負(fù)反饋放大電路原理

1、放大電路負(fù)反饋的原理特點(diǎn) 一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性引入負(fù)反饋以后，放大電路放大倍數(shù)穩(wěn)定性的提高通常用相對(duì)變化量來(lái)衡量。因?yàn)椋?所以求導(dǎo)得：即： 二、減小非線性失真和抑制噪聲由于電路中存在非線性器件，會(huì)導(dǎo)致輸出波形產(chǎn)生一定的非線性失真。如果在放大電路中引入負(fù)反饋后，其非線性失真就可以減小。需要指出的是：負(fù)反饋只能減小放大電路自身產(chǎn)生的非線性失真，而對(duì)輸入信號(hào)的非線性失真，負(fù)反饋是無(wú)能為力的。放大電路的噪聲是由放大電路中各元器件內(nèi)部載流子不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)引起的。而干擾來(lái)自于外界因素的影響，如高壓電網(wǎng)、 雷電等的影響。負(fù)反饋的引入可以減小噪聲和干擾，但輸出端的信號(hào)也將按同樣規(guī)律減小

2、，結(jié)果輸出端的信號(hào)與噪聲的比值（稱為信噪比）并沒有提高。三、負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響由于負(fù)反饋可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，所以引入負(fù)反饋后，在低頻區(qū)和高頻區(qū)放大倍數(shù)的下降程度將減小，從而使通頻帶展寬。引入負(fù)反饋后，可使通頻帶展寬約（1+AF）倍。四、負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響   （a）串聯(lián)反饋                        &#

3、160;   （b）并聯(lián)反饋圖1 求輸入電阻1、串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻提高   引入串聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻可以提高（1+AF）倍。即：式中：ri為開環(huán)輸入電阻       rif為閉環(huán)輸入電阻2、并連負(fù)反饋使輸入電阻減小引入并聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻減小為開環(huán)輸入電阻的1/(1+AF )倍。            即：五、負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響  1、電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小 

4、60;  放大電路引入電壓負(fù)反饋后，輸出電壓的穩(wěn)定性提高了，即電路具有恒壓特性。    引入電壓負(fù)反饋后，輸出電阻rof減小到原來(lái)的1/（1+AF）倍。 2、電流負(fù)反饋使輸出電阻增大    放大電路引入電流負(fù)反饋后，輸出電流的穩(wěn)定性提高了，即電路具有恒流特性。   引入電流負(fù)反饋后，使輸出電阻rof增大到原來(lái)的（1+AF）倍。 3、負(fù)反饋選取的原則 （1）要穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn),應(yīng)引入直流負(fù)反饋。 （2）要改善交流性能，應(yīng)引入交流負(fù)反饋。 （3）要穩(wěn)定輸出電壓，

5、應(yīng)引入電壓負(fù)反饋；          要穩(wěn)定輸出電流，應(yīng)引入電流負(fù)反饋。 （4）要提高輸入電阻，應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋；                  要減小輸入電阻，應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋。六、 深度負(fù)反饋的特點(diǎn)1、串聯(lián)負(fù)反饋的估算條件   反饋深度（1+AF）>>1的負(fù)反饋，稱為深度負(fù)反饋。通常，只要是多級(jí)負(fù)反

6、饋放大電路，都可以認(rèn)為是深度負(fù)反饋.此時(shí)有：        因?yàn)椋海?#160;所以： xixf估算條件：（1）對(duì)于深度串聯(lián)負(fù)反饋有：uiuf  （稱之為“虛短” ）（2）由于串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)輸入電阻增大，在深度負(fù)反饋條件下:ii0（稱之為“虛斷” ）2、并聯(lián)負(fù)反饋的估算條件  因?yàn)樯疃蓉?fù)反饋有：xixf（1）對(duì)于深度并聯(lián)負(fù)反饋有：iiif（或稱之為“虛斷”）（2）并聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)輸入電阻減小，在深度負(fù)反饋條件下: ui 0 （稱之為“虛短” ）七、深度負(fù)反饋放大倍數(shù)的估算例1 估算圖2所示反饋

