《模拟电子技术教学讲义负反馈放大器B》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电子技术教学讲义负反馈放大器B（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第6章 负反馈放大电路第6章 负反馈放大器6.1 教学基本要求主 要 知 识 点 教 学 基 本 要 求 熟练掌握 正确理解 一般了解 反馈的概念及类型反馈的基本概念 负反馈放大电路的一般表达式 负反馈放大电路的基本类型及判别方法 负反馈对放大电路性能的影响深度负反馈放大电路的分析及近似计算负反馈放大电路的自激振荡及消除自激振荡的方法自激振荡的条件 放大器的稳定性分析 消除自激振荡的方法 6.2 重点和难点一、重点1反馈类型及组态的判别。2深度负反馈条件下放大倍数的估算。二、难点深度负反馈条件下电压放大倍数的估算。6.3 知识要点 反馈的基本概念及分类 负反馈放大电路的方框图反馈放大电路 负反
2、馈对放大电路性能的影响 负反馈放大电路的分析与计算 负反馈放大器的稳定性问题6.4 主要内容6.4.1 反馈的基本概念及分类1基本概念（1）反馈是将放大电路输出回路的电量（电压或电流）的一部分或者全部，通过一定的电路（反馈网络），以一定的方式（串联或并联）馈送到输入回路，进而对输入量产生影响的连接形式（或过程）。（2）反馈放大电路由基本放大电路、反馈网络和比较环节构成。示意图如图6-1所示。（3）开环放大倍数反馈系数闭环放大倍数反馈深度，表征反馈的强弱。2反馈的类型（1）按反馈的范围分本级反馈：将同一级的输出回路和输入回路联系起来的反馈。级间反馈：反馈网络连接在两级或两级以上的放大电路的输出回
3、路和输入回路之间。 当反馈放大电路中既有本级反馈又有级间反馈时，影响整个放大电路性能的是级间反馈。（2）按反馈极性分负反馈：加入反馈后，使净输入量减小，输出幅度下降。正反馈：加入反馈后，使净输入量增加，输出幅度增加。（3）按交、直流性质分直流反馈：反馈信号只含直流量，或者仅在直流通路中存在的反馈。用于稳定电路的静态工作点。交流反馈：反馈信号只含有交流量，或者仅在交流通路中存在的反馈。用于改善放大电路的动态性能。交直流反馈：反馈信号中既有直流成份又有交流成份，在交流、直流通路中都存在的反馈。既可稳定静态工作点，又可改善动态性能。（4）按取样方式分电压反馈：反馈信号取自负载上的输出电压，和电压成正
4、比，反馈网络和基本放大电路并联。电流反馈：反馈信号取自负载中的输出电流，和电流成正比，反馈网络与基本放大电路串联。（5）按输入连接方式分串联反馈：在输入端，反馈网络和基本放大电路串联；反馈信号是电压，并在输入端进行电压比较。并联反馈：在输入端，反馈网络和基本放大电路并联；反馈信号是电流，并在输入端进行电流比较。 综上所述，交流负反馈电路共有四种类型：电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。3反馈极性、类型及组态的判断（1）判断是否存在反馈除正向放大通路外，是否存在将输出回路和输入回路相连接的通路，即反馈通路； 反馈至输入端不能接地，否则不是反馈。（2）正、负反馈极性的判断瞬时极性法在输入端，先
5、假定输入信号的瞬时极性，可以用“”、“”或“”、“”表示。从输入到输出，再通过反馈网络回到输入端，依次标出各连接点的瞬时极性。（电容电阻不改变极性；共射、共集电路发射极和基极同相、集电极和基极反相；共基电路集电极和发射极同相）。观察引回到输入端的反馈量的瞬时极性，若使净输入增加为正反馈；若使净输入减少为负反馈。（3）电压、电流反馈的判断 令负反馈放大电路输出电压为零（即将输出端短路），若反馈也随之为零（即反馈信号消失），则说明电路中引入了电压反馈；若反馈量依然存在，不为零，则说明电路引入了电流反馈。对共射放大电路，若反馈从集电极引出，为电压反馈，从发射极引出，为电流反馈。但对共集放大电路，若反
6、馈从射极引出，则为电压反馈，从集电极引出，为电流反馈。（4）串联、并联反馈的判断 假设输入端交流短路，若反馈作用消失，则为并联反馈；反之为串联反馈。如图6-2所示。或者说反馈量与输入量加在放大电路输入回路的不同节点上时为串联反馈；反馈量与输入量加在放大电路输入回路的相同节点上时为并联反馈。6.4.2 负反馈放大电路的方框图根据负反馈的四种类型或者组态，可画出四种方框图形式，如图6-3所示。基本放大电路对信号源而言相当于一个电阻，即输入电阻；对负载而言为一个电源，既可表示为电流源（电流负反馈），也可以表示为电压源（电压负反馈）。反馈网络对输出而言相当于一个电阻，对输入端而言相当于一个受控源，既可
7、以表示为受控电流源（并联负反馈），也可以表示受控电压源（串联负反馈）。四种负反馈放大电路的、的具体含义如表6-1所示。表6-1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开环电压增益开环互阻增益开环互导增益开环电流增益电压反馈系数互导反馈系数互阻反馈系数电流反馈系数闭环电压增益闭环互阻增益闭环互导增益闭环电流增益6.4.3 负反馈对放大电路性能的影响1使放大电路的放大倍数下降 。2使放大倍数的稳定性增加 。3使放大电路的通频带扩展：、，其中为基本放大电路的中频增益。4使放大电路的非线性失真减少。5可以抑制来自负反馈环内的干扰和噪声。6负反馈会改变电路的输入、输出电阻。其对输入、输出
