第六章放大電路中的反饋

第六章放大電路中的反饋§6.1反饋的基本概念及判斷方法一、反饋與反饋通路

在電子電路中，將輸出量（輸出電壓或輸出電流）的一部分或全部通過(guò)一定的電路形式作用到輸入回路，用來(lái)影響其輸入量（放大電路的輸入電壓或輸入電流）的措施稱(chēng)為反饋。1、輸入量2、反饋量3、凈輸入量：與輸入量和反饋量有關(guān)二、反饋的形式與判斷1、正反饋與負(fù)反饋

若放大電路中存在將輸入回路與輸出回路相連接的通路，即為反饋通路，并由此影響了放大電路的凈輸入，則表明電路引入了反饋，否則電路便沒(méi)有引入反饋。

使放大電路凈輸入量增大的反饋稱(chēng)為正反饋；使放大電路凈輸入量減小的反饋稱(chēng)負(fù)反饋。判斷的方法：瞬時(shí)極性法

凈輸入量uD=uP－uN，反饋信號(hào)使凈輸入量減小，引入的是負(fù)反饋。輸出量部分反饋。

凈輸入量uD=uP

－uN

，反饋信號(hào)使凈輸入量增大，引入的是正反饋。

凈輸入量iN=iI－iF，反饋信號(hào)使凈輸入量減小，引入的是負(fù)反饋。2、直流反饋與交流反饋

凈輸入量uD=uP－uN

，反饋信號(hào)使凈輸入量減小，引入的是負(fù)反饋。輸出量全部反饋。

凈輸入量uBE=uI－uF，反饋信號(hào)使凈輸入量減小，引入的是負(fù)反饋。

通過(guò)反饋是存在于放大電路的直流通路之中還是交流通路之中，來(lái)判斷電路引入的是直流反饋還是交流反饋。引入直流反饋，沒(méi)有交流反饋。引入交流反饋，沒(méi)有直流反饋。

引入負(fù)反饋，既有直流反饋，又有交流反饋。3、電壓反饋與電流反饋按取樣方式劃分，反饋可分為電壓反饋和電流反饋。

（1）電壓反饋：對(duì)交流信號(hào)而言，若反饋網(wǎng)絡(luò)、負(fù)載在取樣端是并聯(lián)連接，則稱(chēng)為并聯(lián)取樣。由于在這種取樣方式下，Xf正比于輸出電壓，所以又稱(chēng)為電壓反饋。

（2）電流反饋：對(duì)交流信號(hào)而言，若反饋網(wǎng)絡(luò)、負(fù)載在取樣端是串聯(lián)連接，則稱(chēng)為串聯(lián)取樣。由于在這種取樣方式下，Xf正比于輸出電流，所以又稱(chēng)為電流反饋。R3、R6反饋回路構(gòu)成的是電壓反饋，R5構(gòu)成的是電流反饋。

判定方法2——按電路結(jié)構(gòu)判定。在交流通路中，若放大電路的輸出端和反饋網(wǎng)絡(luò)的取樣端處在同一個(gè)放大器件的同一電極上，則為電壓反饋，否則為電流反饋。（3）電壓反饋與電流反饋的判定判定方法1——輸出短路法。假設(shè)基本放大電路的輸出電壓，若其反饋信號(hào)消失，則為電壓反饋，否則為電流反饋。4、串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋

按比較方式劃分，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。（1）串聯(lián)反饋：對(duì)交流信號(hào)而言，信號(hào)源、基本放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)在比較端是串聯(lián)連接，則為串聯(lián)反饋，反饋信號(hào)和輸入信號(hào)以電壓的形式進(jìn)行疊加，產(chǎn)生凈輸入量，。（2）并聯(lián)反饋：對(duì)交流信號(hào)而言，信號(hào)源、基本放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)在比較端是并聯(lián)連接，則為并聯(lián)反饋，反饋信號(hào)和輸入信號(hào)以電流的形式進(jìn)行疊加，產(chǎn)生凈輸入量，。5、負(fù)反饋的四種組態(tài)對(duì)于交流分量而言，若信號(hào)的輸入端和反饋網(wǎng)絡(luò)的比較端接于同一點(diǎn)，則為并聯(lián)反饋，否則為串聯(lián)反饋。R3、R6反饋回路構(gòu)成的是串聯(lián)電壓負(fù)反饋，R5構(gòu)成的是串聯(lián)電流負(fù)反饋。

