《模拟电子技术：第7章负反馈放大器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术：第7章负反馈放大器（83页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、模拟电子技术电子技术基础精品课程第七章 反馈放大电路武汉理工大学信息工程学院电子技术基础课程组上页下页本章主要内容3. 负反馈对放大电路性能的改善；2. 负反馈的四种组态及反馈组态的判断；1. 反馈的基本概念及分类；4. 负反馈放大电路的分析方法；5. 自激振荡产生的原因及产生条件。上页下页7.1 反馈的基本概念 一.反馈的基本概念1. 反馈定义在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量（放大电路的输入电压或输入电流）的措施（或过程）称为反馈反馈。上页下页对“反馈”概念的理解关键要注意两点： （1）在输出端与输入端之间必须建立起
2、通路；（2）输出量作用回输入端后，必须对输入量产生一定的影响。 把输出端与输入端相连，并有输出量对输入信号产生影响的一定电路形式，常被称为反反馈通路馈通路。上页下页反馈的一般方框图：功能：放大输入信号功能：传输反馈信号基本放大电路的输入量称为净输入量，它不仅决定于输入信号（输入量），还与反馈信号（反馈量）有关。上页下页2.反馈的分类（1）根据反馈极性的不同，分为： 正反馈： 负反馈：反馈信号增强了外加输入信号的作用，使得净输入量增加，最终使AF。反馈信号削弱了外加输入信号的作用，使得净输入量减小，最终使AF。上页下页（2）根据反馈信号本身的交直流性质，分为： 直流反馈： 交流反馈：反馈量中只含
3、有直流量，或者说，只在直流通路中存在的反馈。反馈量中只含有交流量，或者说，只在交流通路中存在的反馈。在很多放大电路中，常常是交、直流反馈都有。上页下页（3）根据反馈信号在放大电路输出端采样方式的不同，可分为： 电压反馈： 电流反馈：反馈信号取自输出电压。反馈信号取自输出电流。上页下页（4）根据反馈信号与输入信号在放大电路输入回路中求和形式的不同，可分为： 串联反馈： 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（即反馈信号与输入信号串联）。反馈信号与输入信号在输入回路中以电流形式求和（即反馈信号与输入信号并联）。思考题：为什么输入回路中以电压形式求和时为串联反馈，以电流形式求和时为并
4、联反馈？串联时电流相等，是电压相加；并联时电压相等，是电流相加。上页下页（1）有无反馈的判断3.反馈的判断原则：是否有反馈通路影响净输入量Y：有反馈N：无反馈例如：判断下面各电路图中有无反馈？无反馈有反馈无反馈上页下页（2）交流反馈和直流反馈的判断 采用电容观察法。反馈通路如果存在隔直电容，就是交流反馈；反馈通路存在旁路电容，则是直流反馈；如果不存在电容，就是交直流反馈。上页下页例：判断下面各图中引入的是直流反馈还是交流反馈。直流反馈交、直流反馈交流反馈上页下页（3）反馈极性（即正、负反馈）的判断 采用瞬时极性法来判断。 判断原则：（a）反馈量与输入量在不同输入端，极性相同为负反馈；反之，为正
5、反馈。（b）反馈量与输入量在同一输入端，极性相反为负反馈；反之，为正反馈。上页下页例1：判断下面三个电路中各引入了什么极性的反馈？负反馈正反馈负反馈上页下页例2：分立元件放大电路反馈极性的判断负反馈上页下页（4）电压反馈与电流反馈的判断 方法一：假设把输出端交流短路（即令输出电压等于0），观察是否仍有反馈信号。如果反馈信号不存在了，即反馈量为0，则说明是电压反馈；若反馈量不等于0，则说明是电流反馈。 方法二：将负载RL开路（即RL=），致使i0=0，从而使iF=0，即由输出引起的反馈信号消失了，可以确定为电流反馈。上页下页例1：判断下面电路引入的是电压反馈还是电流反馈。电压反馈上页下页例2：判
6、断下面电路引入的是电压反馈还是电流反馈。电流反馈上页下页（5）串联反馈与并联反馈的判断 判断方法：（a）反馈量与输入量在不同输入端，对应的是电压求和，说明是串联反馈；（b）反馈量与输入量在同一输入端，对应的是电流求和，说明是并联反馈；上页下页 本级反馈反馈只存在于某一级放大器中 级间反馈反馈存在于两级以上的放大器中例（6）本级反馈与级间反馈级间反馈本级反馈本级反馈上页下页7.2 负反馈放大电路的四种组态 电压串联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈上页下页1.电压串联负反馈根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈从输入端看有：ud = ui -uf故为串联负反馈。
7、反馈电压：因为反馈量与输出电压成比例，所以称电压反馈。VVV-fRiduu-f-R+u1+uRoA+_上页下页RLuOufud(ube) uO电压负反馈的特性稳定输出电压稳定过程：负载变化时，输出电压稳定输出电阻ui一定分立电路电压串联负反馈1.电压串联负反馈上页下页2.电压并联负反馈根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈。id = ii -if从输入端看有：因为反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。 反馈电流：故为并联负反馈。VCC_CIRCLEA+_LRRfifid1i1Ruoiu上页下页分立电路电压并联负反馈反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。根据瞬时极性判断是负反馈
8、，所以该电路为电压串联负反馈id = ii -if在输入端有故为并联负反馈。 因为反馈电流：2.电压并联负反馈上页下页3.电流并联负反馈根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈。又因为在输入端有:id = ii -if 反馈电流：因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。故为并联负反馈。A+_uu1iiRioidifiofRRLR+上页下页分立电路组成的电流并联负反馈引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定过程：负载变化时，输出电流稳定输出电阻RL io(ic2) ifid （ib） io(ic2) 3.电流并联负反馈A+_uu1iiRioidifiofRRLR+上页下页4.电流串联
