《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)應(yīng)用教程》第4章 負(fù)反饋放大器

第4章負(fù)反饋放大電路本章小結(jié)4.1反饋的基本概念及類型4.2負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響4.3深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)及增益估算4.4負(fù)反饋放大電路應(yīng)用知識(shí)引言反饋

—

將電路的輸出量(電壓或電流)的部分或全部，通過一定的元件，以一定的方式回送到輸入回路并影響輸入量(電壓或電流)和輸出量的過程。信號(hào)的兩種流向正向傳輸：輸入輸出反向傳輸：輸出輸入輸入輸出

放大電路

反饋網(wǎng)絡(luò)本章重點(diǎn)反饋的基本概念，負(fù)反饋放大電路的基本類型及判別方法，深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)。第4章負(fù)反饋放大電路4.1反饋的基本概念及類型4.1.1反饋的基本概念4.1.2負(fù)反饋放大電路的基本類型4.1.1反饋的基本概念一、反饋放大電路的組成反饋將電路的輸出信號(hào)(電壓或電流)通過某種電路（反饋網(wǎng)絡(luò)）引回到輸入端的過程。A+–比較環(huán)節(jié)基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)F+取樣環(huán)節(jié)A+–比較環(huán)節(jié)基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)xi—輸入信號(hào)(ii或ui)xid—

凈輸入信號(hào)(iid或uid)xo—輸出信號(hào)(io或uo)xf—

反饋信號(hào)(if或uf)xid=xi-

xf—

負(fù)反饋方程。AF—環(huán)路放大倍數(shù)。1+AF—反饋深度。F+反饋系數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)二、反饋放大電路的基本關(guān)系式三、正反饋與負(fù)反饋四.直流反饋與交流反饋正反饋反饋使凈輸入信號(hào)增加，從而使輸出信號(hào)增大，增益提高。負(fù)反饋反饋使凈輸入信號(hào)減小，從而使輸出信號(hào)減小，增益減小。判斷法直流反饋交流反饋交流信號(hào)的反饋直流信號(hào)的反饋例

4.1.1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(fù)反饋？直反饋還是交流反饋？+C1RS+ui–RERB+VCCC2RL+us–+uo–++uid

–

+uf–

RE介于輸入輸出回路，有反饋。反饋使

uid減小，為負(fù)反饋。既有直流反饋，又有交流反饋。4.1.2負(fù)反饋放大電路的基本類型一、電壓反饋和電流反饋AFRLuo電壓反饋電流反饋iouoFARLioA、F、RL并聯(lián)連接電壓取樣A、F、RL串聯(lián)連接電流取樣電壓反饋反饋信號(hào)取樣于輸出電壓電流反饋反饋信號(hào)取樣于輸出電流uo=0(RL短路)，反饋消失特征特征uo=0(RL短路)，反饋不消失二、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋uid

=

ui

ufiid

=

ii

ifAFiiifisiidRSRSAFuiuidufus串聯(lián)反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電壓相減的形式在輸入端出現(xiàn)。并聯(lián)反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以電流相減的形式在輸入端出現(xiàn)。信號(hào)源內(nèi)阻越小，反饋效果越明顯。特點(diǎn)特點(diǎn)信號(hào)源內(nèi)阻越大，反饋效果越明顯。AFuiuidufusRSRLuo電壓串聯(lián)負(fù)反饋AFuiuidufusRSiouoRLio電流串聯(lián)負(fù)反饋FAiiifisiidRSRLuo電壓并聯(lián)負(fù)反饋FAiiifisiidRSiouoRLio電流并聯(lián)負(fù)反饋四種基本反饋類型三、負(fù)反饋放大電路類型判別1.反饋類型的判別方法（1）電壓與電流反饋的判別負(fù)載短路后反饋信號(hào)不消失，為電流反饋（2）串聯(lián)與并聯(lián)的判別輸入信號(hào)與反饋信號(hào)從放大電路器件的不同端子加入，為串聯(lián)反饋輸入信號(hào)與反饋信號(hào)從放大電路器件的相同端子加入，為并聯(lián)反饋反饋信號(hào)消失，為電壓反饋例4.1.2uo經(jīng)Rf與R1分壓反饋到輸入回路，故有反饋。AF