交流負(fù)反饋有四種組態(tài)：電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)和電流并聯(lián)。（正反饋也是這四種組態(tài)）（3）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判定方法例題：判斷電路中引入的是哪種組態(tài)的交流負(fù)反饋。§6.2負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài)

§6.3負(fù)反饋放大電路的方塊圖及一般表達(dá)式一、負(fù)反饋放大電路的方塊圖表示法近似分析時(shí),認(rèn)為方塊圖中的信號(hào)是單向流通的.二、負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài)

1、電壓串聯(lián)負(fù)反饋2、電流串聯(lián)負(fù)反饋3、電壓并聯(lián)負(fù)反饋4、電流并聯(lián)負(fù)反饋§6.4深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的分析一、深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)討論：①若1+AF>1時(shí)，Af<A，引入負(fù)反饋(A

、F和Af同號(hào));②若1+AF>>1

，可認(rèn)為引入深度負(fù)反饋，放大倍數(shù)幾乎僅僅決定于反饋網(wǎng)絡(luò)。用集成運(yùn)放組成的負(fù)反饋放大電路，都是深度負(fù)反饋。

③若1+AF<1時(shí)，Af>A，引入正反饋（A

、F

異號(hào)）；④若1+AF=0，Af→∞，引起放大器產(chǎn)生自激振蕩。中頻時(shí)：深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)：

深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)是凈輸入量近似等于零，在近似分析時(shí)忽略?xún)糨斎肓?。但不同組態(tài)，忽略的凈輸入量不同。u0=Aod(uP

－uN)，由于u0為有限值，而理想運(yùn)放Aod=∞，所以u(píng)P

－uN=0，即uP=uN

，稱(chēng)為虛短；理想運(yùn)放的虛短與虛斷:當(dāng)理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí):因?yàn)閮糨斎腚妷簽榱?，而理想運(yùn)放的輸入電阻為無(wú)窮大，所以?xún)蓚€(gè)輸入電流為零，即iP=iN=0，稱(chēng)為虛斷。補(bǔ)充iPiN線性虛短，虛斷負(fù)反饋P281(P187)二、深度負(fù)反饋放大電路的計(jì)算1、電壓串聯(lián)負(fù)反饋

電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，一旦R1和R2的取值確定，u0就僅僅取決于ui

，而與負(fù)載電阻RL無(wú)關(guān)，所以電壓反饋可以穩(wěn)定輸出電壓。虛斷虛短2、電流串聯(lián)負(fù)反饋

電路引入電流串聯(lián)負(fù)反饋后，一旦R的取值確定，i0就僅僅取決于ui

。在負(fù)載電阻RL變化時(shí)，i0基本保持不變，所以電流反饋可以穩(wěn)定輸出電流。虛斷虛短虛短3、電壓并聯(lián)負(fù)反饋

實(shí)際上，并聯(lián)負(fù)反饋的輸入量通常不是理想的恒流信號(hào)。絕大多數(shù)情況下，有內(nèi)阻，可將信號(hào)源變換成有內(nèi)阻的電壓源。由于并聯(lián)反饋使輸入電阻Rif變小，在深度負(fù)反饋時(shí)可近似認(rèn)為Rif≈0，幾乎全部降落在內(nèi)阻上，即。虛斷虛斷虛短4、電流并聯(lián)負(fù)反饋

放大電路中應(yīng)引入電壓負(fù)反饋還是電流負(fù)反饋，取決于負(fù)載欲得到穩(wěn)定電壓還是穩(wěn)定電流；放大電路中應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋還是并聯(lián)負(fù)反饋，取決于輸入信號(hào)源是恒壓源（或近似恒壓源）還是恒流源（或近似恒流源）。

