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1、1,第六章 反馈放大电路,模拟电路,6.1 反馈的概念 6.2 负反馈放大电路的四种基本组态 6.3 负反馈对放大电路性能的影响 6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的 分析,6.1 反馈的概念,凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈。,若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。,这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。,取+ 加强输入信号 正反馈 用于振荡器,取 - 削弱输入信号 负反馈 用于放大器,开环,闭环,负反馈的作
2、用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。,反馈框图：,反馈电路的三个环节：,放大：,反馈：,叠加：,负反馈框图：,输出信号,输入信号,反馈信号,差值信号,开环放大倍数,闭环放大倍数,反馈系数,负反馈放大器的一般关系：,8,1）如果 ，则 。这就是负反馈的情况，因为它表示反馈的引入削弱了输入量的作用，使闭环增益下降。 因为 可见负反馈的作用是使真正加到放大电路输入端的净输入量减小到无反馈时的 ，从而使闭环增益下降。,9,2）如果 ，则 。这是正反馈的情况，表明反馈的引入加强了输入量的作用，使毕环增益加大。 3）当 时，闭环增益 。这意味着即使没有输入量也仍然有输
3、出量。这种工作状态叫做放大电路的“自激”。在自激时，放大电路已失去正常的放大功能，因而一般是必须加以消除的。但是，有时又要对自激状态加以利用。,10,4）当 时，就变为 ， 说明此时反馈放大电路的闭环增益将只取决于反馈系数。因为反馈网络通常由无源元件组成，这些元件性能非常稳定，所以在这种情况下反馈放大电路的工作也将非常稳定，不受除输入量以外的干扰因素的影响。因为 ， ，所以叫做“深度反馈”。,负反馈放大器的闭环放大倍数,当Ao很大时，AoF1：,结论：当 Ao 很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。,12,反馈的判断,有无反馈判断：,有反馈
4、通路；并影响净输入,例：,Rf 、RE1组成反馈网络,6.2 负反馈的类型,6.2.1 负反馈的类型,一、电压反馈和电流反馈,电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。 电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。,电压负反馈：可以稳定输出电压、减小输出电阻。 电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。,根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。,电压反馈采样的两种形式：,采样电阻很大,电流反馈采样的两种形式：,采样电阻很小,根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。,串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较。,并联反馈：反馈信号与输入
5、信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较。,串联反馈使电路的输入电阻增大； 并联反馈使电路的输入电阻减小。,二、串联反馈和并联反馈,ib=i-if,并联反馈,(净输入）ube=ui-uf,串联反馈,ui=ube+ uf, (净输入）,i=ib+if,三、交流反馈与直流反馈,交流反馈：反馈只对交流信号起作用。 直流反馈：反馈只对直流起作用。,若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。,在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。,有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。,增加隔直电容C后，Rf只对交流起反
6、馈作用。,注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。,增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。,22,23,负反馈,交流反馈,直流反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,电流并联负反馈,稳定静态工作点,负反馈的分类小结,6.2.3 反馈组态的判断,分析步骤：,3. 是否负反馈？,4. 是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）,1. 找出反馈网络（电阻）。,2. 是交流反馈还是直流反馈？,一、反馈类型的判断,电压反馈与电流反馈判别方法：,电压反馈一般从后级放大器的集电极采样。,电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。,并联反馈与串联反馈判别方法：,并联反馈的反馈信号接于晶体
7、管基极。,串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极。,注意：直流反馈中，输出电压指UCE，输出电流指IE或IE。,判断负反馈的方法瞬时极性法,假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。,如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是电流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。,判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系。,例1：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,uf,ube=ui-uf,uc1,ub2,uc2,uo,此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。, 分析中用到了三
