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1、5.2 5.2 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响 5.4 5.4 深度负反馈深度负反馈 5.3 5.3 负反馈放大器的性能分析负反馈放大器的性能分析 5.1 5.1 反馈放大器的基本概念反馈放大器的基本概念 第五章第五章 放大器中的负反馈放大器中的负反馈 5.5 5.5 负反馈放大器的稳定性负反馈放大器的稳定性 5.1 5.1 反馈放大器的基本概念反馈放大器的基本概念 5.1.1 5.1.1 反馈放大器的组成反馈放大器的组成 将放大器输出信号的一部分或全部，通过反馈网络回送 到电路输入端，并对输入信号进行调整，所形成的闭合回 路即反馈放大器。 q 反馈放大器组成框图 基本放大器
2、A 反馈网络kf xo xi xi xf 净输入信号 输入信号 反馈信号 输出信号 q 反馈放大器增益一般表达式 基本放大器A 反馈网络kf xoxixi xf 开环增益 反馈系数 闭环增益 反馈深度 环路增益 反馈深度F（或环路增益T）是衡量反馈强弱的一项重要 指标。其值直接影响电路性能。 q 反馈极性 由于净输入信号 若 xf 削弱了xi，使 xi xi正反馈 说明 负反馈具有自动调整作用，可改善放大器性能。 例：某原因 正反馈使放大器工作不稳定，多用于振荡器中。 负反馈的自动调整作用是以牺牲增益为代价的。 5.1.2 5.1.2 四种类型负反馈放大器四种类型负反馈放大器 q 根据输出端连
3、接方式 电压反馈 A kf RL + - voxi xf xi 在输出端，凡反馈网络与基本放大器并接，反馈信号取 自负载上输出电压的反馈称为电压反馈。 输出量 xo = vo xi xf xi A kf RL io 在输出端，凡反馈网络与基本放大器串接，反馈信号取 自负载中输出电流的反馈称为电流反馈。 电流反馈 输出量 xo = io q 根据输入端连接方式 串联反馈 在输输入端，反馈馈网络络与基本放大器串接，反馈馈信号以电压电压 vf 的形式出现现，并在输输入端进进行电压电压 比较较，即vi= vi- vf 。 在输输入端，反馈馈网络络与基本放大器并接，反馈馈信号以电电流if 的形式出现现，
4、并在输输入端进进行电电流比较较，即ii = ii- if 。 并联反馈 A kf RS + - vs + - vi vf vi + - + - xoA kf RS iS ii if ii xo qq 四种类型负反馈放大器增益表达式四种类型负反馈放大器增益表达式 Av kfv RS + - vs + - vi vf vi + - + - RL + - vo Ar kfg RL + - vo RS iS ii if ii 电压串联负反馈 开环电压增益 电压反馈系数 闭环电压增益 电压并联负反馈 开环互阻增益 互导反馈系数 闭环互阻增益 Ag kfr RL io RS + - vs + - vi v
5、f vi + - + - RS iS ii if ii Ai kfi RL io 电流串联负反馈 开环互导增益 互阻反馈系数 闭环互导增益 电流并联负反馈 开环电流增益 电流反馈系数 闭环互阻增益 注意：不同反馈类型对应不同输入、输出电量，因此不同类 型反馈电路的A、kf 、Af含义不同。 A kf xo xi xf xi 5.1.2 5.1.2 反馈极性与类型的判别反馈极性与类型的判别 q 判断是否为反馈电路 看电路输出与输入之间是否接 有元件，若有则为反馈电路，该 元件即为反馈元件。 vi VCC RC vo + - + - RE RB1 RB2 vi VCC RC Rf vo 例1 Rf