求解深度負(fù)反饋放大電路的一般步驟：①正確判斷反饋組態(tài)；②求解反饋系數(shù)；③利用求解、（或）。例題1：在圖示電路中，已知R1=10kΩ，R2=100kΩ，R3=2kΩ，RL=5kΩ。求解在深度負(fù)反饋條件下的。解：電路中引入了電流串聯(lián)負(fù)反饋，R1

、R2和R3組成反饋網(wǎng)絡(luò)。虛短虛斷例題2：在圖示電路中，已知R2=10kΩ，R4=100kΩ。求解在深度負(fù)反饋條件下的。解：電路中引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋，R2和R4組成反饋網(wǎng)絡(luò)。虛斷虛短例題3：圖示電路中（1）判斷電路中引入了哪種組態(tài)的交流負(fù)反饋；（2）求出在深度負(fù)反饋條件下的和。解：（1）電路引入了電壓串聯(lián)負(fù)反饋。Rf和Re1組成反饋網(wǎng)絡(luò)。（2）例題4：圖示電路中（1）判斷電路中引入了哪種組態(tài)的交流負(fù)反饋；（2）求出在深度負(fù)反饋條件下的和。解：（1）電路引入了電流并聯(lián)負(fù)反饋。Rf和Re2組成反饋網(wǎng)絡(luò)。（2）§6.5負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響一、負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響1、穩(wěn)定放大倍數(shù)分析中頻段：

負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)Af的相對(duì)變化量?jī)H為其基本放大電路放大倍數(shù)A的相對(duì)變化量的（1+AF）分之一，也就是Af的穩(wěn)定性是A的（1+AF）倍。2、改變輸入電阻和輸出電阻（1）對(duì)輸入電阻的影響①串聯(lián)負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響

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基本放大電路輸入電阻的（1+AF）倍。（a）（b）②并聯(lián)負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響（2）對(duì)輸出電阻的影響①電壓負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響

引入并聯(lián)負(fù)反饋后，輸入電阻僅為基本放大電路輸入電阻的（1+AF）分之一。②電流負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響

引入電壓負(fù)反饋后輸出電阻僅為其基本放大電路輸出電阻的（1+AF）分之一。3、展寬頻帶★小結(jié)：串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻，并聯(lián)負(fù)反饋降低輸入電阻；電壓負(fù)反饋降低輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓;電流負(fù)反饋增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流。

設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)，且在放大電路波特圖的低頻段和高頻段各僅有一個(gè)拐點(diǎn)；基本放大電路的中頻放大倍數(shù)為，上限頻率為fH，下限頻率為fL。

引入電流負(fù)反饋后，放大電路的輸出電阻是其基本放大電路輸出電阻的（1+AF）倍。高頻段：整理成這種形式。整理好了。

引入負(fù)反饋后上限頻率增大到基本放大電路的（1+AF）倍。但不同組態(tài)的負(fù)反饋電路的放大倍數(shù)的物理意義不同，因而上式具有不同的含義。低頻段：整理成這種形式。整理好了。

引入負(fù)反饋后下限頻率為基本放大電路的（1+AF）分之一。但不同組態(tài)的負(fù)反饋電路的放大倍數(shù)的物理意義不同，因而上式具有不同的含義。4、減小非線性失真

