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1、第7章 反馈放大电路 反馈：将放大电路输出量的一部分或全部、通过一定的电路、以一定的方式回送到输入端（回路）、并影响输入量。,输出信号,反馈放大电路的输入信号,反馈信号,反馈放大电路：引入反馈的放大电路。,基本放大电路的输入信号（输入信号）,A=x0/D （基本放大电路的增益） F=xF/x0 （反馈系数）,以上信号即可以是电压也可以是电流。,如何判断电路是否存在反馈,反馈通路（本级）,反馈通路（级间）,反馈通路信号反向传输的渠道。（反馈网络）,无反馈通路开环,有反馈通路闭环,反馈通路（本级反馈）,例：判断所示电路是否存在反馈。,2反馈的分类： 1）直流反馈（在直流通路中存在的反馈。） 2）交
2、流反馈（在交流通路中存在的反馈。） 按极性分： 正反馈反馈信号加强输入信号，增益增加。 负反馈反馈信号削弱输入信号，增益降低。 按在输入端的比较方式分： 串联反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压方式比较。 并联反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流方式比较。 按在输出端的取样对象分： 电压反馈反馈信号正比于输出电压vo 电流反馈反馈信号正比于输出电流io,7.1.2 直流反馈与交流反馈,判断方法： 画直流通路和交流通路，由直流通路和交流通路来判断。 存在于直流通路的反馈是直流反馈； 存在于交流通路的反馈是交流反馈； 若既存在于直流通路，又存在于交流通路，则交、直流反馈并存。,直流通路,交流通路,
3、Rf1和Rf2引入的是级间直流反馈； Re1既能引入级间直流反馈，又能够引入级间交流反馈。,(a)直流通路 (b)交流通路,正反馈：反馈信号送回到输入回路后，增强输入信号（输入信号增大）； 负反馈：反馈信号送回到输入回路后，削弱输入信号（输入信号减小） 。 判断方法：瞬时极性法 假设输入信号在某一瞬时极性为正，从输入端正向通道输出端 反馈通道 输入端，用“+”、“”分别标注相关电位点瞬时电压的极性。 标注原则：运放根据同相输入端和反相输入端来判断；对于BJT，根据 集电极瞬时极性与基极相反、发射极瞬时极性与基极相同的原则 用“”表示电流的瞬时流向。 若反馈信号削弱输入信号（使放大电路的输入信号
4、减小）负反馈;反之为正反馈。,7.1.3 正反馈与负反馈,7.1.3 正反馈与负反馈,射极偏置电路 射极电阻Re引入反馈,负反馈,输入量增大,正反馈,反馈通路,反馈通路,输入量减小,利用瞬时极性法判断正负反馈,+,+,(3)若反馈信号与输入信号加在同一电极上（并联），,(4)若反馈信号与输入信号加在两个电极上（串联），,两者极性相反为负反馈；,极性相同为正反馈。,两者极性相同为负反馈；,极性相反为正反馈。,串联反馈： Xf （反馈信号）、（输入信号）以电压的形式在输入端比较。 Xf 、 出现在不同的输入端。 并联反馈： Xf 、以电流的形式在输入端比较。 Xf 、出现在同一输入端上。,并联负反
5、馈,串联负反馈,7.1.4 串联反馈与并联反馈,反馈端跟输入端在同一极为并联反馈,反馈端与输入端在不同极为串联反馈,判断串、并联反馈,ib= ii if,ube= ui uf,7.1.4 串联反馈与并联反馈,if,ii,iid,方法：令RL=0（即vO=0），若电路中的反馈信号Xf 消失，则为电压反馈；反 之，Xf 存在，则是电流反馈。,电压并联负反馈,对BJT，RL应包括： 共射Rc, 共集Re,电流串联负反馈,电压串联负反馈,+,-,vf,+,-,vf,+,-,vid,vid,-,+,7.1.5 电压反馈与电流反馈,判断电压、电流反馈,直接从vo正极引出为电压反馈,从发射极引出为电流反馈,
6、7.1.5 电压反馈与电流反馈,总结：分析思路 找出反馈网络判断取样对象（电压、电流）判断在输入端的比较方式（串联、并联）判断反馈极性（正、负）分析其对电路的影响。,如果负载短路后反馈消失电压反馈， 如果负载短路后反馈依然存在电流反馈； 反馈支路与信号电压输入在同一位置并联反馈， 反馈支路与信号电压输入不在同一位置串联反馈。,反馈支路,电压反馈,串联反馈,负反馈,电压串联负反馈,反馈支路,电压反馈,并联反馈,电压并联负反馈,负反馈,反馈支路,电流反馈,串联反馈,电流串联负反馈,负反馈,反馈支路,电流反馈,并联反馈,电流并联负反馈,负反馈,7.2 负反馈放大电路的四种组态,7.2.2 电压并联负
7、反馈放大电路,7.2.3 电流串联负反馈放大电路,7.2.4 电流并联负反馈放大电路,7.2.1 电压串联负反馈放大电路,反馈组态判断举例（交流）,信号源对反馈效果的影响,7.2.1 电压串联负反馈放大电路,输入以电压形式求和（KVL）： vid=vi- vf,稳定输出电压,特点：,电压控制的电压源,7.2.2 电压并联负反馈放大电路,输入以电流形式求和（KCL）： iid=ii-if,稳定输出电压,电流控制的电压源,特点：,7.2.3 电流串联负反馈放大电路,输入以电压形式求和（KVL）： vid=vi- vf,稳定输出电流,电压控制的电流源,特点：,7.2.4 电流并联负反馈放大电路,输入
8、以电流形式求和（KCL）： iid=ii-if,稳定输出电流,电流控制的电流源,特点：,电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性,串联反馈：输入端电压求和（KVL）,电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性,并联反馈：输入端电流求和（KCL）,特点小结：,反馈组态判断举例（交流）,(+),(-),(+),(+),级间电压串联负反馈,(+),反馈组态判断举例（交流）,电压并联负反馈,直流反馈,交、直流反馈,反馈组态判断举例（交流）,(+),(+),(-),(+),(+),(+),电流串联负反馈,(-),(+),电压串联负反馈,电流并联负反馈,电压串联负反馈,电压串联负反馈,例：判断下列放大电路的反馈
9、组态,串联负反馈,信号源对反馈效果的影响,vID = vI -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。,信号源对反馈效果的影响,并联负反馈,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。,7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式,1. 闭环增益的一般表达式,2. 反馈深度讨论,3. 环路增益,1. 闭环增益的一般表达式,开环增益,反馈系数,闭环增益,因为,所以,已知,闭环增益的一般表达式,即,7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式,负反馈放大电
