(chēng)表示；反饋摘網(wǎng)絡(luò)是由R熱1洗和R席2袋組成的分壓難器，用F表倆示。下面露用介瞬時(shí)極性法登判別電路的煉反饋極性，演方法如下：出①斷開(kāi)吐反饋通路，青給定原輸入迷信號(hào)一個(gè)極乓性；六卡②根據(jù)貍該極性，逐縱步推斷基本屆放大器中有長(zhǎng)關(guān)信號(hào)的相六應(yīng)極性；簽③確定匪反饋信號(hào)v狠F常的極性；思④根據(jù)串v巡I奔與v娃F親的極性，確推定凈輸入信貓?zhí)杤撲ID辱與v鈔I廈、v征F慕之間的數(shù)值廳關(guān)系：乎（2）電壓衰反饋與電流呀反饋的判別鹽方法：賭①先區(qū)區(qū)分基本放大爭(zhēng)器A和反饋物網(wǎng)絡(luò)F；撕②判別障F的輸入端耀與A的輸出捉端的連接方纖式：并聯(lián)的側(cè)稱(chēng)為電壓反價(jià)饋；串聯(lián)警的稱(chēng)為電流歡反饋。判（3）并聯(lián)艘反饋與串聯(lián)悼反饋的判別夜方法：撓①先懼區(qū)分基本放綠大器A和反式饋網(wǎng)絡(luò)F；柏②判這別F的輸出腐端與A的輸球入端的連接山方式：并雁聯(lián)的稱(chēng)為并皂聯(lián)反饋；串挑聯(lián)的稱(chēng)為串梯聯(lián)反饋。勉（4）電壓厘串聯(lián)負(fù)反饋瘡的特點(diǎn)：?jiǎn)T緩①反游饋電壓與輸巡出電壓成比螞例纖②穩(wěn)明定輸出電壓筋，降低輸出稱(chēng)電阻瀉③V恰id學(xué)=V舉i終-V駝f崇要求R深S啊小，反饋效喚果明顯處④A款VF御指的是輸出浩電壓與輸入樓電壓之比嘩例題1：蒙試分析圖7孟.4所示電閱路存在的反按饋，并判斷忌其反饋組態(tài)嫁。齡枯解：只（1）采用綢瞬時(shí)極性法錢(qián)判斷反饋極鳳性?？傻媒?jīng)復(fù)反饋后的櫻減少，故為估負(fù)反饋。崗（2）臺(tái)反饋網(wǎng)絡(luò)F捧是由R在4葛、R疲5亮構(gòu)成的，其按輸入端與R鋼L轟并聯(lián)，所孕以為電壓反亮饋；說(shuō)（3）浮反饋網(wǎng)絡(luò)F別的輸出電壓蛋V縱F書(shū)與輸入電壓錘V谷i睛串聯(lián)，故適為串聯(lián)反饋匠。因此，改該電路屬于叛電壓串聯(lián)負(fù)今反饋放大電珠路。售2.電流美并聯(lián)負(fù)反饋否電路如圖7乒.5所示償判閉（1）用瞬層時(shí)極性法判縮別反饋極性舊：服葵（2）判別遇是電壓反饋無(wú)還是電流反定饋：用因?yàn)镕氣的輸入端與廳A的輸出端罪串聯(lián)，所以真為電流反饋抵。晴（3）判來(lái)別是并聯(lián)反習(xí)饋還是串聯(lián)倦反饋：飾因?yàn)镕妥的輸出端與穩(wěn)A的輸入端尚并聯(lián)，所以川為并聯(lián)反饋斃。宗所以該選電路反饋形活式為電流并播聯(lián)負(fù)反饋。訴（4）電流上并聯(lián)負(fù)反饋斜特點(diǎn)：晝①反羅饋電流與輸綿出電流成比交例。線②輸寶出電流趨向囑于維持恒定莖。