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1、单元四 放大电路中的反馈,4.1 反馈的基本概念及判断方法,4.2 负反馈放大电路的四种基本组态,4.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析,4.6 负反馈放大电路的稳定性,4.3 负反馈对放大电路的方框图,4.5 负反馈对放大电路性能的影响,童诗白第三版,童诗白第三版,本章重点和考点：,1.负反馈组态的正确判断,2.深度负反馈放大电路放大倍数的计算,3.负反馈的作用,本章教学时数： 8学时,童诗白第三版,本章讨论的问题：,1.什么是反馈？什么是直流反馈和交流反馈？什么是正 反馈和负反馈？为什么要引入反馈？,2.如何判断电路中有无引入反馈？引入的是直流反馈还 是交流反馈？是正反馈还是负反馈？,3.
2、交流负反馈有哪四种组态？如何判断？,4.交流负反馈放大电路的一般表达式是什么？,童诗白第三版,本章讨论的问题：,5.放大电路中引入不同组态的负反馈后，将对性能分别 产生什么样的影响？,6.什么是深度负反馈？在深度负反馈下，如何估算反馈 系数和放大倍数？,7.为什么放大电路以三级为最常见？,8.负反馈愈深愈好吗？什么是自激振荡？什么样的负 反馈容易产生自激振荡？如何消除自激振荡？,4.1 反馈的基本概念及判断方法,4.1.1 反馈的基本概念,一、什么是反馈,在电子设备中经常采用反馈的方法来改善电路的性能，以达到预定的指标。,放大电路中的反馈，是指将放大电路输出电量(输出电压或输出电流)的一部分或
3、全部，通过一定的反馈网络，引回到放大器的输入端，与原输入信号叠加后作为输入信号去控制输出，从而使放大器的某些性能获得有效改善的过程。 。,Xi为输入信号 Xf为反馈信号 Xid为净输入信号,反馈放大电路的方框图,是放大器的开环放大倍数,=,-,是反馈网络的反馈系数,为该放大器的闭环放大倍数,二、正反馈和负反馈,反馈信号增强了外加净输入信号，使放大电路的放大倍数提高 ,正反馈,反馈信号削弱了外加净输入信号，使放大电路的放大倍数降低 ,负反馈,负反馈 稳定静态工作点,正反馈多用于振荡电路和脉冲电路中。,负反馈多用于改善放大电路的性能。,三、直流反馈和交流反馈,(a)直流负反馈,(b)交流负反馈,交
4、流反馈：反馈信号中仅有交流成分，仅对输入回路中的交流成分有影响.交流反馈用以改善放大电路的性能。,直流反馈：反馈信号中仅有直流成分，仅对输入回路中的直流成分有影响.直流反馈可稳定静态工作点。,4.1.2 反馈的判断,一、有无反馈的判断,是否有联系输入、输出回路的反馈通路； 是否影响放大电路的净输入。,(a)没引入反馈的放大电路,(b)引入反馈的放大电路,(c) R的接入没引入反馈,反馈极性的判断方法：瞬时极性法。,先假定某一瞬间输入信号的极性，然后按信号的放大过程，逐级推出输出信号的瞬时极性，最后根据反馈回输入端的信号对原输入信号的作用，判断出反馈的极性。,二、反馈极性的判断,对分立元件而言，
5、C与B极性相反，E与B极性相同。 对集成运放而言， uO与uN极性相反， uO与uP极性相同。,(动画avi9-2.avi),2、判定方法：,（1）先假定外加输入信号电压ui处于某一瞬时极性。如用“”号。,（2）按照信号单向传输的方向，同时根据放大电路基射同相，基集反相的原则，判断出反馈信号Uf的瞬时极性。,（3）当输入信号ui和反馈信号uf在相同端点时，两者为同极性，为正反馈；二者极性相反，为负反馈。,（4）当输入信号ui和反馈信号uf不在相同端点，两者同极性，为负反馈；二者极性相反，为正反馈。,电压瞬时极性法,图4.2 反馈极性的判断,反馈放大电路由单级运算放大器构成时， 反馈信号送回到反
