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1、负反馈放大电路的组成和基本类型负反馈放大电路的组成和基本类型负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响负反馈引言本章将给大家介绍反馈的相关知识 ，了解反馈的类型，判别方法，对电路 的影响等。大家学完本章之后就能从我 们核心实例中找出各种反馈，并分析它 们有什么作用。引 言3.1.2 负反馈放大电路的基本类型3.1.3 负反馈放大电路分析3.1.1 反馈放大电路的组成及基本关系式返回3.1.4 负反馈放大电路的框图表示法3.13.1 负反馈放大电路 负反馈放大电路 的组成和基本类型的组成和基本类型1. 反馈 将电路的输出量(电压或电流)的部分或全部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输
2、入回路并影响输入量(电压或电流)和输出量的过程。引 言2. 信号的两种流向正向传输：输入 输出 反向传输：输出 输入 闭环输入 输出 放大电路 反馈网络返回A+ 比较 环节3.1.1 反馈放大电路的组成一、反馈的组成和基本关系式基本放大电路F反馈网络xi 输入信号(ii 或 ui )xid 净输入信号(iid 或 uid)xo 输出信号(io 或 uo )xf 反馈信号(if 或 uf )返回二、反馈的分类1. 正反馈和负反馈正反馈 反馈使净输入电量增加， 从而使输出量增大。负反馈 反馈使净输入电量减小， 从而使输出量减小。判断法：瞬时极性法假设放大电路中的输入电压处于某一瞬时极 性（正半周为
3、正，用“十”表示，负半周为负，用“ 一”表示），沿放大电路通过反馈网络再回到输入 回路。依次定出电路中各点电位的瞬时极性。如 果反馈信号与原假定的输入信号瞬时（变化）极 性相同，则表明为正反馈，否则为负反馈。这就 是瞬时（变化）极性法简称瞬时极性法。 2. 直流反馈和交流反馈直流反馈 直流信号的反馈。交流反馈 交流信号的反馈。例 3.1.1输入 回路输出 回路判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反 馈？直反馈还是交流反馈？ RE 介于输入输出回路，有反馈。反馈使 uid 减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。3.1.2 负反馈放大电路的基本类型 一、电压反馈和电流反馈 电压反馈 反馈信号
4、取自输出电压的部分或全部。 判别法：使 uo = 0 (RL 短路)，若反馈消失则为电压反馈。电流反馈 反馈信号取自输出电流。 判别法：使 io = 0(RL 开路)，若反馈消失则为电流反馈。AFRLuo电压 反馈电流 反馈io uoFARLio返回二、串联反馈和并联反馈串联反馈：反馈信号与输入信号以 电压相加减的形式在输入端出现。 uid = ui uf特点：信号源内阻越小，反馈效果越明显。并联反馈：反馈信号与输入信号以 电流相加减的形式在输入端出现。 iid = ii if特点：信号源内阻越大，反馈效果越明显。AFiiifisiidRSRSAFuiuidufus三、四种基本反馈类型AFui
5、uidufusRSRLuoAFuiuidufusRSiouoRLio电 压 串 联负 反 馈电 流 串 联负 反 馈FAiiifisiidRSRLuoFAiiifisiidRSiouoRLio电 压 并 联负 反 馈电 流 并 联负 反 馈3.1.3 负反馈放大电路分析 例 3.1.2 AF电压串联负反馈返回uo 经 Rf 与 R1 分压反馈到输入回路，故有反馈。反馈使净输入电压 uid 减小，为负反馈。RL = 0，无反馈，故为电压反馈。uf = uoR1/(R1 + Rf) 也说明是电压反馈。uid = ui uf 故为串联反馈。例 3.1.3 Rf 为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反
6、馈。反馈使净输入电压 uid 减小，为负反馈。 RL = 0，反馈存在，故为电流反馈。 uf = ioRf ，也说明是电流反馈。 uid = ui uf 故为串联反馈。AF电流串联负反馈例 3.1.4 Rf 为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。反馈使净输入电流 iid 减小，为负反馈。RL = 0，无反馈，故为电压反馈。iid = ii if ，故为并联反馈。AF电压并联负反馈例 3.1.5 Rf 介于输入回路和输出回路，故有反馈。反馈使净输入电流 iid 减小，为负反馈。RL = 0，反馈存在，故为电流反馈。iid = ii if ，故为并联反馈。AF电流并联负反馈 电流串联负反馈电压
