課件：模電第七章修1

第七章反饋放大電路本章主要內容及要求：1.了解反饋的基本概念和分類，掌握不同類型反饋的判別方法；2.掌握深度負反饋情況下電路參數(shù)的估算方法；3.理解負反饋對放大電路性能的影響。7-1重點重點難點7-2放大器輸出輸入取+加強輸入信號正反饋用于振蕩器取-削弱輸入信號負反饋用于放大器開環(huán)閉環(huán)負反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點；穩(wěn)定放大倍數(shù)；改善輸入、輸出電阻；擴展通頻帶反饋網絡±迭加反饋信號實際被放大信號第七章反饋放大電路基本放大器與反饋網絡構成閉環(huán)放大器。未引入反饋的放大電路稱為開環(huán)放大器。7-3§7.1反饋的基本概念與分類一、反饋的基本概念反饋（Feedback)就是把電子系統(tǒng)的輸出量（電壓或電流）的一部分或全部經一定的反饋回路送回到輸入端。輸入信號反饋信號凈輸入信號輸出信號二、反饋的分類1.根據反饋產生的原因7-4內部反饋外部反饋反饋在器件內部產生反饋通過外接電路元件來實現(xiàn)反饋類型2.根據反饋信號本身的交、直流性質直流反饋交流反饋反饋只包含直流分量反饋只包含交流分量交、直流反饋反饋包含交流和直流分量二、反饋的分類3.根據反饋信號的極性7-5正反饋負反饋使凈輸入信號比沒有引入反饋時增加使凈輸入信號比沒有引入反饋時減小判斷方法：“瞬時極性法”這里所說的信號一般是指交流信號，所以判斷正負反饋，就要判斷反饋信號與輸入信號的相位關系，同相是正反饋，反相是負反饋。正反饋負反饋凈輸入信號|Xi'|>|Xi|輸出幅度增加

。凈輸入信號|Xi'|<|Xi輸出幅度下降。可能形成自激振蕩。正確引入負反饋可以改善放大電路的性能。+++---二、反饋的分類4.根據反饋信號在放大電路輸出端的采樣方式7-7電壓反饋電流反饋反饋信號取自輸出電壓反饋信號取自輸出電流5.根據反饋信號Xf與輸入信號Xi在放大電路輸入端的求和形式不同串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋Xf與Xi在輸入回路中以電壓形式求和Xf與Xi在輸入回路中以電流形式求和7-8三、負反饋放大電路的四種連接方式反饋量取值與輸入信號的連接方式Uo電壓Io電流串聯(lián)并聯(lián)(將反饋信號變?yōu)殡妷盒盘?與輸入電壓Ui相減)(將反饋信號變?yōu)殡娏餍盘?與輸入電流Ii相減)四種連接方式:(1)電流串聯(lián)負反饋(2)電壓串聯(lián)負反饋

(3)電流并聯(lián)負反饋(4)電壓并聯(lián)負反饋7-9負反饋的類型負反饋交流負反饋直流負反饋電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點穩(wěn)定放大倍數(shù)；改善輸入電阻和輸出電阻；擴展通頻帶作用7-10四、反饋的類型的判斷1、識別放大器有無反饋的方法1）從電路結構看，主要看輸出回路和輸入回路之間是否存在相互聯(lián)系的反饋元件。2）從信號角度來分析放大器的凈輸入量（電流或電壓）是否受到輸出量的影響。－＋＋A0

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uf7-112、常用交、直流反饋的判斷方法直流反饋交流反饋交、直流反饋Rb1RcUCCuiCb1Cb2++Re10.1K68K4K15VRb2Re2Ce+0.4K12Kuo直流反饋：對直流信號起反饋作用。例如電路中的發(fā)射極電阻Re1和Re2交流反饋：對交流信號起反饋作用。例如電路中的發(fā)射極電阻Re17-12

先假設輸入信號在某一瞬時的極性為正（即相對于共同端而言有增加的趨勢），用（+）號標出，并設信號的頻率在中頻區(qū)，然后根據各種基本放大電路的輸出信號與輸入信號間的相位關系，從輸入到輸出一級一級地標出放大電路中各有關點的電位的瞬時極性，或有關支路的電流的瞬時流向，以確定從輸出回路到輸入回路的反饋信號的瞬時極性，最后判斷反饋信號是削弱還是增強了凈輸入信號，如果是削弱，則為負反饋，反之則為正反饋。3、常用正、負反饋的判斷方法——瞬時極性法瞬時極性法所判斷的也是相位的關系。電路中兩個信號的相位不是同相就是反相，因此若兩個信號都上升，它們一定同相；若另一個信號下降而另一個上升，它們一定反相。7-13－＋＋A0

