第五章負(fù)反饋放大器課件

第五章負(fù)反饋放大電路

5.1反饋的基本概念5.2

負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響5.3負(fù)反饋放大器的分析方法5.4負(fù)反饋放大器的自激振蕩

將電路的輸出信號(hào)通過(guò)一定形式的反饋網(wǎng)絡(luò)部分或全部送回到輸入回路的過(guò)程。5.1反饋的基本概念TUBEICICUEIB穩(wěn)定工作點(diǎn)電路：一、反饋的定義反饋的方框圖表示法及各符號(hào)的意義輸入信號(hào)輸出信號(hào)凈輸入信號(hào)反饋信號(hào)開環(huán)增益反饋系數(shù)-+二、反饋放大器的基本關(guān)系式閉環(huán)增益三、反饋的極性1.反饋的極性負(fù)反饋——引入反饋后使凈輸入量減小。正反饋——引入反饋后使凈輸入量增加。2.反饋極性的判斷法---瞬時(shí)極性法假設(shè)某一瞬時(shí)，在放大電路的輸入端加入一個(gè)正極性的輸入信號(hào)，然后按信號(hào)傳輸方向依次判斷后級(jí)相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性，直至判斷出反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性。如果反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性使凈輸入減小，則為負(fù)反饋；反之為正反饋。是負(fù)反饋,交流反饋,是負(fù)反饋,交直流反饋,例1：下圖電路中哪些是反饋支路,判斷下圖中的反饋極性，是交流反饋還是直流反饋?。＋－＋＋VVVfRiuu-f-R+-A+d－+u1+uRo＋＋＋VV+－AuOiu1RR2CC+V3R＋－＋＋－－是負(fù)反饋,交流反饋,是負(fù)反饋,直流反饋＋－－－是負(fù)反饋,交直流反饋四、反饋放大器的分類1.反饋放大器的分類從輸出端來(lái)看電壓反饋電流反饋從輸入端來(lái)看串聯(lián)迭加并聯(lián)迭加電壓串聯(lián)電流串聯(lián)電壓并聯(lián)電流并聯(lián)反饋的四種類型電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋2.反饋類型的判斷（1）首先在電路中找到反饋元件和反饋電路（2）觀察輸出端，看反饋電路與輸出端有沒(méi)有公共節(jié)點(diǎn)，有，是電壓反饋；沒(méi)有，是電流反饋。（3）觀察輸入端，看反饋電路與輸入端有沒(méi)有公共節(jié)點(diǎn)，有，是并聯(lián)反饋；沒(méi)有，是串聯(lián)反饋V兩圖均是電壓串聯(lián)反饋VV-fARi+duu－-f-R++u1+uRo例2判斷如圖所示電路的反饋類型VCC_CIRCLEVCC_CIRCLE+－ALRRfifid1i1Ruoiu兩圖均是電壓并聯(lián)反饋uu-1AiiR－+ioidifiofRRLR++-兩圖均是電流并聯(lián)反饋兩圖均是電流串聯(lián)反饋u-uR+1f－-o+LRR+iA+-du+-fuoi例3試判斷下列電路的反饋極性和類型VVA++－2A－uiOu1RR2R3R45RR6（1）串聯(lián)反饋

五、信號(hào)源對(duì)反饋效果的影響

所以u(píng)s應(yīng)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變化能有效引起的變化。（2）并聯(lián)反饋

所以is應(yīng)為恒流源，即信號(hào)源內(nèi)阻RS越大越好。

要想反饋效果明顯，就要求if變化能有效引起的變化。5.2負(fù)反饋對(duì)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(kuò)展頻帶改變輸入電阻和輸出電阻

在放大器中引入負(fù)反饋可以改善放大器的性能，但是以犧牲增益為代價(jià)的一.提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對(duì)變化量比開環(huán)減小了1+AF倍兩邊同除二、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三、擴(kuò)展放大器的通頻帶