掘塔③因鋒為泳，所以要求再R影S司大，反饋效踢果明顯框④A學(xué)IF跪指的是輸出構(gòu)電流與輸入衛(wèi)電流之比。厲即：教例題2：閣由硅三極管哈T產(chǎn)1搖、T準(zhǔn)2壯組成的反饋漏電路如圖7圈.6所示，披試分析電路秀結(jié)構(gòu)和其中驢存在的反饋賭，并判斷其唯反饋組態(tài)。和泄翠融解（1）觸電路結(jié)構(gòu)分牙析該電路為兇2級(jí)直接耦亮合的共射極炊放大電路，伴它們之間通廚過(guò)R悠f血實(shí)現(xiàn)級(jí)間反著饋。輸入信冊(cè)號(hào)為電流源陵I巡S軋，內(nèi)阻R奸S龜?shù)闹岛芨叨捅缓雎?；輸敲出量為電流梳I嘩O所，因此它是煎電流放大器某。世解（2）點(diǎn)直流反饋分塔析如果是直匯流負(fù)反饋，宏那么其目擇的就是穩(wěn)定杰電路的靜態(tài)加工作點(diǎn)。可握以用瞬時(shí)極境性法判別之請(qǐng)。悶解（3）縫交流反饋組扇態(tài)判別用瞬剩時(shí)極性法判填別反饋極性氏可知，由已反饋網(wǎng)絡(luò)R覆f閣引入的反饋太是負(fù)反饋。唯電壓或電商流反饋：電賺流反饋串聯(lián)錯(cuò)或并聯(lián)反饋撇：并聯(lián)反饋駱3、電壓并憂(yōu)聯(lián)負(fù)反饋恢油大誠(chéng)天電路如櫻圖7.7所幟示，該電路富的反饋極性待和反饋組態(tài)特的判斷與上旨述方法一樣偵，下面只介桑紹該類(lèi)型電連路的特點(diǎn)：相①輸進(jìn)出電壓趨向累于維持恒定京②因慘為裳，所以要求腎R活S乘大，反饋效拿果明顯恥③A涼RF谷指的是乓輸出電壓散與俱輸入電流國(guó)之比，即：州其中紅4、電流串射聯(lián)負(fù)反饋任倘表電路如晴圖7.8所歉示，該電路孕的反饋極性液和反饋組態(tài)丸的判斷與上爆述方法一樣猜，下面只介常紹該類(lèi)型電彎路的特點(diǎn)：掀①輸頂出電流趨向涉于維持恒定堪。咱②因墻為財(cái)，所以要求讓R津S任小，反饋效標(biāo)果明顯沫③A氏GF君指的是輸出莫電流與輸入慕電壓之比，鄙即：甩小結(jié)：季反饋放大電州路中的電壓錫、電流信號(hào)膀及A嗚F俊和F和含義高，（見(jiàn)教材找P290表坑滑）沿例題璃（P319機(jī)7.2.思2）推導(dǎo)圖蜂7.9所示固電路框圖閉玉環(huán)增益的表瓣達(dá)式。返回繪第三節(jié)負(fù)渡反饋對(duì)放大腿電路性能的拐改善森一、提高增膽益的穩(wěn)定性碌穩(wěn)定性讓是放大電路攪的重要指標(biāo)設(shè)之一。在輸旬入一定的情鼠況下，放大鞏電路由于各隙種因素的變兵化，輸出電灘壓或電流會(huì)暮隨之變化，露因而引起增溉益的改變。禾引入負(fù)反饋告，可以穩(wěn)定岸輸出電壓或耐電流，進(jìn)而兆使增益穩(wěn)定蒸。素朗上式表明：縱引入深負(fù)反也饋的情況下輝，負(fù)反饋放侵大器的增益延只與反饋系紋數(shù)F有關(guān)，忌因此有很高打的穩(wěn)定性。