模拟电路第7章反馈放大电路

《模拟电路第7章反馈放大电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模拟电路第7章反馈放大电路（124页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式7.4 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态7.6 负反馈放大电路设计负反馈放大电路设计7.7 负反馈放大电路的频率响应负反馈放大电路的频率响应7.8 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈7.1.4 串联反馈

2、与并联反馈串联反馈与并联反馈7.1.1 什么是反馈什么是反馈7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈7.1.1 什么是反馈什么是反馈 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），送回到输入回路的过程。送回到输入回路的过程。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反馈内部反馈外部反馈外部反馈输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号（净输入信号）信号（净输入信号）7.1.1 什么是反馈什么是反馈框图框图反馈通路反馈通路信号反向传输的渠道信号反向传输的渠道开环开环 无反

3、馈通路无反馈通路闭环闭环 有反馈通路有反馈通路7.1.1 什么是反馈什么是反馈 电子电路输出量的一部分或全部通过一定的方式电子电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入量，称为引回到输入回路，影响输入量，称为反馈反馈。要研究哪些问题？要研究哪些问题？怎样引回怎样引回是从输出是从输出电压还是电压还是输出电流输出电流引出反馈引出反馈影响输入电压影响输入电压还是输入电流还是输入电流多少多少怎样引出怎样引出7.1.1 什么是反馈什么是反馈+-R1+-RLR2vivo+-R1R2RL+-vivo判断电路是否存在反馈判断电路是否存在反馈通路并标明反馈通路。通路并标明反馈通路。有通路：R

4、2，RL有反馈，反馈通路：R1，R2引入反馈引入反馈了吗？了吗？无反馈7.1.1 什么是反馈什么是反馈+-R1RL+-vivo多级放大电路R5：本级反馈R2：级间反馈+-R1R3R5A1A2R4R2+-vivo有反馈，反馈通路是短路线反馈通路反馈通路（级间）（级间）反馈通路反馈通路（本级）（本级）反馈通路反馈通路（本级）（本级）通常，重点研通常，重点研究级间反馈或究级间反馈或称总体反馈。称总体反馈。即即“找联系找联系”：找输出回路：找输出回路与输入回路的联系，若有则与输入回路的联系，若有则有反馈，否则无反馈。有反馈，否则无反馈。7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈交流负反馈交流负反

5、馈直流负反馈直流负反馈 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，或同时存在，来进行判别。或同时存在，来进行判别。引入交流负反馈的目的：引入交流负反馈的目的：改善放大电路的性能改善放大电路的性能引入直流负反馈的目的：引入直流负反馈的目的：稳定静态工作点稳定静态工作点7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈 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，或同时存在，来进行判别。或同时存在，来进行判别。直流反馈直流反馈交、直流反馈交、直流反馈7.1.2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈(a)直流通路直流通路 (b)交流通路

6、交流通路7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。从输出端看从输出端看从输入端看从输入端看正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。净输入量可以是电压，也可以是电流。净输入量可以是电压，也可以是电流。引入反馈后其变化是引入反馈后其变化是增大？还是减小？增大？还是减小？引入反馈后其变化是增大？引入反馈后其变化

7、是增大？还是减小？还是减小？7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈判别方法：判别方法：瞬时极性法瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着。即在电路中，从输入端开始，沿着 信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率 （正斜率或负斜率，用（正斜率或负斜率，用“+”“+”、“-”“-”号表示）。号表示）。净输入量减小净输入量减小净输入量增大净输入量增大负反馈负反馈正反馈正反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路+-R1R2RL+-存在反馈vivo+iIiDiFiD =iI+ iF正反馈例例1 判断反馈极性判断反馈极性+-R1RL+-vivo例例2 判断反

8、馈极性判断反馈极性+vD-vFvD =vI - vF负反馈例例3 判断反馈极性判断反馈极性+-R1+-RLR2vivo+vD-vF负反馈vD =vI - vF+-R1R3R5A1A2R4R2+-vivo正反馈例例4 判断反馈极性判断反馈极性+-iD =iI - iF-负反馈iIiDiF 利用瞬时极性法判断负反馈利用瞬时极性法判断负反馈+ (1) (1)设接设接设接设接“地地地地”参考点的电位为零，在某点对参考点的电位为零，在某点对参考点的电位为零，在某点对参考点的电位为零，在某点对“地地地地”电压（即电位）的正半周，该点交流电位的瞬时电压（即电位）的正半周，该点交流电位的瞬时电压（即电位）的正

9、半周，该点交流电位的瞬时电压（即电位）的正半周，该点交流电位的瞬时极性为正；在负半周则为负。极性为正；在负半周则为负。极性为正；在负半周则为负。极性为正；在负半周则为负。 (2) (2)设基极瞬时极性为正，设基极瞬时极性为正，设基极瞬时极性为正，设基极瞬时极性为正，根据根据根据根据集电极集电极集电极集电极瞬时极性瞬时极性瞬时极性瞬时极性与基极相反与基极相反与基极相反与基极相反、发射极发射极发射极发射极( ( ( (接有发射极电阻接有发射极电阻接有发射极电阻接有发射极电阻而无旁路电而无旁路电而无旁路电而无旁路电容容容容时时时时) ) ) )瞬时极性瞬时极性瞬时极性瞬时极性与基极相同与基极相同与基

10、极相同与基极相同的原则的原则的原则的原则，标出相关各点，标出相关各点，标出相关各点，标出相关各点的的的的瞬时极性。瞬时极性。瞬时极性。瞬时极性。 * * 利用瞬时极性法判断负反馈利用瞬时极性法判断负反馈利用瞬时极性法判断负反馈利用瞬时极性法判断负反馈+ (3)(3)若反馈信号与输入信若反馈信号与输入信若反馈信号与输入信若反馈信号与输入信号加在同一电极上，号加在同一电极上，号加在同一电极上，号加在同一电极上， (4)(4)若反馈信号与输入信若反馈信号与输入信若反馈信号与输入信若反馈信号与输入信号加在两个电极上，号加在两个电极上，号加在两个电极上，号加在两个电极上，两者极性两者极性两者极性两者极性

