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1、第第4 4章章 放大电路中的反馈放大电路中的反馈4.1 4.1 反馈的基本概念反馈的基本概念4.3 4.3 负反馈放大电路的增益负反馈放大电路的增益4.4 4.4 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善4.2 4.2 反馈的分类反馈的分类从一个例子说起从一个例子说起输入量：输入量：ui、ube、ib反反馈馈将将电电子子系系统统输输出出回回路路的的电电量量（电电压压或或电电流流），以以一一定定的方式送回到输入回路的过程。的方式送回到输入回路的过程。4.1 反馈的基本概念反馈的基本概念输出量：输出量：uo、uce、ic正向传输正向传输信号从输入端到输出端的传输信号从输入端到输出端的传
2、输TUBEICICUEIB稳定工作点电路：稳定工作点电路：UB一一定定反馈的涵义反馈的涵义开环与闭环开环与闭环电电路路中中只只有有正正向向传传输输，没没有有反反向传输，称为向传输，称为开环状态。开环状态。正向传输正向传输信号从输入端到信号从输入端到输出端的传输输出端的传输反向传输反向传输信号从输信号从输出端到输入端的传输出端到输入端的传输既既有有正正向向传传输输，又又有有反反馈馈 称称为为闭环状态闭环状态。信号的正向传输信号的正向传输信号的正向传输信号的正向传输反馈传输反馈传输(通路通路)（反馈网络）（反馈网络）在在放放大大电电路路中中信信号号的的传传输输是是从从输输入入端端到到输输出出端端，
3、这这个个方方向向称称为为正正向向传传输输。反反馈馈就就是是将将输输出出信信号号取取出出一一部部分分或或全全部部送送回回到到放放大大电电路路的的输输入入回回路路，与与原原输输入入信信号号相相加加或或相相减减后后再再作作用用到到放放大大电电路路的的输输入入端端。反反馈馈信信号号的的传传输输是是反反向向传传输输。所所以以放放大大电电路路无无反反馈馈也也称称开开环环，放放大大电电路路有有反反馈馈也也称称闭环闭环。例：基本放大器，无反馈，净输例：基本放大器，无反馈，净输入量入量ube=ui，电压放大倍数为：电压放大倍数为：1.负反馈与正反馈负反馈与正反馈负反馈负反馈输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小
4、，输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，放大倍数减小。放大倍数减小。引入反馈后，净输入量引入反馈后，净输入量ube =ui- uf ，电压放大倍数为：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。可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负反馈。正反馈正反馈输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加。放大倍数增加。4.2 反馈的分类反馈的分类例：判断下图电路的反馈极性。例：判断下图电路的反馈极性。正负反馈判别方法：瞬时极性法正负反馈判别方法：瞬时极性法例例 ：输入输入回路回路输出输出回路回路判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负
5、反馈？直判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？反馈还是交流反馈？ RE 介于输入输出回路，有反馈。介于输入输出回路，有反馈。反馈使反馈使 uid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。例：判断下图电路的反馈极性。例：判断下图电路的反馈极性。直流反馈直流反馈若电路将直流量反馈到输入回路，则若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。称直流反馈。2.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈 该电路引入直流反馈的目的该电路引入直流反馈的目的，是为了稳定静态工是为了稳定静态工作点作点Q。交流反馈交流反馈若电路将若电路将交流量反馈到输
6、入回路，交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。则称交流反馈。（如去掉电容（如去掉电容Ce）交流反馈，影响电路的交流反馈，影响电路的交流工作性能交流工作性能。直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈ic 解解：根根据据反反馈馈到到输输入入端端的的信信号号是是交交流流还还是是直直流流还还是是同同时时存在，来进行判别。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。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、直流反馈交流反馈交流反馈 注意电容的注意电容的“隔直通交隔直通交”作用！作用！电压反馈电压反馈 反馈信号取自输出电压的部分或全部。反馈信号取自输出电压的部
7、分或全部。判别法：判别法：使使 uo = 0 ( (RL 短路短路) )， 若若反馈消失则为电压反馈反馈消失则为电压反馈。电流反馈电流反馈 反馈信号取自输出电流。反馈信号取自输出电流。判别法：判别法：使使 io = 0( (RL 开路开路) )，若反馈消失则为电流反馈。，若反馈消失则为电流反馈。或或 令令u uo o=0,=0,反馈仍然存在。反馈仍然存在。AFRLuo电压电压反馈反馈电流电流反馈反馈iouoFARLio3. 电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈例：判断下列电路引入的是电压反馈还是电流反馈？例：判断下列电路引入的是电压反馈还是电流反馈？串联反馈：串联反馈：反馈信号与输入信号以反馈
