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1、7.1 反馈的基本概念,7.2 负反馈对放大电路性能的影响,7.3 负反馈放大电路的分析计算,7.4 负反馈放大电路的稳定问题,7 反馈放大电路,7.1 反馈的基本概念,正反馈,负反馈;(常用瞬时极性法判断) 直流反馈,交流反馈; 电压反馈,电流反馈; 串联反馈,并联反馈; 放大电路的四种反馈组态: 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;,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)的一部分或全部,通过一定的方式,反送回输入回路中。,UBEQ UBQ - ICQRE,将输出电流 ICQ(IEQ) 反馈回输入回路,改变UBEQ,使 ICQ 稳定。,推
2、论:欲稳定电路中的某个电量,应采取措施将该电量反馈回输入回路。,7.1.1 反馈概念的建立,例 静态工作点稳定电路,7.1.2 反馈的分类,一、正反馈和负反馈,反馈信号增强了外加输入信号,使放大电路的放大倍数提高 ,正反馈,反馈信号削弱了外加输入信号,使放大电路的放大倍数降低 ,负反馈,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。,(a)正反馈,(b)负反馈,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,
3、所以为正反馈。,反馈信号削弱了输入信号,因此为负反馈。,例,(+),(+),(-),(-),(-),净输入量,(+),(+),(-),(-),净输入量,负反馈,正反馈,反馈通路,反馈通路,级间反馈通路,(+),(+),(+),(+),(-),(-),净输入量,级间负反馈,二、直流反馈和交流反馈,(a)直流负反馈,(b)交流负反馈,直流负反馈可稳定静态工作点,交流负反馈用以改善放大电路的性能。,根据反馈到输入端的信号是交流,还是直流,或同时存在,来进行判别。,取决于反馈通路。,例,(+),(+),(+),(+),交、直流负反馈,(+),三、电压反馈和电流反馈,如果反馈信号取自输出电压,则为电压反
4、馈;电压负反馈的反馈信号与输出电压成比例; 反馈信号取自输出电流,则为电流反馈,电流负反馈的反馈信号与输出电流成比例。,判断方法(输出短路法):,假设将输出端交流短路,如果反馈信号消失,则为电压反馈;否则为电流反馈。,输出短路后,Re1 两端的电压与输出信号无关,即反馈信号消失,所以为电压反馈。,例:,反馈信号末消失,所以为电流反馈。,四、串联反馈和并联反馈,反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和,为串联反馈;如果二者以电流形式求和,为并联反馈。,例:,所以为并联反馈;,所以为串联反馈。,7.1.3 四种类型的放大电路反馈组态,1. 类型,由此可组成四种组态:,输入端:反馈信号在输入端的
5、联接分为串联和并联两种方式。,输出端:反馈信号在输出端分为取电压和取电流两种方式。,电压串联,电压并联,电流串联,电流并联,2. 四种组态的判断方法,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。,例,7.1.3 四种类型的反馈组态,(+),(+),(+),(+),例,7.1.3 四种类型的反馈组态,电压串联负反馈,(+),(+),(+),(+),(),(+),例,7.1.3 四种类型的反馈组态,(+),(),(),例,7.1.3 四种类型的反馈组态,电流并联负反馈,(),(+),(),例,7.1.3 四种类型的反馈组态,(),(+),(),例,7.1.3 四种类型的反馈组
6、态,电压并联负反馈,(),(+),(),例,7.1.3 四种类型的反馈组态,(+),(+),(+),(+),例,7.1.3 四种类型的反馈组态,电流串联负反馈,(+),(+),( - ),7.1.3 四种类型的反馈组态,A. 电压串联,RL,电压负反馈:稳定输出电压,3. 各种反馈类型的特点,串联反馈:输入端电压求和(KVL),7.1.3 四种类型的反馈组态,3. 各种反馈类型的特点,B. 电流并联,RL ,电流负反馈:稳定输出电流,并联反馈:输入端电流求和(KCL),其他两种组态也有类似的结论(自己总结),7.1.3 四种类型的反馈组态,串联反馈,4. 信号源对反馈效果的影响,vID = v
7、I -vF,则vI最好为恒压源,即信号源内阻RS越小越好。,要想反馈效果明显,就要求vF变化能有效引起vID的变化。,7.1.3 四种类型的反馈组态,并联反馈,4. 信号源对反馈效果的影响,iID = iI -iF,则iI最好为恒流源,即信号源内阻RS越大越好。,要想反馈效果明显,就要求iF变化能有效引起iID的变化。,(1)引入电压串联负反馈,解:,求:,例(习题7.2.4),(+),(+),(),(),(),正反馈,(1)引入电压串联负反馈,解:,求:,例(习题7.2.4),(+),(+),(+),(+),(+),电压串联负反馈,(2)引入电压并联负反馈,解:,求:,例(习题7.2.4),
8、(+),(+),(+),(+),(+),正反馈,解:,求:,例(习题7.2.4),(+),(+),(),(),(),电压并联负反馈,(2)引入电压并联负反馈,(3)引入电流串联负反馈,解:,求:,例(习题7.2.4),(+),(+),(),(+),(+),电流串联负反馈,(4)引入电流并联负反馈,解:,求:,例(习题7.2.4),(+),(+),(+),(),(),电流并联负反馈,end,7.2 负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式,7.2.1 负反馈放大电路的方框图,7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式,环路增益,反馈深度的讨论,表达式推导,构成,信号的单向化传输,7.2.1 负反