7、放大電路的電壓放大倍數(shù)Auf。            （a）                                    

8、;               （b）        圖2  電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路和電流串聯(lián)負(fù)反饋電路解：（1）在圖2（a）所示放大電路中，可以判斷Rf構(gòu)成越級(jí)電壓串聯(lián)負(fù)反饋，因而可認(rèn)為是深度負(fù)反饋，即有uiuf。因而其反饋系數(shù)為：所以閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：另外，從電路結(jié)構(gòu)上可以認(rèn)為，反饋電壓是輸出電壓經(jīng)電阻Rf和Re1串聯(lián)分壓后得到的，所以：仍可得:（2）在圖2（b）所示放大電路

9、中，可以判斷構(gòu)成電流串聯(lián)負(fù)反饋。所以在深度負(fù)反饋條件下，有uiuf。因?yàn)閡f= ie×，uo=io×Rcie×Rc，所以其反饋系數(shù)為:所以閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：例2  估算圖3所示反饋放大電路的源電壓放大倍數(shù)Ausf。      （a）（b）       圖3電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路和電流并聯(lián)負(fù)反饋電路解：（1）在圖3（a）所示放大電路中，Rb構(gòu)成電壓并聯(lián)負(fù)反饋。在深度負(fù)反饋條件下，由式（416）可知iiif（或虛斷），而且還有ui0（虛短）。由圖3（a

10、）的輸入回路可得： 所以，閉環(huán)源電壓放大倍數(shù)為：（2）在圖3（b）所示放大電路中，Rf構(gòu)成越級(jí)電壓并聯(lián)負(fù)反饋。在深度負(fù)反饋條件下，iiif（虛斷），并且有ui0（虛短），所以有：又從圖3（b）的輸出端可知： 所以閉環(huán)源電壓放大倍數(shù)為：從以上分析過(guò)程可以看到，在深度負(fù)反饋條件下，放大倍數(shù)僅由一些電阻來(lái)決定，幾乎與放大電路無(wú)關(guān)。若不是深度負(fù)反饋，則用上述方法計(jì)算出來(lái)的結(jié)果誤差較大，此時(shí)應(yīng)采用其他方法分析。放大電路負(fù)反饋的判斷一.反饋回路的判斷電 路的放大部分就是晶體管或運(yùn)算放大器的基本電路。而反饋是把放大電路輸出端信號(hào)的一部分或全部引回到輸入端的電路，則反饋回路就應(yīng)該是從放大電路的輸出端

11、 引回到輸入端的一條回路。這條回路通常是由電阻和電容構(gòu)成。尋找這條回路時(shí)，要特別注意不能直接經(jīng)過(guò)電源端和接地端，這是初學(xué)者最容易犯的問(wèn)題。例如圖5 如果只考慮極間反饋則放大通路是由T1的基極到T1的集電極再經(jīng)過(guò)T2的基極到T2的集電極；而反饋回路是由T2的集電極經(jīng)Rf至T1的發(fā)射極。反饋信號(hào) uf=ve1影響凈輸入電壓信號(hào)ube1。              圖4    電壓串聯(lián)負(fù)反饋二.交直流的判斷根據(jù)電容“隔直通交”的特點(diǎn)，我們可以判斷出反饋

12、的交直流特性。如果反饋回路中有電容接地，則為直流反饋，其作用為穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；如果回路中串連電容，則為交流反饋，改善放大電路的動(dòng)態(tài)特性；如果反饋回路中只有電阻或只有導(dǎo)線，則反饋為交直流共存。圖1種的反饋即為交直流共存。三.正負(fù)反饋的判斷正 負(fù)反饋的判斷使用瞬時(shí)極性法。瞬時(shí)極性是一種假設(shè)的狀態(tài)，它假設(shè)在放大電路的輸入端引入一瞬時(shí)增加的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)通過(guò)放大電路和反饋回路回到輸入端。反 饋回來(lái)的信號(hào)如果使引入的信號(hào)增加則為正反饋，否則為負(fù)反饋。在這一步要搞清楚放大電路的組態(tài)，什發(fā)射極、共集電極還什基極放大。每一種組態(tài)放大電路的信 號(hào)輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)都不一樣，其瞬時(shí)極性也不一樣。如圖5所示。相位差18