uf=uoR1/(R1+Rf)，uo=0即RL短路，

uf消失，說明反饋電壓uf取樣于輸出電壓uo，故為電壓反饋。電壓串聯(lián)負(fù)反饋2.反饋類型的判別舉例輸入信號(hào)加于同相輸入端，反饋信號(hào)加在反相輸入端，

uid=ui

uf，故為串聯(lián)反饋。例

4.1.3Rf為輸入回路和輸出回路的公共電阻，故有反饋。

反饋使凈輸入電壓uid減小，為負(fù)反饋。RL=0，反饋存在，故為電流反饋。uf=ioRf，也說明是電流反饋。uid=ui–

uf故為串聯(lián)反饋。AF電流串聯(lián)負(fù)反饋例

4.1.4

Rf為輸入回路和輸出回路的公共電阻，故有反饋。反饋使凈輸入電流iid減小，為負(fù)反饋。RL=0，無反饋，故為電壓反饋。iid=ii

if，故為并聯(lián)反饋。AF電壓并聯(lián)負(fù)反饋例4.1.5Rf

介于輸入回路和輸出回路，故有反饋。

反饋使凈輸入電流iid減小，為負(fù)反饋。RL=0，反饋存在，故為電流反饋。iid=ii–

if，故為并聯(lián)反饋。AF電流并聯(lián)負(fù)反饋

RE—

引入本級(jí)電流串聯(lián)負(fù)反饋；引入級(jí)間電流并聯(lián)負(fù)反饋。例4.1.6

反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在不同節(jié)點(diǎn)為串聯(lián)反饋，在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)為并聯(lián)反饋。反饋取自輸出端或輸出分壓端為電壓反饋，反饋取自非輸出端為電流反饋。規(guī)律：第4章負(fù)反饋放大電路4.2負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響4.2.1改善放大電路的性能4.2.2改變放大電路的輸入電阻和輸出電阻4.2.1改善放大電路的性能一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性反饋深度越大，增益穩(wěn)定性越高輸出xo↑

反饋xf↑

凈輸入xid↓（=xi-xf↑）

xo↓若開環(huán)A↑則閉環(huán)增益Af=x0/xi可維持穩(wěn)定Af的相對(duì)變化量A的相對(duì)變化量例4.2.1

A

=

103，反饋系數(shù)F=0.099，求Af、A變化

10%時(shí)的Af

，以及dAf/Af。解：

=103/

100=10此時(shí)的Af=負(fù)反饋以犧牲放大倍數(shù)，換取了放大倍數(shù)穩(wěn)定性的提高。二、減小放大電路引起的非線性失真uf加入負(fù)反饋無負(fù)反饋FufAuiuo+–uiduo大小略大略小略小略大uiA接近正弦波改善了波形失真三、擴(kuò)展通頻帶無反饋時(shí)：BW=fH

fL引入反饋后，fA(f)OAm0.707AmfLfHBWAf(f)Amf0.707AmffLffHfBWf

BWf=fHf

fLf=(1+AF)BW無反饋有反饋電路點(diǎn)評(píng)負(fù)反饋放大電路性能的改善與反饋深度（1+AF）有關(guān)，反饋深度越大，放大電路性能的改善越有效，但放大電路增益下將為原來的1/（1+AF）。放大電路性能的改善是以降低放大電路的增益為代價(jià)。一、對(duì)輸入電阻的影響（1）串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大Rif深度負(fù)反饋：（2）

并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小Rif深度負(fù)反饋：ii

AFuiuidufRiifiidii

AFuiRi反饋深度越大，輸入電阻越大反饋深度越大，輸入電阻越小4.2.2改變放大電路的輸入電阻和輸出電阻二、對(duì)輸出電阻的影響（1）電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小AFRoRof深度負(fù)反饋：（2）電流負(fù)反饋使輸出電阻增大AFRoRof深度負(fù)反饋：因F與A并聯(lián)，使輸出電阻減小反饋深度越大，輸出電阻越小因F與A串聯(lián)，使輸出電阻增大反饋深度越大，輸出電阻越大第4章負(fù)反饋放大電路4.3深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)及增益估算4.3.1深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)4.32深度負(fù)反饋放大電路電壓放大倍數(shù)的估算4.3.1深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)(1+AF)>>1稱為深度負(fù)反饋放大電路即：閉環(huán)放大倍數(shù)主要由反饋網(wǎng)絡(luò)決定，Af=1/F。增益穩(wěn)定，失真小