9、馈放大电路的方框图,1. 构成,信号源,输出信号,反馈放大电路的输入信号,反馈信号,基本放大电路的输入信号(净输入信号),2. 信号的单向化传输,信号的正向传输,信号的反向传输,7.2.1 负反馈放大电路的方框图,2. 信号的单向化传输,信号的正向传输,信号的反向传输,7.2.1 负反馈放大电路的方框图,7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式,1. 表达式推导,开环增益,反馈系数,闭环增益,因为,所以,定义,即,闭环增益的一般表达式,7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式,1. 表达式推导,信号 在四种反馈阻态中的具体形式,电压串联,电压并联,电流串联,电流并联,2. 反馈深度的讨论,
10、一般负反馈,7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式,称为反馈深度,深度负反馈,正反馈,自激振荡,7.3 负反馈对放大电路性能的改善,提高增益的稳定性,减少非线性失真,扩展通频带,对输入电阻和输出电阻的影响,为改善性能引入负反馈的一般原则,分析负反馈放大电路的一般步骤,7.3.1 提高增益的稳定性,闭环时,则,只考虑幅值有,即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍,另一方面,在深度负反馈条件下,即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时,闭环增益将有很高的稳定性。,负反馈减小了波形失真,加入 负反馈,无负反馈,F,xf,xo,略大,略小,略小,略大,接近正弦波,预失真,7
11、.3.2 减小非线性失真和抑制干扰,同样道理,负反馈可抑制放大电路内部噪声。,开环幅频响应,7.3.4 扩展频带,上限频率扩展1+AF倍,下限频率降低1+AF倍,闭环幅频响应,fL,fH,fLf,fHf,负反馈对通频带和放大倍数的影响,f,结论:引入负反馈后,放大电路的上限频率提高,下限频率降低,因而通频带展宽。,不同类型的负反馈,对输入电阻、输出电阻的影响不同。,1. 串联负反馈使输入电阻增大,7.3.5 对输入电阻和输出电阻的影响,2. 并联负反馈使输入电阻减小,3. 电压负反馈使输出电阻减小,4. 电流负反馈使输出电阻增大,为改善放大电路性能引入负反馈的一般原则,要稳定直流量 ,引入直流
12、负反馈,要稳定交流量 ,引入交流负反馈,要稳定输出电压 ,引入电压负反馈,要稳定输出电流 ,引入电流负反馈,要增大输入电阻 ,引入串联负反馈,要减小输入电阻 ,引入并联负反馈,分析负反馈放大电路的一般步骤,(1) 找出信号放大通路和反馈通路,(2) 用瞬时极性法判断正、负反馈,(3) 判断交、直流反馈,(4) 判断反馈组态,(5) 标出输入量、输出量及反馈量,(6) 估算深度负反馈条件下电路的,end,7.4 负反馈放大电路的分析方法, 深度负反馈的特点, 各种反馈组态的近似计算,7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算,*7.4.2 小信号模型分析法, 举例,7.4.1 深度负反馈条件下的近似
13、计算,1. 深度负反馈的特点,即,深度负反馈条件下,闭环增益只与反馈网络有关,由于,则,又因为,代入上式得,即,反馈量近似等于输入量,净输入量近似等于零,由此可得深度负反馈条件下,基本放大电路“两虚”的概念,7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算,1. 深度负反馈的特点,串联负反馈时,深度负反馈条件下,虚短,虚断,虚短,虚断,并联负反馈时,7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算,2. 各种反馈组态的近似计算,(1)电压串联负反馈,利用虚短和虚断的概念得知,则反馈系数为,闭环电压增益,7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算,(定性分析输入输出电阻),*闭环输入电阻,*闭环输出电阻,(1)电压串联
14、负反馈,输入电阻增加输出电阻减小,7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算,(2)电流并联负反馈,利用虚短和虚断可知,由上式得反馈系数为,闭环增益,闭环电压增益,则,7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算,利用虚短和虚断可知,反馈系数为,闭环增益,闭环电压增益,则,参考方向不同时,(结果符号不同),(2)电流并联负反馈,7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算,(3)电压并联负反馈,则反馈系数为,闭环增益,闭环电压增益,利用虚短和虚断可知,7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算,(4)电流串联负反馈,则反馈系数为,闭环增益,闭环电压增益,利用虚短和虚断可知,7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算,
15、(4)电流串联负反馈,闭环电压增益,利用虚短和虚断可知,另一种解法外,例,求:(1)大环组态; (2)二、三级局部组态;,闭环增益,闭环电压增益,在深度负反馈条件下,利用虚短和虚断可知,解:,(1)电压并联负反馈,则反馈系数为,(3)深度负反馈下大环的闭环电压增益 。,(2),T2 电流串联负反馈,T3 电流串联负反馈,T2和T3级间电流串联正反馈,(3),例,求:(1)大环组态; (2)二、三级局部组态;,利用虚短和虚断 可知,解:,(3)深度负反馈下大环的闭环电压增益 。,(3),则,所以,另解:,例,求:(1)判断反馈组态;,在深度负反馈条件下,利用虚短和虚断可知,解:,(1)电压串联负反馈,(2)深度负反馈下大环的闭环电压增益 。,(2),例,闭环电压增益,利用虚短和虚断可知,解:,(1)电压串联负反馈,则反馈系数为,(2)深度负反馈下大环的闭环电压增益 。,(2),end,求:(1)判断反馈组态;,7.5 负反馈放大电路的稳定问题,7.5.1 自激及稳定工作条件,*7.5.2 频率补偿技术,7.5.1 自激及稳定工作条件,1. 自激振荡现象,在不加任何输入信号的情况下,放大电路仍会产生一定频率的信号输出。,2. 产生原因,在高频区或低频区产生的附加相移达到180,使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈,当满足了一定的幅值条件时,便产生自激振荡。,