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6.2負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài)6.5負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響童詩白第四版6.3負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式6.1反饋的基本概念及判斷方法TUBEICICVEIB工作點(diǎn)穩(wěn)定電路：6.1.1什么是反饋？？+ui-T+uo-VB一定VE電子電路將輸出量的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路，用來影響輸入量的措施稱為反饋。

反饋放大電路可用方框圖表示:+放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)反向傳輸正向傳輸從輸入端到輸出端從輸出端到輸入端凈輸入量輸入量反饋量±6.1.2反饋分類及判斷按照對(duì)凈輸入信號(hào)的影響，分為正反饋和負(fù)反饋按照反饋信號(hào)所取的輸出信號(hào)不同，分為電壓反饋和電流反饋按照反饋信號(hào)加在輸入回路的形式，分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋按照反饋所含有的信號(hào)，分為直流反饋和交流反饋+放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)±一、有無反饋的判斷若放大電路中存在將輸出回路與輸入回路相連接的通路，并由此影響了放大電路的凈輸入，則表明電路中引入了反饋。+ui-T+uo-Rb1RbRcC2C1+VCC無+ui-T+uo-Rb1Rb2RcReC2C1Ce+VCC有–+Aui

uo

無–+Aui

uo

R1R2有–+Aui

uo

R

無二、負(fù)反饋和正反饋1.負(fù)反饋

—使放大電路凈輸入量減小的反饋，或使輸出量的變化減小的反饋。2.正反饋—使放大電路凈輸入量增大的反饋，或使輸出量的變化增大的反饋。正反饋和負(fù)反饋的判斷法之一：瞬時(shí)極性法ui

uo

R1R2–+A2

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，可用“+”、“-”或“↑”、“↓”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。ui

uo

R1R2–+A2

+uf

–ud

負(fù)反饋如果反饋信號(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。瞬時(shí)極性法–+Aui

uo

R1R2–uf

+ud

正反饋+ui-T+uo-Rb1Rb2RcReC2C1+VCC+uf

–ud

負(fù)反饋+ui-T1R1R2R3C1+uo-R4R5C2+VCCR6T2C3+uf

–ud

負(fù)反饋瞬時(shí)極性法三、交流反饋和直流反饋1.直流反饋：反饋量只含有直流量2.交流反饋：反饋量只含有交流量判斷：反饋網(wǎng)絡(luò)中只有電阻時(shí),交、直流反饋兼有;反饋網(wǎng)絡(luò)中有電容時(shí),直流反饋可以穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn);交流反饋可以改善放大電路的工作性能。需要進(jìn)行判斷。作用：僅有直流反饋僅有交流反饋交、直流反饋共存僅有直流反饋

將輸出電壓“短路”，若反饋信號(hào)為零，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)仍然存在，則為電流反饋。四、電壓反饋和電流反饋電壓反饋：反饋信號(hào)的大小與輸出電壓成比例的反饋

2.電流反饋：反饋信號(hào)的大小與輸出電流成比例的反饋

電壓反饋可以穩(wěn)定輸出電壓;電流反饋可以穩(wěn)定輸出電流。判斷：作用：Rf

RL–+Auo

i1if

–+Ai1Rf

反饋消失電壓負(fù)反饋R1

RL–+Auo

i1if

R2

+–io

R1

–+Ai1R2

io

if

反饋存在電流負(fù)反饋

五、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋1.并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的同一個(gè)電極此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電流相加減的關(guān)系。此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電壓相加減的關(guān)系。2.串聯(lián)反饋：加在放大電路輸入回路的兩個(gè)電極﹢﹣usRLR2R1Rs+–AFuiud

uouf

–+FAisRLRsRfRiiidioif對(duì)于三極管來說：并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在三極管