11、相反为负反馈相反为负反馈相反为负反馈相反为负反馈； 极性极性极性极性相同为正反馈。相同为正反馈。相同为正反馈。相同为正反馈。 两者极性两者极性两者极性两者极性相同为负反馈相同为负反馈相同为负反馈相同为负反馈； 极性极性极性极性相反为正反馈。相反为正反馈。相反为正反馈。相反为正反馈。级间反馈通路级间反馈通路净输入量减小净输入量减小级间负反馈级间负反馈7.1.3 正反馈与负反馈正反馈与负反馈7.1.4 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定串联串联串联：串联：输入以电压形式求和输入以电压形式求和（KVLKVL） - -v

12、i i+vidid+vf f= =0 即即 vidid= =vi i- - vf f并联：并联：输入以电流形式求和输入以电流形式求和（KCLKCL） ii i- -iidid- -if f= =0 即即 iidid= =ii i- -if f并联并联特点：特点：信号源内阻越小，反馈效果越明显。信号源内阻越小，反馈效果越明显。特点：特点：信号源内阻越大，反馈效果越明显。信号源内阻越大，反馈效果越明显。判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈7.1.4 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈并联反馈并联反馈级间反馈通路级间反馈通路xf (if)判断

13、电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈7.1.4 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈串联反馈串联反馈级间反馈通路级间反馈通路xf (vf)反馈到基极为并联反馈反馈到基极为并联反馈反馈到发射极为串联反馈反馈到发射极为串联反馈判断串、并联反馈判断串、并联反馈ib= ii ifibiiifube= ui uf+uiube+uf看输入端：并联方式看输入端：并联方式电流相加减电流相加减 串联方式串联方式电压相加减电压相加减反馈小结：反馈小结：7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出电压反馈与电流反馈由

14、反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定端的取样对象决定电压反馈：反馈信号电压反馈：反馈信号xf和输出电压成比例，即和输出电压成比例，即xf=Fvo电流反馈：反馈信号电流反馈：反馈信号xf与输出电流成比例，即与输出电流成比例，即xf=Fio 并联结构并联结构串联结构串联结构7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压负反馈电压负反馈RL vo o xf xid vo 电压负反馈稳定输出电压电压负反馈稳定输出电压xf=Fvo ， xid= xixf7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电流负反馈电流负反馈RL io o xf xid io 电流负反馈稳定输出电流电流负反馈稳定输出

15、电流xf=Fio ， xid= xixf7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈判断方法：判断方法：输出短路法（负载短路法）输出短路法（负载短路法） 将将负载负载短路，反馈量仍然存在短路，反馈量仍然存在电流反馈电流反馈。 将将负载负载短路（未接负载时输出对地短路），短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零反馈量为零 电压反馈电压反馈。电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路7.1.5 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压反馈电压反馈反馈通路反馈通路共发射极电路共发射极电路共发射极电路共发射极电路判断电压、电流反馈判断电压、电流反馈从集电极引出从集电极引出从

16、集电极引出从集电极引出为电压反馈为电压反馈为电压反馈为电压反馈从发射极引出从发射极引出从发射极引出从发射极引出为电流反馈为电流反馈为电流反馈为电流反馈uoRL+RLioiE看输出端：看输出端：电压方式电压方式反馈网络采样输出电压反馈网络采样输出电压电流方式电流方式反馈信号与输出电流成正比反馈信号与输出电流成正比判断方法：假设判断方法：假设Vo =0，如果反馈信号也变为，如果反馈信号也变为0， 则是电压反馈；否则是电流反馈。则是电压反馈；否则是电流反馈。end反馈小结：反馈小结： 判断反馈类型的口诀：判断反馈类型的口诀：共发射极电路共发射极电路共发射极电路共发射极电路共集电极电路为典型的电压串联

17、负反馈。共集电极电路为典型的电压串联负反馈。共集电极电路为典型的电压串联负反馈。共集电极电路为典型的电压串联负反馈。集电极出为压，发射极出为流，集电极出为压，发射极出为流，集电极出为压，发射极出为流，集电极出为压，发射极出为流，基极入为并，发射极入为串。基极入为并，发射极入为串。基极入为并，发射极入为串。基极入为并，发射极入为串。7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态7.2.2 电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路7.2.3 电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路7.2.4 电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路7.2.1 电压串联负反馈放大电路电压串联负

18、反馈放大电路 反馈组态判断举例（交流）反馈组态判断举例（交流） 信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响7.2.1 电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路 输入以电压形式求和输入以电压形式求和（KVLKVL）： vidid= =vi i- - vf f 稳定输出电压稳定输出电压特点：特点： 电压控制的电压源电压控制的电压源7.2.2 电压并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和输入以电流形式求和（KCLKCL）： iidid= =ii i- -if f 稳定输出电压稳定输出电压 电流控制的电压源电流控制的电压源特点：特点：7.2.3 电流串联负反馈放大电路电流串联

19、负反馈放大电路 输入以电压形式求和输入以电压形式求和（KVLKVL）： vidid= =vi i- - vf f 稳定输出电流稳定输出电流 电压控制的电流源电压控制的电流源特点：特点：7.2.4 电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路 输入以电流形式求和输入以电流形式求和（KCLKCL）： iidid= =ii i- -if f 稳定输出电流稳定输出电流 电流控制的电流源电流控制的电流源特点：特点：电压负反馈：电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性稳定输出电压，具有恒压特性串联反馈：串联反馈：输入端电压求和（输入端电压求和（KVLKVL）电流负反馈：电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性

