負反饋放大電路完整版

4.1反饋的基本概念4.2負反饋放大電路的四種組態(tài)4.3負反饋對放大電路性能的影響4.4負反饋放大電路的近似計算本章小結(jié)負反饋放大電路負反饋放大器2在所有實用的放大電路之中，幾乎都引入負反饋技術。因為它可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點、可以穩(wěn)定放大倍數(shù)、可以改善波形、可以增加通頻帶寬度、還可以改變輸入、輸出阻抗。一句話，就是可以多方面改善放大電路的性能指標。那什么是反饋以及負反饋呢？引言負反饋放大器3從一個例子說起——穩(wěn)定工作點電路輸入量：Vi、VBE、iB反饋——將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），以一定的方式送回到輸入回路的過程。輸出量：VO、VCE、iC正向傳輸——信號從輸入端到輸出端的傳輸TUBEICICUEIB反饋

—所謂反饋，就是將放大電路輸出回路信號（電壓或電流）的一部分或全部，通過一定的電路回送到輸入回路從而影響（增強或削弱）凈輸入信號的過程。這樣，在反饋電路中，電路的輸出不僅取決于輸入，而且還取決于輸出本身，因而就有可能使電路根據(jù)輸出狀況自動地對輸出進行調(diào)節(jié)，達到改善電路性能的目的。這種回送過程稱為反饋。回送電路稱反饋網(wǎng)絡。負反饋放大器5二.幾個基本概念1.正向傳輸與反向傳輸電路中只有正向傳輸，沒有反向傳輸，稱為開環(huán)狀態(tài)。正向傳輸——信號從輸入端到輸出端的傳輸信號的正向傳輸反向傳輸——信號從輸出端到輸入端的傳輸反饋傳輸(通路)（反饋網(wǎng)絡）信號的正向傳輸既有正向傳輸，又有反饋稱為閉環(huán)狀態(tài)。負反饋放大器6基本放大電路A反饋網(wǎng)絡F放大：迭加：一.方框圖：A稱為開環(huán)放大倍數(shù)+–

反饋：AF稱為閉環(huán)放大倍數(shù)AF=Xo/Xi輸出信號輸入信號反饋信號差值信號負反饋放大器F稱為反饋系數(shù)設Xf與Xi同相4.1反饋的基本概念負反饋放大器72.負反饋放大器的一般關系閉環(huán)放大倍數(shù)：放大：反饋：迭加：AF=Xo/Xi=Xo/(Xd+Xf)=Xo/(+XoF)=XoA11A+F=A1+AF

根據(jù)反饋的極性，可分為正反饋、負反饋兩類。其中：

正反饋表示反饋信號與輸入信號比較時，使放大器的凈輸入信號增強，從而使輸出量增大的電路；負反饋表示反饋信號與輸入信號比較時，使凈輸入信號減弱，從而使輸出量減小的電路。判斷法：瞬時極性法在實際電路中找出將輸出信號回送到輸入端的反饋元件或連線。假設輸入電壓信號在某一瞬時的極性為正，順著信號傳輸方向，逐步推出有關信號的瞬時極性，直到推出反饋信號的瞬時極性，確定反饋電壓極性或反饋電流的流向,并將它與輸入信號比較，看其是否削弱或加強放大器輸入端的凈信號。凡削弱輸入信號（xid<xi）的為負反饋，增強凈輸入信號（xid>xi）的為正反饋。二、反饋的分類:負反饋放大器91、正反饋、負反饋：

正反饋：輸入量不變時，引入反饋后，使放大器中凈輸入信號（xid）增大(大于Xi)?？驁D表示為：負反饋放大器10

負反饋：輸入量不變時，引入反饋之后，使放大器中凈輸入信號（xid）變?。ㄐ∮赬i)。用框圖表示為2、直流反饋和交流反饋根據(jù)反饋信號本身的交、直流性質(zhì)，可以分為直流反饋和交流反饋直流反饋：若反饋信號中只包含直流成分，則稱直流反饋。交流反饋：若反饋信號中只包含交流成分，則稱交流反饋。一般情況下，二者兼而有之。另分本級反饋——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本章重點分析交流負反饋

