第六章 反饋(2-6)

1、第七章第七章 反反 饋饋 (Feedback) 1、什么是反饋？、什么是反饋？ 反饋的基本概念、基本方程；反饋的基本概念、基本方程； 反饋的類型、判斷方法；反饋的類型、判斷方法；2、為什么采用反饋？、為什么采用反饋？ 影響放大器性能、影響放大器性能、 改善放大器性能；改善放大器性能；3、如何應(yīng)用反饋？、如何應(yīng)用反饋？ 反饋放大器的基本分析、反饋放大器的基本分析、 計(jì)算方法。計(jì)算方法。1/13RB1RCUCC+Rs+-C1C2TUs+-UiIiIoRB2RE+-Uo + UEQ -ICQIEQ + UBEQ - + UBQ -ICQ UBEQ =UBQ-UEQ正向控制正向控制反向回饋反向回饋誤差

2、比較誤差比較UEQ ICQ 7.1 7.1 反饋的概念和基本方程反饋的概念和基本方程ICQ：受控的目標(biāo)：受控的目標(biāo)輸出量輸出量UEQ：回送的反饋量：回送的反饋量UBQ：目標(biāo)控制的：目標(biāo)控制的輸入量輸入量UBEQ：實(shí)際凈輸入量：實(shí)際凈輸入量ICQ的大小由的大小由UBQ決定：決定：目標(biāo)控制目標(biāo)控制ICQ的穩(wěn)定由的穩(wěn)定由UBEQ決定：決定：反饋控制反饋控制交流信號(hào)放大過程：交流信號(hào)放大過程：輸出量：輸出量：Uo=-IcRC，反饋量：反饋量：Ue=IeRE輸入量：輸入量：Ui ，凈輸入量：凈輸入量：Ube=Ui-UeUo (或或Io)的大小由的大小由Ui決定：決定：放大作用放大作用Uo (或或Io)的

3、穩(wěn)定由的穩(wěn)定由Ube決定：決定：反饋?zhàn)饔梅答佔(zhàn)饔梅答仯簩⑤敵鲂盘?hào)反向傳輸至輸入端；反饋：將輸出信號(hào)反向傳輸至輸入端；反饋放大器：內(nèi)部含有反饋?zhàn)饔?。反饋放大器：?nèi)部含有反饋?zhàn)饔谩?/13正向控制正向控制反向回饋反向回饋誤差誤差比較比較ICQUEQUBQUBEQRCT+-UiIoRBRE+-Uo + Ue -IcIe+ Ube -Ii+- -UiUo=-IoRCUbeUe7.1.1 反饋放大器的基本框圖反饋放大器的基本框圖Xo: 輸出信號(hào)；輸出信號(hào)；Xf: 反饋信號(hào)反饋信號(hào)Xi: 輸入信號(hào)；輸入信號(hào)；Xi: 凈輸入凈輸入信號(hào)信號(hào) 外部信號(hào)外部信號(hào) 內(nèi)部信號(hào)內(nèi)部信號(hào)1、反饋放大器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：、反饋放

4、大器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 內(nèi)部反饋?zhàn)饔脴?gòu)成閉合環(huán)路，內(nèi)部反饋?zhàn)饔脴?gòu)成閉合環(huán)路，簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單單環(huán)路單環(huán)路；復(fù)雜；復(fù)雜多環(huán)路多環(huán)路。2、反饋放大器的放大倍數(shù)：、反饋放大器的放大倍數(shù)：7.1.2 反饋放大器的基本方程反饋放大器的基本方程基本方程：基本方程：3/13基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FXoXfXiXi 反饋放大器反饋放大器 AfFeedback AmplifieriofXXA iofXXA TAAFAA11fif1XXAofio1XXXXAfiiXXAX+- -(Core Equation)反饋放大器增益（閉環(huán)增益）反饋放大器增益（閉環(huán)增益）基本放大器增益（開環(huán)增益）基本放大器增益（開環(huán)增益）