6、相输入端的，为负反馈； 反馈信号送回到同相输入端的，为正反馈。,图4.2 反馈极性的判断,瞬时极性法,返回,在放大电路的输入端，假设一个输入信号对地的极性，可用“+”、“-”或“”、“”表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。,例1,负反馈,返回,瞬时极性法,例2,负反馈,例3,负反馈,例4,正反馈,例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。,因为差模输入电压等于输入电压与反馈电压之差，反馈增强了输入电压，所以为正反馈。,反馈信号削弱了输入信号，因此为负反馈。,图 6.1.3,(a)正反馈,(b)负反
7、馈,例,(+),(+),(-),(-),净输入量减小,(+),(+),(-),(-),净输入量增加,a负反馈,b正反馈,反馈通路,反馈通路,级间反馈通路,(+),(+),(+),(+),(-),净输入量减小,c级间负反馈,分立元件电路反馈极性的判断,图6.1.4分立元件放大电路反馈极性的判断,反馈通路,净输入量减小,负反馈,原则：对分立元件而言，C与B极性相反，E与B极性相同。,三、交流反馈和直流反馈 1、定义 （1）直流反馈反馈信号中只包含直流成分。直流负反馈稳定Q点，动态参数无影响。 （2）交流反馈反馈信号中只包含交流成分。交流负反馈改善动态参数，不影响Q点。 （3）交直流反馈既有直流量又
8、有交流量。交直流负反馈既可稳定Q点又可改善动态参数,2、判定方法,直流通路中，如果反馈回路存在，即为直流反馈。 在交流通路中，如果反馈回路存在，即为交流反馈。 如果在直、交流通路中，反馈回路都存在，即为交、直流反馈。,Rf、Re2直流负反馈,Rf、Re2交流负反馈,图4.3 直流反馈和交流反馈,直流反馈与交流反馈的判断,图6.1.5直流反馈与交流反馈的判断（一）,(a)电路,(b)直流通路,(c)交流通路,直流反馈,无交流反馈,返回,并联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一输入端,串联反馈：反馈信号和输入信号加在放大电路输入回路的两个不同输入端,反馈信号与输入信号以电流的形式进行
9、比较,反馈信号与输入信号以电压的形式进行比较,四、并联反馈与串联反馈的判断,判断方法：将输入回路的反馈节点对地短路，若输入信号仍能送入到放大电路中，则为串联反馈；若输入信号不能再送入到放大电路中，则为并联反馈。,返回,例题,串联反馈,并联反馈,串联反馈,并联反馈,1.串联反馈的特点：,以电压求和方式反映反馈对输入的影响；,如果信号源是一个恒压源（Vi一定），Vf 越大，放大电路得到的输入电压越小，反馈效果越强。如果信号源是一个恒流源，则Vd与Vf 无关，反馈将不起作用。,Vd =Vi - Vf 说明：,串联反馈信号源内阻越小越好。,2.并联反馈的特点：,并联反馈信号源内阻越大越好。,以电流求和
10、方式反映反馈对输入的影响；,如果信号源是一个恒压源，则Id与If 无关，反馈将不起作用。,如果信号源是一个恒流源（Ii一定），If 越大，放大电路得到的输入电流越小，反馈效果越强。,Id =Ii - If 说明：,返回,电压反馈：,反馈信号的取样对象是输出电压，称为电压反馈。,电流反馈：,反馈信号的取样对象是输出电流，称为电流反馈。,判别方法,将输出端交流短路，若反馈信号消失，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。,可以稳定输出电压,可以稳定输出电流,五、电压反馈与电流反馈,电压反馈 反馈信号从输出电压uo采样。 电流反馈 反馈信号从输出电流io采样。,图4.3 电压反馈和电流反馈,
11、判定方法 反馈信号采样点与输出电压在相同端点的是电压反馈。反馈信号采样点与输出电压在不同端点的是电流反馈。,图4.4 电压与电流反馈的判断,返回,例题,电压反馈,电流反馈,电流反馈,六：反馈的四种基本组态,一、电压串联负反馈,图 6.2.2 电压串联负反馈电路,反馈信号与输出电压成正比，集成运放的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，,电压串联、电压并联、电流串联、电流并联,二、电流串联负反馈,图 6.2.3 电流串联负反馈电路,反馈信号与输出电流成正比，净输入电压等于外加输入信号与反馈信号之差,（2）串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为 恒压源或近似恒压源的情况。,（1）电压负反馈
