放大電路中的負(fù)反饋

放大電路中的負(fù)反饋第一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六6.1反饋的基本概念及反饋的極性6.2反饋的類型6.3反饋類型和極性的判斷方法6.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響6.5

深負(fù)反饋放大電路交流參數(shù)的估算6.6負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題

返回第二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六1反饋的定義2反饋的方框圖3負(fù)反饋和正反饋4反饋的基本方程6.1反饋的概念及反饋的極性

返回第三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六1反饋的定義反饋元件：既屬于輸入回路，又屬于輸出回路的元件?；蚩缃釉谳斎牒洼敵龌芈分g的元件。反饋：反饋元件將輸出信號(hào)的一部分或全部送回到輸入回路，與原輸入信號(hào)相加或相減的過程。反饋信號(hào)：送回到輸入回路的那部分輸出信號(hào)。返回第四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六2反饋的方框圖圖中：xi是輸入信號(hào)，xf是反饋信號(hào)，xi’

稱為凈輸入信號(hào)。

所以有在放大電路中信號(hào)的傳輸是從輸入端到輸出端，這個(gè)方向稱為正向傳輸。反饋就是反饋信號(hào)從輸出端到輸入端，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)。返回第五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六3反饋的極性——負(fù)反饋和正反饋負(fù)反饋—反饋信號(hào)于輸入信號(hào)相減，使凈輸入信號(hào)減小的反饋。即：xi’=xi-xf正反饋—反饋信號(hào)于輸入信號(hào)相加，使凈輸入信號(hào)增大的反饋。即：xi’=xi+xf第六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例:判斷反饋的極性

ube=ui-uf即：ui’=ui-ufRE所引的反饋為負(fù)反饋：第七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六

RF所引的反饋為正反饋例:判斷反饋的極性返回第八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六4反饋的基本方程閉環(huán)放大倍數(shù)的一般表達(dá)式反饋深度第九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六閉環(huán)放大倍數(shù)的一般表達(dá)式反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)放大電路的放大倍數(shù)因?yàn)槭秦?fù)反饋，有第十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六反饋深度深度負(fù)反饋放大倍數(shù)與三級(jí)管參數(shù)無關(guān)，故非常穩(wěn)定1+AF稱為反饋深度當(dāng)AF>>1時(shí),稱為深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)為返回第十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六

返回6.2反饋的類型1直流反饋和交流反饋2組態(tài)第十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六1直流反饋和交流反饋直流反饋——反饋信號(hào)為直流信號(hào)的反饋。交流反饋——反饋信號(hào)為交流信號(hào)的反饋。

返回第十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六串聯(lián)反饋——反饋信號(hào)與輸入信號(hào)為電壓疊加的反饋2組態(tài)輸入端：串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋例1判斷反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋ube=ui-uf即：ui’=ui-uf反饋信號(hào)與輸入信號(hào)為電壓疊加，故為串聯(lián)反饋即：ui’=ui±uf即：ii’=ii±if并聯(lián)反饋——反饋信號(hào)與輸入信號(hào)為電流疊加的反饋第十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六ii’=ii+if反饋信號(hào)與輸入信號(hào)為電流疊加，故為并聯(lián)反饋例2判斷反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋第十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六電壓反饋：反饋信號(hào)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(hào)與輸出電流成正比的反饋稱為電流反饋。輸出端：電壓反饋和電流反饋即：xf∝io即：xf∝uo即：uf∝icuf=ieRE≈icRE為電流反饋。例1判斷反饋是電流反饋還是電壓反饋第十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六if=(uo-ui)/RE≈uo/RE即：if∝uo為電壓反饋例2判斷級(jí)間反饋是電流反饋還是電壓反饋動(dòng)畫第十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六問題：根據(jù)定義判斷下圖是電壓反饋還是電流反饋？uf=uo故：uf∝uo又有：uf=ieRE故：uf∝ie=io