5、 反饋網(wǎng)絡(luò)傳輸系數(shù)（反饋系數(shù)）反饋網(wǎng)絡(luò)傳輸系數(shù)（反饋系數(shù)）環(huán)路增益（回歸比）環(huán)路增益（回歸比） 4/13ioXXAioAXXofXXF ofFXXifXXT AFXXXXofiofiiXXXTAAFAA11f基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FXoXfXiXiAf反饋深度：反饋深度：AFTD11iiifiif1XXXXXXXDAFXDXX1iii+- -反饋放大器反饋放大器 AfClosed-loop gainOpen-loop gainLoop gain反饋深度反饋深度決定決定反饋的性質(zhì)反饋的性質(zhì)， 反饋的強(qiáng)弱反饋的強(qiáng)弱：一、負(fù)反饋：一、負(fù)反饋：1+AF1時(shí)時(shí)特征：特征：1、深度負(fù)反饋、

6、深度負(fù)反饋 1+AF1，(1+AF)（深度負(fù)反饋條件深度負(fù)反饋條件）2、深度負(fù)反饋時(shí)的閉環(huán)增益、深度負(fù)反饋時(shí)的閉環(huán)增益二、正反饋：二、正反饋：1+AF1特征：特征：自激振蕩：自激振蕩： 1+AF=0時(shí)，時(shí)，5/13AA fiiXXfiiXXXAFXX1iiAFAA1fiiXX 0iXfiXX FA1fAA fiiXX fiiXXXfA0iXfiXX成立成立不成立不成立7.2 7.2 反饋的類型反饋的類型一、輸出類型一、輸出類型 XoUo，Io Xf=FUo：電壓反饋電壓反饋 Xf=FIo：電流反饋電流反饋二、輸入類型二、輸入類型 XiUi，Ii ：串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋 ：并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋 6/1

7、3fiiUUUfiiIII基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)F +Uo -XfXiRLIo +Uo -基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)F +Uo -XfXiRLIoIo基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)F +Uf - +Ui -Xo +Ui -基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FIfIiXoIi7.2.1 四種反饋類型四種反饋類型 串聯(lián)串聯(lián)電壓反饋電壓反饋 串聯(lián)串聯(lián)電流反饋電流反饋 并聯(lián)并聯(lián)電壓反饋電壓反饋 并聯(lián)并聯(lián)電流反饋電流反饋 7/13基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)F +Uo -RL基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)F +Uo -RLIoIo +Uo -Io

8、基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)F +Uf - +Ui -基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FIfIi +Ui -Ii +Uo -RLIoIo +Uf - +Ui - +Ui -IfIiIi +Uo -RLIo +Uo - 四種反饋類型的基本方程四種反饋類型的基本方程8/13UoIoUi串聯(lián)電壓反饋串聯(lián)電壓反饋串聯(lián)電流反饋串聯(lián)電流反饋Ii并聯(lián)電壓反饋并聯(lián)電壓反饋并聯(lián)電流反饋并聯(lián)電流反饋uuuiofu1FAAUUAiouUUA ofuUUF rggiofg1FAAUIAiogUIA ofrIUF grriorf1FAAIUAiorIUA ofgUIF iiiiof i1FAAIIAio

9、iIIA ofiIIF 7.2.2 實(shí)際電路結(jié)構(gòu)及判斷方法實(shí)際電路結(jié)構(gòu)及判斷方法一、判斷方法一、判斷方法1、分清基本放大器和、分清基本放大器和 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)(反饋元件反饋元件)；2、反饋類型、反饋類型輸出：負(fù)載短路法輸出：負(fù)載短路法 令令RL=0，即，即Uo=0， 若若Xf=0，則為，則為電壓反饋電壓反饋， 否則，為否則，為電流反饋電流反饋。輸入：節(jié)點(diǎn)連接法輸入：節(jié)點(diǎn)連接法 若若Xi、 Xi、 Xf連接在同連接在同一節(jié)點(diǎn)，則為一節(jié)點(diǎn)，則為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋，否，否則，為則，為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋。3、反饋性質(zhì)：瞬時(shí)極性法、反饋性質(zhì)：瞬時(shí)極性法4、直流、交流、交直流反饋、直流、交流、交直流反饋9/

10、13基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)F +Uo -RLIo +Uo - +Uf - +Ui - +Ui -IiIi= Ii= IfUi= Ui= Uf基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FIfIiIi +Uo -RLIoIo +Ui -二、實(shí)際電路結(jié)構(gòu)二、實(shí)際電路結(jié)構(gòu)1、輸出端電路、輸出端電路分立元件分立元件集成運(yùn)放集成運(yùn)放10/13RfRCUCCTIcRE+-UoRfRCUCCTIcRE+-Uo RfRfXfXfXfXf+- -RLUo+-+- -RLUo+-電壓反饋電壓反饋電流反饋電流反饋電壓反饋電壓反饋電流反饋電流反饋 R2、輸入端電路、輸入端電路分立元件分立元件集成運(yùn)放集成運(yùn)放