例

1輸入回路輸出回路判斷電路是否存在反饋。是正反饋還是負反饋？直反饋還是交流反饋？

RE介于輸入輸出回路，有反饋。反饋使

uid減小，為負反饋。既有直流反饋，又有交流反饋。根據(jù)反饋網(wǎng)絡在輸出端取樣方式的不同，分為電壓反饋與電流反饋。

如果反饋網(wǎng)絡是對輸出端的電壓采樣，即反饋信號是輸出電壓的一部分或全部，就稱為電壓反饋。如果是對電流采樣，反饋信號與輸出電流成正比，則稱為電流反饋。AFRLuo電壓反饋判別法：

使uo=0(RL短路)，若反饋消失則為電壓反饋。電流反饋iouoFARLio判別法：使io=0(RL開路)，若反饋消失則為電流反饋。反饋元件并接到輸出負載RL兩端的為電壓反饋，否則為電流反饋。根據(jù)反饋網(wǎng)絡與放大電路輸入端連接方式的不同，可分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。并聯(lián)反饋，就是在輸入回路中，輸入信號、反饋信號和凈輸入信號之間是并聯(lián)關系。串聯(lián)反饋就是在輸入回路中，輸入信號、反饋信號和凈輸入信號三者串聯(lián)聯(lián)接。RSAFuiuidufusuid

=

ui

ufAFiiifisiidRSiid

=

ii

if反饋元件并接在輸入信號源兩端的為并聯(lián)反饋，否則為串聯(lián)反饋。判斷法：三、四種基本反饋類型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4.1.2反饋性質(zhì)和反饋類型的判別

判定反饋性質(zhì)和反饋類型的方法是：第一，在實際電路中找出將輸出信號回送到輸入端的反饋元件或連線。第二，從反饋元件與放大器輸入和輸出端的連接方式來判別反饋類型。反饋元件并接到輸出負載RL兩端的為電壓反饋，否則為電流反饋。反饋元件并接在輸入信號源兩端的為并聯(lián)反饋，否則為串聯(lián)反饋。負反饋放大器18判斷反饋類別的其它方法方法一:輸出端短路XF存在→電流反饋

XF不存在→電壓反饋

輸入端短路XF存在→串聯(lián)反饋

XF不存在→并聯(lián)反饋方法二:從輸出端看若XF與XO在三極管的同一極上→電壓反饋若XF與XO不在三極管的同一極上→電流反饋負反饋放大器19判斷反饋類別的其它方法方法三:對于共射極放大電路:從輸出端看反饋電路取自集電極為電壓反饋反饋電路取自發(fā)射極為電流反饋從輸入端看反饋信號接到基極為并聯(lián)反饋反饋信號接到發(fā)射極為串聯(lián)反饋假設輸入電壓信號在某一瞬時的極性為正，順著信號傳輸方向，逐步推出有關信號的瞬時極性，直到推出反饋信號的瞬時極性，確定反饋電壓極性或反饋電流的流向,并將它與輸入信號比較，看其是否削弱或加強放大器輸入端的凈信號。凡削弱輸入信號（xid<xi）的為負反饋，增強凈輸入信號（xid>xi）的為正反饋。判斷法：瞬時極性法負反饋放大器21一.電壓串聯(lián)負反饋因為反饋電壓：從輸入端看，有：根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)負反饋vd=vi-vF故為串聯(lián)負反饋。用“瞬時極性法”判斷反饋極性：