13、0°則瞬時(shí)極性相反，相位差0°則瞬時(shí)極性相同。運(yùn)算放大器電路也同樣存在反饋問(wèn)題。運(yùn)算放大器的輸出端和同相輸入端的瞬時(shí)極性相同，和反相輸入端的瞬時(shí)極性相反。電路類型輸入極公共極輸出極相位差共發(fā)射極放大電路基極發(fā)射極集電極180°共集電極放大電路基極集電極發(fā)射極0°共基極放大電路發(fā)射極基極集電極0°        表2  不同組態(tài)放大電路的相位差依據(jù)以上瞬時(shí)極性判別方法，從放大電路的輸入端開始用瞬時(shí)極性標(biāo)識(shí)，沿放大電路、反饋回路再回到輸入端。這時(shí)再依據(jù)負(fù)反饋總

14、是減弱凈輸入信號(hào)，正反饋總是增強(qiáng)凈輸入信號(hào)的原則判斷出反饋的正負(fù)。在 晶體管放大電路中，若反饋信號(hào)回到輸入極的瞬時(shí)極性與原處的瞬時(shí)極性相同則為正反饋，相反則為負(fù)反饋。其中注意共發(fā)射極放大電路的反饋有時(shí)回到公共極 發(fā)射極，此時(shí)反饋回到發(fā)射極的瞬時(shí)極性與基極的瞬時(shí)極性相同則為負(fù)反饋，相反則為正反饋。圖4中的瞬時(shí)極性判斷順序如下：T1基極（+）T1集電極 （-）T2基極（-）T2集電極（+）經(jīng)Rf至T1發(fā)射極（+），此時(shí)反饋回到發(fā)射極的瞬時(shí)極性與基極的瞬時(shí)極性相同所以電路為負(fù)反饋。在運(yùn)算放大 器反饋電路中，若反饋回來(lái)的瞬時(shí)極性與同一端的原瞬時(shí)極性相同則為正反饋，相反則為負(fù)反饋；若反饋回來(lái)的瞬時(shí)極性與

15、另一端的原瞬時(shí)極性相同則為負(fù)反饋，相 反則為正反饋。四.反饋類型的判斷反饋類型是特指電路中交流負(fù)反饋的類型，所以只有判斷電路中存在交流負(fù)反饋才判斷反饋的 類型。反饋是取出輸出信號(hào)（電壓或電流）的全部或一部分送回到輸入端并以某種形式（電壓或電流）影響輸入信號(hào)。所以反饋依據(jù)取自輸出信號(hào)的形式的不同分為 電壓反饋和電流反饋。依據(jù)它影響輸入信號(hào)的形式分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。                   &#

16、160;     圖5 電流并聯(lián)負(fù)反饋(1)串聯(lián)并聯(lián)的判斷反 饋的串并聯(lián)類型是指反饋信號(hào)影響輸入信號(hào)的方式即在輸入端的連接方式。串聯(lián)反饋是指凈輸入電壓和反饋電壓在輸入回路中的連接形式為串聯(lián)，如圖1中的凈輸入 電壓信號(hào)ube1和反饋信號(hào)uf=ue1；而并聯(lián)反饋是指的凈輸入電流和反饋電流在輸入回路中并聯(lián)，如圖4中的凈輸入電流ib1和if的連接形式。綜合一 下就是反饋信號(hào)如果引回到輸入回路的發(fā)射極即為串聯(lián)反饋，引回到基極即為并聯(lián)反饋。而在運(yùn)算放大器負(fù)反饋電路中，反饋引回到輸入另一端則為串聯(lián)反饋如圖 6，圖中uD與uF串聯(lián)連接；如果引回到輸入另一端則為

