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1、第六章 反馈及负反馈放大电路,6.1 反馈的基本概念和类型,6.3 负反馈对放大电路性能的影响,6.2 反馈放大电路方框图表示法,6.4 负反馈的正确引入,6.5 负反馈放大电路的分析计算,6.6 负反馈放大电路的自激及其消除,本章重点和考点：,1.负反馈组态的正确判断 会判：判断电路中有无反馈及反馈的性质,2.深度负反馈放大电路放大倍数的计算 会算：估算深度负反馈条件下的放大倍数,3.负反馈的作用 会引：根据需求引入合适的反馈,本章教学时数： 8学时,6.1 反馈的基本概念和类型,6.1.1 反馈的基本概念,6.1.2 反馈放大电路的基本类型及判断,6.1.3 负反馈放大电路的四种基本组态,
2、1.什么是反馈,6.1.1 反馈的基本概念,放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入，（也影响输出 ）称为反馈。,2.反馈放大电路的组成,基本放大电路, 输入量(ii 或 ui ), 净输入量(iid 或 uid), 输出量(io 或 uo ), 反馈量(if 或 uf ),反馈网络,放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入，称为反馈。,3.反馈要研究哪些问题,是从输出电压还是输出电流引出反馈,4. 举例,*引入反馈的目的就是改善放大电路的静态和动态性能,找反馈网络:找输出回路与输入回路的联系 。,有反馈吗？,将输出电压全部反馈回去,无反馈,
3、1. 有无反馈的判断,即在输入回路又在输出回路,6.1.2 反馈放大电路的基本类型及判断,2.直流反馈和交流反馈,直流反馈：反馈回来的信号为直流信号； 交流反馈：反馈回来的信号为交流信号； 交直流反馈：反馈回来的信号交直流都有。,引入交流负反馈,看反馈是存在于直流通路还是交流通路。,设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。,仅有直流反馈,仅有交流反馈,交、直流反馈共存,直流反馈和交流反馈的经验判断法,3. 正反馈和负反馈,反馈的结果使输出量的变化减小的为负反馈，否则为正反馈；,引入反馈后其变化是增大？还是减小？,引入反馈后其变化是增大？还是减小？,反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，否则为
4、正反馈。,反馈极性的判断,瞬时极性法： 给定 的瞬时极性，并以此为依据分析电路中各电流、电位的极性从而得到 的极性；,的极性 的极性 、 、 的叠加关系,正反馈,负反馈,分立元件放大电路中的净输入量和输出电流,净输入电压：常指输入级晶体管的b-e（e-b）间或场效应 管g-s（s-g）间的电位差；,净输入电流：常指输入级晶体管的基极电流（射极电流）或场效应管的栅极（源极）电流。,正、负反馈的判断,反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。,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。,4.局部反馈和级间反馈,局部反馈：只对多级放
5、大电路中某一级起反馈作用 级间反馈：将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路。,通过R3引入的是局部反馈,通过R4引入的是级间反馈,(3)负反馈的基本作用是将引回的反馈量与输入量相减，从而调 整电路的净输入量和输出量。,(1)交流负反馈使放大电路的输出量与输入量之间具有稳定的比例关系，任何因素引起的输出量的变化均得到抑制。由于输入量的变化也同样会受到抑制，因此交流负反馈使电路的放大能力下降。,(2)反馈量实质上是对输出量的取样，其数值与输出量成正比。,uo uN uD (uI - uN ),uo ,（2）从输入端看，反馈量与输入量是以电压方式相叠加，还是以电流方式相叠加。,对于具体的负反
6、馈放大电路，首先应研究下列问题，进而进行定量分析。,（1）从输出端看，反馈量是取自于输出电压，还是取自于输出电流。,反馈信号取自输出电压，则为电压反馈,反馈信号取自输出电流，则为电流反馈,反馈量与输入量以电压形式求和，为串联反馈,反馈量与输入量以电流形式求和，为并联反馈,动画avi9-1.avi,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。,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。,2.串联反馈和并联反馈,描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。,-串联负反馈,-并联负反馈,引入了并联反馈,引入了串联反馈,将输出电压的
7、一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电压反馈，即,将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电流反馈，即,描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。,3.电压反馈和电流反馈,电压反馈 反馈信号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。,电压反馈和电流反馈的判断,电压反馈两种常见的取样形式：,反馈信号取自电压,反馈信号取自电压的分压,电流反馈两种常见的取样形式：,使 uo = 0 (RL 短路)，反