假設某一瞬時，在放大電路的輸入端加入一個正極性的輸入信號，按信號傳輸方向依次判斷相關點的瞬時極性，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。反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。4.2負反饋放大電路的四種組態(tài)負反饋放大器22分立電路電壓串聯(lián)負反饋RL

vO

vF

vd(vbe)

vO

電壓負反饋的特性——穩(wěn)定輸出電壓穩(wěn)定過程：負載變化時，輸出電壓穩(wěn)定——輸出電阻↓負反饋放大器23開環(huán)電壓放大倍數(shù)反饋系數(shù)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)負反饋放大器24二.電壓并聯(lián)負反饋

因為反饋電流：根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)負反饋id=ii-iF從輸入端看有：反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。故為并聯(lián)負反饋。負反饋放大器25分立電路電壓并聯(lián)負反饋+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，所以該電路為電壓串聯(lián)負反饋id=ii-iF在輸入端有故為并聯(lián)負反饋。

因為反饋電流：負反饋放大器26開環(huán)放大倍數(shù)(互阻增益）反饋系數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)負反饋放大器27三.電流并聯(lián)負反饋

因為反饋電流：根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，所以該電路為電流并聯(lián)負反饋又因為在輸入端有:id=iI-iF反饋量與輸出電流成比例，所以是電流反饋。故為并聯(lián)負反饋。負反饋放大器28電流并聯(lián)另一種畫法負反饋放大器29分立電路組成的電流并聯(lián)負反饋引入電流負反饋的目的——穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定過程：負載變化時，輸出電流穩(wěn)定——輸出電阻↑RL

iO

iF

id

iO

負反饋放大器30開環(huán)放大倍數(shù)(電流增益）反饋系數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)負反饋放大器31

四.電流串聯(lián)負反饋

因為反饋電壓：Uf=ioRf根據(jù)瞬時極性判斷是負反饋，所以該電路為電流串聯(lián)負反饋vd=vi-vF又因為在輸入端有反饋量與輸出電流成比例，所以是電流反饋。故為串聯(lián)負反饋。負反饋放大器32分立電路組成的電流串聯(lián)負反饋IO

vF

vd

IO

引入電流負反饋的目的——穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定過程：負載變化時，輸出電流穩(wěn)定——輸出電阻↑RL

負反饋放大器33開環(huán)放大倍數(shù)(互導增益）反饋系數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)負反饋放大器34

五.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？負反饋放大器352.反饋極性：正反饋與負反饋判定方法——“瞬時極性法”例題2:試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。對于串聯(lián)反饋：輸入量與反饋量作用在不同的兩點上，若瞬時極性相同為負反饋，瞬時極性相反為正反饋。對于并聯(lián)反饋：輸入量與反饋量作用在同一點上，若反饋元件兩端瞬時極性相反為負反饋，瞬時極性相同為正反饋。負反饋放大器36負反饋放大器37當有RF時，T1發(fā)射極變負，凈輸入變大∴是交流正反饋放大器+EC+–C1RC1R2C2uoui+–T1T2CFRLRe1R1Re2RFRE負反饋放大器383.取樣方式——電壓反饋與電流反饋假設輸出端交流短路（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。電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例。判斷方法——輸出短路法：電流反饋：反饋信號的大小與輸出電流成比例。負反饋放大器39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。負反饋放大器40負反饋放大器41

4.比較方式——串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的兩個電極。有：

此時反饋信號與輸入信號是電流相加減的關系。此時反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關系。

對于運算放大器來說，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；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。

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，則為并聯(lián)反饋；一個加在基極一個加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一個電極。有：

vd=vi-vFid=iI-iF負反饋放大器42例題4: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。負反饋放大器43負反饋放大器44例題5:試判斷下列電路中的反饋組態(tài)。解:電壓串聯(lián)負反饋。（a）：負反饋放大器45解:電壓并聯(lián)負反饋。（b）：負反饋放大器46（1）串聯(lián)反饋