11、11/13Rf Ui+- -R+-串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋RfTRE+-Ui+-Uf+-Ube并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋IiRfTIfIbRf+-Ui+-UfXoUf+-RfIiIfRfIfIiIi串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋Uid=Ui-UfT1RBRB+-Us-UEET2T1RBRB-UEET2XoXoXoXoR+- -IiXo三、舉例三、舉例分立元件分立元件1、反饋元件：、反饋元件：Rf2、反饋類型：并聯(lián)電壓、反饋類型：并聯(lián)電壓3、反饋性質(zhì)：、反饋性質(zhì)：12/13IiRfTIfIbRCUCCR1+Uo-+Us -RB1RCUCC+Rs+-C1C2TUs+-UiIiIoR

12、B2RE+-Uo + Ue -IcIe+ Ube - + Ub -1、反饋元件：、反饋元件：RE2、反饋類型：、反饋類型：串聯(lián)電流串聯(lián)電流3、反饋性質(zhì)：瞬時(shí)極性法、反饋性質(zhì)：瞬時(shí)極性法Ui=UbIc Uf =Ue Ube=Ui = Ui - -Uf， Ui Ui串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋UsIiIbUoIf Ibe=Ii = Ii - -If， Ii Ii并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋集成運(yùn)放集成運(yùn)放13/13+- -RRf Ui+- -RfUf串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋+-RIiIidIf Uo Uo UsUid+-串串聯(lián)聯(lián)電電壓壓Uid=Ui = Ui - -Uf，Ui Ui并并聯(lián)聯(lián)電電

13、壓壓Iid=Ii = Ii - -If，Ii UiIid=Ii = Ii - -If，Ii Ii正反饋正反饋?zhàn)鳂I(yè)：作業(yè)： 7-3, 7-7, 7-8, 7-98.3 8.3 負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響 放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻，非線性失真、頻率響應(yīng)放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻，非線性失真、頻率響應(yīng)8.3.1 8.3.1 對(duì)放大倍數(shù)的影響對(duì)放大倍數(shù)的影響 負(fù)反饋：負(fù)反饋：1+AF1， 開環(huán)開環(huán) 閉環(huán)閉環(huán)A大，不穩(wěn)定；大，不穩(wěn)定；Af小，穩(wěn)定。小，穩(wěn)定。穩(wěn)定度：穩(wěn)定度： 1/15AFAA1fAA fioXXAiofXXA 假設(shè)假設(shè)Xi不變，則穩(wěn)定過程為不變，則穩(wěn)定過程為A

14、 Xo Xf =FXoXi =Xi-XfXo = AXiXo = A Xi ，所以所以Af= Xo/Xi穩(wěn)定穩(wěn)定AAffAAAAFAd)1 (1d2fAAAFAAFd111AAAFAAd11dffAAAFAA11ff負(fù)反饋負(fù)反饋使使放大倍數(shù)減小放大倍數(shù)減小1+AF倍，倍，卻使卻使穩(wěn)定度提高穩(wěn)定度提高1+AF倍。倍。深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：Af1/F 穩(wěn)定度最高穩(wěn)定度最高例例8.3.1：設(shè)計(jì)一負(fù)反饋放大器，要求閉環(huán)放大倍數(shù)：設(shè)計(jì)一負(fù)反饋放大器，要求閉環(huán)放大倍數(shù)Af=100，并且，當(dāng)開環(huán)放大倍數(shù)并且，當(dāng)開環(huán)放大倍數(shù)A變化變化10%時(shí)，時(shí)，Af的相對(duì)變化量在的相對(duì)變化量在0.5%以內(nèi)。試確定開環(huán)放大

15、倍數(shù)以內(nèi)。試確定開環(huán)放大倍數(shù)A及反饋系數(shù)及反饋系數(shù)F的值。的值。解：已知解：已知所以，根據(jù)題意，反饋深度必須滿足所以，根據(jù)題意，反饋深度必須滿足根據(jù)反饋基本方程根據(jù)反饋基本方程可得可得且且所以所以2/15AAAFAA11ff20%5 . 0%10/1ffAAAAAFAFAA1f200020100)1 (fAFAA19120AF0095. 0%95. 020001919AF穩(wěn)定的放大倍數(shù)與反饋類型有關(guān)：穩(wěn)定的放大倍數(shù)與反饋類型有關(guān)：串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋并聯(lián)電流負(fù)反饋并聯(lián)電流負(fù)反饋 只要在只要在反饋環(huán)路內(nèi)反饋環(huán)路內(nèi)的變化，負(fù)反饋都可以

