第7章-放大電路中的反饋

第7章放大電路中的反饋7.1反饋的基本概念和類型7.2反饋放大電路的框圖表示法7.3負(fù)反饋對放大電路性能的影響7.4負(fù)反饋放大電路的分析計算7.5放大電路中負(fù)反饋的正確引入思考題：7-17-2作業(yè)：

7-57-67-77-137-147-167-181本章的重點(diǎn)與難點(diǎn)本章是課程的重點(diǎn)，是學(xué)習(xí)模擬電路的基礎(chǔ)，既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)。

重點(diǎn):反饋的概念、反饋性質(zhì)的判斷方法、深度負(fù)反饋條件下放大倍數(shù)的估算方法、引入負(fù)反饋的方法

難點(diǎn):初學(xué)者感到困難的主要是反饋概念的建立、反饋的判斷、反饋網(wǎng)絡(luò)的確定。主要表現(xiàn)為基本概念和基本知識不清。27.1反饋的基本概念和類型7.1.1反饋的基本概念一、什么叫反饋反饋是將放大電路的輸出量（輸出電壓或輸出電流）的一部分或全部，通過一定的電路（反饋網(wǎng)絡(luò)）反向送回到輸入端或輸入回路，從而使電子電路能按預(yù)期功能正常工作。放大傳送反饋信號圖7-1反饋放大電路原理框圖3采用反饋只能減小

ICQ的變化而不能使變化量減為零。圖7-2分壓偏置式靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定共射放大電路二、為什么要引入反饋改善放大電路的靜動態(tài)性能。47.1.2反饋的類型及判斷方法一、判斷有無反饋在放大電路中引入反饋必須將輸出量通過反饋網(wǎng)絡(luò)送回輸入回路,與輸入信號相互作用,改變放大電路的凈輸入量。所以要判斷電路中有無反饋，首先要看電路中有無反饋網(wǎng)絡(luò)或反饋元件。5二、反饋的類型直流反饋交流反饋正反饋負(fù)反饋根據(jù)反饋的極性：根據(jù)反饋存在的通路：電壓反饋電流反饋根據(jù)反饋在輸出端的連接方式：（取樣方式）串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋根據(jù)反饋在輸入端的連接方式：6三、直流反饋和交流反饋

直流反饋：反饋量只含有直流量（僅在直流通路存在）

用于穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)交流反饋：反饋量只含有交流量（僅在交流通路存在）用于改變電路的動態(tài)性能

電路中許多情況為交直流共存。研究重點(diǎn)：交流反饋。7四、正反饋和負(fù)反饋

正反饋：反饋信號加強(qiáng)了原輸入信號，使放大電路凈輸入量增大的反饋。負(fù)反饋：反饋信號削弱了原輸入信號，使放大電路凈輸入量減小的反饋。

研究重點(diǎn)：負(fù)反饋。只有正確引入交流負(fù)反饋才能改善放大電路的動態(tài)性能。8本章中的反饋網(wǎng)絡(luò)一般為純電阻網(wǎng)絡(luò)，無移相作用。五、反饋極性的判斷-瞬時極性法瞬時極性法：先規(guī)定出輸入信號對地的瞬時極性，依此判斷出電路各相關(guān)點(diǎn)乃至輸出信號及反饋信號對地的瞬時極性。反饋信號使電路的凈輸入信號增大----引入了正反饋。反饋信號使電路的凈輸入信號減小----引入了負(fù)反饋。9圖7-3分立元件放大電路反饋的判斷有反饋。RF、R4構(gòu)成的反饋網(wǎng)絡(luò)引入了“級間”交流反饋例1：試判斷下圖所示電路是否存在反饋，若存在請指出反饋的極性，并進(jìn)行交直流反饋判斷。10反饋的極性的判斷：(+)(+)(-)(+)(+)級間反饋使凈輸入電壓Ube1減小，故為負(fù)反饋。圖7-3分立元件放大電路反饋極性的判斷11對于分立元件放大電路：可以通過判斷輸入級晶體管的凈輸入量（b-e間凈輸入電壓Ube，或者凈輸入電流iB）因反饋的引入是增大了還是減小了，來判斷反饋的極性。結(jié)論:12例2：試指出下圖所示電路的反饋極性。13(+)(+)(+)設(shè)的瞬時極性對地為（＋），則的瞬時極性對地也為（＋），的瞬時極性對地也為（＋）。使真正加到運(yùn)放輸入端的凈輸入電壓Uid減小，故為負(fù)反饋。