12、能够稳定输出电压，电流负反馈能够稳定 输出电流。,小结,三、电压并联负反馈,图 6.2.4 电压并联负反馈电路,反馈信号与输出电压成正比，净输入电流等于外加 输入电流与反馈电流之差,四、电流并联负反馈,图 6.2.5 电流并联负反馈电路,反馈信号与输出电流成正比，净输入电流等于外加输入信号与反馈信号之差：,返回,例题,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流并联负反馈,电流串联负反馈,反馈阻态的判断,电流：将负载短路，反馈量仍然存在。,电压：将负载短路，反馈量为零。,一、电压负反馈与电流负反馈的判断,令输出电压为零，反馈电流不存在，所以是电压负反馈,令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是电流负反馈
13、,二、串联反馈与并联反馈的判断（略）,例4.2.1 判断反馈的组态。,反馈通路：T、 R2与R1,交、直流反馈,瞬时极性法判断：负反馈,输出端看：电流负反馈,输入端看：串联负反馈,电路引入交、直流电流串联负反馈,例4.2.2 判断反馈的组态。,图6.2.9 例6.2.2电路图,反馈通路： T3 、 R4与R2,交、直流反馈,瞬时极性法判断：负反馈,输出端看：电压负反馈,输入端看：串联负反馈,电路引入交、直流电压串联负反馈,反馈类型判断,上述电路为电压串联负反馈,上述电路为电压并联负反馈,上述电路为电压串联负反馈,上述电路为电压并联负反馈,指出图所示各放大电路中的反馈环节，判别其反馈极性和类型。
14、(a) 电流串联负反馈 ；(b) 电压串联负反馈,4.3.1 负反馈放大电路的方框图表示法,图6.3.1 反馈放大电路方框图,分别为输入信号、输出信号和反馈信号；,开环放大倍数,无反馈时放大网络的放大倍数；,因为：,4.3 负反馈放大电路的方框图及一般表达式,所以：,闭环放大倍数：,电路的环路放大倍数：,反馈系数：,若,深度负反馈,结论：深度负反馈放大电路的放大倍数主要由反馈网络的反馈系数决定，能保持稳定。,若,则,自激振荡,4.3.2 负反馈放大电路的一般表达式,闭环放大倍数：,返回,反馈深度,当 1+AF1时，AFA，相当于负反馈,当 1+AF 1时，AFA，相当于正反馈,当 1+AF 1
15、时，称为深度负反馈,若,则,自激振荡,4.4.1 深度负反馈的实质,放大电路的闭环电压放大倍数：,深度负反馈放大电路的 闭环电压放大倍数：,对于串联负反馈：,并联负反馈：,结论：根据负反馈组态，选择适当的公式；再根据放大电路的实际情况，列出关系式后，直接估算闭环电压放大倍数。,4.4 深度负反馈放大电路放大倍数的分析,净输入信号 近似为零，即运算放大器同相输入端与反相输入端的电位近似相等，两输入端间似乎短路但并没有真正的短路，称为“虚短”。闭环输入电阻 ，即闭环放大电路的输入电流近似为零， ，两输入端似乎开路但并没有真正的开路，称为“虚断”。,二.深度负反馈放大电路性能 的估算 例1：解：图3-26属于电压串联负反馈电路， 由于集成运放的开环增益很大，所以反馈为深度负反馈。因此有： 利用集成运放“虚断”的特点有 反馈系数为：,所以 电压串联负反馈闭环放大倍数就是闭环电压放大倍数，所以闭环电压放大倍数为：因为深度串联负反馈，故有 因为深度电压负反馈，故有,例4.4.1 如图6.2.8，已知R110K，R2100 K，R32 K， RL5 K。求解在深度负反馈条件下的AUf.,解： 反馈通路： T、 R3、 R2与R1 电路引入电流串联负反馈,例4.4.2 在图6.2.9所示电路中，已知R210K， R4100 K，求解在深度负反馈条件下的AUF,
