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1、第六章 放大电路中的反馈,模拟电子技术 电 子 教 案 沈阳工业大学 电子技术教研室,第六章 放大电路中的反馈,第六章 放大电路中的反馈,第六章 放大电路中的反馈,目 录,第六章 放大电路中的反 第一节 反馈基本概念 第二节 四种反馈组态 第三节 负反馈对放大器性能的影响规律,第六章 放大电路中的反馈,第一节 反馈基本概念,1有三种传输路径： 直通 信号未经放大直接到达输出端，是不允许的 正向传输 信号经放大后到达输出回路 反向传输,目录,本章教学要求: 掌握反馈概念， 反馈作用； 会判断反馈，会引反馈,一、信号在电路中传输路径,第六章 放大电路中的反馈,二、有关反馈的各种术语 闭环 开环 反
2、馈通路 取样信号 反馈信号 反馈节点,目录,第一节 反馈基本概念,2反馈定义 将放大器输出回路的电信号（电压或电流），按一定方式反向送到输入回路里，去影响原有输入信号（电压或电流），称反馈,一、信号在电路中传输路径,第六章 放大电路中的反馈,第一节 反馈基本概念,三、怎样判断电路中有无反馈 方法：看是否存在反馈通路 ，有则有，无则无。 四、正反馈和负反馈 判断正反馈和负反馈的方法： 瞬时极性法 设Xi为Amp输入信号，XO为输出信号 先设Xi极性，找XO极性、Xf极性、 Xf与Xi极性相对比 ： XfXiXO，是负反馈 XfXiXO，是正反馈,目录,第六章 放大电路中的反馈,第一节 反馈基本概
3、念,目录,五、直流反馈和交流反馈,1. 定义： DC反馈是指Xf是直流量 AC反馈是指Xf是交流量 2判断方法： 看反馈通路中存在的电容类型 存在串连电容的必为交流反馈 存在旁路电容的必为直流反馈 无电容，则交、直反馈共存,第六章 放大电路中的反馈,六、本级反馈与级间反馈 1本级（单级）反馈：只存在于本级电路中。 2级间（多级）反馈：是指反馈通路跨接于几级放大器之间。,目录,第一节 反馈基本概念,第六章 放大电路中的反馈,1. 反馈放大器组成 基本放大器（不存在反馈的放大器，但要考虑反馈电路的影响） 反馈网络（反馈电路）,目录,第一节 反馈基本概念,反馈放大器的基本方程式,一、反馈放大器的框图
4、表示法,第六章 放大电路中的反馈,2定义： 净输入信号 反馈系数 开环增益(基本放大器增益) 闭环增益,目录,第一节 反馈基本概念,一、反馈放大器的框图表示法,第六章 放大电路中的反馈,含义：表明负反馈使输入信号 减小了,第一节 反馈基本概念,含义：负反馈使开环增益 减小了 倍,目录,二、推导反馈基本关系式,证明,2.开环增益 与闭环增益 关系式,证明,第六章 放大电路中的反馈,讨论： 1时， 称负反馈； =0时， = 称自激； 即无输入Xi(j)=0，也有输出XO(j) 1时，Af()=1/F() 称深负反馈。 从上可见，负反馈所引起的变化都与 有关 把 称为反馈深度,目录,第一节 反馈基本
5、概念,第六章 放大电路中的反馈,第二节 四种反馈组态,一、电压串联负反馈,目录,基本放大器和反馈网络，各自有两个IN端和两个OUT端， 当它们相连时有四种可能组合，于是形成四种反馈组态。,第六章 放大电路中的反馈,第二节 四种反馈组态,1. 什么叫电压反馈 从输出回路观察的反馈形式 基本特征 取样信号为电压量 ，XfUO， 输出回路网络并联 判断电压、电流反馈方法 负载短路法： 将RL两端短路，若Xf消失了， 是电压反馈，否则是电流反馈。,目录,组态判断1， 组态判断2,一、电压串联负反馈,第六章 放大电路中的反馈,第二节 四种反馈组态,2. 什么叫串联反馈 从输入回路观察的反馈形式 基本特征