14例3：試指出下圖所示電路的反饋極性。15設(shè)的瞬時極性對地為（＋），則的瞬時極性對地也為（-），的瞬時極性對地也為（-）。使真正加到運(yùn)放輸入端的凈輸入電壓Uid增大，故為正反饋。

(+)(-)(-)16例4：試指出下圖所示電路的反饋極性。17設(shè)的瞬時極性對地為（＋），則的瞬時極性對地為（-）。使真正加到運(yùn)放輸入端的凈輸入電流Iid減小，故為負(fù)反饋。

(+)(+)(-)(-)18對于由運(yùn)放構(gòu)成的反饋放大電路，可以通過分析集成運(yùn)放的凈輸入量（凈輸入電壓Uid或凈輸入電流Iid）因反饋的引入是增大還是減小，來判斷反饋的極性。凡使凈輸入量減小的為負(fù)反饋，凡使凈輸入量增大的為正反饋。結(jié)論：在分析反饋極性時，反饋量僅僅由輸出量決定，而與輸入量無關(guān)。

19六、電壓反饋和電流反饋電壓反饋：反饋對放大電路的輸出電壓取樣。電流反饋：反饋對放大電路的輸出電流取樣。根據(jù)反饋在輸出端的連接方式（取樣方式），反饋分為電壓反饋和電流反饋兩種類型。20令uo=0（RL=0），若反饋量也隨之為零，即引入了電壓反饋令uo=0（RL=0），若反饋量依然存在，即引入了電流反饋。判斷方法：輸出端短路法。21圖7-5輸出端取樣方式框圖反饋取自輸出電壓反饋取自輸出電流22根據(jù)反饋網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式，反饋分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。七、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋：反饋信號和輸入信號串聯(lián)，

以電壓形式相加減。并聯(lián)反饋：反饋信號和輸入信號并聯(lián)，

以電流形式相加減。判斷方法：根據(jù)輸入量和反饋量的連接方式來區(qū)分。23圖7-6輸入連接方式框圖電壓疊加串聯(lián)反饋電流疊加并聯(lián)反饋247.1.3負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài)負(fù)反饋放大電路的

四

種

組

態(tài)電壓串聯(lián)反饋電流串聯(lián)反饋電壓并聯(lián)反饋電流并聯(lián)反饋25一、電壓串聯(lián)負(fù)反饋

在負(fù)反饋放大電路中，若反饋網(wǎng)絡(luò)從輸出電壓取樣，其取樣電壓與輸入電壓串聯(lián)相比較，把它們的差值電壓作為凈輸入信號進(jìn)行放大，從而使輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定，則是引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋。26例7-1電路如圖7-7所示,試分析其反饋組態(tài)。

圖7-7電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓反饋串聯(lián)反饋(+)(+)(+)負(fù)反饋電壓疊加27例7-2試分析圖7-8所示放大電路的反饋組態(tài)。

圖7-8電路中引入了級間電壓串聯(lián)負(fù)反饋。電壓求和(+)(+)(-)(+)(+)28二、電壓并聯(lián)負(fù)反饋

在負(fù)反饋放大電路中，若反饋網(wǎng)絡(luò)對輸出電壓取樣，并轉(zhuǎn)換為反饋電流送到輸入端，與輸入電流進(jìn)行比較，其差值作為凈輸入電流進(jìn)行放大，則是引入了電壓并聯(lián)負(fù)反饋。

放大電路中，若輸入信號為恒流源或近似恒流源，宜用并聯(lián)負(fù)反饋。29電壓并聯(lián)負(fù)反饋圖7-9例7-3分析圖7-9所示放大電路的反饋組態(tài)。

電流疊加30電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流疊加例7-4電路如圖7-10所示,分析其反饋類型。

圖7-10(+)(-)(-)31

電壓負(fù)反饋的重要作用是穩(wěn)定電路的輸出電壓。不論反饋在輸入端的連接方式如何，其實(shí)質(zhì)是輸出電壓本身通過反饋網(wǎng)絡(luò)對電路所起的自動調(diào)節(jié)作用，使輸出電壓維持穩(wěn)定。

電流負(fù)反饋的情況與此相類似，它用于穩(wěn)定輸出電流，其實(shí)質(zhì)是輸出電流本身通過反饋網(wǎng)絡(luò)對電路所起的自動調(diào)節(jié)作用，使輸出電流維持穩(wěn)定。32三、電流串聯(lián)負(fù)反饋

在負(fù)反饋放大電路中，若反饋網(wǎng)絡(luò)從輸出電流取樣，并轉(zhuǎn)換為反饋電壓與輸入電壓相比較，把它們的差值電壓作為凈輸入信號進(jìn)行放大，則是引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋。