6、为反馈元件。 例2 RE为反馈元件。 q 判断反馈类型 采用短路法 假设输出端交流短路，若反馈信号消失，则为电压反 馈；反之为电流反馈。 判断电压与电流反馈 判断串联与并联反馈 假设输入端交流短路，若反馈作用消失，则为并联反 馈；反之为串联反馈。 Av kfv RS + - vs + - vi vf vi + - + - RL + - vo RS iS ii if ii Ai kfi RL io q 判断反馈极性 采用瞬时极性法 A kf xo xi xf xi 设vi 瞬时极性为 用正负号表示电路中各点电压的瞬时极性，或用箭头表示 各节点电流瞬时流向的方法称瞬时极性法。 比较xf 与xi 的
7、极性 （ xi= xi- xf ） 若xf 与xi同相，使xi减小的，为负反馈； 若xf 与xi反相，使xi增大的，为正反馈。 经A 判断vo ？ ？ 经kf 判断xf ？ ？ 说明 用瞬时极性法比较xf 与xi 极性时： 若是并联联反馈馈：则则需根据电压电压 的瞬时时极性，标标出相关支 路 的电电流流向，然后用电电流进进行比较较（ii= ii- if ）。 若是串联联反馈馈：则则直接用电压进电压进 行比较较（vi= vi- vf ）。 按交、直流性质分： 直流反馈： 交流反馈： 反馈信号为直流量，用于稳定电路静态工作点。 反馈信号为交流量，用于改善放大器动态性能。 多级放大器中的反馈： 局部
8、反馈： 越级反馈： 反馈由本级输出信号产生，可忽略。 输出信号跨越一个以上放大级向输入端传送 的称为级间（或越级）反馈。 例1 判断电路的反馈极性和反馈类型 。 假设输出端交流短路， Rf引入的反馈消失电压反馈。 假设输入端交流短路， Rf 的反馈作用消失并联反馈。 分析： vi VCC RC Rf vo + - + -Rf Rf 则则vc为 为 - 假设设vi瞬时时极性为 为 + + - 形成的if 方向如图示。 ii if ib 因净输入电流 ib= ii- if ii负反馈。 结论： Rf引入电压并联负反馈 vi RC vo + - + - vi VCC RC vo + - + - RE
9、 RB1 RB2 例2 判断图示电路的反馈极性和反馈类型。 假设输出端交流短路， RE上的反馈依然存在 电流反馈。 假设输入端交流短路， RE上的反馈没有消失串联反馈。 分析： 假设设vi瞬时时极性为 为 + 因净输入电压 vbe= vi- vf vi负反馈。 结论： RE引入电流串联负反馈 vi RC vo + - + - RE RB1 RB2 + 则则ve（即vf ）极性为 为 + + 例3 判断下列电路的反馈极性和反馈类型。 vi VCC RC1 vo + - + - RE1 RBRC2 RE2 Rf vi VCC RC1 vo + - + - RE1 RBRC2 RE2Rf - + A
10、 R1 Rf + - vs vo - + A R1 Rf + - vs vo + - - 电流并联负反馈电流串联正反馈 + - - - + - 电压并联负反馈 电压串联负反馈 + + + vi VCC RC1 vo VEE Rf RE2 R1 RC2 RC3 Rs T1T2 T3 例4 判断下列电路的反馈极性和反馈类型 。 vi VCC RC1 vo VEE RE R1 RC2 RC3 RS T1T2 T3 Rf + - - + + + 电流串联负反馈 + 电流并联负反馈 vi VCC RD1 vo + - + - RS1RG RD2 RS2Rf vi VCC RD1 vo + - + - R
11、S1 RG RD2 RS2Rf 例4 判断下列电路的反馈极性和反馈类型 。 + + + + - 电压并联正反馈 - + 电压串联负反馈 5.2.1 5.2.1 降低增益降低增益 5.2 5.2 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响 反馈越深，电路增益越小。 由得知： 注：当取源增益时，上式依然成立，即 5.2.2 5.2.2 减小增益灵敏度减小增益灵敏度（或提高增益稳定性）（或提高增益稳定性） 定义 由得 (2)(1)得 -(1)-(2) 反馈越深，增益灵敏度越小。 5.2.3 5.2.3 改变输入、输出电阻改变输入、输出电阻 q 输入电阻 串联反馈 + - A kf Ri Rs