的基極或發(fā)射極串聯(lián)反饋：一個(gè)加在基極一個(gè)加在發(fā)射極

對(duì)于運(yùn)算放大器來說：并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在同相輸入端或反相輸入端串聯(lián)反饋：分別加在同相輸入端和反相輸入端[例題]判斷反饋組態(tài),反饋極性,交流反饋和直流反饋.+ui-T+uo-Rb2Rb1RcReC2C1Ce+VCC+ui-T+uo-RbRcC2C1+VCC﹢﹣R1Rfuiuo﹢﹣R1RLuiioR2R4負(fù)反饋直流串聯(lián)電流負(fù)反饋交直流并聯(lián)電壓負(fù)反饋交直流串聯(lián)電壓負(fù)反饋交直流并聯(lián)電流1.局部反饋：只對(duì)多級(jí)放大電路中某一級(jí)起反饋?zhàn)饔?.極間反饋：將多級(jí)放大電路的輸出量引回到其輸入級(jí)的輸入回路通過R3引入的是局部反饋通過R4引入的是級(jí)間反饋

六、局部（本級(jí)）反饋和級(jí)間反饋6·2負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài)6·2·1

負(fù)反饋放大電路分析要點(diǎn)

+放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)直流負(fù)反饋能夠穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。交流負(fù)反饋使放大電路的輸出量與輸入量之間具有穩(wěn)定的比例關(guān)系，任何因素引起的輸出量的變化均將得到抑制。uo↑uN↑﹢﹣R1Rfuiuoud↓uo↓——電壓反饋和電流反饋——串聯(lián)反饋和并聯(lián)負(fù)反饋+放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)反饋量實(shí)質(zhì)是對(duì)輸出量的取樣，其數(shù)值與輸出量成正比

負(fù)反饋的基本作用是將引回的反饋量與輸入量相減，從而調(diào)整電路的凈輸入量和輸出量。同時(shí)考慮輸入端和輸出端的情況，電壓串聯(lián)(串聯(lián)電壓)負(fù)反饋電壓并聯(lián)(并聯(lián)電壓)負(fù)反饋電流串聯(lián)(串聯(lián)電壓)負(fù)反饋電流并聯(lián)(并聯(lián)電流)負(fù)反饋共有四種負(fù)反饋類型(組態(tài))：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)定的電壓——電壓負(fù)反饋；穩(wěn)定的電流——電流負(fù)反饋；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)是：恒壓源(或近似恒壓源)——串聯(lián)負(fù)反饋；恒流源(或近似恒流源)——并聯(lián)負(fù)反饋；[例題]判斷反饋組態(tài),反饋極性,交流反饋和直流反饋.uo+VCCT3R2T1R3T2R1-VEER6R5R4IoRsusu1兩級(jí)直接耦合放大電路

差分式放大電路

共射極放大電路本級(jí)反饋（局部反饋）級(jí)間反饋本級(jí)：負(fù)反饋交直流串聯(lián)電流級(jí)間：負(fù)反饋交直流串聯(lián)電壓6·2·2

四種負(fù)反饋組態(tài)的判斷[例題]判斷反饋組態(tài),反饋極性,交流反饋和直流反饋.B1R1:直流電流并聯(lián)負(fù)反饋E1Rf、

Re11、

Ce:交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋R1uiuo[例題]由集成運(yùn)放A及晶體管T1、T2組成的放大電路如圖所示，試分別按下列要求將信號(hào)源us、電阻Rf

正確接入該電路。(1)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋；(2)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋；(3)引入電流串聯(lián)負(fù)反饋；(4)引入電流并聯(lián)負(fù)反饋；R2duo+VCCT2T1R4R3﹢﹣AR1c-VEEghusba+-Rfij(1)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋(+)(+)(+)(+)R2duo+VCCT2T1R4R3﹢﹣AR1c-VEEghusba+-Rfij(2)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋(+)(+)(+)(+)(+)(-)(-)(-)R2duo+VCCT2T1R4R3﹢﹣AR1c-VEEghusba+-Rfij(3)引入電流串聯(lián)負(fù)反饋(+)(+)(-)(-)(-)(+)(-)(+)(+)(+)R2duo+VCCT2T1R4R3﹢﹣AR1c-VEEghusba+-Rfij(4)引入電流并聯(lián)負(fù)反饋(+)(+)(-)(-)由運(yùn)放A1,A2,A3