33例7-5電路如圖7-11所示,分析其反饋組態(tài)。

圖7-11電流串聯(lián)負(fù)反饋(+)(+)(+)電壓疊加34例7-6電路如圖7-12所示,分析其反饋組態(tài)。

圖7-12分壓偏置式靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定電路(+)(+)電壓疊加電流串聯(lián)負(fù)反饋35四、電流并聯(lián)負(fù)反饋在反饋放大電路中，若反饋網(wǎng)絡(luò)從輸出電流取樣，其取樣電流與輸入電流相比較，把它們的差值電流作為凈輸入信號進(jìn)行放大，則是引入了電流并聯(lián)負(fù)反饋。36例7-7電路如圖7-13所示,分析其反饋組態(tài)。

圖7-13電流并聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)(-)(-)電流求和RSUS37例7-8電路如圖7-14所示,分析其反饋組態(tài)。

圖7-14電流并聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)(-)(-)電流求和RSUS387.1.3負(fù)反饋在放大電路中的重要作用和性質(zhì)1.負(fù)反饋的基本作用是將引回的反饋量與輸入量相減以調(diào)整電路的凈輸入量與輸出量。無論反饋量以何種方式引回到輸入端，其實(shí)質(zhì)都是利用電路輸出量本身通過反饋網(wǎng)絡(luò)對放大電路起自動調(diào)節(jié)作用，從而使輸出量維持穩(wěn)定。39電壓負(fù)反饋的重要作用是穩(wěn)定輸出電壓40電流負(fù)反饋的重要作用是穩(wěn)定輸出電流41

2.直流負(fù)反饋能穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，

交流負(fù)反饋能改善放大電路的動態(tài)性能。3.串聯(lián)負(fù)反饋和并聯(lián)負(fù)反饋對信號源內(nèi)阻有不同要求

串聯(lián)負(fù)反饋應(yīng)采用電壓源激勵，信號源內(nèi)阻越小，反饋效果越好。并聯(lián)負(fù)反饋應(yīng)采用電流源激勵，信號源內(nèi)阻越大，反饋效果越好。42RSUS串聯(lián)負(fù)反饋應(yīng)采用電壓源激勵，信號源內(nèi)阻越小，反饋效果越好。43并聯(lián)負(fù)反饋應(yīng)采用電流源激勵，反饋效果越好。信號源內(nèi)阻越大。44

4.電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路常叫做“電流－電壓轉(zhuǎn)換電路”(即互阻放大電路)，它適用于輸入為高內(nèi)阻的電流源，而要求輸出為低內(nèi)阻的電壓信號的場合。

電流串聯(lián)負(fù)反饋電路常叫做“電壓－電流轉(zhuǎn)換電路”（即互導(dǎo)放大電路），它適用于輸入為低內(nèi)阻的電壓源，而要求輸出為高內(nèi)阻的電流信號的場合。45

電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路可作為壓控電壓源（電壓放大電路）。

電流并聯(lián)負(fù)反饋電路可作為流控電流源（電流放大電路）。467.2反饋放大電路的框圖表示法7.2.1反饋放大電路的框圖

(輸入信號)·

(凈輸入信號)·(反饋信號)·

(輸出信號)····47開環(huán)增益：（基本放大電路放大倍數(shù)）··反饋系數(shù)：····環(huán)路增益：(AF：無量綱)487.2.2閉環(huán)增益及其一般表達(dá)式閉環(huán)增益：491.如果|1+AF|>1，則Af

<A，此反饋為負(fù)反饋；2.如果|1+AF|<1，則Af

>A，此反饋為正反饋。7.2.3反饋深度504.當(dāng)|AF|>>1時，閉環(huán)增益，此時反饋放大電路的閉環(huán)增益Af將只取決于反饋系數(shù)F，叫做“深度負(fù)反饋”。3.當(dāng)|1+AF|=0時，閉環(huán)增益，這種工作狀態(tài)叫作放大電路的“自激”。517.3負(fù)反饋對放大電路性能的影響引入交流負(fù)反饋，可使放大電路許多性能得到改善。7.3.1提高閉環(huán)增益的穩(wěn)定性求微分：相對變化量：說明Af

