模擬電子線路第4章放大器中的負反饋

模擬電子線路第4章放大器中的負反饋2024/3/11模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.1反饋的基本概念與分類

反饋

電路中的反饋形式

類型

四種阻態(tài)的判斷方法

4.1.1基本概念

4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)

各種反饋類型的特點

信號源對反饋效果的影響模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.1.1基本概念1.反饋將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），送回到輸入回路的過程。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe內(nèi)部反饋外部反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.1.1基本概念1.反饋反饋通路——信號反向傳輸?shù)那篱_環(huán)——無反饋通路閉環(huán)——有反饋通路反饋通路（反饋網(wǎng)絡）信號的正向傳輸信號的正向傳輸信號的反向傳輸模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.1.1基本概念2.電路中的反饋形式（1）正反饋與負反饋負反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點；穩(wěn)定放大倍數(shù)；改變輸入電阻、輸出電阻；擴展通頻帶。正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大了，系統(tǒng)的增益提高了。負反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小了，系統(tǒng)的增益下降了。模擬電子線路第4章放大器中的負反饋取+加強輸入信號正反饋用于振蕩器取-削弱輸入信號負反饋用于放大器放大器輸出輸入開環(huán)閉環(huán)反饋網(wǎng)絡±疊加反饋信號凈輸入信號反饋框圖：模擬電子線路第4章放大器中的負反饋瞬時極性法:即在電路中，從輸入端開始，沿著正向傳輸路徑和反饋網(wǎng)絡反向傳輸路徑，逐次標出電壓瞬時極性，確定反饋信號極性，然后根據(jù)輸入信號和反饋信號的極性判斷凈輸入信號的變化，凡使凈輸入信號減小的是負反饋，反之是正反饋。判別方法：模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例題1(+)(+)(-)(-)(-)凈輸入量(電流)(+)(+)(-)(-)凈輸入量(電壓)負反饋正反饋反饋通路反饋通路級間反饋通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)凈輸入量(電流)級間負反饋反饋通路本級反饋通路模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例題1(+)(+)凈輸入量(電壓)(+)(+)(-)(-)凈輸入量(電壓)負反饋正反饋反饋通路反饋通路級間反饋通路(+)(+)(+)(+)凈輸入量(電流)級間正反饋本級反饋通路(+)(+)(+)(+)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋反饋信號與輸入信號接在放大器的同一輸入端反饋信號與原輸入信號相位相反負反饋反饋信號與輸入信號接在放大器的不同輸入端反饋信號與原輸入信號相位相反正反饋反饋信號與原輸入信號相位相同正反饋反饋信號與原輸入信號相位相同負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.1.1基本概念2.電路中的反饋形式（2）交流反饋與直流反饋例(+)(+)(+)(+)交、直流負反饋(+)交流正反饋交流反饋：反饋只對交流信號起作用。直流反饋：反饋只對直流起作用。若在反饋網(wǎng)絡中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時反饋只對交流起作用。模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例題2判斷所示電路是否有反饋,是哪種反饋(交流或直流)?(1)(2)(3)(+)(+)(-)(-)(-)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)1.類型由此可組成四種阻態(tài)：輸入端：反饋信號在輸入端的聯(lián)接分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。輸出端：反饋信號在輸出端分為取電壓和取電流兩種方式。電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)2.四種阻態(tài)的判斷方法并聯(lián)：反饋量輸入量接于同一輸入端。接于不同的輸入端。串聯(lián)：反饋量輸入量電流反饋：將負載短路，反饋量仍然存在。電壓反饋：將負載短路，反饋量為零。（反饋網(wǎng)絡串接在輸入回路中，以電壓形式求和）（反饋網(wǎng)絡并接輸入端，以電流形式求和）模擬電子線路第4章放大器中的負反饋3電壓串聯(lián)負反饋連接方式(1)(2)電壓負反饋的特點采樣網(wǎng)絡采取電壓采樣方式,反饋信號與輸出電壓成比例電壓反饋：將負載短路，反饋量為零。判斷方法令uo=0或RL=0,反饋不存在,則為電壓反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋(3)串聯(lián)負反饋的特點電壓求和的方式反映反饋信號對輸入信號的影響凈輸入電壓反饋電壓(4)對信號源的要求要求信號源為電壓源信號源內(nèi)阻越小,串聯(lián)負反饋的作用越強模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)電壓串聯(lián)負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋+VCCC1C2RbReRLu0ui++--(1)(2)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4電流并聯(lián)負反饋連接方式(1)(2)電流負反饋的特點采樣網(wǎng)絡采取串聯(lián)電流采樣方式,反饋信號與輸出電流成比例電流反饋：將負載短路，反饋量仍然存在判斷方法令I(lǐng)o=0或RL=∞,反饋不存在模擬電子線路第4章放大器中的負反饋(3)并聯(lián)負反饋的特點電流求和的方式反映反饋對輸入信號的影響凈輸入電壓反饋電壓(4)對信號源的要求要求信號源為電流源信號源內(nèi)阻越大,并聯(lián)反饋的作用越強模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)電流并聯(lián)負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)電流并聯(lián)負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋5電壓并聯(lián)負反饋連接方式(1)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)電壓并聯(lián)負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)電壓并聯(lián)負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋6電流串聯(lián)負反饋連接方式(1)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)電流串聯(lián)負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)電流串聯(lián)負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)A.電壓串聯(lián)RL