16、將其抑制。的變化，負(fù)反饋都可以將其抑制。3/15uuuiofu1FAAUUAgrriof r1FAAIUArggiofg1FAAUIAiiiiof i1FAAIIAUo穩(wěn)定穩(wěn)定Xi固定不變固定不變Io穩(wěn)定穩(wěn)定（電壓源輸出）（電壓源輸出）（電流源輸出）（電流源輸出）（輸出電阻?。ㄝ敵鲭娮栊。ㄝ敵鲭娮璐螅ㄝ敵鲭娮璐螅?.3.2 8.3.2 對(duì)輸入電阻的影響對(duì)輸入電阻的影響根據(jù)根據(jù)一、串聯(lián)反饋一、串聯(lián)反饋可得可得所以所以二、并聯(lián)反饋二、并聯(lián)反饋可得可得所以所以 并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小1+AF倍倍4/15 +Uf - +Ui -Xo + Ui -RiAF IiRifii

17、ifIUR AFXX1iiii)1 (IUAFiif)1 (RAFR串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大1+AF倍倍 Ii IiIf +Uf - +Ui -Xo + Ui -RiAFRifiiifIUR ii)1 (IAFUAFRR1iif8.3.3 8.3.3 對(duì)輸出電阻的影響對(duì)輸出電阻的影響 Xi=0，則，則Xi=-Xf =-FXo一、電壓反饋一、電壓反饋二、電流反饋二、電流反饋 5/15 + Uo -IofIoRofXfXiFRo+ AoXi-Xi=0-0ofoofiXIURofooioIRIXAofoofoIRIXAofooooIRIFUAFARRooof1 + Uo -X

18、fXiIofIoFRoAsXiRofXi=0-0ofoofiXIURooiso/RUXAUooofso/RUFIAUosof)1 (RFAR8.3.4 8.3.4 對(duì)非線性失真的影響對(duì)非線性失真的影響 結(jié)論：負(fù)反饋使非線性失真減小，輸入動(dòng)態(tài)范圍展寬。結(jié)論：負(fù)反饋使非線性失真減小，輸入動(dòng)態(tài)范圍展寬。1、畸變?cè)酱?，抵消越大；（、畸變?cè)酱螅窒酱?；（Xi= Xi - Xf ）2、自動(dòng)維持基本放大器凈輸入、自動(dòng)維持基本放大器凈輸入Xi在很小范圍變化。在很小范圍變化。6/15iCXiuBEOXoXfXiF-iCXiuBEOXo+XiOtOtXoXf=FXoOtXi假設(shè)假設(shè) xi=Xisinit，則輸出

19、，則輸出 xo=X1sinit +xe 式中，由于非線性特性產(chǎn)生的新的頻率分量，即失真分量式中，由于非線性特性產(chǎn)生的新的頻率分量，即失真分量 xe =X2sin2it +X3sin3it + 因此因此 xo=Axi +xe xi= xi -xf =xi -Fxo 整理后可得整理后可得深度負(fù)反饋時(shí)深度負(fù)反饋時(shí)7/15eio111xAFxAFAxio1xFx 8.3.5 8.3.5 對(duì)頻率響應(yīng)的影響對(duì)頻率響應(yīng)的影響一、高頻響應(yīng)一、高頻響應(yīng)設(shè)開環(huán)增益高頻響應(yīng)特性為：設(shè)開環(huán)增益高頻響應(yīng)特性為： 基本放大器中頻增益：基本放大器中頻增益：AI；上限頻率：上限頻率：fH；引入負(fù)反饋后的閉環(huán)增益為：引入負(fù)反饋

