第九章 負(fù)反饋放大電路

第九章負(fù)反饋放大電路9.1反饋的基本概念9.2反饋的類(lèi)型9.3反饋的判斷9.4負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響9.5深度負(fù)反饋放大電路電壓放大倍數(shù)的估算9.1反饋的基本概念一、反饋的定義二、反饋的極性三、反饋的基本方程2

放大電路輸出量的一部分或全部通過(guò)一定的方式引回到輸入回路，影響輸入，稱(chēng)為反饋。一、反饋的定義要研究哪些問(wèn)題？怎樣引回是從輸出電壓還是輸出電流引出反饋多少怎樣引出

反饋放大電路可用方框圖表示。影響放大電路的輸入電壓還是輸入電流3二.反饋的極性——正反饋和負(fù)反饋

從反饋的結(jié)果來(lái)判斷，凡反饋的結(jié)果使輸出量減小的為負(fù)反饋，否則為正反饋；引入反饋后其變化是增大？還是減小？引入反饋后凈輸入是增大？還是減??？

或者，凡反饋的結(jié)果使凈輸入量減小的為負(fù)反饋，否則為正反饋。4三、反饋電路的方框圖及基本方程斷開(kāi)反饋，且考慮反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載效應(yīng)決定反饋量和輸出量關(guān)系的所有元件所組成的網(wǎng)絡(luò)反饋放大電路的基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)方框圖中信號(hào)是單向流通的?；痉糯箅娐返姆糯蟊稊?shù)反饋系數(shù)反饋放大電路的放大倍數(shù)1.反饋電路方框圖52.反饋電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式6對(duì)于負(fù)反饋放大電路：反饋深度3.深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)凈輸入量忽略不計(jì)環(huán)路放大倍數(shù)上式說(shuō)明：深度負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)與三極管參數(shù)無(wú)關(guān)，只與反饋電路有關(guān)。79.2反饋的類(lèi)型一、直流反饋和交流反饋二、反饋的四種組態(tài)8“看通路”，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。設(shè)以下電路中所有電容對(duì)交流信號(hào)均可視為短路。9如何判斷是交流反饋還是直流反饋？一、直流反饋和交流反饋

直流通路中存在的反饋稱(chēng)為直流反饋，交流通路中存在的反饋稱(chēng)為交流反饋。10由于電容CE對(duì)交流信號(hào)可視為短路，圖（a）所示電路只引入了直流反饋，而沒(méi)有引入交流反饋。11引入交流反饋引入直流反饋1.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋（輸入端）

描述放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸入端的連接方式，即輸入量、反饋量、凈輸入量的疊加關(guān)系。--串聯(lián)反饋--并聯(lián)反饋+_反饋12二、反饋的四種組態(tài)131.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋（輸入端）二、反饋的四種組態(tài)二、反饋的四種組態(tài)

將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路來(lái)影響凈輸入量的為電壓反饋，即

將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來(lái)影響凈輸入量的為電流反饋，即

描述放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出端的連接方式，即反饋網(wǎng)絡(luò)的取樣對(duì)象。2.電壓反饋和電流反饋（輸出端）1415二、反饋的四種組態(tài)2.電壓反饋和電流反饋（輸出端）3.四種反饋組態(tài)：注意量綱串聯(lián)電壓反饋串聯(lián)電流反饋并聯(lián)電壓反饋并聯(lián)電流反饋串聯(lián)負(fù)反饋電路中反饋信號(hào)與輸入信號(hào)為電壓的疊加。并聯(lián)反饋電路中反饋信號(hào)與輸入信號(hào)為電流的疊加。16二、反饋的四種組態(tài)9.3反饋的判斷

“找聯(lián)系”：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，若有則有反饋，否則無(wú)反饋。1.有無(wú)反饋的判斷172.正、負(fù)反饋（反饋極性）的判斷的極性→的極性→、、的疊加關(guān)系－－正反饋－－負(fù)反饋如何判斷電路是正反饋還是負(fù)反饋呢?

判斷的方法：瞬時(shí)極性法

在放大電路的輸入端，假設(shè)一個(gè)輸入信號(hào)對(duì)地的極性，用“+”、“-”表示。按信號(hào)傳輸方向依次判斷相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性，直至判斷出反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性。如果反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性使凈輸入減小，則為負(fù)反饋；反之為正反饋。1819GSD輸入輸出之間的極性關(guān)系①反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路一點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)極性相同的為正反饋，瞬時(shí)極性相反的是負(fù)反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷○○⊕⊕⊕反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路同一點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)極性相反是負(fù)反饋。○電路為負(fù)反饋20②反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路兩點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)極性相同的為負(fù)反饋，瞬時(shí)極性相反的是正反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷該電路為負(fù)反饋。反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路兩點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)極性相同為負(fù)反饋。注意：對(duì)三極管來(lái)說(shuō)這兩點(diǎn)是基極和發(fā)射極。以上輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性都是指對(duì)地而言，這樣才有可比性。2122例:判斷反饋的極性