vO

vF

vID

vO

電壓負反饋：穩(wěn)定輸出電壓串聯(lián)反饋：輸入端電壓求和（KVL）7.各種反饋類型的特點-vI+vID+vF=0輸入端有vID=vI-vF即模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)7.各種反饋類型的特點B.電流并聯(lián)RL

iO

iF

iID

iO

電流負反饋：穩(wěn)定輸出電流并聯(lián)反饋：輸入端電流求和（KCL）其他兩種阻態(tài)有類似的結(jié)論iI

-

iID-iF=0輸入端有iID=iI-iF即模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)串聯(lián)反饋8.信號源對反饋效果的影響vID=vI-vF

則vI最好為恒壓源，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vID的變化。模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.1.2四種類型的反饋阻態(tài)并聯(lián)反饋8.信號源對反饋效果的影響iID=iI-iF

則iI最好為恒流源，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iID的變化。end模擬電子線路第4章放大器中的負反饋判斷圖示各電路中是否引入了反饋，是直流反饋還是交流反饋，是正反饋還是負反饋。設圖中所有電容對交流信號均可視為短路。圖（a）所示電路中引入了直流負反饋。例題3(+)(+)(+)(+)思考題模擬電子線路第4章放大器中的負反饋圖（b）所示電路中引入了直流負反饋圖（c）所示各電路中均引入了交、直流負反饋。（b）（c）(+)(+)(+)(+)電壓放大倍數(shù)電壓串聯(lián)交、直流負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋圖（d）所示各電路中均引入了交、直流負反饋。圖（e）所示各電路中均引入了交、直流負反饋。(e)(d)電壓串聯(lián)負反饋

電壓串聯(lián)負反饋

模擬電子線路第4章放大器中的負反饋圖（g）所示電路中引入了交、直流負反饋電壓并聯(lián)負反饋

電壓并聯(lián)負反饋

圖（f）所示電路中引入了交、直流負反饋（f）（g）(+)(+)(-)(-)(+)(+)(-)(-)(-)并聯(lián)負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋圖（h）所示電路中引入了交、直流負反饋。（h）思考題電壓串聯(lián)負反饋

模擬電子線路第4章放大器中的負反饋判斷圖示各電路中是否引入了反饋；若引入了反饋，則判斷是正反饋還是負反饋；若引入了交流負反饋，則判斷是哪種組態(tài)的負反饋，并求出反饋系數(shù)和深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)或設圖中所有電容對交流信號均可視為短路。(a)反饋系數(shù)和深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)為式中RL為電流表的等效電阻。例題4圖（a）所示電路中引入了電流串聯(lián)負反饋(+)(+)(+)(+)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋(c)(b)反饋系數(shù)和深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)圖（c）所示電路中引入了反饋系數(shù)和深度負反饋條件下的電壓放大倍數(shù)圖（b）所示電路中引入了電壓并聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋。(+)(+)(-)(-)(-)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋圖（d）所示電路中引入了正反饋。(d)(+)(-)(-)(-)(+)(-)(-)電流串聯(lián)正反饋