吵由于增益協(xié)的穩(wěn)定性是摘用其絕對(duì)值口的相對(duì)變化樓來(lái)表示的，吳因此上式可依以表示為：糧上式表明：億引入負(fù)反饋訓(xùn)以后，增益床的穩(wěn)定度提晶高了1+A雁F倍筐二、擴(kuò)展通諷頻帶玉從本質(zhì)貧上說(shuō)，頻帶洞限制是由于川放大電路對(duì)甚不同頻率的農(nóng)信號(hào)呈現(xiàn)出迷不同的放大逮倍數(shù)而造成仿的。負(fù)反饋勻具有穩(wěn)定閉港環(huán)增益的作竹用，因而對(duì)賺于頻率增大督（或減小）競(jìng)引起的放大浪倍數(shù)下降，振同樣具有穩(wěn)鞏定作用。也考就是說(shuō)，它醉能減小頻率卻變化對(duì)閉環(huán)炸增益的影響楚，從而展寬雹閉環(huán)增益的若頻率。奮可以證犯明：引入負(fù)夏反饋后，放租大器的通頻辣帶擴(kuò)展了1速+AF倍-蹤-見(jiàn)教材P刺293味注意：晃對(duì)于電壓串穩(wěn)聯(lián)負(fù)反饋情炭況，展寬椒的是電壓增六益的頻帶(毅1+AF棉倍)。對(duì)于神其它三種類(lèi)濱型能否展寬陽(yáng)電壓增益的君頻帶與其它蛋條件有關(guān)。號(hào)三、對(duì)輸入翻、輸出電阻鴨的影響售找念液（1）串聯(lián)先負(fù)反饋使輸說(shuō)入電阻增加示塘揪渾由于基地本放大電路污與反饋電路練在輸入回路貓串聯(lián)，如圖閑7.10所闊示。因?yàn)橹废魅趿税虻淖饔?，?dǎo)強(qiáng)致在同樣的曾下，拐比無(wú)反饋時(shí)版小，因此，枝串聯(lián)負(fù)反饋姓具有提高輸妹入電阻的作商用。至上式表明：瓦串聯(lián)負(fù)反饋殘使輸入電阻界增大松倍。者（2）并聯(lián)糧負(fù)反饋使輸福入電阻減少運(yùn)浪樹(shù)由于基斜本放大電路凱與反饋電路角在輸入回路冊(cè)中并聯(lián)，箭如圖7.油11所示，滋由于滿(mǎn)，在相同的插V稻i繳作用下，因畢I濟(jì)f裙的存在而使色I(xiàn)己i摟增加，因此咱，并聯(lián)負(fù)反查饋使輸入電恥阻R耐if駛=V挽i普/I迷i掛減小。翠會(huì)所以，并聯(lián)亮負(fù)反饋使輸壺入電阻減小荒倍。屆（3）電壓齡負(fù)反饋使輸模出電阻減小渴由于電丈壓負(fù)反饋具吸有穩(wěn)定輸出矮V鵲0紐的作用，即健R態(tài)L擦改變時(shí)，維基持V訴0椅基本不變，扒相當(dāng)于內(nèi)阻冤很小的電流餅源?！嚯妷好庳?fù)反饋的引百入，使R佩0皺比無(wú)反饋時(shí)前小。可以證依明：R壘of乖=R建o糖/(1+循A售o柳F)里其中A禍o燒：R這L蠅短路的開(kāi)環(huán)恩放大倍數(shù)。貿(mào)（4）電流萌負(fù)反饋使輸沃出電阻增大障由于電蒜流負(fù)反饋具儀有穩(wěn)定輸出它I窩0燥的作用，即慧R吧L膽改變時(shí)，維但持I請(qǐng)0航基本不變，騎相當(dāng)于內(nèi)阻范很大的電流立源?！嚯娏鞒控?fù)反饋的引暑入，使R瘋0妻比無(wú)反饋時(shí)梅大。可以證奏明：R雄of笛=(1+A炎o(hù)脫F)R池o器其中A餓o說(shuō)：R完L招開(kāi)路的開(kāi)環(huán)直放大倍數(shù)。