組成的反饋放大電路如圖所示,試判斷電路中存在何種反饋組態(tài)。[例題]﹢﹣A1R1﹢﹣﹢﹣A2A3R2R3R4R5R6R7R8A2：本級(jí)負(fù)反饋并聯(lián)電壓A3：本級(jí)負(fù)反饋串聯(lián)電壓A1：級(jí)間負(fù)反饋串聯(lián)電壓6.3負(fù)反饋放大電路的方塊圖及一般表達(dá)式放大電路的放大倍數(shù)6.3.1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):環(huán)路放大倍數(shù):反饋深度+放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)關(guān)于反饋深度的討論它反映了反饋對(duì)放大電路影響的程度。分為三種情況:(1)當(dāng)時(shí)，，相當(dāng)于輸入為零時(shí)仍有輸出，故稱為“自激狀態(tài)”。深度負(fù)反饋一般負(fù)反饋(3)當(dāng)時(shí)，，正反饋(4)當(dāng)時(shí)，，

6.3.2深度負(fù)反饋凈輸入量可忽略不計(jì)在深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)放大倍數(shù)近似等于反饋系數(shù)的倒數(shù)，與有源器件的參數(shù)基本無關(guān)。一般反饋網(wǎng)絡(luò)是無源元件構(gòu)成的，其穩(wěn)定性優(yōu)于有源器件，因此深度負(fù)反饋時(shí)的放大倍數(shù)比較穩(wěn)定。深度負(fù)反饋+放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)

電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路電流串聯(lián)負(fù)反饋6·3·3基于理想運(yùn)放的放大倍數(shù)分析一、理想運(yùn)放的線性工作區(qū)1.理想運(yùn)放的性能指標(biāo)開環(huán)差模增益（放大倍數(shù)）Aod=∞；差模輸入電阻rid=∞；輸出電阻ro=0；共模抑制比KCMR=∞;上限截止頻率fH=∞;失調(diào)電壓UIO、失調(diào)電流IIO及其溫漂dUIO/dT(℃)、dIIO/dT(℃)均為零，且無任何內(nèi)部噪聲2.集成運(yùn)放工作在線性區(qū)的電路特征為+UOM對(duì)于理想運(yùn)放，由于Aod=∞，因而即使凈輸入量為微小值，輸出也將超出線性范圍，或－UOM。ud

uo

oud

uo

o線性區(qū)NPuN＋－uPuOAiPiN反饋網(wǎng)絡(luò)只有電路引入負(fù)反饋，使凈輸才能保證集成運(yùn)放工作在線性區(qū)。即由集成運(yùn)放組工作在線性區(qū)。入量趨于零，成的負(fù)反饋放大電路中集成運(yùn)放3.理想運(yùn)放在線性區(qū)的特點(diǎn)NPuN＋－uPuOAiPiN反饋網(wǎng)絡(luò)由于uO為有限值，Aod=∞,∴凈輸入電壓uP-uN=0，即uP=uN虛短由于凈輸入電壓uP-uN=0，iP=iN=0虛斷又因?yàn)閞id=∞，∴兩個(gè)輸入端的輸入電流也均為零，即二、放大倍數(shù)的分析電壓串聯(lián)負(fù)反饋iPiNiR1iR2虛短虛斷∴∴電壓放大倍數(shù)6.5負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響

提高增益的穩(wěn)定性減少非線性失真擴(kuò)展頻帶改變輸入電阻和輸出電阻

在放大器中

引入負(fù)反饋

降低了放大倍數(shù)

使放大器的性能得以改善6.5.1穩(wěn)定放大倍數(shù)閉環(huán)時(shí)則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對(duì)變化量比開環(huán)減小了1+AF倍另一方面在深度負(fù)反饋條件下

即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時(shí)，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。一.負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響6.5.2改變輸入電阻和輸出電阻1.串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻

對(duì)輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路輸入端的接法有關(guān)，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。2.并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電