模擬電子線路第6章

1第6章負(fù)反饋放大器

這一章主要包括四個部分：

1、反饋的類型的判斷；

2、反饋對電路性能的影響；

3、反饋放大器放大倍數(shù)的計算；

4、反饋電路的穩(wěn)定性問題；26.1反饋的基本概念及判斷方法反饋：反饋網(wǎng)絡(luò)將輸出信號的一部分或全部送回到輸入回路，與原輸入信號相加或相減的過程。x

可能是電壓量，也可能是電流量。

3

在放大電路中信號的傳輸是從輸入端到輸出端，這個方向稱為正向傳輸。反饋就是反饋信號從輸出端到輸入，是反向傳輸。所以放大電路無反饋也稱開環(huán)，放大電路有反饋也稱閉環(huán)。Xi是輸入信號，Xf是反饋信號，Xi’

稱為凈輸入信號。

4

一、反饋的極性——負(fù)反饋和正反饋負(fù)反饋—反饋信號于輸入信號相減，使凈輸入信號減小的反饋。即：Xi’=Xi-Xf

Xi和Xf相位相反正反饋—反饋信號與輸入信號相加，使凈輸入信號增大的反饋。即：Xi’=Xi+Xf

Xi和Xf相位相同

5二、直流反饋和交流反饋判斷方法：畫出直流通路和交流通路，直流通路上存在反饋就是直流反饋；若交流通路存在反饋就是交流反饋。6Re：直流反饋7Rf1和Rf2：直流反饋Re1：級間交流反饋Re2：本級交直流反饋8反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù):放大電路的閉環(huán)增益:基本放大電路的增益：6.2反饋放大器的理想閉環(huán)增益91.當(dāng)它們都是電壓信號時，

、

、

無量綱，

和是電壓放大倍數(shù)。

2.當(dāng)它們都是電流信號時，

、

、

無量綱，

和是電流放大倍數(shù)。

3.當(dāng)它們既有電壓信號也有電流信號時，、

、

有量綱，

和

也有專門的放大倍數(shù)稱謂。注意：

、

和

可以是電壓信號，也可以是電流信號。10負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)增益:負(fù)反饋：11

反饋深度：

AF+112AF1+時反饋”這種情況稱為“深度負(fù)。響，放大性能比較穩(wěn)定參數(shù)以及其它干擾的影，不受晶體管于反饋系數(shù)此時，閉環(huán)增益只取決13電壓反饋：反饋信號與輸出電壓成正比的反饋稱為電壓反饋；電流反饋：反饋信號與輸出電流成正比的反饋稱為電流反饋。1、輸出端的取樣方式：電壓反饋和電流反饋即：xf∝io（反饋取樣于輸出電流，即反饋放大器的的輸出量為電流量）即：xf∝uo（反饋取樣于輸出電壓，即反饋放大器的的輸出量為電壓量）判斷規(guī)則（負(fù)載短路法）：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。6.3負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài)14是電壓反饋反饋引自于輸出端，所以是電壓反饋反饋沒有引自于輸出端，所以是電流反饋首先尋找反饋通路：即輸出回路與輸入回路相連接的通路。15反饋引自于輸出端，所以是電壓反饋反饋沒有引自于輸出端，所以是電流反饋162、輸入端的連接方式：串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋即：ui’=ui±uf串聯(lián)反饋：信號源、放大器及反饋網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)，反饋信號與輸入信號為電壓疊加串聯(lián)負(fù)反饋：ui’=ui－uf17即：ii’=ii±if并聯(lián)反饋：信號源、放大器及反饋網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，反饋信號與輸入信號為電流疊加并聯(lián)負(fù)反饋：即：ii’=ii－if18并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋規(guī)律：并聯(lián)反饋：反饋直接引回輸入端的反饋串聯(lián)反饋：反饋沒有直接引回輸入端的反饋19并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋20

串聯(lián)反饋放大器信號源要用電壓源,放大器的輸入端的量以電壓的形式出現(xiàn),即輸入端的電壓分別為：

并聯(lián)反饋放大器,信號源要用電流源,放大器的輸入端的量以電流的形式出現(xiàn),即輸入端的電流分別為：

為了減小反饋量在信源內(nèi)阻上的消耗!213、判斷反饋的極性：正反饋和負(fù)反饋定義：正反饋：引入反饋后，凈輸入量增加負(fù)反饋：引入反饋后，凈輸入量減少只有負(fù)反饋能起穩(wěn)定輸出量的作用，而正反饋會破壞放大電路的穩(wěn)定性，甚至使其無法工作。22在放大電路的輸入端，假設(shè)一個輸入信號的瞬時電壓極性，可用“+”、“-”表示判斷的方法——瞬時極性法步驟：按信號傳輸方向依次判斷相關(guān)點的瞬時極性，直至判斷出反饋信號的瞬時電壓極性23