20、稳定输出电流，具有恒流特性并联反馈：并联反馈：输入端电流求和（输入端电流求和（KCLKCL）特点小结：特点小结：7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态反馈小结：反馈小结：直流反馈直流反馈负负反反馈馈交流反馈交流反馈电压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈稳定静态工作点稳定静态工作点反馈反馈内部反馈内部反馈 外部反馈外部反馈反馈通路反馈通路直流反馈直流反馈 交流反馈交流反馈正反馈正反馈 负反馈负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈举例举例7.2.1反馈类型的判断反馈类型的判断通过通

21、过通过通过R RE E将输出电压将输出电压将输出电压将输出电压反馈到输入反馈到输入反馈到输入反馈到输入通过通过通过通过R RE E将输出电流将输出电流将输出电流将输出电流反馈到输入反馈到输入反馈到输入反馈到输入 反馈过程：反馈过程：反馈过程：反馈过程： 电流电流电流电流负反馈具有稳定输负反馈具有稳定输负反馈具有稳定输负反馈具有稳定输出出出出电流电流电流电流的作用的作用的作用的作用 IcUfUbeIb Ic uf ic RC Ube = Ui - - Uf 反馈过程：反馈过程：反馈过程：反馈过程：UO UfUbeIb Ic UO 电压电压电压电压负反馈具有稳定输负反馈具有稳定输负反馈具有稳定输负

22、反馈具有稳定输出出出出电压电压电压电压的作用的作用的作用的作用 反馈组态判断（交流）反馈组态判断（交流）(+)(-)(+)(+)级间电压串联负反馈级间电压串联负反馈(+)举例举例7.2.2反馈组态判断（交流）反馈组态判断（交流）电压并联负反馈电压并联负反馈举例举例7.2.3直流反馈直流反馈交、直流反馈交、直流反馈反馈组态判断（交流）反馈组态判断（交流）(+)(+)(-)(+)(+)(+)电流串联负反馈电流串联负反馈举例举例7.2.4串联负反馈串联负反馈信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响vID = vI -vF 则则vI最最好好为为恒恒压压源源，即即信号源内阻信号源内阻RS越小越好。越

23、小越好。 要要想想反反馈馈效效果果明明显显，就就要要求求vF变变化化能能有有效效引引起起vID的变化。的变化。信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响并联负反馈并联负反馈iID = iI -iF 则则iI最最好好为为恒恒流流源源，即即信信号源内阻号源内阻RS越大越好。越大越好。 要要想想反反馈馈效效果果明明显显，就就要要求求iF变变化化能能有有效效引引起起iID的的变化。变化。 RE 引入本级电流串联负反馈；引入本级电流串联负反馈；Rf 、 RE 引入级间电流并联负引入级间电流并联负 反馈。反馈。反馈信号反馈信号与输入信号与输入信号在不同节点为串联在不同节点为串联反馈，在反馈，在同一个节点

24、为并联反馈。同一个节点为并联反馈。反馈取自输出端或输出分压端为电压反反馈取自输出端或输出分压端为电压反馈，反馈取自非输出端为电流反馈。馈，反馈取自非输出端为电流反馈。规规 律：律：练习练习7.2.1：判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。练习练习7.2.2： 判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。解解解解: : : : RE2对交流不起作用，引入的是直流反馈；对交流不起作用，引入的是直流反馈；R RE1E1对本级引入串联电流负反馈。对本级引入串联电

25、流负反馈。对本级引入串联电流负反馈。对本级引入串联电流负反馈。RE1、RF对交、直流均起作用，所以引入的对交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反馈。是交、直流反馈。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2e es su ui iu uo o练习练习7.2.2：判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。解解: :R RE1E1、R RF F引入级间串联电压负反馈。引入级间串联电压负反馈。引入级间串联电压负反馈。引入级间串联电压负反馈。+ T T2 2集电极的集电极的集电极的集电极的

26、 反馈到反馈到反馈到反馈到T T1 1的发射极，提高了的发射极，提高了的发射极，提高了的发射极，提高了E E1 1的的的的交流电位，使交流电位，使交流电位，使交流电位，使U Ube1be1减小，故为负反馈；减小，故为负反馈；减小，故为负反馈；减小，故为负反馈； 反馈从反馈从反馈从反馈从T T2 2的集电极引出，是电压反馈；反馈电压的集电极引出，是电压反馈；反馈电压的集电极引出，是电压反馈；反馈电压的集电极引出，是电压反馈；反馈电压引入到引入到引入到引入到T T1 1的发射极，是串联反馈。的发射极，是串联反馈。的发射极，是串联反馈。的发射极，是串联反馈。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFR

27、C2CE2C2RE2RL+UCC+T1T2e es su ui iu uo oRF2(R1、R2): 直流反馈直流反馈（稳定静态工作点）（稳定静态工作点）RF 、CF : 交流交流电压并联负反馈电压并联负反馈+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC2RC1CE2RE2R2+C+RF1、RE1: 交直流交直流电压串联负反馈电压串联负反馈+UCC+RBC2RC2RC1CE2RE2+C1CF(b)练习练习7.2.3 ：判断图示各电路中的反馈类型。判断图示各电路中的反馈类型。判断图示各电路中的反馈类型。判断图示各电路中的反馈类型。RFRE2: 直流反馈直流反馈20 F+470k 600 3.9k