8、信号与输入信号以电压相加减的形式在输入端出现。电压相加减的形式在输入端出现。uid = = ui uf特点：特点：信号源内阻越小，信号源内阻越小， 反馈效果越明显。反馈效果越明显。并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号以反馈信号与输入信号以电流相加减的形式在输入端出现。电流相加减的形式在输入端出现。iid = = ii if特点：特点：信号源内阻越大，信号源内阻越大， 反馈效果越明显。反馈效果越明显。AFiiifisiidRSRSAFuiuidufus4. 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈简简易易判判法法：根根据据信信号号是是否否从从同同一一点点进进入入放放大大器器，如如果果是是在在同同一
9、一点点进进入入放放大大器器，则则必必然然以以电电流流加加减减的的形形式式进进行行，是是并并联联反反馈馈，否否则则是串联。是串联。本级反馈本级反馈反馈只存在于某一级放大器中反馈只存在于某一级放大器中 级间反馈级间反馈反馈存在于两级以上的放大器中反馈存在于两级以上的放大器中例例5. 本级反馈与级间反馈本级反馈与级间反馈级间反馈级间反馈本级反馈本级反馈本级反馈本级反馈基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F放大放大：迭加：迭加：1.方框图：方框图：A称为开环称为开环放大倍数放大倍数+ 反馈反馈：AF称为闭环放大倍数称为闭环放大倍数AF=Xo / Xi输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信
10、号净输入信号净输入信号F称为反馈系数称为反馈系数设设Xf与与Xi同相同相4.3 4.3 负反馈放大电路的增益负反馈放大电路的增益负反馈放大器负反馈放大器2. 负反馈放大器的一般关系负反馈放大器的一般关系闭环放大倍数：闭环放大倍数：放大放大：反馈反馈：迭加：迭加：AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF) =XoA11A+F=A1+AF3. 关于反馈深度的讨论关于反馈深度的讨论一般负反馈一般负反馈称为反馈深度称为反馈深度深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈自激振荡自激振荡4.4 负反馈对放大电路的改善负反馈对放大电路的改善 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减少
11、非线性失真减少非线性失真 扩展频带扩展频带 改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻 在放大器中引在放大器中引入负反馈入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数 使使放大器的性能得以改善：放大器的性能得以改善：1. 提高增益的稳定性提高增益的稳定性Af 的的相对变化量相对变化量A 的相对变化量的相对变化量放大倍数稳定性提高放大倍数稳定性提高例例 ： A = 103 ，负反馈使负反馈使放大倍数稳定性提高放大倍数稳定性提高 100 倍，求倍，求 F、Af 、A 变化变化 10% 时的时的 A f ，以及以及 dAf /Af 。解：解： 1) ) 1 + AF = 100，则则 F = (100 1
12、) / A = 0.0992) )= 103 / 100 = 103) )此时的此时的 A f =负负反反馈馈以以牺牺牲牲放放大大倍倍数数，换换取了放大倍数稳定性的提高。取了放大倍数稳定性的提高。2. 减小非线性失真和噪声减小非线性失真和噪声uf加入加入负反馈负反馈无负反馈无负反馈FufAuiuo+uiduo大大小小略大略大略大略大略小略小略小略小略小略小略小略小略大略大略大略大uiA接近正弦波接近正弦波改善了波形失真改善了波形失真3. 扩展放大电路的通频带扩展放大电路的通频带 无反馈时：无反馈时： fBW = fH fL fH引入反馈后，引入反馈后，fA(f)OAm0.707AmfLfHfB
13、WAf(f)Amf0.707AmffLffHffBWf可证明：可证明：fHf = (1 + AF) fHfLf = fL / (1 + AF)= (1 + AF) fH fHf = (1 + AF) BW fBWf = fHf fLf4. 改变放大电路的输入电阻和输出电阻改变放大电路的输入电阻和输出电阻一、对输入电阻的影响一、对输入电阻的影响1. 串联负反馈使输入电阻增大串联负反馈使输入电阻增大Rif深度负反馈：深度负反馈：ii A FuiuidufRiAFuid2. 并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小Rif深度负反馈：深度负反馈：ifiidii A FuiRiAFiid二、对输出电阻的影响二、对输出电阻的影响1. 电压负反馈电压负反馈 F 与与 A 并联，使输出电阻减小。并联，使输出电阻减小。AFRoRofA 为负载开路时的源电压放大倍数。为负载开路时的源电压放大倍数。深度负反馈：深度负反馈：2. 电流负反馈电流负反馈 F 与与 A 串联，使输出电阻增大串联，使输出电阻增大AFRoRofA 为负载短路时的源电压放大倍数。为负载短路时的源电压放大倍数。深度负反馈：深度负反馈：本章作业本章作业P89: 4.2 4.3