模擬電子線路第4章放大器中的負反饋圖（e）所示電路中引入了電壓并聯(lián)負反饋。思考題模擬電子線路第4章放大器中的負反饋圖（f）所示電路中引入了電流串聯(lián)反饋。模擬電子線路第4章放大器中的負反饋圖（g）所示電路中引入了電壓串聯(lián)負反饋。

思考題Vf模擬電子線路第4章放大器中的負反饋圖示電路中開環(huán)增益A很大.(1)指出反饋的類型;(2)寫出輸出電流的表達式;(3)說明該電路的功能.例題KΩΩKΩ模擬電子線路第4章放大器中的負反饋解:(1)R2R3引入了電流并聯(lián)負反饋(2)在深度負反饋條件下,由虛短,虛斷可知(3)電路可視為壓控電流源模擬電子線路第4章放大器中的負反饋模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.2負反饋放大電路的方框圖及增益的一般表達式

4.2.1負反饋放大電路的方框圖

4.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式

環(huán)路增益

反饋深度的討論

表達式推導

構(gòu)成

信號的單向化傳輸模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.2.1負反饋放大電路的方框圖1.構(gòu)成信號源輸出信號反饋放大電路的輸入信號反饋信號基本放大電路的輸入信號（凈輸入信號）模擬電子線路第4章放大器中的負反饋2.信號的單向化傳輸信號的正向傳輸信號的反向傳輸4.2.1負反饋放大電路的方框圖單向化模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式1.表達式推導開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因為所以已知模擬電子線路第4章放大器中的負反饋即閉環(huán)增益的一般表達式又因為所以對信號源的增益模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式1.表達式推導信號在四種反饋阻態(tài)中的具體形式電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋2.反饋深度的討論負反饋，放大倍數(shù)下降4.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式稱為反饋深度深度負反饋正反饋自激振蕩結(jié)論：當

AoF>>1

很大時，負反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡有關(guān)，即負反饋可以穩(wěn)定增益。模擬電子線路第4章放大器中的負反饋3.環(huán)路增益4.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式環(huán)路電壓增益=end模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.3負反饋對放大電路性能的改善

提高增益的穩(wěn)定性減少非線性失真擴展頻帶對輸入電阻和輸出電阻的影響

為改善性能引入負反饋的一般原則

分析負反饋放大電路的一般步驟模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.3.1提高增益的穩(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。(1)(2)(2)式除以(1)式模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.3.2減少非線性失真閉環(huán)時增益減小，線性度變好。模擬電子線路第4章放大器中的負反饋改善波形的失真Auiuo加反饋前加反饋后ufuiudAF+–

改善uouo模擬電子線路第4章放大器中的負反饋

負反饋抑制干擾與噪聲的原理與減小非線性失真的原理相同.噪聲電壓可視為由器件的非線性所引起的高次諧波電壓,顯然,負反饋的引入使有效信號和噪聲電壓一同減小,但是,噪聲電壓是固定的,而有效信號可以人為地增加,這樣就可以提高信噪比.4.3.3抑制反饋環(huán)內(nèi)噪聲模擬電子線路第4章放大器中的負反饋開環(huán)幅頻響應4.3.4擴展頻帶上限頻率擴展1+AF倍下限頻率降低1+AF倍閉環(huán)幅頻響應模擬電子線路第4章放大器中的負反饋1.串聯(lián)負反饋使電路的輸入電阻增加：2.并聯(lián)負反饋使電路的輸入電阻減?。豪?射極輸出器理解：串聯(lián)負反饋相當于在輸入回路中串聯(lián)了一個電阻，故輸入電阻增加。理解：并聯(lián)負反饋相當于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。4.3.5對輸入電阻和輸出電阻的影響模擬電子線路第4章放大器中的負反饋VSRSVfViVi′+-+-+-AFX0Ii1.串聯(lián)負反饋使電路的輸入電阻增加：所以模擬電子線路第4章放大器中的負反饋ISRSIfViIi′+-AFX0Ii所以2.并聯(lián)負反饋使電路的輸入電阻減?。耗M電子線路第4章放大器中的負反饋3.電壓負反饋使電路的輸出電阻減小：例如:射極輸出器理解：電壓負反饋目的是阻止