怒四、減少非蠟線性失真壞勇由于放駕大器均存在昨非線性傳輸染特性如圖7茂.12所示倘，特別是輸鋤入信號(hào)幅度適較大的情況持下，放猛大器可能工所作到它的傳臂輸特性的非闊線性部分，在使輸出波形永產(chǎn)生非線性依失真。引入攜負(fù)反饋后，僅可以使這種罩失真減少。除奴殃秀脆領(lǐng)在深度頃負(fù)反饋的情密況下：謙滔上式表明：靜負(fù)反饋放大蠻器的增益與年基本放大器講的增益無(wú)關(guān)子，所以電壓頁(yè)放大器的閉惜環(huán)傳輸特性練可以近似用插一條直線表鍛示，如圖7目.12中的麻曲線2。與染曲線1相比邁，在同樣輸螺出電壓幅度核的情況下，除斜率（即增敞益）下降了飛，但增益隨扮輸入信號(hào)的絮大小而改變亮的程度卻大矮為減小，著障說(shuō)明輸出與糾輸入之間幾童乎呈線性關(guān)傭系，即減少抓了非線性失綁真。注意：困負(fù)反饋減少蜻非線性失真與是指反饋環(huán)躍內(nèi)的失真。腿P295堡表7.3.鉗2負(fù)反饋對(duì)吉放大電路性照能的影響返回顯第四節(jié)深暖負(fù)反饋放大三電路的分析齡方法畜一、深負(fù)反顆饋條件下的隙近似估算密這就是說(shuō)，算只要求出F稅，A芒F戰(zhàn)的值也就確朽定。貴例1（P2嚷96例7.舞4.1）器電路如預(yù)圖7.13房所示，試近赴似計(jì)算放大愈電路的電壓壁增益，定恒性分析放大晌電路的輸入栗輸出電阻。鄰印堤慧屑尖侄在深負(fù)播反饋條件下鐵，放大電路認(rèn)的增益為：伴根據(jù)電形壓反饋的特蝦點(diǎn)，反饋放測(cè)大器的輸出件電阻R惑if登遠(yuǎn)比運(yùn)算放舊大器本身的賊輸出電阻r墓o洽要小。霧扭二、虛短、選虛斷概念的膚運(yùn)用著現(xiàn)在讓我們臣利用虛短、鞏虛斷的概念蕉重新解例1感例2柳電路如圖抄7.14所桶示，它是三玩極管射極偏雅置電路，其偷交流通路見(jiàn)播圖7.15興，試近似電渠路的電壓增屆益。磁坦圣師因壟吉手幟將上式別與第三章的瓜計(jì)算結(jié)果留作一比較可織知，當(dāng)電路紅處于深度負(fù)量反饋，例如息在β值甚大陷時(shí)，仆可以簡(jiǎn)化為志其物理意義規(guī)是明顯的。役根據(jù)電嶄流串聯(lián)負(fù)反醒饋的特點(diǎn)，階圖7.14動(dòng)（圖7.1蘆5）所示電嚴(yán)路的輸人電擺阻提高很多回；而由于發(fā)電流反饋的頃作用，B鬼JT的恒流買(mǎi)特性得到改膠善，故其輸密出電阻大為電增加，但它廁作為電壓放升大電路使用尖時(shí)，其實(shí)際爺?shù)妮敵鲭娮枳釸滅of慧≈R仗c洽。沃電流串毀聯(lián)負(fù)反饋電截路一般用作壟電壓-電流美變換器。屑因其輸入電旦阻高的特點(diǎn)答，有時(shí)亦可退作為多級(jí)放諷大電路的輸待入級(jí)使用。船例3對(duì)電路如圖7懇.16所示看，請(qǐng)判斷電悠路中存在的莖反饋組態(tài)，烈并導(dǎo)出電壓純?cè)鲆姹磉_(dá)式刺。設(shè)運(yùn)放是翁理想的。蚊解孤（1）用瞬累時(shí)極性法判過(guò)別可