反饋放大器基本概念講稿

11低頻電子線路河北工業(yè)大學信息工程學院電子科學與技術系授課教師：田漢民

Cellphone:課程QQ群：454421140（師具正法眼與人一線路）教材：電子線路（線性部分）主編：謝嘉奎2024/4/35.2負反饋對放大器性能的影響5.4深度負反饋*5.3負反饋放大器的性能分析5.1反饋放大器的基本概念第5章放大器中的負反饋5.5負反饋放大器的穩(wěn)定性BellTelephoneLaboratories,WaveTranslationSystem,USpatent2,102,671,1937-10-21HaroldStephenBlack，1927年在bell實驗室發(fā)明，1934年申請，1937年授權HaroldStephenBlack，1898-1983，USA5.1反饋放大器的基本概念5.1.1反饋放大器的組成將放大器輸出信號的一部分或全部，通過反饋網(wǎng)絡回送到電路輸入端，并對輸入信號進行調(diào)整，所形成的閉合回路即反饋放大器。

反饋放大器組成框圖基本放大器A反饋網(wǎng)絡kfxoxix

ixf凈輸入信號

輸入信號反饋信號輸出信號第5章放大器中的負反饋反饋：系統(tǒng)過去的行為結(jié)果返回給系統(tǒng)，以控制未來的行為

反饋放大器增益一般表達式基本放大器A反饋網(wǎng)絡kfxoxix

ixf開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益反饋深度環(huán)路增益反饋深度

F(或環(huán)路增益T)是衡量反饋強弱的一項重要指標。其值直接影響電路性能。第5章放大器中的負反饋此時為反饋放大器的基本關系式，它適用于根據(jù)前面方框圖組成的各種類型反饋放大器。但必須滿足單向化條件：（1）、基本放大器只有將x'i

通過放大器放大到輸出端得xo

而不存在從輸出端回送到輸入端的寄生反饋通路。（2）、反饋網(wǎng)絡只有將xo

轉(zhuǎn)換為xf

的反饋路徑，而不存在從輸入端到輸出端的直通通路。（5-1-4）

反饋放大器的基本關系式(閉環(huán)增益)第5章放大器中的負反饋

反饋極性由于凈輸入信號

若

xf

削弱了xi，使

x

i<xi負反饋

若

xf

增強了xi，使

x

i>xi正反饋說明負反饋具有自動保持穩(wěn)定的作用，可改善放大器性能。

例：某原因正反饋使放大器工作不穩(wěn)定，多用于振蕩器中。負反饋的自動調(diào)整作用是以犧牲增益為代價的。第5章放大器中的負反饋天之道,損有馀而補不足；人之道,損不足以奉有馀－《道德經(jīng)》七十七章5.1.2四種類型負反饋放大器

根據(jù)輸出端連接方式

電壓反饋在輸出端，凡反饋網(wǎng)絡與基本放大器并接，反饋信號取自負載上輸出電壓的反饋稱為電壓反饋。輸出量xo=vo

在輸出端，凡反饋網(wǎng)絡與基本放大器串接，反饋信號取自負載中輸出電流的反饋稱為電流反饋。

電流反饋輸出量xo=ioAkfRL+-voxixfx

i

電壓反饋

xixfx

iAkfRLio

電流反饋

根據(jù)輸入端連接方式

串聯(lián)反饋在輸入端，反饋網(wǎng)絡與基本放大器串接，反饋信號以電壓vf

的形式出現(xiàn)，并在輸入端進行電壓比較，即

v

i=vi

-

vf

。在輸入端，反饋網(wǎng)絡與基本放大器并接，反饋信號以電流if

的形式出現(xiàn)，并在輸入端進行電流比較，即

ii

=ii

-

if

。

并聯(lián)反饋AkfRS+-vs+-vivfv

i+-+-xo

串聯(lián)反饋

AkfRSiSiiifii

xo

并聯(lián)反饋

四種類型負反饋放大器增益表達式AvkfvRS+-vs+-vivfv

i+-+-RL+-voArkfgRL+-voRSiSiiifii

電壓串聯(lián)負反饋開環(huán)電壓增益電壓反饋系數(shù)閉環(huán)電壓增益

電壓并聯(lián)負反饋開環(huán)互阻增益互導反饋系數(shù)閉環(huán)互阻增益第5章放大器中的負反饋AgkfrRLioRS+-vs+-vivfv

i+-+-RSiSiiifii

AikfiRLio

電流串聯(lián)負反饋開環(huán)互導增益互阻反饋系數(shù)閉環(huán)互導增益

電流并聯(lián)負反饋開環(huán)電流增益電流反饋系數(shù)閉環(huán)電流增益注意：不同反饋類型對應不同輸入、輸出電量，因此不同類型反饋電路的

A、kf、Af

含義不同。第5章放大器中的負反饋Akfxoxixfx

i5.1.2反饋極性與類型的判別

判斷是否為反饋電路看電路輸出與輸入之間是否接有元件，若有則為反饋電路，該元件即為反饋元件。例1Rf

為反饋元件。RE為反饋元件。viVCCRCRfvoviVCCRCvo+-+-RERB1RB2例2第5章放大器中的負反饋

判斷在輸出端是電壓反饋還是電流類型—

定義法和短路法

假設輸出端交流短路，若反饋信號消失，則為電壓反饋；反之為電流反饋。

短路法AvkfvRS+-vs+-vivfv

i+-+-RL+-voiiii

ioRSiSifAikfiRL在輸出端，凡反饋網(wǎng)絡與基本放大器并接，反饋信號取自負載上輸出電壓的反饋稱為電壓反饋。否則為電流反饋；

定義法（首選）

電壓反饋

電流反饋

判斷在輸出端是電壓反饋還是電流類型—

定義法和短路法

假設輸出端交流短路，若反饋信號消失，則為電壓反饋；反之為電流反饋。(也就是說如果反饋元件將輸出端的電壓反饋到輸入端，則為電壓反饋。所以，如果輸出端短路后即沒有了輸出電壓，反饋元件中就隨之沒有輸出端的信號，則證明了該反饋元件反饋的是電壓信號)