20、后的閉環(huán)增益為：將將A(jf)代入整理后可得代入整理后可得反饋放大器反饋放大器中頻增益：中頻增益：上限頻率：上限頻率：8/15HIj1)j (ffAfAFfAfAfA)j (1)j ()j (fHfIffj1)j (ffAfAFAAAIIIf1HIHf)1 (fFAfHIHfIffAfA負(fù)反饋使中頻增益減小，負(fù)反饋使中頻增益減小，上限頻率提高。上限頻率提高。增益帶寬積：增益帶寬積： 根據(jù)增益帶寬積為常數(shù)，根據(jù)增益帶寬積為常數(shù)，可在開環(huán)增益幅頻波特圖上可在開環(huán)增益幅頻波特圖上畫出閉環(huán)增益幅頻響應(yīng)。畫出閉環(huán)增益幅頻響應(yīng)。例：例：ffH后，開環(huán)增益頻率后，開環(huán)增益頻率響應(yīng)以響應(yīng)以-20dB/10倍頻

21、程斜率倍頻程斜率下降。所以，當(dāng)下降。所以，當(dāng)f=10fH時(shí)，時(shí)，A(10fH)=AI/10，因此，因此二、低頻響應(yīng)二、低頻響應(yīng)開環(huán)增益：開環(huán)增益：下限頻率：下限頻率：倍頻程10/dB209/15AIfHAIffHffA(f)/dBHfIfHIHH10)10()(fAfAffAffAffAfALIj1)j (AIfHAIffHffA(f)/dBfLffLFAffILLf1例例8.3.2 已知集成運(yùn)放已知集成運(yùn)放F007的開環(huán)放大倍數(shù)的開環(huán)放大倍數(shù)Au=100dB，開環(huán)上限頻率，開環(huán)上限頻率fH=7Hz。若按圖中。若按圖中所示連接電路，問引入何種反饋？當(dāng)電阻所示連接電路，問引入何種反饋？當(dāng)電阻Rf

22、分分別等于別等于R1的的9倍、倍、99倍和倍和999倍時(shí)，相應(yīng)的反饋倍時(shí)，相應(yīng)的反饋系數(shù)系數(shù)F、閉環(huán)放大倍數(shù)、閉環(huán)放大倍數(shù)Af、閉環(huán)上限頻率、閉環(huán)上限頻率fHf和和增益帶寬積增益帶寬積GBW各為多少？各為多少？解：解：引入串聯(lián)電壓負(fù)反饋；引入串聯(lián)電壓負(fù)反饋； 10/15+- -RfUo +Ui -R1- Uf +f11ofuRRRUUFuuuuf1FAAAHuuHf)1 (fFAfHuHfufAfABWGRf/R1999999Fu0.0010.010.11+AuFu101100110001Auf990.199.99.999 (10)fHf0.707kHz7.007kHz70.007kHzAuf

23、fHf700kHz700kHz700kHz小結(jié)：小結(jié)：1、負(fù)反饋使放大器的放大倍數(shù)下降，增益損失，但換取了、負(fù)反饋使放大器的放大倍數(shù)下降，增益損失，但換取了放大倍數(shù)穩(wěn)定度的提高，同時(shí)使非線性失真減小，頻帶展寬放大倍數(shù)穩(wěn)定度的提高，同時(shí)使非線性失真減小，頻帶展寬(線性失真減小線性失真減小)，性能改善程度與反饋深度，性能改善程度與反饋深度1+AF緊密相關(guān)；緊密相關(guān)；2、穩(wěn)定的放大倍數(shù)與反饋類型相關(guān)，即應(yīng)滿足基本方程。、穩(wěn)定的放大倍數(shù)與反饋類型相關(guān)，即應(yīng)滿足基本方程。相應(yīng)穩(wěn)定的輸出量與輸出反饋類型有關(guān)，電壓負(fù)反饋相應(yīng)穩(wěn)定的輸出量與輸出反饋類型有關(guān)，電壓負(fù)反饋(采樣采樣輸出電壓輸出電壓)則穩(wěn)定輸出電壓

24、，電流負(fù)反饋則穩(wěn)定輸出電壓，電流負(fù)反饋(采樣輸出電流采樣輸出電流)則穩(wěn)則穩(wěn)定輸出電流；定輸出電流；3、串聯(lián)負(fù)反饋使放大器輸入電阻增大，并聯(lián)負(fù)反饋使輸入、串聯(lián)負(fù)反饋使放大器輸入電阻增大，并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小，均以反饋深度電阻減小，均以反饋深度1+AF的倍數(shù)增大、減?。坏谋稊?shù)增大、減小；4、電流負(fù)反饋使放大器輸出電阻增大，電壓負(fù)反饋使輸出、電流負(fù)反饋使放大器輸出電阻增大，電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小，均以反饋深度電阻減小，均以反饋深度1+AF的倍數(shù)增大、減?。坏谋稊?shù)增大、減??；5、負(fù)反饋影響的對(duì)象必須包含在反饋環(huán)路內(nèi)；、負(fù)反饋影響的對(duì)象必須包含在反饋環(huán)路內(nèi)；6、深度負(fù)反饋?zhàn)畲笙薅鹊赜绊?、改善了放?/p>

