模拟电子技术,第4章 负反馈放大电路,第4章 负反馈放大电路,4.1 本章任务的导入 4.2 相关的理论知识 4.3 相关的基本技能 本 章 小 结,4.1 本章任务的导入,图4-1 反馈示意图,从一个例子说起,输入量：ui、ube、ib,反馈——将电子系统输出回路的电量（电压或电流），以一定的方式送回到输入回路的过程输出量：uo、uce、ic,正向传输——信号从输入端到输出端的传输,稳定工作点电路：,,UB一定,几个基本概念,1. 开环与闭环,电路中只有正向传输，没有反向传输，称为开环状态正向传输——信号从输入端到输出端的传输,反向传输——信号从输出端到输入端的传输,既有正向传输，又有反馈 称为闭环状态信号的正向传输,信号的正向传输,反馈传输(通路) （反馈网络）,4.2 相关的理论知识,4.2.1 反馈的基本概念 4.2.1.1 反馈的概念,将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过某一电路送回输入端，称为反馈具有反馈作用的放大器叫反馈放大器反馈到输入回路的信号称为反馈信号由输出信号形成反馈信号的电路叫反馈电路或反馈网络构成反馈网络的元件叫反馈元件反馈信号与输出信号之比叫反馈系数。
如果反馈信号削弱了输入信号使放大电路的净输入减小，导致电路的放大倍数降低时称为负反馈，反之，则为正反馈4.2.1.2 反馈放大电路的框图及关系式,图4-2 负反馈放大电路的反馈环框图,负反馈放大电路的结构分为成两部分：一是不带负反馈的基本放大电路；另一个就是反馈电路（或称反馈网络）通常用反馈环方框图表示，如图4-2所示方框图由基本放大电路和反馈网络构成闭合环路用 表示信号电压或电流 、 、 分别表示输入、输出和反馈信号 为基本放大电路的净输入，它由 与 之差决定即,=,－,开环放大倍数，为,反馈网络的反馈系数,闭环放大倍数,闭环放大倍数与开环放大倍数的关系式,4.2.2 反馈的分类 1.正反馈与负反馈,如果反馈信号使净输入信号加强，这种反馈就称为正反馈；反之，就为负反馈2.直流反馈与交流反馈,如果反馈信号中只有直流成份，即反馈元件只能反映直流量的变化，这种反馈就叫直流反馈；如果反馈信号中只有交流成份，即反馈元件只能反映交流量的变化，这种反馈称为交流反馈；如果反馈信号中既有直流成份，又有交流成份，这种反馈则称为交直流反馈4.2 相关的理论知识,3.电压反馈与电流反馈,若反馈信号与输出电压成正比，就是电压反馈；与输出电流成正比，就是电流反馈。
从另一个角度说，看反馈是对输出电压采样还是对输出电流采样，对应地分别称为电压反馈和电流反馈4.串联反馈与并联反馈,如果反馈信号在放大器输入端以电压的形式出现，就是串联反馈如果反馈信号在放大器输入端以电流的形式出现，就是并联反馈5.本级反馈与级间反馈,如果反馈元件（反馈网络）只对本级（局部）起作用，就是本级反馈如果反馈网络是跨接在整个放大电路（多级）的输出与输入之间，这种反馈称为级间反馈4.2 相关的理论知识,4.2.3 反馈类型的判别,在分析实际反馈电路时，必须首先判别其属于哪种反馈类型在判别反馈类型之前，首先还应看放大器的输出端与输入端之间有无反馈元件，以便确定有无反馈1.正、负反馈的判别,判别反馈的正负通常采用瞬时极性法这种方法是首先假定输入信号为某一瞬时极性（一般设对地为正的极性），然后由各级输入、输出之间的相位关系，分别推出其它有关各点的瞬时极性（用“（+）”表示升高，用“（-）”表示降低），最后看净输入信号在反馈信号的作用下是加强还是减弱使净输入信号加强了的反馈为正反馈，削弱的为负反馈4.2 相关的理论知识,图4-3 反馈类型的判断,判断反馈极性 — 采用瞬时极性法,用正负号表示电路中各点电压的瞬时极性,分析反馈回来的信号对静输入信号的影响,若抑制了xi的作用，为负反馈；,若增强了xi的作用，使xi增大的，为正反馈。
正负号的标注规则,1.对分立元件而言（三极管），B与C极性相反，B与E极性相同 2.对集成运放而言， uO与u-极性相反， uO与u+极性相同 3.对于差分放大电路要注意不同的单端输出时的极性分立元件电路反馈极性的判断,图 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极性相同例：基本放大器，无反馈，净输入量ube=ui，电压放大倍数为：,引入反馈后，净输入量ube =ui- uf， 电压放大倍数为：,可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负反馈例：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，所以为正反馈,,,,反馈信号削弱了输入信号，因此为负反馈a)正反馈,(b)负反馈,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,,,,4.2 相关的理论知识,2.交流反馈与直流反馈的判别,判别交流反馈与直流反馈主要是从反馈网络（反馈元件）上来观察，若反馈支路中，只有交流信号时为交流反馈，只有直流信号为直流反馈，两者同时存在为交、直流反馈。
如图4-3电路所示直流反馈——若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈该电路引入直流反馈的目的，是为了稳定静态工作点Q交流反馈——若电路将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈 （如去掉电容Ce）,交流反馈，影响电路的交流工作性能直流反馈,交流反馈,解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时存在，来进行判别例：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈交、直流反馈,交流反馈,注意电容的“隔直通交”作用！,3.电压、电流反馈的判别,判断电压、电流反馈，一是看输出取样内容是电压还是电流，反馈信号若与输出电压成正比,则是电压反馈；若与输出电流成正比,则是电流反馈 二是采取负载电阻短路法来判断，也就是使输出电压为零若此时反馈信号随输出电压的消失而消失，说明为电压反馈；若电路中仍然有反馈存在，说明是电流反馈如图4-3电路所示电压反馈和电流反馈,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,判断反馈类型 — 电压、电流（看输出端）,假设输出端交流短路，若反馈作用消失，则为电压反馈；反之为电流反馈判断电压与电流反馈,反馈作用：输入的变化引起输出变化，再反作用到输入端。