判斷凈輸入量(ib、vbe)的變化加入反饋后：若凈輸入量增加：正反饋；若凈輸入量減?。贺?fù)反饋。正反饋24并聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋fvfi25若反饋直接引回輸入端，反饋信號極性與輸入信號極性相反為負(fù)反饋；反饋信號極性與輸入信號極性相同為正反饋。若反饋沒有直接引回輸入端，反饋信號極性與輸入信號極性相反為正反饋；反饋信號極性與輸入信號極性相同為負(fù)反饋。++++-++方法2正反饋負(fù)反饋26我們只關(guān)心交流負(fù)反饋的情況，那么可以構(gòu)成四種類型的反饋組態(tài)：電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋27

反饋類型不同,增益的表達(dá)式不同28例題1、試判斷圖中電路級間反饋的極性，若為交流反饋，請判斷其組態(tài)。29Rf2和Re1：交流反饋存在反饋：

Rf1和Rf2、Re1Rf1：直流反饋只分析交流反饋看輸出端采樣：引自輸出端——電壓反饋——負(fù)反饋看輸入端連接：沒有引回輸入端——串聯(lián)反饋瞬時極性法：電壓串聯(lián)負(fù)反饋30例2判斷反饋類型31第一步，找出反饋通路第二步，看輸出端采樣：沒有引自輸出端——電流反饋第三步，看輸入端連接：引回輸入端——并聯(lián)反饋第四步，瞬時極性法：——負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋fi32電壓反饋串聯(lián)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋336.4負(fù)反饋對放大器性能的影響對增益的影響對通頻帶的影響對非線性失真的影響對輸入、輸出電阻的影響34一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性有反饋時，增益的穩(wěn)定性比無反饋時提高了(1+AF)倍。AAFAAAAffD.D++=D)(11AAAFAAffD.+=D11A指對應(yīng)增益,F指對應(yīng)反饋系數(shù)。35二、展寬通頻帶以只有一個極點的基本放大電路系統(tǒng)為例說明若反饋系數(shù)和頻率無關(guān),則反饋放大器的閉環(huán)增益的表達(dá)式為:36其中：fAfIAHfw增益帶寬積是不變的負(fù)反饋放大電路擴展通頻帶37三、減小了非線性失真失真的反饋信號使凈輸入信號產(chǎn)生相反的失真，從而彌補了放大電路本身的非線性失真負(fù)反饋只能改善反饋環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真，對于輸入波形的失真沒有改善作用38四、負(fù)反饋對放大器輸入電阻的影響——只與反饋放大器輸入端的連接方式有關(guān)

1串聯(lián)反饋無反饋：加入反饋后：串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加（1+AF）倍392并聯(lián)反饋無反饋：加入反饋后：iAFR+=1iiifIVR=并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減?。?+AF）倍40五、負(fù)反饋對放大器輸出電阻的影響

——只與反饋放大器輸出端的采樣有關(guān)

1電壓反饋無反饋：加入反饋后：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減?。?+AF）倍電壓反饋穩(wěn)定了輸出電壓41無反饋：加入反饋后：電流負(fù)反饋使輸出電阻增加（1+AF）倍2電流反饋電流反饋穩(wěn)定了輸出電流42小結(jié)：1、直流負(fù)反饋能穩(wěn)定靜態(tài)工作點2、串聯(lián)負(fù)反饋使得輸入電阻升高

并聯(lián)負(fù)反饋使得輸入電阻減小3、電壓負(fù)反饋能夠穩(wěn)定輸出電壓，

使得輸出電阻減小電流負(fù)反饋能夠穩(wěn)定輸出電流，

使得輸出電阻增大4、負(fù)反饋均能展寬通頻帶，且減小非線性失真注意:以上參數(shù)發(fā)生(1+AF)倍的改變,A均指對應(yīng)增益,F均指對應(yīng)反饋系數(shù)。43例：判斷反饋類型，若為負(fù)反饋說明反饋對放大器性能的影響電壓反饋串聯(lián)反饋負(fù)反饋44電壓反饋串聯(lián)反饋fv負(fù)反饋①能夠穩(wěn)定輸出電壓，使得輸出電阻減?、谑沟幂斎腚娮枭撷壅箤捦l帶④減小非線性失真45一、拆環(huán)法求反饋系數(shù)