xf≈xi，xid≈0。即uid≈0稱虛短，iid≈0稱虛斷閉環(huán)輸入電阻和輸出電阻可以近似看成零或無窮大

深度串聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻→∞深度并聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻→0深度電流負(fù)反饋輸出電阻→∞深度電壓負(fù)反饋輸出電阻→04.3.2深度負(fù)反饋放大電路電壓放大倍數(shù)的估算電流串聯(lián)深度負(fù)反饋虛短虛斷[例4.3.1]電流并聯(lián)負(fù)反饋例4.3.2虛地電壓串聯(lián)深度負(fù)反饋8uiC1R1uoR2Rfuiduf虛短RifR

ifRof[例

4.3.3]R1=R2=1KΩ，RF=10KΩ虛短[例4.3.4]第4章負(fù)反饋放大電路4.4負(fù)反饋放大電路應(yīng)用知識(shí)1、欲穩(wěn)定某個(gè)量，則引該量的負(fù)反饋穩(wěn)定直流，引直流反饋；穩(wěn)定交流，引交流反饋；穩(wěn)定輸出電壓，引電壓反饋；穩(wěn)定輸出電流，引電流反饋。2、根據(jù)對(duì)輸入、輸出電阻的要求選擇反饋類型欲提高輸入電阻，采用串聯(lián)反饋；欲降低輸入電阻，采用并聯(lián)反饋；要求高內(nèi)阻輸出，采用電流反饋；要求低內(nèi)阻輸出，采用電壓反饋。3、為使反饋效果強(qiáng)，根據(jù)信號(hào)源及負(fù)載確定反饋類型信號(hào)源為恒壓源，采用串聯(lián)反饋；信號(hào)源為恒流源，采用并聯(lián)反饋；要求負(fù)載能力強(qiáng)，采用電壓反饋；要求恒流源輸出，采用電流反饋。調(diào)試前認(rèn)真分析電路，進(jìn)行必要的估算。1電路安裝布線合理，以免產(chǎn)生干擾和自激。2測(cè)試時(shí)正確使用儀器，注意共地問題，用示波器監(jiān)測(cè)輸出電壓波形，應(yīng)為穩(wěn)定的不失真波形。3電路若產(chǎn)生自激振蕩，應(yīng)設(shè)法消除。4何為自激振蕩？自激振蕩的現(xiàn)象ui=0AuouiAuo自激的原因附加相移

AF使負(fù)反饋正反饋相位補(bǔ)償形式滯后補(bǔ)償電容滯后RC滯后超前補(bǔ)償：密勒效應(yīng)補(bǔ)償電容滯后補(bǔ)償RC滯后補(bǔ)償密勒效應(yīng)補(bǔ)償R在電路中加入C，或R、C元件進(jìn)行相位補(bǔ)償，改變電路的高頻特性，從而破壞自激條件。消除自激的方法相位補(bǔ)償?shù)?章負(fù)反饋放大電路小結(jié)一、負(fù)反饋放大電路的方框圖和基本關(guān)系A(chǔ)基本放大電路F—

負(fù)反饋方程—

深度負(fù)反饋電壓和電流反饋：規(guī)則：RL短路，反饋消失則為電壓反饋，反饋存在為電流反饋。規(guī)律：電壓反饋取自輸出端或輸出分壓端；電流反饋取自非輸出端。串聯(lián)和并聯(lián)反饋：規(guī)則：串聯(lián)負(fù)反饋：uid

=

ui

uf并聯(lián)負(fù)反饋：iid=

ii

if規(guī)律：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在不同節(jié)點(diǎn)為串聯(lián)反饋；反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)為并聯(lián)反饋。二、負(fù)反饋放大電路的基本類型三、反饋的判斷方法1.有無反饋2.正反饋和負(fù)反饋主要看信號(hào)有無反向傳輸通路。采用瞬時(shí)極性法，看反饋是增強(qiáng)還是削弱凈輸入信號(hào)。對(duì)于串聯(lián)負(fù)反饋，uid

=

ui

uf；對(duì)于并聯(lián)負(fù)反饋，iid=

ii

if。直流負(fù)反饋正反饋直流負(fù)反饋舉例：

電壓串聯(lián)負(fù)反饋

電流并聯(lián)負(fù)反饋

電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小四、負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響1.提高增益的穩(wěn)