6、 反馈信号Xf为电压信号 输入回路电压求和，即Ui=Ui-Uf 输入回路网络互串。 判断串、并联反馈的方法,目录,一、电压串联负反馈,反馈节点短路法： 将反馈节点对地短路，若输入信号能进入放大器的输入回路，则是串联反馈,否则就是并联反馈。,RS越小，串反效果越好， RS=0效果最佳。,第六章 放大电路中的反馈,3. 基本关系式 F=Xf /XO=Uf /UO-电压反馈系数，记作Fu A=XO/Xi=UO/Ui开环电压增益，记作Au Af=XO/Xi=UO/Ui-闭环电压增益，记作AuF 4. 电压串联负反馈特征 四个信号（Xi, Xi, Xf , XO）均为电压量 传输函数为电压增益，等效为V
7、CVS（受控恒压源） 输入回路网络串联；输出回路网络并联。,目录,第二节 四种反馈组态,一、电压串联负反馈,第六章 放大电路中的反馈,第二节 四种反馈组态,1. 什么叫并联反馈 是从输入回路观察的反馈形式 基本特征 输入回路网络并联，Xf为电流信号 输入回路中以电流信号求和， Ii,=IiIf 源内阻RS对并联反馈的影响 RS越大反馈效果越好，RS=效果最佳。,目录,二、电压并联负反馈,第六章 放大电路中的反馈,2. 基本关系式 F=Xf/XO=If/UO -量纲S，互导反馈系数，记作FG A=XO/Xi=UO/Ii, -量纲，开环互阻增益，记作AR Af=XO/Xi=UO/Ii-量纲，闭环互
8、阻增益，记作ARF 3. 压并反馈特征 四信号中：XO为电压量，余为电流量。 传输函数为互阻增益。等效为ICVS IN或OUT回路中网络互并,目录,第二节 四种反馈组态,二、电压并联负反馈,第六章 放大电路中的反馈,第二节 四种反馈组态,目录,三、电流串联负反馈,1. 什么叫电流反馈 是从输出回路观察的反馈形式 基本特征 取样信号为电流量 XfIO 输出回路网络串联,第六章 放大电路中的反馈,2. 基本关系式 F=Xf/XO=Uf/IO -量纲，互阻反馈系数，记作FR A=XO/Xi=IO/Ui-量纲S，开环互导增益，记作AG Af=XO/Xi=IO/Ui-量纲S，闭环互导增益，记作AGF 3
9、. 流、串反馈基本特征 四信号中Xo为电流量，余为电压量 传输函数为互导增益，等效为VCCS IN或OUT回路网络互串 电流串联负反馈构成互导Amp、V/I转换器。,目录,第二节 四种反馈组态,三、电流串联负反馈,第六章 放大电路中的反馈,目录,第二节 四种反馈组态,四、电流并联负反馈,1. 基本关系式 F=Xf /XO=If/IO -电流反馈系数，记作Fi A=XO/Xi=IO/Ii,-开环电流增益，记作Ai Af=XO/Xi=IO/Ii-闭环电流增益，记作Aif 2. 电流并联反馈特征 四信号为电流量 传输函数为电流增益， 等效为ICIS。 输入回路网络互并， 输出回路网络互串,第六章 放
10、大电路中的反馈,第三节 负反馈对放大器的影响,一、稳定增益 1. 增益稳定性 是指增益按设定值保持恒定的特性。 开环放大器增益稳定性较差，增益受电源波动、负载、元器件参 数和周围环境温度等因素的影响。,目录,负反馈对放大器性能的影响,2. 提高增益稳定性原理 当深负反馈时 |Af(j)|=|1/F(j)|，此式表明 |Af(j)|值仅与|F(j)|有关。一般反馈为电阻网络 |Af(j)|值与开环增益|A(j)|无关，即与上述诸因素无关 结论：闭环增益是稳定的,第六章 放大电路中的反馈,3. 基本关系式 （dAf/Af）=（dA/A）/（1+ AF） 对于负反馈 (1+AF)1, 所以 （dAf