5.信號源對反饋效果的影響vd=vI-vF

所以vI應為恒壓源，即信號源內(nèi)阻RS越小越好。

要想反饋效果明顯，就要求vF變化能有效引起vd的變化。負反饋放大器47（2）并聯(lián)反饋id=iI-iF

所以iI應為恒流源，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。負反饋放大器48

例題:回答下列問題。

1.若要實現(xiàn)串聯(lián)電壓反饋,

Rf應接向何處?2.要實現(xiàn)串聯(lián)電壓負反饋,運放的輸入端極性如何確定？負反饋放大器494.3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頻帶改變輸入電阻和輸出電阻

在放大器中引入負反饋

降低了放大倍數(shù)

使放大器的性能得以改善：負反饋放大器50一.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)時則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了1+AF倍另一方面:在深度負反饋條件下

即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡。當反饋網(wǎng)絡由穩(wěn)定的線性元件組成時，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。負反饋放大器512.改善放大器的非線性失真Auiufuiuoud加反饋前加反饋后AF+–

失真改善uouo負反饋放大器523.擴展放大器的通頻帶放大電路加入負反饋后，增益下降，但通頻帶卻加寬了。

無反饋時放大器的通頻帶：fbw=fH－fL

fH

有反饋時放大器的通頻帶：fbwf=fHf－fLf

fHf可以證明：fbwf=(1+AF)fbw放大器的一個重要特性：增益與通頻帶之積為常數(shù)。即：Amf×fbwf=Am×fbw負反饋放大器534.負反饋對輸入電阻的影響

(1)串聯(lián)負反饋使輸入電阻增加

無反饋時：

有反饋時：負反饋放大器54(2)并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小

無反饋時：

有反饋時：負反饋放大器555.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

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。(2)電流負反饋使輸出電阻提高負反饋放大器56為改善性能引入負反饋的一般原則要穩(wěn)定直流量——引直流負反饋要穩(wěn)定交流量——引交流負反饋要穩(wěn)定輸出電壓——引電壓負反饋要穩(wěn)定輸出電流——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4.3思考題負反饋可以改善放大器的哪些性能？所付出的代價是什么？有人認為電壓負反饋可以穩(wěn)定輸出電壓，流過負載的電流也就必然穩(wěn)定。因此電壓負反饋和電流負反饋都可以穩(wěn)定輸出電流，在這一點上電壓負反饋和電流負反饋沒有區(qū)別。你是怎么樣分析的？為什么串聯(lián)負反饋只有在信號源內(nèi)阻較小時才能充分發(fā)揮作用；而并聯(lián)反饋只有在信號源內(nèi)阻較大時才能充分發(fā)揮作用。負反饋放大器584.4負反饋放大電路的近似計算

本節(jié)重點討論深度負反饋條件下的近似計算1.估算的依據(jù)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)有關由得方法一：一.估算電壓增益負反饋放大器59

方法二：根據(jù)將代入上式得即：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”的概念負反饋放大器60深度負反饋條件下：Xd=Xi-Xf≈0V+=V-（運放電路）Ve=Vb（三極管電路）(1)“虛短”——Vd≈0(2)“虛斷”——Id≈0ii+=ii-=0

（運放電路）ib=0（三極管電路）“虛短”與“虛斷”負反饋放大器61（1）電壓串聯(lián)負反饋

例1.分立電路電壓串聯(lián)負反饋2.舉例

解：用方法一。

求反饋系數(shù)：

求閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：負反饋放大器62例2.運放組成的電壓串聯(lián)負反饋電路

解：用方法二。利用虛短和虛斷的概念得知則閉環(huán)電壓增益

=負反饋放大器63（2）電流并聯(lián)負反饋放大器反饋系數(shù)為閉環(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)負反饋負反饋放大器64閉環(huán)電壓增益：Ausf=VO/Vi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。Vi=IiR1Ii=If負反饋放大器65+VCCRCC2C1RfuSuoibifiiRSRL（3）電壓并聯(lián)負反饋

例1.分立電路電壓并聯(lián)負反饋反饋系數(shù)為閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益

解：用方法一。負反饋放大器66

例2.運放組成的