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uf+_++++__+uid-+uid-uid=ui+uf正反饋uid=ui－uf負反饋7-14判斷方法一(輸出短路法)：即假設負載短路，使輸出電壓vo=0，看反饋信號是否還存在？若反饋信號不存在了，則說明反饋信號與輸出電壓成比例，是電壓反饋；若反饋信號還存在，則說明反饋信號不是與輸出電壓成比例，而是和輸出電流成比例，是電流反饋。

4、判斷是電壓反饋還是電流反饋根據反饋信號在放大電路輸出端采樣方式的不同：如果反饋信號取自輸出電壓，叫電壓反饋。如果反饋信號取自輸出電流，叫電流反饋。判斷方法二(按電路結構)：在交流通路中，若放大器的輸出端和反饋網絡的取樣端處在同一放大器件的同一個電極上，則為電壓反饋，否則為電流反饋

7-155、判斷是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋根據反饋信號與輸入信號在放大電路輸入回路求和形式的不同，可分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。

判斷方法一（根據定義）：如果反饋信號與輸入信號在輸入回路中以電壓形式求和（即反饋信號與輸入信號串聯(lián)），稱之為串聯(lián)反饋；如果二者以電流形式求和（即反饋信號與輸入信號并聯(lián)），則稱之為并聯(lián)反饋。判斷方法二（看連接方式）：如果輸入量與反饋量加在同一點，則為并聯(lián)反饋；如果二者加在不同點，則為串聯(lián)反饋。7-167-17五、負反饋的分析方法分析步驟：3、是否負反饋？4、是負反饋！那么是何種類型的負反饋？（判斷反饋的組態(tài)）1、找出反饋網絡。2、是交流反饋還是直流反饋？反饋？7-181、電壓串聯(lián)負反饋+++＋－Ui＋－＋－Uid＋－UfRlRfRL＋Uo－UidRLUoUfUo集成運放的特性7-19Rb1Rb2RLReVCCC1C2vivo例1解++++__VidVf1、判斷電路中有無反饋，可根據電路中是否存在連接輸入輸出回路的反饋元件。圖中Re是輸出和輸入所共有的元件，因此存在反饋。2、用瞬時極性法可判斷反饋量是使凈輸入量減小的，所以為負反饋。又因是串聯(lián)，所以是串聯(lián)反饋。3、反饋信號取自電壓信號，將負載電阻短路反饋作用消失，因此為電壓反饋?？偨Y：該電路存在電壓串聯(lián)負反饋。7-202、電壓并聯(lián)負反饋+－IidRLUoIfUoUi＋－＋RfIsIiIidIfRL＋Uo－－rsiid=ii

-if

7-21例2解1、判斷電路中有無反饋，可根據電路中是否存在連接輸入輸出回路的反饋元件。圖中RF是連接輸出和輸入的元件，因此存在反饋。2、用瞬時極性法可判斷反饋量是使凈輸入量減小的，所以為負反饋。又因是并聯(lián)，所以是并聯(lián)反饋。3、反饋信號取自電壓信號，將負載電阻短路反饋作用消失，因此為電壓反饋?？偨Y：該電路存在電壓并聯(lián)負反饋。RFRCVCCC1C2vivoRLR1iiifiid－+7-223、電流串聯(lián)負反饋＋＋－UiIoRf＋Uo－RLUf－＋－+++UidRLIoUfIo+_Uiduid=ui

-uf7-23例3解1、判斷電路中有無反饋，可根據電路中是否存在連接輸入輸出回路的反饋元件。圖中Re是輸出和輸入所共有的元件，因此存在反饋。2、用瞬時極性法可判斷反饋量是使凈輸入量減小的，所以為負反饋。又因是串聯(lián)，所以是串聯(lián)反饋。3、反饋信號取自電流信號，將負載電阻短路反饋作用還存在，因此為電流反饋?？偨Y：該電路存在電流串聯(lián)負反饋。Rb1RLReVCCC1C2vivo__++VidVf++－7-244、電流并聯(lián)負反饋IidRLIoIfIoiid=ii-if