放大電路加入負(fù)反饋后，增益下降，但通頻帶卻加寬了。

無(wú)反饋時(shí)放大器的通頻帶：

fbw=fH－fL

fH可以證明：fbwf=(1+AF)fbw020lg|A|（dB）F（Hz）

Am

fL

fH

fLf

fHf

Amf有反饋時(shí)放大器的通頻帶：

fbwf=fHf－fLf

fHf四、負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響(1)串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加

有反饋時(shí)：

無(wú)反饋時(shí)：(2)并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小

無(wú)反饋時(shí)：

有反饋時(shí)：五、負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響(1)電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小++--令則忽略反饋網(wǎng)絡(luò)輸入電流，則(2)電流負(fù)反饋使輸出電阻提高+-令則忽略反饋網(wǎng)絡(luò)輸入電壓，則六、為改善性能引入負(fù)反饋的一般原則要穩(wěn)定直流量——引直流負(fù)反饋要穩(wěn)定交流量——引交流負(fù)反饋要穩(wěn)定輸出電壓——引電壓負(fù)反饋要穩(wěn)定輸出電流——引電流負(fù)反饋要增大輸入電阻——引串聯(lián)負(fù)反饋要減小輸入電阻——引并聯(lián)負(fù)反饋例：在下面的放大器中按要求引入適當(dāng)?shù)姆答仭＃?）希望加入信號(hào)后，ic3的數(shù)值基本不受R6改變的影響。（2）希望接入負(fù)載后，輸出電壓UO基本穩(wěn)定。（3）希望輸入端向信號(hào)源索取的電流小。5.3負(fù)反饋放大器的基本分析方法

本節(jié)重點(diǎn)討論深度負(fù)反饋條件下的近似計(jì)算估算的依據(jù)即，在深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋系數(shù)有關(guān)。所以閉環(huán)增益

在深度負(fù)反饋條件下：根據(jù)將代入上式即：輸入量近似等于反饋量即：凈輸入量近似等于零由此可得深度負(fù)反饋條件下，基本放大電路“虛短”、“虛斷”的概念得或深度負(fù)反饋條件下：Xd=Xi-Xf≈0u+=u-（運(yùn)放電路）ue=ub（三極管電路）(1)串聯(lián)反饋ud≈0,輸入端“虛短”ii+=ii-=0（運(yùn)放電路）ib=0（三極管電路）(2)并聯(lián)反饋id≈0,輸入端“虛斷”

例1.計(jì)算深負(fù)反饋條件下的電壓增益

解：用方法一

求反饋系數(shù)：

求閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：反饋系數(shù):閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益

解：用方法一。

例2.計(jì)算深負(fù)反饋條件下的電壓增益解：利用虛短和虛斷可知

例3.計(jì)算深負(fù)反饋條件下的電壓增益例2.運(yùn)放組成的電流串聯(lián)負(fù)反饋閉環(huán)電壓增益:利用虛短和虛斷可知:

解：用方法二。二.估算輸入輸出電阻在深度負(fù)反饋條件下：注：表中的輸入、輸出電阻均指反饋環(huán)中的輸入、輸出電阻。（1）電壓串聯(lián)負(fù)反饋舉例Rif＝∞／Rif＝Rb1ROf＝0（2）電壓并聯(lián)負(fù)反饋Rif＝0／Rif＝RSROf＝0（3）電流并聯(lián)負(fù)反饋ROf＝RC2Rif＝0／Rif＝RSROf＝∞／綜合舉例1：求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。綜合舉例2：求電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻。一.產(chǎn)生自激振蕩的原因及條件1.自激振蕩現(xiàn)象