uo的變化，穩(wěn)定輸出電壓。放大電路空載時可等效右圖框中為電壓源：輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，反之亦然。roesouoRL模擬電子線路第4章放大器中的負反饋理解：電流負反饋目的是阻止

io的變化，穩(wěn)定輸出電流。放大電路空載時可等效為右圖框中電流源：輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定，反之亦然。4.電流負反饋使電路的輸出電阻增加：roisoioRL模擬電子線路第4章放大器中的負反饋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end模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.4負反饋放大電路的分析方法

深度負反饋的特點

各種反饋阻態(tài)的近似計算深度負反饋條件下的近似計算

舉例模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.4.1深度負反饋條件下的近似計算1.深度負反饋的特點即，深度負反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋網(wǎng)絡有關(guān)由于則又因為代入上式得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“兩虛”的概念虛短虛斷模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.4.1深度負反饋條件下的近似計算1.深度負反饋的特點串聯(lián)負反饋，輸入端電壓求和。深度負反饋條件下虛短虛斷虛短虛斷并聯(lián)負反饋，輸入端電流求和。模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋阻態(tài)的近似計算（1）電壓串聯(lián)負反饋利用虛短和虛斷的概念得知則反饋系數(shù)為閉環(huán)電壓增益串聯(lián)負反饋一般有模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋阻態(tài)的近似計算（1）電壓串聯(lián)負反饋*閉環(huán)輸入電阻當負載開路，且忽略反饋網(wǎng)絡的負載效應時比無反饋時增加了Rif模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋阻態(tài)的近似計算（1）電壓串聯(lián)負反饋*閉環(huán)輸出電阻比無反饋時減小了Rof模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋阻態(tài)的近似計算（2）電流并聯(lián)負反饋利用虛短和虛斷可知反饋系數(shù)為閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益則模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋阻態(tài)的近似計算（3）電壓并聯(lián)負反饋則反饋系數(shù)為閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益利用虛短和虛斷可知模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋阻態(tài)的近似計算（4）電流串聯(lián)負反饋則反饋系數(shù)為閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益利用虛短和虛斷可知模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例電路如圖所示，近似計算它的電壓增益。閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益解：忽略基極直流偏置電路后的交流通路如下圖所示。電路為電流串聯(lián)負反饋則反饋系數(shù)為注：電路必須滿足深度負反饋條件才有此結(jié)論在深度負反饋條件下，利用虛短和虛斷可知模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例求：(1)大環(huán)阻態(tài)；(2)二、三級局部阻態(tài)；閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益在深度負反饋條件下，利用虛短和虛斷可知解：(1)電壓并聯(lián)負反饋則反饋系數(shù)為(3)深度負反饋下大環(huán)的閉環(huán)電壓增益。(2)T2電流串聯(lián)負反饋T3電流串聯(lián)負反饋T2和T3級間電流串聯(lián)正反饋(3)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例求：(1)判斷反饋阻態(tài)；在深度負反饋條件下，利用虛短和虛斷可知解：(1)電壓串聯(lián)負反饋(2)深度負反饋下大環(huán)的閉環(huán)電壓增益。(2)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋例求：(1)判斷反饋阻態(tài)；閉環(huán)電壓增益在深度負反饋條件下，利用虛短和虛斷可知解：(1)電壓串聯(lián)負反饋則反饋系數(shù)為(2)深度負反饋下大環(huán)的閉環(huán)電壓增益。(2)end模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.5

負反饋放大電路的穩(wěn)定問題

4.5.1自激及穩(wěn)定工作條件

4.5.2頻率補償技術(shù)模擬電子線路第4章放大器中的負反饋4.5.1自激及穩(wěn)定工作條件1.自激振蕩現(xiàn)象在不加任何