28、 +20 F470k 3.9k 50 F2k 470 50 F100 F470 30k 3DG63DG6(c)+6V+(d)+50k 2k 2k 8k 3k 3k 50 F50 F50 F+20V+电流并联负反馈电流并联负反馈正反馈正反馈两个两个2k 电阻电阻构成交直流反馈构成交直流反馈两个两个470k 练习练习7.2.3 ：判断图示各电路中的反馈类型。判断图示各电路中的反馈类型。判断图示各电路中的反馈类型。判断图示各电路中的反馈类型。判断反馈类型全局反馈：电压并联负反馈全局反馈：电压并联负反馈+-R1R3R5A1A2R4R2+-vivo练习练习7.2.4：判断图示电路中的负反馈类型。判断图示

29、电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。判断图示电路中的负反馈类型。end在在一一个个带带反反馈馈的的放放大大电电路路中中，放放大大电电路路本本身身和和反反馈馈网网络络是是紧紧密密相相连连、混混为为一一体体的的。但但是是，为为了了突突出出反反馈馈的的作作用用，分分析析反反馈馈对对放放大大电电路路的的影影响响，我我们们又又希希望望把把反反馈馈放放大大电电路路分分解解为为两两部部分分：一一是是不不带带反反馈馈的的“基基本本放放大大电电路路”，二二是是“反反馈馈网网络络”。所所以以能能这这样样做做，依依据据的的是是所所谓谓“信信号单方向作用的假定号单方向作用的假定”。7.3 负反馈放大电路增

30、益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式（熟悉）（熟悉）1. 反馈放大电路增益的框图反馈放大电路增益的框图 前面已多次提到信号的正向和反向传输前面已多次提到信号的正向和反向传输 通道，前者是指放大电路本身，而后者通道，前者是指放大电路本身，而后者 是指反馈网络。实际上，这两个通道是是指反馈网络。实际上，这两个通道是 很难分开的。因为一般由无源元件很难分开的。因为一般由无源元件R和和C 组成的反馈网络显然是组成的反馈网络显然是双向作用双向作用的，而的，而 放大电路本身也存在固有的内部反馈。放大电路本身也存在固有的内部反馈。 但是，在工程实践中的我们有必要也有但是，在工程实践中的我们有必要也有

31、 理由来做一些合理的理由来做一些合理的假定，假定，目的在于目的在于突突 出主要的因素，略去次要的因素，出主要的因素，略去次要的因素，使工使工 作机理更清晰，问题的处理更简单作机理更清晰，问题的处理更简单。1. 反馈放大电路增益的框图反馈放大电路增益的框图先先看看信信号号的的正正向向传传输输，输输入入信信号号可可以以通通过过放放大大电电路路，也也可可以以通通过过反反馈馈网网络络作作正正向向传传输输。前前者者有有很很强强的的放放大大作作用用，而而后后者者只只能能由由衰衰减减作作用用。两两相相比比较较，我我们们有有理理由由略略去去通通过过反反馈馈网网络络的的信信号号正正向向传传输输，而而认认为为信信

32、号号的的正正向向传传输输只只能能通通过过放放大大电电路路。同同样样，如如果果略略去去放放大大电电路路本本身身固固有有的的内内部部反反馈馈，则则可可以以认认为为信信号号的的反反向向传传输输只只能能通通过过反反馈馈网网络络。总总之之，通通过过基基本本放放大大电电路路的的只只有有信信号号的的正正向向传传输输，而而通通过过反反馈馈网网络络的的只只有有信信号的反向传输。号的反向传输。（理解）（理解）1. 反馈放大电路增益的框图反馈放大电路增益的框图再再作作这这样样的的假假定定之之后后，就就可可以以把把一一个个反反馈馈放放大电路表示为如图所示。大电路表示为如图所示。在在图图中中，信信号号是是单单向向流流通

33、通的的，各各量量既既可可为为电电压压，又又可可为为电电流流，因因此此用用一一般般变变量量加加相相应应的的下下标表示。标表示。A+比较比较环节环节基本放大电路基本放大电路F反馈网络反馈网络图中，图中，A是基本放大电路的开环放大倍数是基本放大电路的开环放大倍数F是反馈量与输出量之比，叫是反馈量与输出量之比，叫“反馈系数反馈系数”断开反馈，且断开反馈，且考虑反馈网络考虑反馈网络的负载效应的负载效应决定反馈量和输出量关系决定反馈量和输出量关系的所有元件所组成的网络的所有元件所组成的网络1. 反馈放大电路增益的框图反馈放大电路增益的框图2. 闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式开环增益开环增益反馈系

34、数反馈系数闭环增益闭环增益因为因为所以所以已知已知闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式即即7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式A+比较比较环节环节基本放大电路基本放大电路F反馈网络反馈网络环路放环路放大倍数大倍数负反馈放大电路中各种信号量的含义负反馈放大电路中各种信号量的含义7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式3. 反馈深度讨论反馈深度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 一般情况下，一般情况下，A和和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影都是频率的函数，当考虑信号频率

35、的影响时，响时，Af、A和和F分别用分别用 、 和和 表示。表示。 即即end7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式这意味着即使没有输入量也仍然有输出量。在自激时，放这意味着即使没有输入量也仍然有输出量。在自激时，放大电路已失去正常的放大功能，因而一般是必须加以消除的。大电路已失去正常的放大功能，因而一般是必须加以消除的。稳定性好稳定性好7.4 负反馈对放大电路负反馈对放大电路性能的影响性能的影响（重点（重点）7.4.2 减小非线性失真减小非线性失真7.4.3 抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响7.4.