7、串联负反馈例 3.1.6 反馈类型的判断RE 引入本级电流串联负 反馈；引入级间电流并联负反馈 。例 3.1.7 反馈信号与输入信号在不同节点为串联 反馈，在同一个节点为并联反馈。反馈取自输出端或输出分压端为电压反 馈，反馈取自非输出端为电流反馈。规 律：3.1.4反馈放大电路的框图表示法一、反馈放大电路的框图在一个带反馈的放大电路中，放大电路本身 和反馈网络是紧密相连、混为一体的。但是， 为了突出反馈的作用，分析反馈对放大电路的 影响，我们又希望把反馈放大电路分解为两部 分：一是不带反馈的“基本放大电路”，二是“ 反馈网络”。所以能这样做，依据的是所谓“信 号单方向作用的假定”。返回前面已多
8、次提到信号的正向和反向传输通道，前者是指放大电路本身，而后者是指反馈网络。实际上，这两个通道是很难分开的。因为一般由无源元件R和C组成的反馈网络显然是双向作用的，而放大电路本身也存在固有的内部反馈。但是，在工程实践中的我们有必要也有理由来做一些合理的假定，目的在于突出主要的因素，略去次要的因素，使工作机理更清晰，问题的处理更简单。先看信号的正向传输，输入信号可以通过放 大电路，也可以通过反馈网络作正向传输。 前者有很强的放大作用，而后者只能由衰减 作用。两相比较，我们有理由略去通过反馈 网络的信号正向传输，而认为信号的正向传 输只能通过放大电路。同样，如果略去放大 电路本身固有的内部反馈，则可
9、以认为信号 的反向传输只能通过反馈网络。总之，通过 基本放大电路的只有信号的正向传输，而通 过反馈网络的只有信号的反向传输。A+ 比较 环节基本放大电路F反馈网络再作这样的假定之后，就可以把一个反馈放 大电路表示为如图所示。 在图中，各量既可为电压，又可为电流，因 此用一般的加相应的下标表示。 图中，A是基本放大电路的开环放大倍数F是反馈量 与输出量 之比，叫“反馈系数”，即因此表示从输入端的净输入量 经正向通道A和反 向通道F,沿反馈形成的闭合环路绕行一周后，作 为反馈量出现在输入端的信号传输系数，通常叫 做“环路增益”。二、闭环增益的一般表达式在上图中，输出量与输入量之比叫做反 馈放大电路
10、的“闭环增益”，即它和开环增益A 有着本质的区别。所以可得：这就是反馈放大电路中闭环增益与开环 增益的一般表达式。三、反馈深度由式可得：量 是开环增益与闭环增益幅值之比，它 自然反映了反馈对放大电路的影响程度。我们 把 叫做“反馈深度”。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。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出量。这种工 作状
11、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。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”。3.2.1 提高增益的稳定性3.2.2 减少失真和扩展通频带3.2.3 改变放大电路的输入和输出电阻EWB演示返回3.2.4 放大电路引入负反馈的一般原则3.23.2 负反馈对放大电路负反馈对放大电路 性能的影响性能的影响
12、3.2.1 提高增益的稳定性Af 的相对变化量A 的相对变化量放大倍数稳定性提高返回3.2.2 减少失真和扩展通频带 一、减少非线性失真uf加入 负反馈无负反馈FufAuiuo+uiduo大小略大略大略小略小略小略小 略大略大uiA接近正弦波改善了波形失真返回二、扩展通频带 BW无反馈时： BW = fH fL fH引入反馈后，fA(f)OAm 0.707AmfLfHBWAf(f)Amf 0.707AmffLffHfBWf可证明：fHf = (1 + AF) fHfLf = fL / (1 + AF)= (1 + AF) fH fHf = (1 + AF) BW BWf = fHf fLf3.
13、2.3 改变放大电路的输入和输出电阻一、对输入电阻的影响1. 串联负反馈使输入电阻增大Rif深度负反馈：iiAFuiuidufRiAFuid返回2. 并联负反馈使输入电阻减小Rif深度负反馈：ifiidiiAFuiRiAFiid二、对输出电阻的影响 1. 电压负反馈 F 与 A 并联，使输出电阻减小。AFRoRofA 为负载开路时的源电压放大倍数。深度负反馈：2. 电流负反馈 F 与 A 串联，使输出电阻增大AFRoRofA 为负载短路时的源电压放大倍数。深度负反馈：3.2.4 放大电路引入负反馈的一般原则一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈稳定直流，引直流反馈； 稳定交流，引交流反馈；稳定输出电压， 引电压反馈； 稳定输出电流， 引电流反馈。二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻，采用串联反馈；欲降低输入电阻，采用并联反馈；返回要求高内阻输出，采用电流反馈；要求低内阻输出，采用电压反馈。三、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型信号源为恒压源，采用串联反馈；信号源为恒流源，采用并联反馈；要求负载能力强，采用电压反馈；要求恒流源输出，采用电流反馈。