25、器性能。、深度負(fù)反饋?zhàn)畲笙薅鹊赜绊憽⒏纳屏朔糯笃餍阅堋?1/158.3.6 8.3.6 反饋放大器的穩(wěn)定性反饋放大器的穩(wěn)定性 負(fù)反饋?zhàn)優(yōu)檎答佌袷巹t稱為負(fù)反饋?zhàn)優(yōu)檎答佌袷巹t稱為不穩(wěn)定。不穩(wěn)定。一、負(fù)反饋放大器穩(wěn)定工作條件一、負(fù)反饋放大器穩(wěn)定工作條件 將基本方程表示為：將基本方程表示為：則自激振蕩條件為：則自激振蕩條件為：相位裕度：相位裕度：45幅度裕度：幅度裕度：10dB 因此，在因此，在0-135 相移相移內(nèi)，內(nèi)，環(huán)路增益環(huán)路增益 A(jf)F 1可穩(wěn)定工作?？煞€(wěn)定工作。12/15)j ()j (1)j ()j (fFAAA-180fdB/)j (FfAOfO)j ( f-135幅度幅度裕

26、度裕度相位相位裕度裕度1)j ()j ()j (oscoscoscFAFA1|)j (|oscFA) 12()j (oscn二、利用開環(huán)增益判斷穩(wěn)定性二、利用開環(huán)增益判斷穩(wěn)定性 假設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻，假設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻， 則則F為常數(shù)為常數(shù)，自激振蕩條件，自激振蕩條件表示為：表示為：故穩(wěn)定工作條件可表述為，故穩(wěn)定工作條件可表述為，在在0-135 相移相移內(nèi)，開環(huán)增內(nèi)，開環(huán)增益益可取可取這個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)中頻增益和這個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)中頻增益和-20dB/10倍頻程下降增益。倍頻程下降增益。如果這個(gè)增益能包括如果這個(gè)增益能包括0dB以下，則以下，則F取值不受限制。取值不受限制。13/15-180fdB/)j

27、 ( fAOfO)j ( f-1351101000.1-45-90-225-225-45-135-270-20dB/Decade-40dB/Decade-60dB/DecadeA1)j (FA1)j (FA1| )j (|osc) 12()j (oscn三、相位補(bǔ)償提高穩(wěn)定性三、相位補(bǔ)償提高穩(wěn)定性1 1、電容滯后補(bǔ)償、電容滯后補(bǔ)償2 2、超前補(bǔ)償、超前補(bǔ)償3 3、零極點(diǎn)對(duì)消、零極點(diǎn)對(duì)消4 4、密勒效應(yīng)補(bǔ)償密勒效應(yīng)補(bǔ)償14/15FA1IffdB/)j ( fAO1101000.1-225-45-135-20dB/10倍頻程倍頻程-40dB/10倍倍-60dB/10-13

28、520406080-20-40fHf-20dB/10倍頻程倍頻程OdB/)j ( fAffH F007（A741）電路原理圖電路原理圖15/15作業(yè)：作業(yè)：7-4、7-5、7-108.4 8.4 負(fù)反饋放大器的分析和近似計(jì)算負(fù)反饋放大器的分析和近似計(jì)算1、確定反饋元件（反饋網(wǎng)絡(luò)）、確定反饋元件（反饋網(wǎng)絡(luò)）2、判斷反饋類型（以及性質(zhì)）、判斷反饋類型（以及性質(zhì)）3、計(jì)算反饋放大倍數(shù)（閉環(huán)增益）、計(jì)算反饋放大倍數(shù)（閉環(huán)增益） 深度負(fù)反饋條件下，近似分析閉環(huán)增益：深度負(fù)反饋條件下，近似分析閉環(huán)增益：反饋深度：反饋深度： 1+AF1 (1+AF)， 確定反饋系數(shù)后即可直接求出反饋放大倍數(shù)；確定反饋系數(shù)后