36、1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性7.4.5 放大电路引入负反馈的一般原则放大电路引入负反馈的一般原则 （难点、理解）（难点、理解）7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性闭环时闭环时对对A求导得求导得只考虑幅值有只考虑幅值有另一方面另一方面, ,在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下 即即闭闭环环增增益益只只取取决决于于反反馈馈网网络络。当当反反馈馈网网络络由由稳稳定定的的线线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。负反馈的组态不同，稳定的增益不同负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Avf 、Arf 、Agf 、Aif）说明放大倍数减小到基本放大电路

37、的说明放大倍数减小到基本放大电路的 ，放大倍数的稳定性是基本放大电路的放大倍数的稳定性是基本放大电路的 倍。倍。例例 7.4.1 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) / 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。7.4.1 提高增益的

38、稳定性提高增益的稳定性7.4.2 减小非线性失真减小非线性失真 闭环时增益减小，线性度变好。闭环时增益减小，线性度变好。 只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。 1开环特性开环特性2闭环特性闭环特性 注意 改善波形失真改善波形失真改善波形失真改善波形失真Auiufud加反馈前加反馈前加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后加反馈后加反馈后uo大大略小略小略大略大略小略小略大略大 负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，负反馈是

39、利用失真的波形来改善波形的失真，负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因此只能减小失真，而不能完全消除失真。因此只能减小失真，而不能完全消除失真。因此只能减小失真，而不能完全消除失真。因此只能减小失真，而不能完全消除失真。 uoAF小小接近正弦波接近正弦波正弦波正弦波ui7.4.3 抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声（了解）（了解）比原有的信噪比提高了比原有的信噪比提高了 倍倍电压的信噪比电压的信噪比 增加一前置级增加一前置级 并认为该级为无噪声的并认为该级为无噪声的 新的信噪比新的信噪比 7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响（掌握）（掌握） 串联负反馈串联负反馈1

40、. 对输入电阻的影响对输入电阻的影响开环输入电阻开环输入电阻 Ri i= =vidid/ /ii i因为因为 vf f= =Fxo o xo o= =Avidid闭环输入电阻闭环输入电阻 Rifif= =vi i/ /ii i闭环输入电阻闭环输入电阻引入串联负反馈后，输入电阻增加了。引入串联负反馈后，输入电阻增加了。7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 并联负反馈并联负反馈1. 对输入电阻的影响对输入电阻的影响闭环输入电阻闭环输入电阻 引入并联负反馈后，引入并联负反馈后，输入电阻减小了。输入电阻减小了。注意注意: : 反馈对输入电反馈对输入电阻的影响仅限于环内，阻的

41、影响仅限于环内，对环外不产生影响。对环外不产生影响。串联负反馈对输入电阻影响的讨论串联负反馈对输入电阻影响的讨论 引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到原来的（到原来的（1 1AFAF）倍。）倍。 引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的影响一样码？影响一样码？ Rb1支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无变化？支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无变化？1. 对输入电阻的影响对输入电阻的影响图中图中R1 1不在环内不在环内但是但是当当R1 1 时，反馈对时，反馈对Rif几乎没有影响。几

42、乎没有影响。并联负反馈对输入电阻影响的讨论并联负反馈对输入电阻影响的讨论1. 对输入电阻的影响对输入电阻的影响7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响2. 对输出电阻的影响对输出电阻的影响 电压负反馈电压负反馈2. 对输出电阻的影响对输出电阻的影响闭环输出电阻闭环输出电阻 电压负反馈电压负反馈而而 Xid= - Xf= - FvT 忽略反馈网络对忽略反馈网络对iT的分流的分流所以所以 引入电压负反馈后，输引入电压负反馈后，输出电阻减小了。出电阻减小了。所取电流已在其所取电流已在其负载效应中考虑负载效应中考虑2. 对输出电阻的影响对输出电阻的影响 电流负反馈电流负反馈闭环

43、输出电阻闭环输出电阻 引入电流负反馈后，输引入电流负反馈后，输出电阻增大了。出电阻增大了。注意注意: : 反馈对输出电阻的影响仅反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。限于环内，对环外不产生影响。忽略反馈网络忽略反馈网络对对vT的分压的分压 负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。串联负反馈串联负反馈 并联负反馈并联负反馈 电压负反馈电压负反馈 电流负反馈电流负反馈 特别注意表特别注意表7.4.1的内容的内容增大输入电阻增大输入电阻减小输入电阻减小输入电阻减小输出电阻，稳定

44、输出电压减小输出电阻，稳定输出电压增大输出电阻，稳定输出电流增大输出电阻，稳定输出电流7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响小结：小结：7.4.5 7.4.5 7.4.5 7.4.5 展宽通频带展宽通频带展宽通频带展宽通频带( ( ( (了解）了解）了解）了解）引入负反馈使电路的通频带宽度增加引入负反馈使电路的通频带宽度增加引入负反馈使电路的通频带宽度增加引入负反馈使电路的通频带宽度增加无负反馈无负反馈有负反馈有负反馈BWBWf fBWBWf|Au|O O7.4.6 放大电路引入负反馈的一般原则放大电路引入负反馈的一般原则一、欲稳定某个量，则引该量的负反馈一、欲稳定某

45、个量，则引该量的负反馈稳定直流，稳定直流，引直流反馈；引直流反馈； 稳定交流，稳定交流，引交流反馈；引交流反馈；稳定输出电压，稳定输出电压， 引电压反馈；引电压反馈；稳定输出电流，稳定输出电流， 引电流反馈。引电流反馈。二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型二、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻，欲提高输入电阻，采用串联反馈；采用串联反馈；欲降低输入电阻，欲降低输入电阻，采用并联反馈；采用并联反馈；要求高内阻输出，要求高内阻输出，采用电流反馈；采用电流反馈；要求低内阻输出，要求低内阻输出，采用电压反馈。采用电压反馈。三、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型三、为使