返回第十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六瞬時(shí)極性法的傳遞方向?yàn)榧矗悍糯笃鳎簭妮斎氲捷敵?；反饋網(wǎng)絡(luò)：從輸出到輸入6.3反饋類型和極性的判斷方法規(guī)則：三極管和場效應(yīng)管的極性變化為：-++++-++-++-耦合電容和電阻不改變極性。1極性的判斷：用瞬時(shí)極性法差放的極性變化++-第十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六若反饋信號(hào)直接引回輸入端，反饋信號(hào)極性與輸入信號(hào)極性相反為負(fù)反饋；反饋信號(hào)極性與輸入信號(hào)極性相同為正反饋。若反饋信號(hào)沒有直接引回輸入端，反饋信號(hào)極性與輸入信號(hào)極性相反為正反饋；反饋信號(hào)極性與輸入信號(hào)極性相同為負(fù)反饋。++++-++第二十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例2判斷級(jí)間反饋的極性+---9-2瞬時(shí)極性法動(dòng)畫第二十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六2、組態(tài)的判斷輸入端串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)沒有直接引回輸入端的反饋并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)直接引回輸入端的反饋輸出端電壓反饋：輸出短路（uo=0)反饋元件上無反饋信號(hào)的反饋電流反饋：輸出短路（uo=0）反饋元件上仍有反饋信號(hào)的反饋第二十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例：判斷下列反饋的極性和組態(tài)uO=0時(shí)，u=0，為電壓反饋為串聯(lián)電壓負(fù)反饋RE沒有直接引回輸入端，為串聯(lián)反饋判斷為負(fù)反饋+++由瞬時(shí)極性法第二十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六反饋沒有直接引回輸入端，為串聯(lián)反饋vO=0時(shí)，無反饋信號(hào)，為電壓反饋沒有直接引回輸入端，反饋極性與輸入極性相同，為負(fù)反饋為串聯(lián)電壓負(fù)反饋++-+由瞬時(shí)極性法第二十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六-反饋信號(hào)直接引回輸入端，為并聯(lián)反饋uO=0時(shí)，仍有反饋信號(hào)，為電流反饋直接引回輸入端，反饋極性與輸入極性相反，為負(fù)反饋+--由瞬時(shí)極性法-第二十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例:判斷反饋的極性和組態(tài)第二十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例題若要實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電壓負(fù)反饋,

Rf應(yīng)接向何處?9-1反饋的判斷動(dòng)畫返回第二十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六6.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響直流負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響交流負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響返回第二十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六直流負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響

穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)返回第二十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六1交流負(fù)反饋對(duì)增益的影響2交流負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響3交流負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響4交流負(fù)反饋對(duì)通頻帶的影響5交流負(fù)反饋對(duì)非線性失真的影響6交流負(fù)反饋對(duì)噪聲、干擾和溫漂的影響

交流負(fù)反饋：是改善放大電路性能的重要技術(shù)措施，廣泛應(yīng)用于放大電路和反饋控制系統(tǒng)之中。返回第三十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六1負(fù)反饋對(duì)增益的影響提高放大倍數(shù)的相對(duì)穩(wěn)定性有反饋時(shí)增益的穩(wěn)定性比無反饋時(shí)提高了(1+AF)倍。例：1+AF=100,若由于溫度變化A變化了10%，Af的變化為0.1%使放大倍數(shù)降低：返回第三十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六2負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋輸入端的電路結(jié)構(gòu)形式如圖所示負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響與反饋加入的方式有關(guān)，即與串聯(lián)或并聯(lián)反饋有關(guān)，而與電壓或電流反饋無關(guān)。(1)串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加有反饋的輸入電阻第三十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六(2)并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小有反饋的輸入電阻為并聯(lián)負(fù)反饋輸入端的電路結(jié)構(gòu)形式如圖所示返回第三十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六3負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響電壓負(fù)反饋可以使輸出電阻減小，這與電壓負(fù)反饋可以使輸出電壓穩(wěn)定是相一致的。輸出電阻小，帶負(fù)載能力強(qiáng)，輸出電壓的降落就小，穩(wěn)定性就好。有(1)電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小，并能穩(wěn)定輸出電壓圖09.11電壓負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響此處用XS=0是因?yàn)榭紤]到電壓并聯(lián)負(fù)反饋時(shí)，信號(hào)源內(nèi)阻不能為零，否則反饋信號(hào)將被信號(hào)源旁路。XS=0，說明信號(hào)源內(nèi)阻還存在。負(fù)載開路圖09.12電壓負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響

圖09.12為求輸出電阻的等效電路，將負(fù)載電阻開路，在輸出端加入一個(gè)等效電壓Vo’，并將輸入端接地。于是有式中是負(fù)載開路時(shí)的電壓放大倍數(shù)。第三十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六(2)電流負(fù)反饋使輸出電阻增加，并能穩(wěn)定輸出電流電流負(fù)反饋可以使輸出電阻增加。圖09.13電流負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響

式中Ais是負(fù)載短路時(shí)的開環(huán)增益，即將負(fù)載短路，把電壓源轉(zhuǎn)換為電流源，再將負(fù)載開路的增益。這與電流負(fù)反饋可以使輸出電流穩(wěn)定是相一致的。輸出電阻大，負(fù)反饋放大電路接近電流源的特性，輸出電流的穩(wěn)定性就好。為求輸出電阻的等效電路。將負(fù)載電阻開路，在輸出端加入一個(gè)等效的電壓V'o，并令輸入信號(hào)源為零，即VS=0?？傻梅祷氐谌屙摚擦?，編輯于2023年，星期六4負(fù)反饋對(duì)通頻帶的影響放大電路加入負(fù)反饋后，增益下降，但通頻帶卻加寬了，如圖所示。無反饋時(shí)的通頻帶f=fH－fLfH

有反饋時(shí)的放大電路高頻段的增益為第三十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六有反饋時(shí)的通頻帶fF=(1+AF)fH負(fù)反饋放大電路擴(kuò)展通頻帶有一個(gè)重要的特性，即增益與通頻帶之積為常數(shù)：結(jié)論：