17、串聯(lián)反饋如圖7，圖中iD與iF并聯(lián)連接。           圖6  電壓串聯(lián)負(fù)反饋                                   

18、60;             圖7  電流并聯(lián)負(fù)反饋 （2）電壓電流的判斷    電壓電流反饋是指反饋信號(hào)取自輸出信號(hào)（電壓或電流）的形式。電壓反饋以圖6為例，反饋電壓uF是經(jīng)R1、R2組成的分壓器由輸出電壓uO取樣得來(lái)。反饋 電壓是輸出電壓的一部分，故是電壓反饋。在判斷電壓反饋時(shí)，可以采用一種簡(jiǎn)便的方法，即根據(jù)電壓反饋的定義反饋信號(hào)與輸出電壓成比例，設(shè)想將放大電路 的負(fù)載RL兩端短路，短路后如使uF=0(或IF=0),就是電壓反饋。電流反饋以

19、圖7為例, 圖中反饋電流iF為電阻R1和R2對(duì)輸出電流iO的分流，所以是電流反饋。另一種簡(jiǎn)便方法就是將負(fù)載RL開路（RL=），致使iO=0,從而使iF=0,即由輸出引起的反饋信號(hào)消失了，從而確定為電流反饋。電壓并聯(lián)負(fù)反饋    電壓并聯(lián)負(fù)反饋的電路如圖8所示。因反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在一點(diǎn)相加，為并聯(lián)反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷，為負(fù)反饋，且為電壓負(fù)反饋。因?yàn)椴⒙?lián)反饋，在輸入端采用電流相加減。即。 圖8 電壓并聯(lián)負(fù)反饋       具有電阻的量綱具有電阻的量綱具有電導(dǎo)的量綱  

20、60;       稱為互阻增益，稱為互導(dǎo)反饋系數(shù)，相乘無(wú)量綱。對(duì)于深度負(fù)反饋，互阻增益為                              而電壓增益為:       &

21、#160;          電壓串聯(lián)負(fù)反饋     (a)分立元件放大電路                             (b)集成運(yùn)放放大電路   

22、0;                 圖9 電壓串聯(lián)負(fù)反饋(1) 判斷方法對(duì) 圖9(a)所示電路，根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷，經(jīng)Rf加在發(fā)射極E1上的反饋電壓為+，與輸入電壓極性相同，且加在輸入回路的兩點(diǎn)，故為串聯(lián)負(fù)反饋。反饋 信號(hào)與輸出電壓成比例，是電壓反饋。后級(jí)對(duì)前級(jí)的這一反饋是交流反饋，同時(shí)Re1上還有第一級(jí)本身的負(fù)反饋，這將在下面分析。對(duì)圖(b)，因輸入信號(hào)和反饋信號(hào)加在運(yùn)放的兩個(gè)輸入端，故為串聯(lián)反饋，根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，且為電壓

23、負(fù)反饋。結(jié)論是交直流串聯(lián)電壓負(fù)反饋。電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電路如圖7-7所示。圖10 (a)是基本放大電路將Ce去掉而構(gòu)成，圖10 (b)是由集成運(yùn)放構(gòu)成。對(duì)圖10 (a)，反饋電壓從Re上取出，根據(jù)瞬時(shí)極性和反饋電壓接入方式，可判斷為串聯(lián)負(fù)反饋。因輸出電壓短路，反饋電壓仍然存在，故為串聯(lián)電流負(fù)反饋。        (a)                 

24、60;                             (b)              圖10 電流串聯(lián)負(fù)反饋對(duì)圖10(b)的電路，求其互導(dǎo)增益   

25、                          于是1/R ，這里忽略了Rf的分流作用。電壓增益為                 電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋的電路如圖11(a)、(b)所示。對(duì)于圖(a)電路，反饋節(jié)點(diǎn)與輸入點(diǎn)相同，所