在不加輸入信號(hào)的情況下，放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)輸出。4.5

負(fù)反饋放大電路的自激振蕩及消除方法基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)F+–×2.產(chǎn)生自激振蕩的原因中頻時(shí)：高頻或低頻時(shí)，放大器產(chǎn)生的附加相移達(dá)到180°時(shí)。為負(fù)反饋。變?yōu)檎答仭４藭r(shí)，若滿足則Xi=0，仍會(huì)有輸出信號(hào)。3.自激振蕩的條件幅值條件相位條件（附加相移）基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)F+–×自激振蕩條件：分解為幅值條件與相位條件：由以上分析知：二.穩(wěn)定判椐及穩(wěn)定裕度方法一：則放大器穩(wěn)定。否則自激。00-90°-180°滿足：同理，為了切實(shí)保證穩(wěn)定，要留有-10dB的余量，稱為幅值裕度方法二：滿足：則放大器穩(wěn)定。否則自激。為了切實(shí)保證穩(wěn)定，要留有45°余量，稱為相位裕度三.負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析(2)作水平線(1)作出的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖在水平線的交點(diǎn)作垂線交相頻響應(yīng)曲線的一點(diǎn)(3)判斷是否滿足相位裕度

m45若該點(diǎn)滿足相位裕度，穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定。在相頻響應(yīng)的點(diǎn)處作垂線交于P點(diǎn)若P點(diǎn)在水平線之下，穩(wěn)定；否則不穩(wěn)定?；蚺袛喾€(wěn)定性方法：將寫為：即：舉例：設(shè)一基本放大器的增益為：三.負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性分析1.設(shè)反饋系數(shù)，分析其穩(wěn)定性三個(gè)極點(diǎn)頻率為：fp1=0.5×106Hz，fp2=5×106Hz，fp3=5×107Hz。其中fp1=0.5×106Hz最低，它決定了整個(gè)基本放大器的上限頻率，稱為主極點(diǎn)頻率。(1)作出的幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)波特圖解：(2)作的水平線(3)水平線相交于E點(diǎn)。與E點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的附加相位移為，因此，放大器是不穩(wěn)定的。02040608050k500k5M50M500M0-90°-180°-135°-225°-270°2.將反饋系數(shù)改為，分析其穩(wěn)定性解：

(1)作的水平線(2)水平線相交于D點(diǎn)。與D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的附加相位移為，因此，放大器是穩(wěn)定的。且jm

02040608050k500k5M50M500M0-90°-180°-135°-225°-270°反饋深度越深，越容易自激。越大，水平線下移，越容易自激越大，表明反饋深度越深結(jié)論：02040608050k500k5M50M500M0-90°-180°-135°-225°-270°基本放大電基本放大相交點(diǎn)交在的-20dB/十倍頻程處，放大電路是穩(wěn)定的。四.自激振蕩的消除方法思考如果在0dB線以上只有一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率，則無(wú)論反饋深度如何，電路都能穩(wěn)定工作，對(duì)嗎？0dB線以上只有一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率，則在0dB線以上的斜率為-20dB/十倍頻程。無(wú)論反饋深度如何，相交點(diǎn)都交在的-20dB/十倍頻程處，放大電路是穩(wěn)定的。因此，消除自激振蕩的指導(dǎo)思想是，人為地降低第一個(gè)極點(diǎn)的頻率，拉大它與第二個(gè)極點(diǎn)頻率之間的距離，確保相交點(diǎn)出現(xiàn)在第一、二極點(diǎn)頻率之間，即相交在-20dB/十倍頻程處。1.電容補(bǔ)償法同前例，為了對(duì)它進(jìn)行頻率補(bǔ)償，在產(chǎn)生主極點(diǎn)的電容旁邊并聯(lián)電容CP，這樣使fp1發(fā)生了改變，令

fp2、fp3不變。設(shè)反饋系數(shù)，分析可得：放大器是穩(wěn)定的。在實(shí)際應(yīng)用中，常將電容跨接在的輸入和輸出端之間，代替CP。這樣就可以減小補(bǔ)償電容的值。

0-90°-180°-135°-225°-270°5k0204060800.05k50M0.5k50k500k5M本章小結(jié)1．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(guò)程稱為反饋。2．電路中常用的負(fù)反饋有四種組態(tài)：電