放大电路中的反馈

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1、第六章 放大电路中的反馈6.1 反馈的基本概念及判断方法6.1.1 反馈的基本概念一、反馈（回授）的概念（图 6.1.1） 将输出量的一部分或全部，通过一定电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量的措施称 为反馈。二、正反馈与负反馈1. 净输入量：基本放大电路的输入信号；2. 正反馈：使放大电路净输入量增大的反馈；反馈结果使输出量的变化增大的反 馈。3. 负反馈：使放大电路净输入量减小的反馈；反馈结果使输出量的变化减小的反 馈。（图 2.4.2）三、直流反馈与交流反馈1. 直流反馈：（图 2.4.2）反馈量中只含有直流量；直流通路中存在的反馈；影响静态工作点。2. 交流反馈：（图 2.4.2

2、中去掉旁路电容）反馈量中只含有交流量；交流通路中存 在的反馈；影响放大电路性能。6.1.2 反馈的判断一、反馈存在与否的判断（图 6.1.2）1. 是否存在将输出回路与输入回路相连接的反馈通路；2. 反馈通路是否影响了放大电路的净输入。利用叠加定理可以理解输入端有无输出量的作用结果。二、反馈极性的判断（瞬时极性法）（图 6.1.3）（图 6.1.4）1. 规定电路输入信号在某一时刻对地的极性；2. 逐级判断电路中各相关点的电流流向和电位极性；（1）三极管：若基极正极性，则动态电流从c到e；（ 2） 运放：同相端加正极性，输出端输出正极性；3. 判断输出信号的极性；4. 判断反馈信号的极性；5.

3、 反馈信号使放大电路的净输入信号增大与否。6. 注：反馈量仅仅决定于输出量，而与输入量无关，分析反馈极性时，可将输出 量视为作用于反馈网络的独立源。三、直流反馈与交流反馈的判断（图6.1.5）（图 6.1.6） 根据交直流通路来判断例 6.1.1 判断正反馈、负反馈，直流的还是交流的？（图 6.1.7）6.2 负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路即为引入交流负反馈的放大电路。6.2.1 负反馈放大电路分析判别要点、 从输出端判断：电压负反馈、电流负反馈1. 电压负反馈：反馈信号取自输出电压；2. 电流负反馈：反馈信号取自输出电流；3. 判别方法：输出电压置0 法。图6.2.6、图6.2.

4、7、 从输入端判断：串联负反馈、并联负反馈1. 串联负反馈：反馈量与输入量以电压方式叠加；2. 并联负反馈：反馈量与输入量以电流方式叠加；3. 判别方法：输入信号与反馈信号的连接方式，如果连接在同一个端子上，为并 联；不在同一个端子上，为串联。从而构成了四种负反馈组态）6.2.2 四种负反馈组态（讲解顺序：判断有无反馈；找出反馈网络；组态判别；输入信号样式；稳定方式讲解，以 输入信号不变，而其他原因引起的输出信号改变为例）一、电压串联负反馈（图 6.2.2） 输入信号为电压源，稳定输出电压二、电流串联负反馈（图 6.2.3） 输入信号为电压源，稳定输出电流三、电压并联负反馈（图 6.2.4）

5、输入电流源，稳定输出电压。四、电流并联负反馈（图 6.2.5） 输入信号电流源，稳定输出电流五、例：图 6.2.8、图 6.2.96.3 负反馈放大电路的方块图及一般表达式6.3.1 负反馈放大电路的方块图表示法（图 6.3.1）一、反馈网络：所有与反馈系数有关的元器件所构成的网络。二、各信号间的关系：X = X Xiif三、中频段各信号间的关系：X1 = X 慎iif四、基本放大电路的放大倍数：A =五、反馈系数：F = fX0六、负反馈放大电路的放大倍数. X七、电路的环路放大倍数：AF =右XiA八、中频段时的表达式：A -f 1 + AF1九、引入深度负反馈时的表达式：（说明了什么）A

6、fF十、正反馈：AF 0十一、自激振荡：电路在输入量为0时就有输出，AF =-1。十二、 注意：通常的负反馈放大电路是指中频段的反馈极性，当进入其他频段时，产生的 相移可能对某一特定频率产生正反馈。6.3.2 四种组态电路的方块图 （图 6.3.2）一、将负反馈放大电路的基本放大电路与反馈网络均看成为二端口网络，则不同反馈组 态表明两个网络的不同连接方式，由于不同组态的输入输出信号及反馈信号不同， 所以不同组态中，各个量的物理意义及量纲也不同；二、电压串联负反馈电路中：（各输入输出量、反馈系数、电路开环放大倍数、闭环放大 倍数的定义公式）三、电流串联负反馈电路中：四、电压并联负反馈电路中：五、

7、电流并联负反馈电路中：（表 6.3.1）6.3.3 负反馈放大电路的基本放大电路将负反馈放大电路中信号传递并不是单向的，因为反馈网络是双向的，因此在反馈 输出信号的同时，还将输入信号引导输出端。因此将新的基本放大电路分离出来，使信号传递单向化，就需要考虑反馈网络的负载效应，就是将反馈网络作为放大电 路输入端和输出端的等效负载。可以进行戴维南等效，并令输入量及输出量的作用 为零。二、如图 6.3.3所示，电压串联负反馈电路的基本放大电路；三、如图 6.3.4 所示，电流串联负反馈电路的基本放大电路；四、如图 6.3.5所示，电压并联负反馈电路的基本放大电路；五、如图 6.3.6所示，电流并联负反