的穩(wěn)定性是A的（1+AF）倍。若A變化10％1＋AF＝100則Af變化0.1％52交流負(fù)反饋對輸入、輸出電阻的影響反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電流串聯(lián)電壓并聯(lián)電流并聯(lián)增大（∞）減?。?）增大（∞）增大（∞）增大（∞）減小（0）減?。?）減?。?）電壓負(fù)反饋輸出電阻減小到原來的1/(1+AF)倍.電流負(fù)反饋輸出電阻增大到原來的(1+AF)倍.串聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻增大到原來的(1+AF)倍.并聯(lián)負(fù)反饋輸入電阻減小到原來的1/(1+AF)倍.53交流負(fù)反饋對放大電路動態(tài)性能的影響反饋類型穩(wěn)定增益輸入電阻輸出電阻其他性能的改善電壓串聯(lián)AufRi(1+

AuFu)Ro/

(1+

AuFu)擴(kuò)大通頻帶減小非線性失真抑制干擾和噪聲電壓并聯(lián)ArfRi/(1+

Ar

Fg)Ro/(1+

Ar

Fg)電流串聯(lián)AgfRi(1+

AgFr)Ro(1+

AgFr)電流并聯(lián)AifRi/(1+

AiFi)Ro/(1+

AiFi)54當(dāng)|1＋AF|>>1時，閉環(huán)增益，此時反饋放大電路的閉環(huán)增益Af將只取決于反饋系數(shù)F，叫做“深度負(fù)反饋”。7.4負(fù)反饋放大電路的分析計算7.4.1深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)對于深度負(fù)反饋可以采用近似方法來進(jìn)行分析和計算。55當(dāng)深度負(fù)反饋時放大電路輸入端即56所以，深度負(fù)反饋放大電路的兩大本質(zhì)特點(diǎn)是：（1）輸入量

反饋量，即（2）凈輸入量接近于零，即（2）對并聯(lián)型深度負(fù)反饋電路（1）對串聯(lián)型深度負(fù)反饋電路虛短虛斷57因?yàn)?,從反饋系數(shù)就可直接求出深度負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)增益。587.4.1深度負(fù)反饋放大電路的近似計算1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋59

也可以先求解反饋系數(shù)，再利用的關(guān)系求出閉環(huán)增益。電壓串聯(lián)負(fù)反饋60從輸入端看進(jìn)去的閉環(huán)輸入電阻串聯(lián)反饋提高輸入電阻，輸入電阻變?yōu)樵瓉淼模?+AF）倍。61去掉RL，從輸出端向左看進(jìn)去的閉環(huán)輸出電阻電壓反饋減小輸出電阻，輸出電阻變?yōu)樵瓉淼?/(1+AF）。622.電壓并聯(lián)負(fù)反饋63從信號源內(nèi)阻的右側(cè)向放大電路看進(jìn)去的輸入電阻為并聯(lián)反饋減小輸入電阻，輸入電阻變?yōu)樵瓉淼?/（1+AF）。Rif64電壓反饋，輸出電阻為：從信號源向右看的輸入電阻為653.

電流串聯(lián)負(fù)反饋66閉環(huán)輸入、輸出電阻67RSUS書誤4.電流并聯(lián)負(fù)反饋68RSUS電流并聯(lián)負(fù)反饋69例7-9:下圖所示為三級負(fù)反饋放大電路。計算這個反饋放大電路的閉環(huán)增益。70交流通路：電流串聯(lián)負(fù)反饋71電流串聯(lián)負(fù)反饋R4R3R9Ie3Uf72例7-10:下圖是一個比較復(fù)雜的OCL準(zhǔn)互補(bǔ)功率放大電路的一部分。試求電路的閉環(huán)電壓增益。輸出經(jīng)RF、C1和RB2接入差動輸入VT2的b極，構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋73例7-11：下圖是由理想運(yùn)放構(gòu)成的反饋放大電路。分析電路中存在哪些反饋，判斷它們的反饋組態(tài)，并推導(dǎo)出電壓閉環(huán)增益的表達(dá)式。（1）存在的反饋A2引入了電壓并聯(lián)負(fù)反饋A3引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋整個電路引入了何種反饋？A3、R5、R6構(gòu)成了整個放大電路的有源反饋網(wǎng)絡(luò)74(+)(-)(+)(+)(+)電壓串聯(lián)負(fù)反饋（2）反饋組態(tài)75（3）求閉環(huán)電壓增益76穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),引直流反饋；改善動態(tài)性能引交流反饋。(2)增大輸入電阻引串聯(lián)反饋；減小輸入電阻引并聯(lián)反饋。(3)穩(wěn)定輸出電壓引電壓反饋;穩(wěn)定輸出電流引電流反饋。(4)進(jìn)行信號變換時，要選擇合適的組態(tài)：

IV需引電壓并聯(lián)負(fù)反饋；VI需引電流串聯(lián)負(fù)反饋。(5)減小輸出電阻引電壓反