短路法viVCCRCRfvo+-+-viRCvo+-Rf+-電壓反饋

判斷在輸入端是并聯(lián)反饋還是串聯(lián)反饋

短路法

假設輸入端交流短路，若反饋作用消失，則為并聯(lián)反饋；反之為串聯(lián)反饋。AvkfvRS+-vs+-vivfv

i+-+-RL+-voiiii

ioRSiSifAikfiRL

在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。以電壓的方式疊加，為串聯(lián)反饋；

定義法（首選）

串聯(lián)反饋

并聯(lián)反饋

第5章放大器中的負反饋

判斷在輸入端是并聯(lián)反饋還是串聯(lián)反饋

短路法

假設輸入端交流短路，若反饋作用消失（將輸入信號源轉(zhuǎn)為電流源和電阻的并聯(lián)，即反饋的信號不能作用到基本放大器的輸入端）

，則為并聯(lián)反饋；反之為串聯(lián)反饋。

在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。以電壓的方式疊加，為串聯(lián)反饋；

定義法（首選）并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋第5章放大器中的負反饋對于分離元件多級放大電路，第一級為共e電路時，反饋引到輸入級的B級，為并聯(lián)反饋：X'i=I'i=Ib

第一級為共e電路時，反饋引到輸入級的E級，為串聯(lián)反饋：X'i=U'i=UbeviVCCRC1vo+-+-RE1RBRC2RE2RfviVCCRC1vo+-+-RE1RBRC2RE2Rf第5章放大器中的負反饋對于分離元件放大電路，特殊：對于輸入為差放電路時，反饋接到：接到輸入信號的基級，則為并聯(lián)反饋沒接到輸入信號的基級，則為串聯(lián)反饋viVCCRC1voVEERfRE2R1RC2RC3RST1T2T3viVCCRC1voVEERER1RC2RC3RST1T2T3Rf串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋

判斷反饋是正反饋還是負極性—

采用瞬時極性法Akfxoxixfxi

設vi

瞬時極性為用正負號表示電路中各點電壓的瞬時極性，或用箭頭表示各節(jié)點電流瞬時流向的方法稱瞬時極性法。

比較xf

與xi

的極性(

xi=

xi

-

xf)若xf

使xi

減小的，為負反饋；若xf

使xi

增大的，為正反饋。經(jīng)A判斷vo？？經(jīng)kf判斷xf？？第5章放大器中的負反饋注意最終判斷的反饋信號對xi

的影響注意反饋信號有可能是電壓也可能是電流！

用瞬時極性法比較xf

與xi

極性時：√Uc

與Ub

反相，Ue

與Ub

同相（BJT電路）√Ud

與Ug

反相，Us

與Ug

同相（FET電路）○+○+○-○+viVCCRD1vo+-+-RS1RG2RD2RS2RfRG1○+○-viVCCRC1vo+-+-RE1RBRC2RE2Rf○+第5章放大器中的負反饋

用瞬時極性法比較xf

與xi

極性時：√若是輸入端是并聯(lián)反饋：則需根據(jù)電壓的瞬時極性，標出相關支路的電流流向，然后分析凈輸入電流(ii=

ii

-

if)的變化?！倘羰禽斎攵耸谴?lián)反饋：則分析凈輸入電壓(vi=

vi

-

vf)的變化?！?○-iiifibviVCCRCRfvo+-+-○+○+viVCCRCvo+-+-RERB1RB2第5章放大器中的負反饋

直流反饋和交流反饋

直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。引入交流負反饋引入直流負反饋第5章放大器中的負反饋

直流反饋和交流反饋的判斷“看通路”，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。設以下電路中所有電容對交流信號均可視為短路。僅有直流反饋僅有交流反饋交、直流反饋共存僅有直流反饋第5章放大器中的負反饋局部反饋和級間反饋

只對多級放大電路中某一級起反饋作用的稱為局部反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸入回路的稱為級間反饋。通過R3引入的是局部反饋通過R4引入的是級間反饋通常，重點研究級間反饋或稱總體反饋。第5章放大器中的負反饋例1判斷電路的反饋極性和反饋類型。

假設輸出端交流短路，Rf

引入的反饋消失電壓反饋。

假設輸入端交流短路，Rf

的反饋作用消失并聯(lián)反饋。

分析：→則

vc

為○-

假設vi

瞬時極性為○+○+○-→形成的if

方向如圖示。iiifib因凈輸入電流ib=ii

-

if<ii負反饋。

結(jié)論：

Rf

引入電壓并聯(lián)負反饋。viVCCRCRfvo+-+-viRCvo+-Rf+-第5章放大器中的負反饋例

2判斷圖示電路的反饋極性和反饋類型。

假設輸出端交流短路，RE

上的反饋依然存在電流反饋。

假設輸入端交流短路，RE

上的反饋沒有消失串聯(lián)反饋。

分析：

假設vi

瞬時極性為○+因凈輸入電壓vbe=vi

-

vf<vi負反饋。

結(jié)論：

RE

引入電流串聯(lián)負反饋?！?→則ve(即vf)極性為○+○+viVCCRCvo+-+-RERB1RB2viRCvo+-+-RERB1RB2第5章放大器中的負反饋例3判斷下列電路的反饋極性和反饋類型。

-+AR1Rf+-vsvo-+AR