負(fù)反饋放大電路擴(kuò)展通頻帶AfF=常數(shù)9-3負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響動(dòng)畫返回第三十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六5負(fù)反饋對(duì)非線性失真的影響負(fù)反饋可以改善放大電路的非線性失真，但是只能改善反饋環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真。圖09.15負(fù)反饋對(duì)非線性失真的影響加入負(fù)反饋改善非線性失真，可通過圖09.15來加以說明。失真的反饋信號(hào)，使凈輸入產(chǎn)生相反的失真，從而彌補(bǔ)了放大電路本身的非線性失真。因加入負(fù)反饋放大電路的輸出幅度下降，不好比對(duì)，因此必須要加大輸入信號(hào)，使加入負(fù)反饋以后的輸出幅度基本達(dá)到原來有失真時(shí)的輸出幅度才有意義。9-3負(fù)反饋對(duì)非線性失真的影響動(dòng)畫返回第三十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六6負(fù)反饋對(duì)噪聲、干擾和

溫漂的影響原理同負(fù)反饋對(duì)放大電路非線性失真的改善。負(fù)反饋只對(duì)反饋環(huán)內(nèi)的噪聲和干擾有抑制作用，且必須加大輸入信號(hào)后才使抑制作用有效。返回5/30/2023第三十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六6.5深負(fù)反饋放大電路交流參數(shù)的估算深負(fù)反饋放大電路的特性對(duì)負(fù)反饋，有第四十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六對(duì)串聯(lián)深負(fù)反饋放大電路，有深負(fù)反饋放大電路的特性對(duì)并聯(lián)深負(fù)反饋放大電路，有虛斷虛短第四十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六對(duì)電流深負(fù)反饋放大電路，有對(duì)電壓深負(fù)反饋放大電路，有第四十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例1：估算串聯(lián)電壓深負(fù)反饋放大電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻串聯(lián)深負(fù)反饋放大電路第四十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例2：估算串聯(lián)電流深負(fù)反饋放大電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻（設(shè)下面電路滿足深負(fù)反饋條件）串聯(lián)深負(fù)反饋放大電路第四十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例3：估算并聯(lián)電壓深負(fù)反饋放大電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻（設(shè)下面電路滿足深負(fù)反饋條件）并聯(lián)深負(fù)反饋放大電路第四十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例4：估算并聯(lián)電流深負(fù)反饋放大電路電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻（設(shè)下面電路滿足深負(fù)反饋條件）并聯(lián)深負(fù)反饋放大電路返回第四十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六6.6負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定問題1產(chǎn)生的原因2負(fù)反饋放大電路的判斷方法3負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定裕量4負(fù)反饋放大電路的常用的校正措施返回第四十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六1產(chǎn)生的原因?qū)τ谪?fù)反饋放大電路，有放大電路產(chǎn)生自激即此時(shí)負(fù)反饋?zhàn)兂闪苏答?，且滿足起振的幅值條件由于電路中存在電容，原本中頻段的負(fù)反饋在高頻段或低頻段會(huì)產(chǎn)生相移而變成了正反饋，且深負(fù)反饋都滿足起振的幅值條件，故當(dāng)?shù)皖l信號(hào)或高頻信號(hào)通過電路時(shí)，就有可能產(chǎn)生自激（在滿足起振的幅值和相位條件時(shí)），相位條件也可寫為原因第四十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例1：阻容耦合單級(jí)共射極放大電路（無射極旁路電容）的頻率特性，引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后判斷該電路會(huì)不會(huì)自激？第四十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六例2：阻容耦合兩級(jí)放大電路的頻率特性，引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后判斷該電路會(huì)不會(huì)自激？思考：三級(jí)放大電路引入線性深負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)后，電路會(huì)不會(huì)自激？返回第五十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六2負(fù)反饋放大電路自激的判斷方法判斷負(fù)反饋放大電路能否自激，就是看該電路是否同時(shí)滿足自激的幅值起振條件和相位起振條件，一般相位條件是主要的。因?yàn)橐话闵钬?fù)反饋放大電路的|AF|>>1.判斷負(fù)反饋放大電路自激的方法:

——利用的波特圖來進(jìn)行判斷在的波特圖中，設(shè)Δ

的相位為-1800時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率為f0，20lg|AF|=0時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率為fc第五十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六不自激舉例返回第五十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六3負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定裕量當(dāng)負(fù)反饋放大電路不自激時(shí)，設(shè)計(jì)負(fù)反饋放大電路時(shí)，要保證電路在環(huán)境溫度、電路參數(shù)、電源電壓產(chǎn)生波動(dòng)時(shí)仍能穩(wěn)定，故要求設(shè)計(jì)電路時(shí)不僅僅只滿足穩(wěn)定條件，而且應(yīng)有一定的裕量。（1）幅度裕量Gm幅度裕量指f=f0時(shí)，20lg|AF|的值一般負(fù)反饋放大電路要求幅度裕量Gm小于等于-10dB第五十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期六（2）相位度裕量Фm幅度裕量指f=

fC時(shí)，(1800-ψAF)的值一般負(fù)反饋放大電路要求幅度裕