9、负反馈 反馈电压：uf=ioRf根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈ud = ui -uf又因为在输入端有因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。故为串联负反馈。A+_uuR1fo+LRR+i+du+fuoi上页下页分立电路组成的电流串联负反馈电路io uf ud io 引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定过程：负载变化时，输出电流稳定输出电阻RL4.电流串联负反馈A+_uuR1fo+LRR+i+du+fuoi上页下页三.例题例题1:试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？上页下页例题2:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。A+_uuRofi1R上页下页A
10、+_VVuOiu1RR2CC+V3RVVuiOu1RR2R3R45RR6A1+_A2+_上页下页例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈。上页下页A+_uuR1fo+LRR+i+du+fuoi上页下页VVuiOu1RR2R3R45RR6A1+_A2+_上页下页对于三极管电路： 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。上页下页对于运放电路： 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。A+_u+u-输入量反馈量+uu-输入
11、量反馈量A+_+uu-A+_输入量反馈量u+u-A+_输入量反馈量上页下页例题4:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还是并联反馈。A+_VVuOiu1RR2CC+V3R上页下页VVuiOu1RR2R3R45RR6A1+_A2+_上页下页例题5:试判断下列电路中的反馈组态。解:电压串联负反馈。VoA+_+RCCVuTV+R2R2i1TEEIsf1uRR12A+_VVVfRiuu-f-R+u1+Ro1上页下页解:电压并联负反馈。例题6:试判断下列电路中的反馈组态。RA+_uiufo1R上页下页（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
12、。 要想反馈效果明显，就要求uf变化能有效引起ud的变化。A+_uuuf1R+uLdR+o+fR-u+Si+uRs上页下页（2）并联反馈id = ii -if 所以is应为恒流源，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id的变化。A+_uusRoRR+Lfisiidifi上页下页7.2 负反馈放大电路的一般表达式一.负反馈放大电路的一般方框图二.负反馈放大电路的一般关系放大：反馈：迭加：上页下页基本放大电路A反馈网络F放大：迭加：A称为开环放大倍数+反馈：AF称为闭环放大倍数AF=Xo / Xi输出信号输入信号反馈信号净输入信号F称为反馈系数设Xf与Xi同相【负
13、反馈放大电路的一般方框图】负反馈放大器上页下页闭环放大倍数：AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF) =XoA11A+F=A1+AF上页下页三. 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上页下页7.3 负反馈对放大电路性能的影响 提高增益的稳定性 减少非线性失真 扩展频带 改变输入电阻在放大器中引入负反馈 降低了放大倍数使放大器的某些性能得以改善： 改变输出电阻上页下页一. 提高放大倍数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
14、线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。上页下页二. 改善放大电路的非线性失真Auiufuiuoud加反馈前加反馈后AF+失真改善uouo上页下页三.扩展放大器的通频带 放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。 无反馈时放大器的通频带： fbw= f HfL f H 有反馈时放大器的通频带： fbwf= f HffLf f Hf可以证明：fbwf = (1+AF) fbw放大器的一个重要特性：增益与通频带之积为常数。 即： Amf fbwf= Am fbw020lg|A|（dB）F（Hz） Am fL fH fLf fHf Amf上页下页四.负反馈对输入电阻的影响 (1) 串联负反
15、馈使输入电阻增加 无反馈时： 有反馈时：上页下页(2)并联负反馈使输入电阻减小 无反馈时： 有反馈时：上页下页五.负反馈对输出电阻的影响 电压负反馈稳定输出电压（当负载变化时）恒压源输出电阻小。(1) 电压负反馈使输出电阻减小 电流负反馈稳定输出电流（当负载变化时）恒流源输出电阻大。(2) 电流负反馈使输出电阻提高上页下页为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量引直流负反馈 要稳定交流量引交流负反馈 要稳定输出电压 引电压负反馈 要稳定输出电流 引电流负反馈 要增大输入电阻 引串联负反馈 要减小输入电阻 引并联负反馈上页下页举例：在下面的放大器中按要求引入适当的反馈。（1）希望加入信号后，
16、ic3的数值基本不受R6改变的影响。上页下页（2）希望接入负载后，输出电压UO基本稳定。上页下页（3）希望输入端向信号源索取的电流小。上页下页（4）希望稳定静态工作点。解：以上两种反馈都同时具有交、直流反馈，所以能够稳定静态工作点。如果要求只引入直流负反馈，去除交流反馈。怎样接？上页下页7.4 负反馈放大电路的计算 本节重点讨论深度负反馈条件下的近似计算1. 估算的依据深度负反馈：即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数有关。由得方法一：一. 估算电压增益上页下页方法二：根据将代入上式得即：输入量近似等于反馈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“虚短”、“虚断”的概念或上页下页深度负反馈条件下：Xd=XiXf0u+=u（运放电路）ue=ub（三极管电路）(1)“虚短”ud0(2)“虚断”id0ii+=ii=0 （运放电路）ib=0（三极管电路）“虚短”与“虚断”A+_uR+fuRu1fd+iA+_uifRiifiii+ii上页下页（1）电压串联负反馈例1.分立电路电压串联负反馈2. 举例 解：用方法一 求反馈系数：求闭环电压放大倍数：上页下页例2.运放组成的电