46、反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型信号源为恒压源，信号源为恒压源，采用串联反馈；采用串联反馈；信号源为恒流源，信号源为恒流源，采用并联反馈；采用并联反馈；要求负载能力强，要求负载能力强，采用电压反馈；采用电压反馈；要求恒流源输出，要求恒流源输出，采用电流反馈。采用电流反馈。7.4.5 放大电路引入负反馈的一般原则放大电路引入负反馈的一般原则四、四、稳定稳定Q点应引入直流负反馈，改善动态性能应引点应引入直流负反馈，改善动态性能应引入交流负反馈入交流负反馈五、五、从信号转换关系上看从信号转换关系上看 输出电压是输入电压受控源的为电压串联负反馈，输出电压是输入电压受控源的为电压串联负反馈， 输

47、出电压是输入电流受控源的为电压并联负反馈，输出电压是输入电流受控源的为电压并联负反馈，输出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈，输出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈，输出电流是输入电流受控源的为电流并联负反馈；输出电流是输入电流受控源的为电流并联负反馈； 当当(1AF) 1时，它们的转换系数均约为时，它们的转换系数均约为1/F。7.4.5 放大电路引入负反馈的一般原则放大电路引入负反馈的一般原则讨论一讨论一为减小放大电路从信号源索取的电流，增强为减小放大电路从信号源索取的电流，增强带负载能力，应引入什么反馈？带负载能力，应引入什么反馈？为了得到稳定的电流放大倍数，应引入什么为了得到稳定

48、的电流放大倍数，应引入什么反馈？反馈？为了稳定放大电路的静态工作点，应引入什为了稳定放大电路的静态工作点，应引入什么反馈？么反馈？为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号，应引入什么反馈？压信号，应引入什么反馈？为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电流信号，应引入什么反馈？流信号，应引入什么反馈？7.5 深度负反馈条件下深度负反馈条件下的近似计算的近似计算1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点2.深度负反馈条件下电压放大倍数的估算深度负反馈条件下电压放大倍数的估算3. 举例举例1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点

49、即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关由于由于则则又因为又因为代入上式代入上式得得（也常写为（也常写为 xf f xi i）净输入量近似等于零净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚两虚”的概念的概念输入量近似等于反馈量输入量近似等于反馈量（xid id 0 ）A+F1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点串联负反馈，输入端电压求和串联负反馈，输入端电压求和深度负反馈条件下深度负反馈条件下 xidid= = xi i - - xf f 0 虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并联负反馈，

50、输入端电流求和并联负反馈，输入端电流求和vidid= = vi i - - vf f 0iidid= = ii i - - if f 0vidid= = iid id ri i 02.深度负反馈条件下电压放大倍数的估算深度负反馈条件下电压放大倍数的估算1) 电压串联负反馈电路电压串联负反馈电路2) 电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路Rif很小很小为什么为什么?为什么为什么?2.深度负反馈条件下电压放大倍数的估算深度负反馈条件下电压放大倍数的估算2) 电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路2.深度负反馈条件下电压放大倍数的估算深度负反馈条件下电压放大倍数的估算3) 电流串联负反馈电流串联负反馈2

51、.深度负反馈条件下电压放大倍数的估算深度负反馈条件下电压放大倍数的估算4) 电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路2.深度负反馈条件下电压放大倍数的估算深度负反馈条件下电压放大倍数的估算2.深度负反馈条件下电压放大倍数的估算深度负反馈条件下电压放大倍数的估算反馈组态反馈组态电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联小结：小结：3. 举例举例 电压串联负反馈电压串联负反馈 设电路满足深度负反设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。闭环电压增益表达式。 解：解： 根据根据虚短虚短、虚断虚断闭环电压增益闭环电压增益例例7.5.1虚断虚断虚

52、地虚地例例7.5.2虚短虚短例例7.5.3例例7.5.4 求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。+_+_uF比较两电路比较两电路例例7.5.4 求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。 1. 第三级从射极输出；第三级从射极输出； 2. 若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨接一电阻。入端跨接一电阻。Rend7.6 负反馈放大电路设计（略）负反馈放大电路设计（略）7.6.1 设计负反馈放大电路的一般步骤设计负反馈放大电路的一般步骤7.6.2 设计举例设计举

53、例7.6.1 设计负反馈放大电路的一般步骤设计负反馈放大电路的一般步骤1. 1. 选定需要的反馈类型选定需要的反馈类型2. 2. 确定反馈系数的大小确定反馈系数的大小3. 3. 适当选择反馈网络中的电阻阻值适当选择反馈网络中的电阻阻值4. 4. 通过仿真分析，检验设计是否满足要求通过仿真分析，检验设计是否满足要求信号源性质信号源性质对输出信号的要求对输出信号的要求对输入、输出电阻的要求对输入、输出电阻的要求对信号变换的要求（对信号变换的要求（V-VV-V、V-IV-I、I-VI-V、I-II-I ）深度负反馈时深度负反馈时尽量减小反馈网络对基本放大电路的负载效应尽量减小反馈网络对基本放大电路的

54、负载效应7.6.2 设计举例设计举例例例7.6.2 设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为的变化范围为05V，内阻，内阻Rs=500。要求。要求LED的的io1=10-3vs(A)。已知运放的。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。设计后仿真检验发光二极管的电流。 解解: :驱动电路需要将电压驱动电路需要将电压vs s转换为电流转换为电流io1o1已知已知LED的光强度的光强度流过流过LED的电流的电流io1o1线线性性电压信号电压信号vs s线线性性选用电流串联负反馈电路选用电流串联负

55、反馈电路光电隔离器光电隔离器解解: :选用电流串联负反馈电路选用电流串联负反馈电路所以所以 Rf=1k又因为根据又因为根据虚断虚断有有深度负反馈时深度负反馈时7.6.2 设计举例设计举例例例7.6.2 设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为的变化范围为05V，内阻，内阻Rs=500。要求。要求LED的的io1=10-3vs(A)。已知运放的。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。设计后仿真检验发光二极管的电流。 解解: : 仿真电路仿真电路io1与与vs的呈线性关系，的呈线性关系， io