設(shè)放大電路輸入級(jí)放大管的b-e間得到正弦信號(hào)，由于晶體管輸入特性的非線性，ib將失真，其正半周幅值大，負(fù)半周幅值小，則輸出電壓、電流都會(huì)失真。如果使b-e間的電壓正半周幅值小些，而負(fù)半周的幅值大些，則ib將接近于正弦波。引入負(fù)反饋，將使凈輸入量產(chǎn)生類(lèi)似變化。二、放大電路中引入負(fù)反饋的一般原則（4）在需要進(jìn)行信號(hào)變換時(shí)，選擇合適的組態(tài)。若將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)時(shí)，應(yīng)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋；若將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)時(shí)，應(yīng)引入電流串聯(lián)負(fù)反饋。（1）為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)引入直流負(fù)反饋；為了改善電路的動(dòng)態(tài)性能，應(yīng)引入交流負(fù)反饋；（2）根據(jù)信號(hào)源的性質(zhì)決定引入串聯(lián)負(fù)反饋還是并聯(lián)負(fù)反饋。當(dāng)信號(hào)源為恒壓源或內(nèi)阻較小的電壓源時(shí)(P268)，為增大放大電路的輸入電阻，以減小信號(hào)源的輸出電流和內(nèi)阻上的壓降，應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋；當(dāng)信號(hào)源為恒流源或內(nèi)阻較大的電流源時(shí)，為減小放大電路的輸入電阻，使電路獲得更大的輸入電流，應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋；（3）根據(jù)負(fù)載對(duì)放大電路輸出量的要求，決定引入電壓負(fù)反饋還是電流負(fù)反饋。當(dāng)負(fù)載需要穩(wěn)定電壓信號(hào)時(shí)，應(yīng)引入電壓負(fù)反饋；當(dāng)負(fù)載需要穩(wěn)定電流信號(hào)時(shí)，應(yīng)引入電流負(fù)反饋；例題1：電路如圖所示，為達(dá)到下列目的，分別說(shuō)明應(yīng)引入哪些組態(tài)的負(fù)反饋以及電路如何連接。（1）減小放大電路從信號(hào)源索取的電流并增強(qiáng)帶負(fù)載能力；（2）將輸入電流iI轉(zhuǎn)換成與之穩(wěn)定線性關(guān)系的輸出電流io；（3）將輸入電流iI轉(zhuǎn)換成與穩(wěn)定的輸出電壓uo

。解：（1）引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。反饋信號(hào)從輸出電壓采樣，⑧將⑩與相連接；反饋量為電壓，將⑨和③連接；為了保證引入負(fù)反饋，將④和⑥相連接（2）引入電流并聯(lián)負(fù)反饋。反饋量從輸出電流采樣，將⑦和⑩連接；反饋量為電流，將⑨和②連接；要保證引入負(fù)反饋，將④和⑥連接；（3）引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋。反饋量從輸出電壓采樣，將⑧和⑩連接；反饋量為電流，將⑨和②連接；要保證引入負(fù)反饋，將⑤和⑥連接。例題2：電路如圖所示。（1）合理連線，接入信號(hào)源和反饋，使電路的輸入電阻增大，輸出電阻減小；（2）若，則RF應(yīng)取多少千歐？解：（1）使電路的輸入電阻增大，輸出電阻減小，應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。（2）§6.6負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性一、負(fù)反饋放大電路自激振蕩產(chǎn)生的原因和條件1、產(chǎn)生的原因

負(fù)反饋一般表達(dá)式在中頻時(shí)，，不會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。凈輸入量、輸入量和反饋量之間的關(guān)系為：

在低頻段，因?yàn)轳詈想娙?、旁路電容的存在，將產(chǎn)生超前相移；在高頻段，因?yàn)闃O間電容的存在，將產(chǎn)生滯后相移；在中頻相位的基礎(chǔ)所產(chǎn)生的這些相移稱(chēng)為附加相移，表示為。當(dāng)附加相移時(shí)，反饋量與中頻段相比產(chǎn)生超前或滯后180°，因而凈輸入量為：電路產(chǎn)生自激振蕩時(shí),即：2、自激振蕩的平衡條件二、負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性的定性分析

設(shè)放大電路采用直接耦合方式，且反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)，則電路只可能產(chǎn)生高頻振蕩，且附加相移僅由放大電路產(chǎn)生。

在單管放大電路中引入負(fù)反饋，因其產(chǎn)生的最大附加相移為－90°，不滿(mǎn)足相位的條件，所以不會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。在此條件下：

兩級(jí)放大電路也不會(huì)產(chǎn)生自激振蕩，因?yàn)楫?dāng)附加相移為180°時(shí)，相應(yīng)的，幅值條件不滿(mǎn)足。而當(dāng)出現(xiàn)三級(jí)以上反饋電路時(shí)，則容易產(chǎn)生自激振蕩。－1、判斷的方法三、負(fù)反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷fcffofO使的頻率為fo使的頻率為fc