12、vs + - + - vf vi + - vi ii xo 基放输入电阻 环路增益 反馈电路输入电阻： 引入串联反馈，反馈越深，输入电阻越大。结论 并联反馈 反馈电路输入电阻： 引入并联反馈，反馈越深，输入电阻越小。结论 A kf Ri Rs is if ii + - vi ii xo 基放输入电阻 环路增益 q 输出电阻 电压反馈 Ro ：考虑反馈网络负载 效应后，基放输出电阻。 Ast ：负载开路时，基本 放大器源增益。 令xs=0 i + - v 基 放 Ro xf xs Ast xs 反馈 网络 + - 由定义得Rof电路模型： 由图 得 引入电压反馈，反馈越深，输出电阻越小，vo越稳
13、稳定。结论 基 放 Ro xf xs Ast xs 反馈 网络 + - RL xs vo + - 电流反馈 Ro ：考虑反馈网络负载 效应后，基放输出电阻。 Asn ：负载短路时，基 本放大器源增益。 由定义得Rof电路模型： 由图 得 引入电流反馈，反馈越深，输出电阻越大，io越稳稳定。结论 基放 Ro xs xf xs io Asn xs RL 反馈 网络 令xs=0 i + - v 基放 Ro xf xs Asn xs 反馈 网络 5.2.4 5.2.4 减小频率失真减小频率失真（或扩展通频带）（或扩展通频带） 由于负反馈降低了电路增益灵敏度，因此放大器可在更 宽的通频带范围内维持增益不
14、变。 单极点系统引入负反馈后，反馈越深，上限角频率越大、 增益越小，但其增益带宽积维持不变。 设基放为单极点系统：则 若反馈网络反馈系数为： 则闭环系统： 其中： 注意：通频带的扩展是以降低增益为代价的。 5.2.5 5.2.5 减小非线性失真减小非线性失真 基本放大器 vo vi vf vi 例如：一基本放大器， 引入负反馈 反馈网络 注意：负反馈只能减小反馈环内的失真，若输入 信号本身产生失真，反馈电路无能为力。 输入正弦信号时，输出产生失真。 vo失真减小。 5.2.6 5.2.6 噪声性能不变噪声性能不变 同减小非线性失真一样，引入负反馈可减小噪声。 注意：负反馈在减小噪声的同时，有用
15、信号以同样的倍数 在减小，其信噪比不变。 因此，引入负反馈放大器噪声性能不变。 综上所述，负反馈对放大器性能影响主要表现为： 降低增益 减小增益灵敏度（或提高增益稳定性） 改变电路输入、输出电阻 减小频率失真（或扩展通频带） 减小非线性失真 噪声性能不变 在电路输出端 基本放大器引入负反馈的原则 若要求电路vo稳定或Ro小 应引入电压负反馈。 若要求电路io稳定或Ro大 应引入电流负反馈。 在电路输入端 若要求Ri大或从信号源索取的电流小引入串联负反馈。 若要求Ri小或从信号源索取的电流大引入并联负反馈。 反馈效果与信号源内阻RS的关系 若电路采用RS较小的电压源激励应引入串联负反馈 若电路采用RS较大的电流源激励应引入并联负反馈 反馈效果与RS关系的说明： 串联负反馈 采用电压源激励时，若RS0 则 由于vS恒定，则vf 的变化 量全部转化为vi的变化量， 此时反馈效果最强。 采用电流源激励时，若RS 由于iS恒定，vi固定不变， 结果导致反馈作用消失。 + - A kf RiRs vs + - + - vf vi + - vi xo （电压源激励） is + - A kf Ri Rs + - vf vi + - vi xo （电流源激励） 则恒定 if iiii A kf Ri xo Rs vs + - vi + - （电压源激励）