10、路中各种信号量的含义,7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式,2. 反馈深度讨论,一般负反馈,称为反馈深度,深度负反馈,正反馈,自激振荡,一般情况下，A和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影响时，Af、A和F分别用 、 和 表示。,即,7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式,7.4 负反馈对放大电路性能的影响,7.4.2 减小非线性失真,7.4.3* 抑制反馈环内噪声,7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响,7.4.1 提高增益的稳定性,7.4.1 提高增益的稳定性,闭环时,对A求导得,只考虑幅值有,即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF,另一方面,在深度负反馈条件下,即闭环增益只取决于反馈
11、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。,负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Avf 、Arf 、Agf 、Aif）,7.4.2 减小非线性失真,闭环时增益减小，线性度变好。,只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。,1开环特性 2闭环特性,7.4.3 抑制反馈环内噪声（不做要求）,比原有的信噪比提高了 倍,电压的信噪比,新的信噪比,7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响,串联负反馈,1. 对输入电阻的影响,开环输入电阻 Ri=vid/ii,因为 vf=Fxo xo=Avid,闭环输入电阻 Rif=vi/ii,所以 vi=
12、vid+vf=(1+AF )vid,闭环输入电阻 Rif=vi/ii,引入串联负反馈后，输入电阻增加了。,7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响,并联负反馈,1. 对输入电阻的影响,闭环输入电阻,引入并联负反馈后，输入电阻减小了。,注意: 反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。,2. 对输出电阻的影响,闭环输出电阻,电压负反馈,而 d= - Xf= - FvT,忽略反馈网络对iT的分流,所以,引入电压负反馈后，输出电阻减小了。,7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响,7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响,2. 对输出电阻的影响,电流负反馈,闭环输出电阻,引入电流负反馈后，输出电阻
13、增大了。,注意: 反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。,负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的。,串联负反馈 ,并联负反馈 ,电压负反馈 ,电流负反馈 ,增大输入电阻，要求恒压源输入,减小输入电阻，要求恒流源输入,减小输出电阻，稳定输出电压,增大输出电阻，稳定输出电流,7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响,例：P.377习题7.2.4,(1)引入电压串联负反馈,例：P.377习题7.2.4,(2)引入电压并联负反馈,例：P.377习题7.2.4,(3)引入电流串联负反馈,例：P.377习题7.2.4,(4)引入电流并联负反馈,7.5 深度负反馈条件下的近似计算,1.
14、深度负反馈的特点,2. 举例,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,（也常写为 xf ）,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,输入量近似等于反馈量,（d 0 ）,1. 深度负反馈的特点,串联负反馈，输入端电压求和,深度负反馈条件下 d= - xf 0,虚短,虚断,虚短,虚断,并联负反馈，输入端电流求和,vid= iid ri 0,2. 举例,电压串联负反馈,得,实际上该电路就是第2章介绍的同相比例放大电路，该结果与第2章所得结构相同,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。
15、,解：,根据虚短、虚断,闭环增益 （就是闭环电压增益）,2. 举例 (例7.5.1),电压串联负反馈,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。,解：,根据虚短、虚断,闭环电压增益,2. 举例 (例7.5.4),电流并联负反馈,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环增益和闭环源电压增益表达式。,解：,根据虚短、虚断,闭环增益,所以闭环源电压增益,注意：若io参考方向不同，将影响闭环增益的结果,又因为,+,_,解:（3）,闭环增益,例7.5.5 （3）求大环反馈的闭环增益,电压并联负反馈,根据虚短、虚断,0V,2. 举例,7.8 负反馈放大电路的稳定性,7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件,7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件,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。,7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件,3. 自激振荡条件,自激振荡,反馈深度,即,又,得自激振荡条件,幅值条件,相位条件（附加相移）,闭环增益,