例：电压负反馈与电流负反馈的判断,,令输出电压为零，反馈作用不存在，所以是：电压反馈,令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是：电流负反馈,4.串联、并联反馈的判别,判断串联、并联反馈，一是看反馈信号与输入信号在输入回路中是以电压形式叠加，还是以电流形式叠加，前者为串联反馈，后者为并联反馈二是反馈节点对地短路法，当反馈节点对地短路时，输入信号不能加进基本放大器，则为并联反馈；如仍能加进放大器，则为串联反馈如图4-3电路所示串联反馈和并联反馈框图 (a)串联反馈；(b)并联反馈,ib=i-if,并联反馈,vbe=vi-vf,串联反馈,放大电路的两个输入端:,运放,差放,三极管和 场效应管,,,,,4.2 相关的理论知识,4.2.4 负反馈放大电路的四种组态 为了对电压串联、电压并联、电流串联、电流并联四种基本负反馈的性能有更深的了解，下面将以具体反馈电路为例，对这些类型一一进行判断和分析图4-4 电压串联负反馈实际电路,1.电压串联负反馈,电压串联负反馈实际电路如图4-4所示电压串联负反馈,,,(+),(-),(+),(+),(-),特点： （1）该电路为电压串联负反馈 若取样为电压，则 以电压的形式出现。
若为串联反馈，则 、 、 以电压的形式出现,Vf,电压串联负反馈,(+),(-),(+),(+),(-),Re1,特点： （1）该电路为电压串联负反馈 若取样为电压，则 以电压的形式出现若为串联反馈，则 、 、 以电压的形式出现,（2）反馈系数,∴,（3）电压负反馈使输出电压稳定,→Vbe↑,VO↑,RL↓,→VO↓,→Vf↓,电压负反馈：稳定输出电压,vf,vi,vo,(+),串联反馈：输入端电压求和（KVL）,电压串联负反馈,(+),(+),Vf,4.2 相关的理论知识,图4-5 电压并联负反馈实际电路,2.电压并联负反馈,电压并联负反馈实际电路4-5所示电压并联负反馈,(+),(-),A,F,电压并联负反馈,反馈系数,——负反馈,电压负反馈使输出电压稳定,(+),(-),该电路为电压并联负反馈 若取样为电压，则 以电压的形式出现 若为并联反馈，则 、 、以电流的形式出现,4.2 相关的理论知识,3.电流串联负反馈,图4-6 电流串联负反馈,电流串联负反馈实际电路4-6所示电流串联负反馈,(+),(+),(+),,A,F,Vf,(+),(+),该电路为电流串联负反馈,取样为电流，则 以电流的形式出现。
若为串联反馈，则 、 、 以电压的形式出现,?,Ic=Io???,电流串联负反馈,(+),(+),反馈系数,——负反馈,电流负反馈使输出电流稳定,β↑→IC↑→Vf↑→Vbe↓→Ib↓,IC↓,,ie,vf,Io=-Ie??,净输入量,4.2 相关的理论知识,图4-7 电流并联负反馈,4.电流并联负反馈,电流并联负反馈实际电路4-7所示电流并联负反馈,(+),(-),(-),A,F,A,F,该电路为电流并联负反馈,反馈系数,——负反馈,电流负反馈使输出电流稳定,电流并联负反馈,ve2,Re2与Rf的分流,四种组态负反馈放大电路的比较,电压放大倍数,转移电阻,转移电导,电流放大倍数,（1）串联反馈,信号源对反馈效果的影响,ud = ui -uf,所以us应为恒压源，即信号源内阻RS越小越好要想反馈效果明显，就要求uf变化能有效引起ud的变化2）并联反馈,id = ii -if,要想反馈效果明显，就要求if变化能有效引起id的变化所以is应为恒流源，即信号源内阻RS越大越好反馈类型及判别方法总结,1.直流反馈与交流反馈——注意电容的“隔直通交”作用,2.反馈极性：正反馈与负反馈,判定方法——“瞬时极性法”,对于串联反馈：输入量与反馈量作用在不同的两点上，若输入量与反馈量的瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。
对于并联反馈：输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈3. 取样方式——电压反馈与电流反馈,假设输出端交流短路（RL=0），即uo=0，若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比 例判断方法——输出短路法：,电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比 例4.比较方式——串联反馈和并联反馈,串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极有：ud = ui -uf,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个电极有：id = ii -if,此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系对于三极管电路：,若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈对于运放电路：,若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并联反馈若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相端则为串联反馈试判断下列电路中的反馈组态解:电压串联负反馈解:电压并联负反馈试判断下列电路中的反馈组态。
关于反馈深度的讨论,一般负反馈,称为反馈深度,,深度负反馈,正反馈,自激振荡,4.2 相关的理论知识,。