8、馈电路的基本放大电路。六、具体求解方法：1. 求输入回路，电压反馈，则输出端接地（输出电压置零）；电流反馈，则输出回 路开路（输出电流置零）。2. 求输出回路，并联反馈，则输入端接地；串联反馈，则输入回路开路，断开放 大电路输入级与反馈网络的连接处。（去除输入量的影响） 注：一般由集成运放构成的负反馈放大电路均引入了深度负反馈，因此不必求出基本放大电 路的放大倍数。6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的分析6.4.1 深度负反馈的实质根据深度负反馈的条件，可以推出当电路引入深度负反馈时，反馈信号等于输入信号，即忽 略净输入量。其实质为：在近似分析中忽略净输入量，对于不同组态，可忽略的净输入量不同

9、（串联忽略 电压，并联忽略电流）。6.4.2 反馈网络的分析（图 6.4.1）目的：找出负反馈放大电路的反馈网络，根据定义求出反馈系数。电压串联负反馈电路的反馈系数：uu= -Tf 二四、电流串联负反馈电路的反馈系数：电压并联负反馈电路的反馈系数：电流并联负反馈电路的反馈系数：uiiu=-f =ii注：反馈量仅取决于输出量，与输入量及负载电阻无关。）6.4.3 放大倍数的分析四、五、1.2.3.1.2.3.1.2.3.1.2.3.4.1.求解步骤：判断组态；求反馈系数；求放大倍数及电压放大倍数电压串联负反馈电路（图6.4.1）.U 反馈系数：F = f uu U 0R1R + R12电路的放大

10、倍数：Auuf电压放大倍数：A = Auf uuf电流串联负反馈电路（图6.4.1）Uf 二 R反馈系数：Fui电路的放大倍数：Aiuf1u二 o =FUuu f= U -U Fi ui I R 电压放大倍数：A =霁壬=A Ruf U iuf Li电压并联负反馈电路（图6.4.1）（图 6.4.2）反馈系数：F =才=iu U0电路的放大倍数：A uif电压放大倍数：AusfU 0_R_UT0U=-0 =s1U二一0FIiufU 14 二 AI RisRU （因为净输入电压几乎为 uif R Rss零，所以信号源的电压全部降落在内阻上，有U? = IR ）s i s 对于并联反馈电路，信号源

11、内阻必不可少，否则反馈将不起作用。（此时净输入 电流仅仅取决于恒压信号源，而与反馈电流无关）。电流并联负反馈电路R2R + R122.电路的放大倍数：A1IIU=0FIIIiif3.电压放大倍数： AIusfUI=-io =II R I0 L = AII R iif R iRRRL U -L (1 + )RRs2例 1（图 6.2.8）已知各电阻参数，求深度负反馈条件下，电压放大倍数；例 2（图 6.2.9）已知各电阻参数，求深度负反馈条件下，电压放大倍数；例 3 图 6.4.3 所示，判断交流负反馈组态，求深度负反馈条件下，电路放大倍数及电压放大 倍数；例 4 图 6.4.4 所示，判断交流

12、负反馈组态，求深度负反馈条件下，电路放大倍数及电压放大 倍数；6.5 负反馈对放大电路性能的影响6.5.1 稳定放大倍数AdA A dA中频变化率表达式：由公式A,=求微分得一产=-/ 1 + AFA1 + AF Af结论：以损失放大倍数为代价提高了负反馈放大电路的稳定性。6.5.2 改变输入电阻和输出电阻对输入电阻的影响1.串联负反馈增大输入电阻（图6.5.1）1）基本放大电路的输入电阻：R = UiI2）整个电路的输入电阻： Rif=八 AFU = (1 + AF) RIiii注意： 某些电阻不在反馈环内，则不应被放大。（图 6.5.2）R = Ui = U + AFU = (1 + AF

13、)R , R = R IRif IIi if ifi2.并联负反馈减小输入电阻（图6.5.3 所示）U（1）基本放大电路的输入电阻：R = fi Ii1.2.6.5.3整个电路的输入电阻：Rf对输出电阻的影响电压负反馈减小输出电阻（1）令输 入量 为 0 ，U UR=J =i=iI I + AFI (1 + AF)iii图 6.5.4 所示）电压负反馈放大电路输出电阻的表达式为R01 + AF0去了，所以在此方块图中，不再考虑反馈网络的电阻对输出电阻的影响 并联时认为无穷大，串联时认为是零）； 当反馈深度为无穷大时，输出电阻趋于0，近似认为是恒压源。R = U o =0f I此时已经在 R0

14、中把反馈网络的负载效应考虑进2）电流负反馈增大输出电阻（图6.5.5 所示）1）令输 入量 为 0， 则 电压负反 馈放 大电路输 出电阻的 表达 式为：2）UR= （1 + AF） R0fI 00当反馈深度为无穷大时，输出电阻趋于无穷大，近似认为是恒流源。展宽频带负反馈减小了各种原因引起的放大倍数变化，自然也减小了因信号频率变化所引起 的变化；对于纯电阻反馈网络，且在波特图上低频段和高频段各仅有一个拐点，则其基本放 大电路高频段放大倍数的表达式为：Ah四、引入负反馈后，高频段放大倍数为：Ahfh1 + A FhHf负反馈放大电路下限频率为：fLf = kFm6.5.4 减小非线性失真图 6.5.6 所示）定量讲解负反馈抑制非线性失真的方法；二、（图 6.5.7 所示）电路开环时的输出量为：三、闭环后的输出量为：（此时，应增大输入量，使净输入量的基波成分与开环时相同）四、结论：负反馈抑制非