56、1=10-3vs，放大电路满足设计要求。放大电路满足设计要求。end7.6.2 设计举例设计举例例例7.6.2 设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为的变化范围为05V，内阻，内阻Rs=500。要求。要求LED的的io1=10-3vs(A)。已知运放的。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。设计后仿真检验发光二极管的电流。 7.7 负反馈放大电路的频率响应负反馈放大电路的频率响应7.7.2 增益一带宽积增益一带宽积7.7.1 频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式7.7.1 频率响应的

57、一般表达式频率响应的一般表达式基本放大电路的高频响应基本放大电路的高频响应比开环时增加了比开环时增加了 为为基基本本放放大大电电路通带增益路通带增益根据闭环增益表达式有根据闭环增益表达式有（设反馈网络为纯阻网络）（设反馈网络为纯阻网络）通带通带闭环增益闭环增益其中其中同理可得同理可得闭环上限频率闭环上限频率比开环时减小了比开环时减小了闭环下限频率闭环下限频率引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了7.7.1 频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式例例7.7.1的波特图的波特图 7.7.2 增益一带宽积增益一带宽积放大电路的增益放大电路的增益- -带宽积为常数带

58、宽积为常数 闭环增益闭环增益- -带宽积带宽积开环增益开环增益- -带宽积带宽积end7.8 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性*7.8.2 频率补偿频率补偿7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件1. 自激振荡现象自激振荡现象 在在不不加加任任何何输输入入信信号号的的情情况况下下，放放大大电电路路仍仍会会产产生生一一定定频频率率的的信信号号输输出。出。2. 产生原因产生原因 在在高高频频区区或或低低频频区区产产生生的的附附加加相相移移达达到到180180 ，使使中中频频区区的的负负反反馈馈在在高高频频区

59、区或或低低频频区区变变成成了了正正反反馈馈，当当满满足足了了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。一定的幅值条件时，便产生自激振荡。7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件3. 自激振荡条件自激振荡条件自激振荡自激振荡反馈深度反馈深度即即又又得自激振荡条件得自激振荡条件幅值条件幅值条件相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（注：输入端求和的相位（-1-1-1-1）不包含在内）不包含在内）不包含在内）不包含在内闭环增益闭环增益什么样的放大电路引入负反馈后容易产生自激振荡？什么样的放大电路引入负反馈后容易产生自激振荡

60、？附加相移由放大电路决定附加相移由放大电路决定;振荡只可能产生在高频段。振荡只可能产生在高频段。设反馈网络为电阻网络，放大电路为直接耦合形式。设反馈网络为电阻网络，放大电路为直接耦合形式。因没有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。因没有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。因没有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。因没有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。对于产生对于产生180附加相移的信号频率，有可能满足起振条附加相移的信号频率，有可能满足起振条件，故引入负反馈后可能振荡。件，故引入负反馈后可能振荡。对于单管放大电路对于单管放大电路:对于两级放大电路对于

61、两级放大电路:对于三级放大电路对于三级放大电路:7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件什么样的放大电路引入负反馈后容易产生自激振荡？什么样的放大电路引入负反馈后容易产生自激振荡？ 三级或三级以上的直接耦合放大电路引入负三级或三级以上的直接耦合放大电路引入负反馈后有可能产生高频振荡；同理，耦合电容、反馈后有可能产生高频振荡；同理，耦合电容、旁路电容等为三个或三个以上的放大电路，引旁路电容等为三个或三个以上的放大电路，引入负反馈后有可能产生低频振荡入负反馈后有可能产生低频振荡 放大电路的级数越多，耦合电容、旁路放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引入的负反馈越深，产生

62、自激电容越多，引入的负反馈越深，产生自激振荡的可能性越大。振荡的可能性越大。 环路放大倍数环路放大倍数AF越大，越容易满足起振条越大，越容易满足起振条件，闭合后越容易产生自激振荡。件，闭合后越容易产生自激振荡。7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件4. 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断（略）（略）已知环路增益的频率特性来判断闭环后电路的稳定性。已知环路增益的频率特性来判断闭环后电路的稳定性。使环路增益下降到使环路增益下降到0dB的频率，记作的频率，记作fc；使使AF(2n1) 的频率，记作的频率，记作f0。fcf0fcf07.8.1 自激振荡及稳定工作

63、的条件自激振荡及稳定工作的条件4. 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断fcf0满足起满足起振条件振条件电路不稳定电路不稳定fcf0电路稳定电路稳定 f0 fc，电路不稳定，会产生自激振荡；，电路不稳定，会产生自激振荡； f0 fc，电路稳定，不会产生自激振荡。电路稳定，不会产生自激振荡。7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件5. 稳定工作条件稳定工作条件破坏自激振荡条件破坏自激振荡条件或或 当反馈网络为纯电阻网络时，当反馈网络为纯电阻网络时， f = 0 。其中其中 Gm幅值裕度幅值裕度，一般要

64、求，一般要求Gm - 10dB m相位裕度相位裕度，一般要求，一般要求 m 45 （保保证证可可靠靠稳稳定，留有余地）定，留有余地）写成等式，且幅值用分贝数表示时写成等式，且幅值用分贝数表示时7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件用波特图表示用波特图表示或或Gm -10dB 或或 m 45 5. 稳定工作条件稳定工作条件7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件6. 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析环路增益的幅频响应写为环路增益的幅频响应写为一般一般与频率无关，与频率无关， 则则的幅频响应是一条水平线的幅频响应是一条水平线利用波特图分析利