11、/Af）（dA/A） 基本关系式表明 4. 提高哪种增益稳定性，取决于反馈组态 电压负反馈能稳定电压增益 电流负反馈能稳定电流增益,目录,第三节 负反馈对放大器的影响,一、稳定增益,负反馈能使放大器增益稳定性提高了(1+AF)倍。,第六章 放大电路中的反馈,第三节 负反馈对放大器的影响,2. 几点注意 负反馈不能减小输入信号本身所存在的非线性失真 只有将输入信号信号先增大（1+AF）倍后， 再输入到放大器，负反馈才能使非线性失真减小(1+AF) ， 倍，否则无效。,目录,二、减小放大器非线性失真,1. 减小非线性失真原理,非线性失真减小到 基本放大电路的 1/（1AF）,第六章 放大电路中的反
12、馈,1. 展宽原理： 深负反馈时 Af=1/F 只要反馈网络是纯阻性F为实数Af与频率无关BW 2. 定量分析 对于单极点放大器而言，负反馈能使BW展宽(1+AF)倍. 对于多级放大器不存在上述关系，但能有所改善。,目录,第三节 负反馈对放大器的影响,三、展宽放大器频带,第六章 放大电路中的反馈,1. 串联负反馈能提高输入电阻 两个电阻相串总阻值大于任何一个阻值。而串联反馈是两个网络相串联，因此Rif Ri 。,目录,第三节 负反馈对放大器的影响,四、改变放大器输入阻抗,Rif=Ri(1+AF),Rif=Ri(1+AuFu) 压/串负反馈 Rif =Ri(1+AGFR) 流/串负反馈,第六章
13、放大电路中的反馈,两个电阻并联，一定小于任何 一个阻值。而并联反馈是两个 网络相并联，因此，RifRi,目录,第三节 负反馈对放大器的影响,2. 并联负反馈能减小输入电阻,四、改变放大器输入阻抗,Rif=Ri/(1+AF),Rif=Ri/(1+ARFG) 压/并负反馈 Rif =Ri/(1+AIFI) 流/并负反馈,第六章 放大电路中的反馈,1. 电压负反馈能减小输出电阻 电压负反馈能使电压增益恒定， 表明输出电阻小。 电压反馈是两个网络相并联， 因此，ROfRO,目录,第三节 负反馈对放大器的影响,五、改变放大器输出阻抗,Rof=Ro/(1+AF),第六章 放大电路中的反馈,目录,第三节 负
14、反馈对放大器的影响,1. 电流负反馈能增大输出电阻 电充负反馈能使输出电流恒定， 表明输出电阻大。 电流反馈是两个网络相串联， 因此，ROfRO,五、改变放大器输出阻抗,Rof=Ro(1+AF),第六章 放大电路中的反馈,结论 1负反馈在电路中所起的重要作用是 稳定直流工作点 改善交流性能（见上面分析） 2负反馈改善放大器交流性能的同时也牺牲了增益 3根据需求引入相应负反馈规则 自学（P280） 做到会根据给定要求引负反馈。,目录,第三节 负反馈对放大器的影响,第六章 放大电路中的反馈,1. 是指放大器工作时不产生自激 自激使指没有输入信号时也能产生输出的现象。 2. 自激会破坏放大器正常工作，是不允许的。 当负反馈过深，即（1+AF）1时， 负反馈变成正反馈，产生自激。,目录,第三节 负反馈对放大器的影响,五、负反馈放大器工作稳定性,3. 稳定性的判定 4. 如何提高负反馈放大器工作稳定性 控制反馈深度即（1+AF）取值合适。 在电路中加补偿措施，即加电容或电容与电阻复合网络破坏自激，由实验决定。,第六章 放大电路中的反馈,瞬时极性法,返回,第六章 放大电路中的反馈,反馈组态的判断（一）,返回,第六章 放大电路中的反馈,反馈组态的判断（二）,返回,第六章 放大电路中的反馈,负反馈对放大器性能的影响,返回,