29、即可直接求出反饋放大倍數(shù)； 串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋： 1/7AFAA1fAFXX1iiFA1ffiiXXX0iXfiXX 0iU0iI虛虛短短虛虛斷斷0iU0iI虛虛斷斷虛虛短短 + Ui - +Uf - +Ui -RiAF Ii Ii Ii IiIf +Uf - +Ui - + Ui -RiAF虛短、虛斷電路條件。虛短、虛斷電路條件。8.4.1 8.4.1 負(fù)反饋放大器性能的分析計(jì)算負(fù)反饋放大器性能的分析計(jì)算一、串聯(lián)電壓負(fù)反饋一、串聯(lián)電壓負(fù)反饋1、單級(jí)電路、單級(jí)電路(1) 反饋元件：反饋元件：(2) 反饋類型：反饋類型：(3) 閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數(shù)反饋系數(shù)深度負(fù)反饋：

30、深度負(fù)反饋：閉環(huán)增益閉環(huán)增益虛短：虛短：Ui0，UiUf共集等效電路：共集等效電路：2/7+-+-RBRERLUsUoUCC+Uf- + Ui - +Ui -1ofuUUFioufUUAioufUUALbeLuf)1 ()1 (RrRAbeLu)1 (rRA1uFRE串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋電壓電壓串聯(lián)串聯(lián)beLbeL/)(11/)1 (rRrRuuu1FAA1foUU11uF電壓增益電壓增益Series-Shunt Feedback Voltage Amplifier +Us - + Uo -R1R2R3R4R5R6RLUCC+T1T2C1C2C32、多級(jí)電路、多級(jí)電路(1) 反饋元件：

31、反饋元件： R4、R3(2) 反饋類型：反饋類型：串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋(3) 閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數(shù)反饋系數(shù)深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：閉環(huán)增益閉環(huán)增益虛短：虛短：Ui0，UiUf虛斷：虛斷：Ii0，Ib0(Ie10) 3/7+Uf- + Ui - +Ui -電壓電壓串聯(lián)串聯(lián)ofuUUF ioufUUA34foiouf1RRUUUUAIe1T1 + Ui -R2/R4 +Uf -+Uf-o433URRR級(jí)內(nèi)反饋級(jí)內(nèi)反饋級(jí)間反饋級(jí)間反饋433RRR34u11RRFUfIf電壓增益電壓增益I4Ie13、集成運(yùn)放電路、集成運(yùn)放電路(1) 反饋元件：反饋元件：(2) 反饋類型：反饋類型： (

32、3) 閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數(shù)反饋系數(shù)深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：閉環(huán)增益閉環(huán)增益虛短：虛短：Ui0，UiUf虛斷：虛斷：Ii0，Iid0 當(dāng)當(dāng)R1，或，或R2=0，Auf=1，跟隨器跟隨器4/7- Uf +UiUi電壓電壓串聯(lián)串聯(lián)ofuUUF ioufUUAioufUUAR1R2-+ Uo+- -Uo +Ui -R2、R1串聯(lián)電壓負(fù)反饋串聯(lián)電壓負(fù)反饋同相比例放大器同相比例放大器211RRR12u11RRF12fo1RRUU電壓增益電壓增益UCCRsRfRERCRLCECC +Us -+Uo-+二、并聯(lián)電壓負(fù)反饋二、并聯(lián)電壓負(fù)反饋 1、單級(jí)電路、單級(jí)電路(1) 反饋元件：反饋元件：(2) 反饋

33、類型：反饋類型：(3) 閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數(shù)反饋系數(shù)深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：閉環(huán)增益閉環(huán)增益虛斷：虛斷：Ii0，IiIf，虛短：虛短：Ui0(Ube0)，5/7IfIiIiRf并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋電壓電壓并聯(lián)并聯(lián)ofgUIF iorfIUA foiorfIUIUAofobe/ )(URUUfg1RFfRf1Rfoio/ )(RUUUIfUfIiIfIbRfTIs +Us -互阻增益互阻增益 Shunt-Shunt Feedback Transresistance AmplifierR1R2R3R4R5R6R7R8RL +Us - + Uo -UCC+C1C2T1T2T32、多級(jí)