8、电阻的影响见表6-2。表6-2反馈类型串联负反馈并联负反馈电压负反馈电流负反馈影响效果提高输入电阻减小从信号源取用的电流降低输入电阻降低输出电阻稳定输出电压提高输出电阻稳定输出电流备注为负载开路时的开环电压增益为负载短路时的开环电流增益用途电压放大电流电压转换电压电流转换电流放大6.4.4 放大电路引入负反馈的一般原则1为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为了改善动态性能，应引入交流负反馈。2根据信号源的性质决定引入串联还是并联负反馈。当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为了增大放大电路的输入电阻，以减小信号源的输出电流和内阻上的压降，应引入串联负反馈；当信号源为恒流源或内阻很大的电流源时
9、，为了减小放大电路的输入电阻，使电路获得更大的输入电流，应引入并联负反馈。3根据负载对放大电路输出量的要求，决定引入电压还是电流负反馈。当负载需要稳定电压信号或希望电路的带负载能力强时，引入电压负反馈；当负载需要稳定电流信号时，引入电流负反馈。4根据交流负反馈四种组态的功能，在需要进行功能变换时，选择合适的组态。若需要将电流信号转换为电压信号，应引入电压并联负反馈；若需要将电压转换为电流信号时，应引入电流串联负反馈；等等。6.4.5 负反馈放大电路的分析与计算负反馈放大电路的小信号动态分析，常用深度负反馈条件下的近似计算法。深度负反馈条件： 。深度负反馈下的闭环增益近似计算公式为： 即在深度负
10、反馈条件下，闭环增益与有源器件的参数无关，基本由反馈网络的参数决定，故闭环增益的稳定性好。其计算有以下两种方法。1利用公式近似计算这里的是广义的，其含义因反馈组态而异，见表6-1。如果要计算电路的电压增益，除电压串联负反馈外，其它几种增益都要转换。其一般步骤为：（1）根据不同的反馈类型或组态，求解不同量纲的反馈系数；（2）计算闭环增益；（3）转换为电压增益电压串联：电压并联：； 电流串联： ； 电流并联：； 2利用近似计算对于串联负反馈，相当于，这一特性称为“虚短”。对于并联负反馈，相当于，这一特性称为“虚断”。利用“虚短”、“虚断”的特性，往往可以方便地求出输出电压和输入电压之间的关系式，简
11、捷地求得闭环电压增益。这是分析深度负反馈电路的一种实用方法。6.4.6 负反馈的稳定性问题负反馈可以改善放大电路的性能指标，但负反馈引入不当，会引起放大电路自激振荡。由放大电路的频率特性可知，由于电抗性元件和电抗性参数的存在，放大电路在高频区和低频区会产生附加相移。当附加相移达到一定程度时，就会使负反馈变为正反馈，从而有可能引起电路的自激振荡。1自激振荡条件根据反馈的基本方程，负反馈放大电路产生自激振荡的条件为又可分为幅值条件： 相位条件： 是放大电路和反馈电路的总附加相移。如果放大电路在中频区有180o的相移，在其它频段出现了附加相移，其值达到了180o。使总相移为360o，负反馈就变成了正
12、反馈。如果满足幅值条件，就会出现自激。2稳定条件当满足下列条件时，负反馈放大电路就不会产生自激振荡，即稳定条件为：时，3稳定裕度幅值裕度： 相位裕度 其中是附加相移为180o时的频率；是幅值为1时的频率。一般要求、4消除自激振荡的方法（1）降低反馈深度，即减小负反馈系数F；（2）减少负反馈网络跨越放大电路的级数，以减少附加相移；（3）增设RC相位补偿网络。6.5 典型例题分析例6-1 电路如例图6-1(a)所示。）（1）指出级间反馈网络并判断其为交流还是直流反馈；（2）判断级间反馈组态；（3）在深度负反馈的条件下，计算其闭环电压增益。解：（1）、从运放输出级T1、T2的输出端（e端）反向连接到
13、输入级运放的反相输入端，故其构成级间反馈网络；由于这个支路在直流通路和交流通路中都存在，故为交直流反馈。（2）用瞬时极性法，可以判断反馈极性。假设在输入端加上瞬时极性为（）的动态信号，经过运放，在运放的输出端得到瞬时极性为（）的信号，经过运放，因其为射极输出器形式，在输出端得到瞬时极性为（）的信号。再由反馈支路反送到输入端瞬时极性为（），故为负反馈（如例图6-1(b)）。由于反馈信号取自输出电压，为电压反馈；另外在输入级，反馈输出信号和输入信号在同一个端，为并联反馈。故其为交直流并联电压负反馈。（3）方法一：利用公式近似计算由理想运放的虚断、虚短： 、有：输出电压 互导反馈系数 闭环电阻增益
14、闭环电压增益 方法二：利用近似计算对于并联负反馈，有： ， 则 得闭环电压增益 例6-2 电路如例图6-2(a)所示。）（1）指出级间反馈网络；（2）判断级间反馈组态；（3）在深度负反馈的条件下，计算其闭环电压增益。解：（1）从输出级T3的输出端（e端）反向连接到输入级T1的输入回路（e端），故其为级间反馈网络；由于交流直流通路都存在这个反馈网络，故其为交直流反馈。同理R6、R7从输出级T3的输出端（c端）反向连接到输入级T1的输入端（b端），故其为级间反馈网络；由于仅在直流通路中存在，是直流反馈。（2）用瞬时极性法，可以判断反馈极性。假设在输入端加上瞬时极性为（）的动态信号，经过T1，在T1的集电极得到瞬时极性为（）的信号，经过T2，在其集电极得到瞬时极性为（