8、极管的集电极与基极相位相反这一性质。,30,瞬时极性法应用,假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。,+,_,+,+,+,_,负反馈,正反馈,uf,uf, 这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。,分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并且注意符号的使用规则。,如果反馈对交直流均起作用，可以用全量。, 当为交流反馈时，瞬时极性法所判断的也是相位的关系。电路中两个信号的相位不是同相就是反相，因此若两个信号都上升，它们一定同相；若另一个信号下降而另一个上升，它们一定反相。,32,+,iD =iI
9、+ iF,正反馈,判断反馈极性,33,判断反馈极性,+,+,+ vD -,vF,vD =vI - vF,负反馈,34,判断反馈极性,+,+,+ vD -,vF,负反馈,vD =vI - vF,35,判断反馈极性,+,-,iD =iI - iF,-,负反馈,36,+,-,-,iD =iI iF 负反馈,37,+,+,+,vD =vI - vF : 负反馈,+ vD -,vF,38,vD =vi - vF : 负反馈,+,-,- vD +,vF,+,39,vD =vi - vF 负反馈,+,-,+,+ vD -,+vF,判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,if,ib=i+if,uo,
10、此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。,问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？,不能！Rf为三极管提供静态电流！,Rf 的作用： 1. 提供静态工作点。 2. 直流负反馈，稳定静态工作点。 3. 交流负反馈，稳定放大倍数。,例3：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,例4：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。,例5：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。,1. 对交流信号：,RE1：电流串联负反馈。,2. 对直流信号：,RE1、RE2对直流均起作用，通过反馈稳定静态工作点。,反馈过程：,例6：判断如图
11、电路中RE3的负反馈作用。,电流串联负反馈，对直流不起作用。,47,例：判断如图电路中的反馈。,RE ：电压串联负反馈。,48,运放四种组态电路的方块图：,电压串联负反馈,电流串联负反馈,功能：ui控制uo, 电压放大,功能：ui控制io,电压转换成电流,49,+,_,A0,R2,R1,uo,+,_,RL,电压并联负反馈,电流并联负反馈,功能：ii控制uo,电流转换成电压,功能：ii控制io,电流放大,50,（1）xf 与uo成正比 是电压反馈,xf 与io成正比 是电流反馈,RL,ud,uf,电压反馈和电流反馈(在输出端判别),ui,uo,R2,io,uf,（2）输出端短路法,将输出端负载两
12、端短路， 若反馈消失为电压反馈， 否则为电流反馈。,51,串联反馈和并联反馈 (在输入回路中判别),xi 与 xf 串联为串联反馈， xf 必以电压形式出现,xi 与 xf 并联为并联反馈， xf 必以电流形式出现,xi 与 xf 分别接在两个输入端，为串联反馈,xi 与 xf 接在同一个输入端，为并联反馈,ui,uo,ii,id,if,RL,R1,RF,R2,52,电压串联负反馈,53,电压串联负反馈,电流串联负反馈,54,电流并联负反馈典型电路,输入端 电流相加减,Vo为0时， 反馈仍然存在,55,判断反馈类型,全局反馈R2：电压并联负反馈,56,u,i,A1,A2,uf,+,+,uo,R
13、F1,R1,R2,RF,R4,R3,R5,R6,RF2,利用瞬时极性法判断反馈的正负,反馈类型：串联 电压 负反馈,电流,RL,uf 与uo成正比,io,反馈类型的判别,ud,57,ui,R,RF1,RF2,A1,A2,A3,uo,uf,RF1电压并联负反馈(级间),RF2电压串联负反馈(级间),if,例,多级放大器用瞬时极性法判别反馈的正负。,58,大环为何种反馈？,59,大环为何种反馈？,60,大环为何种反馈？,61,大环为何种反馈？,6.3 负反馈对放大电路的影响,反馈电路的基本方程,一、对放大倍数的影响,Ao,开环放大倍数,AF,闭环放大倍数,同相，所以,则有：,负反馈使放大倍数下降。
14、,中，,(1),(2) 引入负反馈后，在输入信号一定的情况下，当电路参数变化、电源电压波动或负载发生变化时，放大电路输出信号的波动减小，即放大倍数的稳定性提高。 放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。,在中频范围内，,放大倍数的相对变化量：,提高了放大倍数的稳定性,例：在负反馈放大电路中，, 估算反馈系数 和反馈深度, 估算放大电路的闭环电压放大倍数, 如果开环差模电压放大倍数 A 的相对变化量为10%，此时闭环电压放大倍数 Af 的相对变化量等于多少？,解：, 反馈系数,反馈深度, 闭环放大倍数, Af 的相对变化量,结论：当开环差模电压放大倍数变化 10% 时，电压放大倍数的相对变化量只
15、有 0.000 1%，而稳定性提高了一万倍。,放大倍数稳定性的比较：,=60时, Ao =-93,=50时, Ao =-77,=60时, AF =-19.4,=50时, AF =-18.6,无负反馈时：,有负反馈时：,RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60 EC=15V rbe=1.62 k,69,在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。,70,二、减少非线性失真,加入 负反馈,无负反馈,F,uf,uo,略大,略小,略小,略大,接近正弦波,改善了波形失真,三、对输入、输出电阻的影响,1. 串联负反馈使电路的输入电阻增加：,2. 并联负反馈使电路的输入电阻减小：,例如:射极输出器,理解：串联负反馈相当于在输入回路中