34、電路、多級(jí)電路(1) 反饋元件：反饋元件： R8(2) 反饋類型：反饋類型：并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋(3) 閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數(shù)反饋系數(shù)深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：閉環(huán)增益閉環(huán)增益虛斷：虛斷：Ii0，IiIf，虛短：虛短：Ui0(Ube10)，6/7Ie3IiIi電壓電壓并聯(lián)并聯(lián)ofgUIF iorfIUA foiorfIUIUAo8obe1/ )(URUU8g1RF8R81R8oio/ )(RUUUIfUf- -R8R1IiIiIf Uo Us互阻增益互阻增益R1RfUiUo3、集成運(yùn)放電路、集成運(yùn)放電路(1) 反饋元件：反饋元件：(2) 反饋類型：反饋類型：(3) 閉環(huán)增益：閉環(huán)增

35、益：反饋系數(shù)反饋系數(shù)深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：閉環(huán)增益閉環(huán)增益虛斷：虛斷：Ii0，IiIf，虛短：虛短：Ui0(Ube0)，閉環(huán)電壓增益：閉環(huán)電壓增益：7/7IfIiIiRf并聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋電壓電壓并聯(lián)并聯(lián)ofgUIF iorfIUA foiorfIUIUAofoi/ )(URUU fg1RFfRf1Rfoio/ )(RUUU1ioRIU互阻增益互阻增益ioufUUA1rf1RA 1fRR反相比例放大器反相比例放大器RiRi=R1作業(yè)：作業(yè)：7-11、7-13、7-14RBRCRERLUCC +Us - +Uo -+CBCC三、串聯(lián)電流負(fù)反饋三、串聯(lián)電流負(fù)反饋 1、單級(jí)電路、單級(jí)電路

36、(1) 反饋元件：反饋元件：(2) 反饋類型：反饋類型：(3) 閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數(shù)反饋系數(shù)深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：閉環(huán)增益閉環(huán)增益虛短：虛短：Ui0(Ube0)， UiUf，閉環(huán)電壓增益：閉環(huán)電壓增益：1/7IeIiRE串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋電流電流串聯(lián)串聯(lián)cfrIUF icgfUIAfcicgfUIUIAEecRII互導(dǎo)增益互導(dǎo)增益+Uf- + Ui - +Ui -ERefIUEr11RFE1RELEeLcfoioufRRRIRIUUUUA共射等效電路：共射等效電路：ELEbeLuf)1 (RRRrRA(1+)RErbe Series-Series Feedback Tran

37、sconductance AmplifierR1R2R3R4R5R6R7R8RL +Us -+C1C2T1T2T3 + Uo -UCC2、多級(jí)電路、多級(jí)電路(1) 反饋元件：反饋元件： R7、R8、R3(2) 反饋類型：反饋類型：串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋(3) 閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數(shù)反饋系數(shù)深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：閉環(huán)增益閉環(huán)增益虛短：虛短：Ui0，UiUf，虛斷：虛斷：Ii0，Ib0，2/7c3frIUF ic3gfUIAfc3ic3gfUIUIA互導(dǎo)增益互導(dǎo)增益e3fIUr1FIe3Ii串聯(lián)串聯(lián)+Uf- +Ui - +Ui -電流電流e3833fURRRU+Ue3-)/(837e

38、3e3RRRIU)/(837833RRRRRR87373RRRRR73873RRRRR73873RRRRRUi +Uo -RLR13、集成運(yùn)放電路、集成運(yùn)放電路(1) 反饋元件：反饋元件：(2) 反饋類型：反饋類型：(3) 閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數(shù)反饋系數(shù)深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：閉環(huán)增益閉環(huán)增益虛短：虛短：Ui0，UiUf，虛斷：虛斷：Ii0，Iid0，閉環(huán)電壓增益：閉環(huán)電壓增益：3/7ofrIUF iogfUIAfoiogfUIUIA互導(dǎo)增益互導(dǎo)增益Io串聯(lián)串聯(lián)+Uf- +Ui -電流電流11R1R1r11RF1ooRIIfLoioufURIUUALgfRA1LRRR1串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋+Uo-R1R2R3R4R5RLR6T2T1 +Ui -UCC+C1C2+四、并聯(lián)電流負(fù)反饋四、并聯(lián)電流負(fù)反饋1、多級(jí)電路、多級(jí)電路(1) 反饋元件：反饋元件：(2) 反饋類型：反饋類型： 串聯(lián)電流負(fù)反饋串聯(lián)電流負(fù)反饋(3) 閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數(shù)反饋系數(shù)深度負(fù)反饋：深度負(fù)反饋：閉環(huán)增益閉環(huán)增益虛斷：虛斷：Ii0，I