拆環(huán)的目的是為了去掉反饋回路，作出基本放大電路，從而求出反饋系數(shù)。拆環(huán)的原則是：畫基本放大電路的輸入端時，對電壓反饋將反饋放大電路的輸出端負(fù)載短路；電流反饋則將輸出端負(fù)載開路；畫基本放大器的輸出端時：并聯(lián)反饋：輸入端短路，串聯(lián)反饋：輸入端信號源開路。6.5負(fù)反饋放大器的分析46例1若一個電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器的交流通路如圖所示，作出基本放大器的交流通路，并求出反饋系數(shù)。電壓反饋：將輸出端負(fù)載短路畫輸入端：串聯(lián)反饋：將輸入端信號源開路畫輸出端：47電路的基本放大器:電壓串聯(lián)負(fù)反饋在輸出端求反饋系數(shù)!48例2判斷反饋類型，用拆環(huán)法作出基本放大器的交流通路，并求出反饋系數(shù)電流并聯(lián)負(fù)反饋電流反饋將輸出端負(fù)載開路畫輸入端：并聯(lián)反饋：將輸入端短路畫輸出端：49電路的基本放大器454RRR+-=iief=iiFofif=電流并聯(lián)負(fù)反饋50例求解反饋系數(shù)-+fv電壓串聯(lián)負(fù)反饋51電壓反饋：將輸出端負(fù)載短路畫輸入端：串聯(lián)反饋：將輸入端信號源開路畫輸出端：-+fv電壓串聯(lián)負(fù)反饋52基本放大電路交流通路：-+fv53小結(jié):通過拆環(huán),得到基本放大電路,

從而可求出對應(yīng)組態(tài)的A和F2.通過計算可求出對應(yīng)組態(tài)的Af3.若為深度負(fù)反饋對應(yīng)組態(tài)的Af計算簡化54二、深度負(fù)反饋下近似計算（源）電壓增益()0'?ix?Tfixx?Tfoioxxxx1?fFA若是極間反饋：551.設(shè)電路達(dá)到深度負(fù)反饋，近似計算源電壓增益。ecRR-?foVV?sovfsVVA=\eeccRIRI=－eecoRIRI=－fiVV?負(fù)反饋時電流串聯(lián)負(fù)反饋，深度:562、設(shè)電路達(dá)到深度負(fù)反饋，近似計算源電壓增益。

00211====Rivvveebbe573.電路如圖所示，若反饋為深度反饋：(1)判斷Rf引入的大環(huán)反饋的組態(tài)；(2)給出大環(huán)反饋閉環(huán)增益的近似表達(dá)式；(3)計算大環(huán)反饋閉環(huán)源電壓增益的近似表達(dá)式電壓并聯(lián)負(fù)反饋sfRR-=sfoRIV?sioRIV?sovfVVA=584、若為深度反饋，近似求解放大器的電壓增益。并說明反饋對輸入和輸出電阻的影響。59電流串聯(lián)負(fù)反饋附加題:深負(fù)反饋的計算,求以下各電路的電壓增益。例160電壓串聯(lián)負(fù)反饋例261串聯(lián)電流負(fù)反饋

:

該反饋使放大電路的放大倍數(shù)(互導(dǎo)增益)減小且穩(wěn)定、輸入電阻增大、輸出電阻增大，該反饋不能穩(wěn)定輸出電壓。例362（1）試判斷圖4中級間反饋的類型，若為深度負(fù)反饋，寫出電路的電壓增益的表達(dá)式。（2）若要求減小輸入電阻且穩(wěn)定輸出電流，應(yīng)引入何種反饋？并畫出修改的電路圖。例463例5功率級為AB類互補推挽輸出，采用了電壓串聯(lián)負(fù)反饋。(1)減小放大電路從信號源索取的電流并增強帶負(fù)載能力;(2)將輸入電流轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定線性關(guān)系的輸出電流;(3)將輸入電流轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的輸出電壓。64例6.5.1656.6負(fù)反饋放大器的穩(wěn)定性

帶有反饋的放大電路在輸入端不加輸入信號，輸出端會出現(xiàn)具有一定頻率和幅度的輸出波形，這種現(xiàn)象稱為自激或自激振蕩。

因為基本放大電路在高頻區(qū)有附加相移，所以在中頻區(qū)是負(fù)反饋，但是到了高頻區(qū)(某個頻率下)有可能是正反饋而使放大器產(chǎn)生自激。自激產(chǎn)生原因：66一、穩(wěn)定工作的條件1、(負(fù)反饋)自激振蕩產(chǎn)生條件幅度條件：相位條件：672、負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性條件或者:683、由環(huán)路增益波特圖判斷負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性例1

有一個負(fù)反饋放大器的環(huán)路增益的波特圖如圖所示，判斷這一反饋系統(tǒng)是否穩(wěn)定。即因此系統(tǒng)是穩(wěn)定的

692、已知一個反饋放大器是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，反饋網(wǎng)絡(luò)是由電阻組成的，且電壓增益頻率表達(dá)式為：試求：(1)作出基本放大器的波特圖；

(2)保證系統(tǒng)穩(wěn)定，最大可以應(yīng)用的反饋系數(shù)310-<F,0||lg2060<+=F||lg20||lg20||lg20+=FAAF180-==Doajj70增益裕量二、增益和相位裕量71問：①當(dāng)F=10-4.5時，求增益裕量和相位裕量,并判斷電路是否穩(wěn)定；例1、已知一個反饋放大器是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，反饋網(wǎng)絡(luò)是由電阻組成的，且電壓增益頻