8、馈依然存在则为电流反馈。,电路引入了电压负反馈,4.四种基本反馈类型,例 1,A,F,电压串联负反馈,5.四种基本反馈类型判断的举例,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 2,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。,A
9、,F,电流串联负反馈,例 3,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。,A,F,电压并联负反馈,例 4,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。,A,F,电流并联负反馈,电流串联负反馈,电压串联负反馈,例 5,反馈类型的判断,例 6,RE 引入本级电流串联负反馈；,引入级间电流并联负反馈。,例 7,反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈，在
10、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：,表6-1放大电路中反馈类型的定义、判别方法,6.2 反馈放大电路方框图表示法,6.2.1 反馈放大电路的框图,6.2. 2 反馈放大电路基本关系式,断开反馈，且考虑反馈网络的负载效应,决定反馈量和输出量关系的所有元件所组成的网络,方框图中信号是单向流通的。,基本放大电路的放大倍数,反馈系数,反馈放大电路的放大倍数,6.2.1 反馈放大电路的框图,负反馈放大电路 的基本放大电路,反馈网络,6.2.2 反馈放大电路基本关系式,1.闭环增益的一般表达式,2、反馈深度,（1）如果 ，则 。这就是负反
11、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。,（2）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。 当 时的反馈叫做“深度负反馈”。,（4）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。,（3）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，使闭环增益
12、加大。,6.3 负反馈对放大电路 性能的影响,6.3.1 提高增益的稳定性,6.3.2 减少失真和扩展通频带,6.3.3 改变放大电路的输入和输出电阻,6.3.1 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,例 A = 103 ，负反馈使放大倍数稳定性提高 100 倍，求 F、Af 、A 变化 10% 时的 Af ，以及 dAf /Af 。,解：,1) 1 + AF = 100，,则 F = (100 1) / A = 0.099,2),= 103 / 100 = 10,3),此时的 Af =,负反馈以牺牲放大倍数，换取了放大倍数稳定性的提高。,6.3.2 减少
13、失真和扩展通频带,一、减少非线性失真,加入 负反馈,无负反馈,F,uf,uo,略大,略小,略小,略大,接近正弦波,改善了波形失真,注意事项:,负反馈减小非线性失真指的是反馈环内的失真。 如果输入波形本身就是失真的，就算是引入了负反馈，也不能减小失真。,二、扩展通频带 BW,无反馈时： BW = fH fL fH,引入反馈后，,f,A(f),O,Am,0.707Am,fL,fH,BW,Af(f),Amf,0.707Amf,fLf,fHf,BWf,可证明：,fHf = (1 + AF) fH,fLf = fL / (1 + AF),= (1 + AF) fH, fHf,= (1 + AF) BW,
14、 BWf = fHf fLf,6.3.3 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,深度负反馈：,2. 并联负反馈使输入电阻减小,深度负反馈：,二、对输出电阻的影响定性,1. 电压负反馈 F 与 A 并联，使输出电阻减小。,A 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,A 为负载短路时的源电压放大倍数。,深度负反馈：,6.4 负反馈的正确引入,6.4.2 放大电路引入负反馈的一般原则,6.4.3 举例,6.4.1 如何根据需要引入负反馈,6.4.1 如何根据需要引入负反馈,引入负反馈的目的：,改善
15、放大电路的性能！,引入负反馈需要注意的问题：,根据要求确定取样方式和反馈方式； 多级间的交流反馈一般要接入隔直流电容； 保证是负反馈。,6.4.2 放大电路引入负反馈的一般原则,1、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。,2、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；,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。,3、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。,6.4.3 举例,减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力,将输入电流转换为与之成稳定线性关系的输出电流,将输入电流转换成为成稳定的输出电压,1.电压串联负反馈,3电压并联负反馈,2.电流并联负反馈,8-10,9-3,4-6,7-10,9-2,4-6,8-10,9-2,5-6,6.5 负反馈放大电路的分析计算,6.5.2深度负反馈放大电路的特点,6.5.3深度负反馈条件下电压放大倍数的的估算,