例:判斷反饋的極性正反饋233.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷（輸入端）

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

判斷方法：看反饋信號(hào)是否直接引回輸入端。244.電壓反饋和電流反饋的判斷（輸出端）電路引入了電流負(fù)反饋

令輸出電壓為0，若反饋量隨之為0，則為電壓反饋；若反饋量依然存在，則為電流反饋。

判斷方法：輸出端短路法。2526引入了電壓反饋例：判斷是電壓反饋或是電流反饋例：判斷是電壓反饋或是電流反饋電路引入了電流負(fù)反饋反饋電流僅受基極電流的控制275.分立元件放大電路中反饋的分析

圖示電路有無(wú)引入反饋？是直流反饋還是交流反饋？是正反饋還是負(fù)反饋？其組態(tài)為哪種？3.

若在第三級(jí)的射極加旁路電容，且在輸出端和輸入端跨接一電阻，則反饋的性質(zhì)有何變化？+__+++_uF

1.

若從第三級(jí)射極輸出，則電路引入了哪種組態(tài)的交流負(fù)反饋？

2.

若在第三級(jí)的射極加旁路電容，則反饋的性質(zhì)有何變化？引入了串聯(lián)電流負(fù)反饋28例：試分析該電路存在的反饋，并判斷其反饋組態(tài)。⊕⊕⊕⊕○

反饋信號(hào)沒(méi)有直接引回到輸入端，經(jīng)Rf加在發(fā)射極Re1上的反饋電壓Vf與輸入電壓Vi是串聯(lián)關(guān)系，故為串聯(lián)負(fù)反饋。+vf-解：根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷該電路為負(fù)反饋。輸出回路輸出短路時(shí)無(wú)反饋信號(hào)，是電壓負(fù)反饋。輸入回路反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路兩點(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)極性相同為負(fù)反饋。串聯(lián)電壓負(fù)反饋29例1：判斷下列反饋的極性和組態(tài)3031例2：判斷下列反饋的極性和組態(tài)例3：判斷級(jí)間反饋的極性及組態(tài)32例4：判斷下列反饋的極性和組態(tài)33例5：判斷下列反饋的極性和組態(tài)34討論一試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的交流負(fù)反饋。電流反饋電壓反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋35討論二

在圖示電路中能夠引入哪些組態(tài)的交流負(fù)反饋？只可能引入電壓并聯(lián)或電流串聯(lián)兩種組態(tài)的交流負(fù)反饋。36作業(yè)：9.4，若有交流反饋，判斷極性和組態(tài)?！?.4

交流負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性二、改變輸入電阻和輸出電阻三、展寬頻帶四、減小非線性失真五、放大電路中反饋的正確引入37一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性在中頻段，放大倍數(shù)、反饋系數(shù)等均為實(shí)數(shù)。說(shuō)明放大倍數(shù)減小到基本放大電路的，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是基本放大電路的倍。3839例：一個(gè)無(wú)反饋的放大電路，A=100，因外界條件變化，引起放大倍數(shù)相對(duì)變化量為±60%，若在電路中引入反饋系數(shù)為0.1的負(fù)反饋后，放大倍數(shù)是多少？放大倍數(shù)的相對(duì)變化量又是多少？解：閉環(huán)放大倍數(shù)是9.09，放大倍數(shù)的相對(duì)變化量是±5.5%。二、改變輸入電阻和輸出電阻1.對(duì)輸入電阻的影響引入串聯(lián)負(fù)反饋時(shí)

對(duì)輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大電路在輸入端的接法有關(guān)，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。40

引入串聯(lián)負(fù)反饋，使引入反饋的支路的等效電阻增大到原來(lái)的（1＋AF）倍。引入并聯(lián)負(fù)反饋時(shí)串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻，并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻。412、對(duì)輸出電阻的影響

對(duì)輸出電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡(luò)和基本放大電路在輸出端的接法有關(guān)，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。引入電壓負(fù)反饋時(shí)引入電流負(fù)反饋時(shí)

電壓負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電壓，使輸出具有恒壓特性，因而輸出電阻減小。

電流負(fù)反饋穩(wěn)定輸出電流，使輸出具有恒流特性，因而輸出電阻增大。4243求輸出電阻：令輸入量為零，去掉負(fù)載，在輸出端加交流

，產(chǎn)生，由此推導(dǎo)輸出電阻。以電壓串聯(lián)負(fù)反饋為例引入電壓負(fù)反饋時(shí)電壓負(fù)反饋輸出電阻減小到原來(lái)的1/(1+AF)。44用類(lèi)似的分析方法可以證明：電流負(fù)反饋輸出電阻增大到原來(lái)的1+AF。引入電流負(fù)反饋時(shí)