7-25例4解1、判斷電路中有無反饋，可根據電路中是否存在連接輸入輸出回路的反饋元件。圖中RF是連接輸出和輸入的元件，因此存在反饋。2、用瞬時極性法可判斷反饋量是使凈輸入量減小的，所以為負反饋。又因是并聯(lián)，所以是并聯(lián)反饋。3、反饋信號取自電流信號，將負載電阻短路反饋作用還存在，因此為電流反饋?？偨Y：該電路存在電流并聯(lián)負反饋。ReRBVCCC1viRLRfifii’iiie2≈ioio+－+－7-26RLvoRLvo電壓反饋采樣的兩種形式：判斷反饋類型的方法：7-27電流反饋采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf7-28iifibib=i-if并聯(lián)反饋ufuiubeube=ui-uf串聯(lián)反饋判斷采樣類型的方法：表四種反饋組態(tài)的A、F之比較輸出信號反饋信號放大網絡的放大倍數(shù)A反饋系數(shù)F電壓串聯(lián)式電壓放大倍數(shù)電壓并聯(lián)式轉移電阻電流串聯(lián)式轉移電導電流并聯(lián)式電流放大倍數(shù)7-297-30§7.2負反饋放大器的方框圖和增益一般表達式一、負反饋放大器的方框圖基本放大電路A反饋回電路F+–反饋量凈輸入量正向傳輸反向傳輸輸出量輸入量7-31

為開環(huán)放大倍數(shù)，為閉環(huán)放大倍數(shù)。其中,稱為反饋深度,它的大小反映了反饋的強弱;常稱為環(huán)路增益。二、負反饋放大器增益一般表達式基本放大電路A反饋回電路F+–7-32

由的大小可將反饋分類為：=0(即)時放大器發(fā)生振蕩,稱為振蕩器。?1(即>10)時的反饋,稱為深度負反饋。>1(即)時的反饋,稱為負反饋。<1(即)時的反饋,稱為正反饋。=1(即)時的反饋,稱為無反饋。7-33§7.3負反饋對放大電路性能的改善引入了負反饋后，可使放大器的很多性能得到改善,主要是提高電路的穩(wěn)定性，改變電路的輸入、輸出電阻，改善電路的非線性失真，改善電路的頻率特性等。因此，負反饋在各種放大器電路中應用十分廣泛。負反饋之所以能夠提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，是因為負反饋對相應的輸出量有自動調節(jié)作用。比如，引入了電壓串聯(lián)負反饋，當放大倍數(shù)由于某種原因增大時，會使輸出電壓增大，反饋電壓也隨之增大，便使凈輸入電壓減小，從而抑制了輸出電壓的增大，也就是穩(wěn)定了放大倍數(shù)。一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性7-34即

上式表明，負反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)的相對變化量dAf/Af是開環(huán)放大倍數(shù)相對變化量dA/A的1/(1+AF)，也就是說，負反饋的引入使放大器的放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高到了(1+AF)倍。對A求導,有式7-35

若因參數(shù)變化使A變化±10%，即A的變化范圍為9000～11000，則可求出Af的相對變化量為

即Af的變化范圍為99.9～100.1。顯然，Af的穩(wěn)定性比A的穩(wěn)定性提高了約100倍（由10%變到0.1%）。負反饋越深，穩(wěn)定性越高。例如，某負反饋放大器的A=104，反饋系數(shù)F=0.01，則可求出其閉環(huán)放大倍數(shù)7-36二、擴展通頻帶

無反饋時，由于電路中電抗元件的存在，以及寄生電容和晶體管結電容的存在，會造成放大器放大倍數(shù)隨頻率而變，使中頻段放大倍數(shù)較大，而高頻段和低頻段放大倍數(shù)較小，其通頻帶fBW=fH-fL較窄。加入負反饋后，利用負反饋的自動調整作用，就可以糾正放大倍數(shù)隨頻率而變的特性，使通頻帶展寬。AAf0.707Avm0.707AvmfAvm無反饋有反饋ffLfＯAvmffLfHfHf7-37由于放大電路中元件（如晶體管）具有非線性，因而會引起非線性失真。一個無反饋的放大器，即使設置了合適的靜態(tài)工作點，但當輸入信號較大時，仍會使輸出信號波形產生非線性失真。引入負反饋后，這種失真可以減小。三、減小非線性失真tAXiXot大小t大小Xi′＋FXft大小t7-38四、改變輸入電阻和輸出電阻負反饋可以影