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1、第七章 反馈放大电路,7.1 负反馈的概念与分类,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。,1、反馈：,2、反馈的极性,3、交流反馈和直流反馈,反馈信号只有交流成分时为交流反馈，反馈信号只有直流成分时为直流反馈，既有交流成分又有直流成分时为交直流反馈。, 7.1.1 反馈的概念：,负反馈的类型(反馈组态）:,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。反馈信号的大小与输出电压成比例。,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。
2、,7.1.2 负反馈的类型及分析方法,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。,电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。反馈信号的大小与输出电流成比例,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：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较。,二、串联反馈和并联反馈：,反馈信号与输入信号加在输入回路的同一个电极上，则为并联反馈；反之，加在放大电路输入回路的两个
3、电极，则为串联反馈。,ib=i-if,并联反馈,ube=ui-uf,串联反馈,此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。,此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。,对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，为并联反馈；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。,对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。,此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。,此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。,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
4、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。,三、交流反馈与直流反馈,四、反馈放大器的四种组态,反馈采样信号,输入信号的连接方式,串联,并联,四种连接方式:(1)电流串联负反馈 (2)电压串联负反馈(3)电流并联负反馈 (4)电压并联负反馈,五、正反馈和负反馈的判断方法,假设放大器一个输入信号对地的极性，用“+”、“-”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
5、之为正反馈。,反馈信号和输入信号加于输入回路一点时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时极性相反的是负反馈。,反馈信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同的为负反馈，瞬时极性相反的是正反馈。,以上输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地而言，这样才有可比性。,对三极管来说这两点是基极和发射极，对运算放大器来说是同相输入端和反相 输入端。,(瞬时极性法), 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。,1 电压串联负反馈举例,瞬时极性法,当vi一定时：,若 RL,vo,vf,v
6、id,vo,电压负反馈,串联负反馈,输出回路,输入回路,A,F,vi,vid,vf,vo,电压负反馈稳定输出电压,反馈信号与电压成比例，是电压反馈。,反馈电压Vf与输入电压Vid是串联关系， 故为串联负反馈。,反馈信号和输入信号 加于输入回路两点时， 瞬时极性相同为负反馈。,例1：,试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。,经Rf加在发射极E1上的反馈电压Vf与输入电压Vi是串联关系， 故为串联负反馈。,+ vf -,解： 根据瞬时极性法判断,该电路为负反馈。,输出回路,反馈信号与电压成比例，是电压反馈。,输入回路,反馈信号和输入信号 加于输入回路两点时， 瞬时极性相同为负反馈。,电压串联负
7、反馈,例2：,试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。,解: 根据瞬时极性法,电路是负反馈。,反馈信号vf和输入信号vi加在运放A1的两个输入端，故为串联反馈。,反馈信号与输出电压成比例，故为电压反馈。,反馈信号和输入信号 加于输入回路两点时， 瞬时极性相同为负反馈。,交直流串联电压负反馈,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。,例3：,具有稳定 输出电压 的作用。,增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。,注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。,例3 - 1：,增加旁路电容C后，R
8、f只对直流起反馈作用。,例3 - 2：,2 电流并联负反馈,反馈信号和输入信号 加于输入回路同一点时， 瞬时极性相反为负反馈。,当ii一定时：,若 RL,io,if,iid,io,电流负反馈稳定输出电流,电流负反馈,输出端的取样是电流,并联负反馈,输入端Ii和If以并联的方式进行比较,判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,例 1：,反馈信号和输入信号加于输入回路同一点，瞬极性相反是负反馈。,电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。,判断反馈的组态,判断反馈的极性,例 2：,反馈信号和输入信号加于 输入回路同一点时，瞬时 极性相反是负反馈。,试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈
9、组态。,电流并联负反馈,输入信号与反馈信号是并联的形式， 所以是并联负反馈。,反馈信号取自与输出电流，所以是电流负反馈。,解： 根据瞬时极性法判断,3 电压并联负反馈,vo,反馈信号和输入信号 加于输入回路同一点时， 瞬时极性相反为负反馈。,电压负反馈,输出端的取样是电压,并联负反馈,输入端Ii和If以并联的方式进行比较,判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。,uo,if,ib=i+if,uo,此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。,例1：,注意：三极管的静态工作点如何提供？不可在反馈回路加隔直电容！,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
10、负反馈，稳定放大倍数。,例1-1：,例2：,电压并联正反馈,试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。,反馈信号和输入信号 加于输入回路同一点时， 瞬时极性相同为正反馈。,解：根据瞬时极性法判断,输入信号与反馈信号是并联的形式，所以是并联反馈。,反馈信号取自与输出电压，所以是电压反馈。,4 电流串联负反馈,vi,vid,vf,反馈信号和输入信号 加于输入回路两点时， 瞬时极性相同为负反馈。,输出端的取样是电流，所以是电流负反馈。,输入端Vid和Vf以串联的方式进行比较，所以是串联负反馈。,例1：,电流串联负反馈,试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。,反馈信号和输入信号 加于输入回路两点时
11、， 瞬时极性相同为负反馈。,解： 根据瞬时极性法判断,例2：,试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。,解: 根据瞬时极性法,经Rf 加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加在T1两个输入电极，故为串联反馈。 交流电压串联负反馈。,经电阻R1加在基极B1上的是直流电流并联负反馈。,判断如图电路中RE3的负反馈作用。,电流串联负反馈。,例3：,7.2 负反馈放大电路的框图及闭环放大倍数的一般表达式,反馈网络的反馈系数,放大电路的闭环放大倍数,式中：,由于,称为环路增益。,放大电路的开环放大倍数,7.2.1 负反馈放大电路的框图,反馈深度,称为反馈深度,相当与引入负反馈。,相当与引入正反馈。
12、,相当于输入为零时仍有输出，故称为“自激状态”。,环路增益,环路增益 是指放大电路和反馈网络所形成环路的增益，当 1时称为深度负反馈，相当与 1+ 1。于是闭环放大倍数,四种类型的负反馈放大电路归纳,7.3 负反馈对放大电路性能的改善,负反馈是改善放大电路性能的重要技术措施，广泛应用于放大电路和反馈控制系统之中。,放大电路引入负反馈后，影响许多性能指标,对通频带 的影响,对输出 电阻的 影响,对增益 的影响,对非线性 失真的影响,对噪声、 干扰和温漂 的影响,7.3.1 提高放大倍数的稳定性,7.3.2 减少非线性失真,开环传输特性,闭环传输特性,负反馈可以改善放大电路的非线性失真，但是只能改
13、善反馈环内产生的非线性失真，而对反馈环外产生的非线性失真不起作用。,波形失真的改善,加反馈前,加反馈后,改善,3.7.3 抑制反馈环内噪声,负反馈只对反馈环内的噪声和干扰有抑制作用。,7.3.4 扩展通频带,加了负反馈之后，放大器的通频带变宽，但放大器的增益减小。即增益与通频带之积为常数。,7.3.5 对输入输出电阻的影响,负反馈对输入电阻的影响与反馈加入的方式有关， 即与串联或并联反馈有关，而与电压或电流反馈无关。,1.串联负反馈使输入电阻增加,式中Ri =rid 。,对输入输出电阻的影响:,2.并联负反馈使输入电阻减小,无反馈时：,有反馈时：,负反馈对输出电阻的影响,(1) 电压负反馈使输
14、出电阻减小,负载开路,电压负反馈可以使输出电阻减小，这与电压负反馈可以使输出电压稳定是相一致的。输出电阻小，带负载能力强，输出电压的降落就小，稳定性就好。以串联电压负反馈为例：,(2) 电流负反馈使输出电阻增加,式中Ais是负载短路时 的开环增益，即将负载短 路，把电压源转换为电流 源，再将负载开路的增益。,以电流并联负反馈为例，将负载电阻开路，在输出端加入一个等效的电压Vo，并令输入信号源为零，即VS =0。可得,这与电流负反馈可以使输出电流稳定是相一致的。输出电阻大，负反馈放大电路接近电流源的特性，输出电流的稳定性就好。,7.4 负反馈放大电路的分析方法,7.4.1 深度负反馈条件下的近似
15、计算,1. 增益的近似表达式：,2. 虚短虚断概念的运用：,“ 虚短”,“ 虚断 ”,例：7.4.1 利用近似关系 求解闭环增益,同相比例电路,R2 R1 引入电压串联负反馈,例：7.4.1 利用“虚短”概念求解闭环增益,虚短,例：7.4.2 求电压增益,电流串联负反馈,由“虚短”：,例：7.4.3 求电压增益,电压并联负反馈,“ 虚断 ”,例：7.4.5,电流串联正反馈,电流串联负反馈,电压并联负反馈,解：,（1）T1、T3间反馈：,（2）T2、T3间反馈：,（3）闭环增益：,（“虚断”：If 约等于 Is）,（4）输入输出电阻：,例：7.4.6,有源反馈网络,电压串联负反馈,本章结束,7.
16、5 负反馈放大电路的稳定问题,负反馈对放大电路性能的改善取决于反馈深度,或环路增益,的大小，,值越大，电路的性能越好。,但是如果反馈过深，有时放大电路就不能稳定工作，而产生震荡现象，称电路自激。,7.5.1 负反馈放大电路的自激及稳定工作的条件,相当与放大倍数无穷大，电路无输入，,放大电路也有输出，这时放大电路产生自激。, 产生自激的条件:,负反馈放大电路要稳定工作就要破坏上述两个条件。, 负反馈放大电路稳定的条件：,10.1 负反馈放大电路的自激条件 10.2 用波特图判断负反馈放大电路的自激,负反馈可以改善放大电路的性能指标，但是负反馈引入不当，会引起放大电路自激。为了使放大电路正常工作，必须要研究放大电路产生自激的原因和消除自激的有效方法。,