同時(shí)具有電壓反饋和電流反饋時(shí)，輸出電阻由伯來(lái)克曼公式給出：45無(wú)負(fù)反饋，開(kāi)環(huán)0.707Amf有負(fù)反饋，閉環(huán)AmfAm0.707AmfBWfBW0AfHf增大到fH的(1+AF)倍。fLf減小到fL的(1+AF)分之一。通常fBW=

fH－

fL

fH

，fBWf=

fHf－

fLf

fHf

引入負(fù)反饋后，放大電路的通頻帶展寬到基本放大電路的(1+AF)倍。三、展寬頻帶：設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)是純電阻網(wǎng)絡(luò)46

在加入負(fù)反饋前后，“增益帶寬積”是常數(shù)。

引入負(fù)反饋后，放大電路的增益變?yōu)樵瓉?lái)的1/(1+AF),通頻帶展寬到原來(lái)的(1+AF)倍。因此：三、展寬頻帶：設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)是純電阻網(wǎng)絡(luò)四、減小非線性失真

由于晶體管輸入特性的非線性，當(dāng)b-e間加正弦波信號(hào)電壓時(shí)，基極電流的變化不是正弦波。

可以設(shè)想，若加在b-e之間的電壓正半周幅值小于負(fù)半周的幅值，則其電流失真會(huì)減小，甚至為正弦波。非正弦波近似正弦波47四、減小非線性失真

設(shè)基本放大電路的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相。

可以證明，在引入負(fù)反饋前后輸出量基波幅值相同的情況下，非線性失真減小到基本放大電路的1/(1＋AF)。凈輸入信號(hào)的正半周幅值小于負(fù)半周幅值4849負(fù)反饋對(duì)放大電路動(dòng)態(tài)性能的影響反饋類(lèi)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+

ArFg)Ro/(1+

ArFg)電流串聯(lián)AgfRi(1+

AgFr)Ro(1+

AgFr)電流并聯(lián)AifRi/(1+

AiFi)Ro/(1+

AiFi)50五、放大電路中反饋的正確引入引入負(fù)反饋的一般原則：

穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，引直流反饋；改善動(dòng)態(tài)性能引交流反饋。

增大輸入電阻引串聯(lián)反饋；減小輸入電阻引并聯(lián)反饋。（1）根據(jù)動(dòng)態(tài)及靜態(tài)設(shè)計(jì)要求（2）根據(jù)對(duì)輸入電阻的要求51

穩(wěn)定輸出電壓引電壓反饋；穩(wěn)定輸出電流引電流反饋。增大輸出電阻引電流反饋；減小輸出電阻引電壓反饋。（3）根據(jù)需要穩(wěn)定的輸出量要求（4）根據(jù)對(duì)輸出電阻的要求五、放大電路中反饋的正確引入52IV，引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋；II，引入電流并聯(lián)負(fù)反饋；VI，引入電流串聯(lián)負(fù)反饋；VV，引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。（6）根據(jù)信號(hào)變換的要求（5）根據(jù)信號(hào)源的要求信號(hào)源為內(nèi)阻較小的電壓源，引入串聯(lián)負(fù)反饋；信號(hào)源為內(nèi)阻較大的電流源，引入并聯(lián)負(fù)反饋。五、放大電路中反饋的正確引入53

例：電路如下圖所示，試說(shuō)明如何根據(jù)要求引入負(fù)反饋。五、放大電路中反饋的正確引入54(1)如果希望靜態(tài)時(shí)電路元件參數(shù)的改變對(duì)輸出的直流電壓影響較小。應(yīng)引入直流負(fù)反饋。(+)(-)(+)(+)(+)(-)55(2)要求穩(wěn)定動(dòng)態(tài)時(shí)VT3管的集電極電流。應(yīng)引入交流電流負(fù)反饋。56（3）如果希望接上負(fù)載電阻后，電壓增益基本不變。應(yīng)引入電壓負(fù)反饋。討論一為減小放大電路從信號(hào)源索取的電流，增強(qiáng)帶負(fù)載能力，應(yīng)引入什么反饋？為了得到穩(wěn)定的電流放大倍數(shù)，應(yīng)引入什么反饋？為了穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)引入什么反饋？為了使電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定關(guān)系的電壓信號(hào)，應(yīng)引入什么反饋？為了使電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定關(guān)系的電流信號(hào)，應(yīng)引入什么反饋？5758深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)

當(dāng)|AF|>>1時(shí)，閉環(huán)增益，此時(shí)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”。

對(duì)于深度負(fù)反饋可以采用近似方法來(lái)進(jìn)行計(jì)算和分析。9.5深度負(fù)反饋放大電路電壓放大倍數(shù)的估算59深度負(fù)反