65、用波特图分析关键作出关键作出的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图水平线水平线的交点为的交点为即该点满足即该点满足7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件(2) 作作水平线水平线判断稳定性方法判断稳定性方法(1) 作出作出的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图在水平线在水平线的交点作垂线交相频响应曲线的一点的交点作垂线交相频响应曲线的一点(3) 判断是否满足相位裕度判断是否满足相位裕度 m 45 若该点若该点满足相位裕度，稳定；否则不稳定。满足相位裕度，稳定；否则不稳定。在相频响应的在相频响应的点处作垂线交点处作垂线交 于于P点点若若P点在点在

66、水平线之下，稳定；否则不稳定。水平线之下，稳定；否则不稳定。或或6. 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析基本放大电基本放大电基本放大基本放大 反反馈馈深深度度越越深深，越容易自激。越容易自激。越大，水平线越大，水平线下移，越下移，越容易自激容易自激越大，表明越大，表明反馈深度越深反馈深度越深7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件自激振荡及稳定工作的条件6. 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析P点交在点交在 的的-20dB/十倍频程处，放大电路是稳定的。十倍频程处，放大电路是稳定的。*7.8.2 频率补偿频率补偿不作要求不作要求end附录附录 用波特图判断负反馈用波特图

67、判断负反馈 放大电路的自激放大电路的自激1 1 波特图的绘制波特图的绘制2 2 放大电路自激的判断放大电路自激的判断3 3 环路增益波特图的引入环路增益波特图的引入4 4 判断自激的条件判断自激的条件1 1 波特图的绘制波特图的绘制 有效地判断放大电路是否能自激的方法，是用波特图。不过前面波特图的Y 轴坐标是20lgA，单位是分贝，X 轴是对数坐标，单位是赫兹。有一个三极点直接耦合开环放大电路的频率特性方程式如下其波特图如图10.03所示，频率的单位为Hz。 图图10.03 10.03 以以20lg|Av |为为Y坐标的坐标的波特图波特图（动画动画10-110-1） 根据给定的频率特性方程，放

68、大电路在高频段有三个极点频率fp1、fp2和fp3。105代表中频电压放大倍数（100dB），于是可画出幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线。总的相频特性曲线是用每个极点频率的相频特性曲线合成而得到的。 相频特性曲线的Y坐标是附加相移A。当A=180时，即图中的S点对应的频率称为临界频率fc。当f= fc时反馈信号与输入信号同相，负反馈变成了正反馈，只要信号幅度满足要求，即可自激。1 1 波特图的绘制波特图的绘制2 2 放大电路自激的判断放大电路自激的判断 加入负反馈后，放大倍数降低，频带展宽，设反馈系数F1=10-4，闭环波特图与开环的波特图交P点，对应的附加相移A=90，不满足相位条件，不自

69、激。 进一步加大负反馈量，设反馈系数F2=10-3，闭环波特图与开环的波特图交P点，对应的附加相移A=135，不满足相位条件，不自激。 此时A虽不是180，但反馈信号的矢量方向已经基本与输入信号相同，已进入正反馈的范畴，因此当信号频率接近106Hz时，即P点时，放大倍数就有所提高。2 2 放大电路自激的判断放大电路自激的判断 再进一步加大反馈量，设反馈系数F3=10-2，闭环波特图与开环波特图交P点，对应的附加相移A=180。当放大电路的工作频率提高到对应P点处的频率时，满足自激的相位条件。 此时放大电路有 40 dB 的 增 益，AF=10010-2=1，正好满足放大电路自激的幅度条件，放大

70、电路产生自激。2 2 放大电路自激的判断放大电路自激的判断3 3 环路增益波特图的引入环路增益波特图的引入 由于负反馈的自激条件是 ，所以将以 20 为Y坐标的波特图改变为以20 为Y坐标的波特图，用于分析放大电路的自激更为方便。由于对于幅度条件 相当在以20 为Y坐标的波特图上减去 即可到以环路增益20 为Y坐标的 波特图了。如图10.04所示。 在图10.04中，当F3=0.01时，MN线为20lg =0 dB。20lg =0 dB这条线与幅频特性的交点称为切割频率f0。此时 =1， A=180，幅度和相位条件都满足自激条件，所以20lg =0dB这条线是临界自激线。 在临界自激线上，从S

71、点向左达到对应R点的频率时，此时 A=135，距A=180有m=45的裕量，这个m称为相位裕度。一般在工程上为了保险起见，相位裕度m45。图10.04 环路增益波特图 仅仅留有相位裕度是不够的，也就是说，当A=180时，还应使 f0 ,Gm0dB (b)自激: fc0dB (c)临界状态: fc=f0, Gm=0dB 图10.05 判断自激的实用方法Gm为负值，数值愈负，表示愈稳定。fcf0 ,Gm 0 dB。从A=180出发，得到的Gm 0 dB，即AF 1，不满足幅度条件。判断自激的条件归纳如下：fc 0 dB。从A=180出发，得到的Gm 0 dB，即AF 1，满足幅度条件。fc=f0

72、,Gm= 0 dB。从A=180出发，得到的Gm= 0 dB，即AF=1。稳定状态：稳定状态：自激状态：自激状态：临界状态：临界状态：(动画10-2)4 4 判断自激的条件判断自激的条件例1：有一负反馈放大电路的频率特性表达式 如下1.试判断放大电路是否可能自激,2.如果自激使用电容补偿消除之。解：先作出幅频特性曲线和相频特性曲线， 如图10.06所示。 图10.06 利用电容补偿消除自激振荡（动画10-3） 加电容补偿，改变极点频率fp1的位置至102 Hz处，从新的相频特性曲线可知，在f 0处有45的相位裕量。因此负反馈放大电路稳定，可消除原来的自激。此时反馈系数F=0.1。 由A=180可确定临界自激线，所以反馈量使闭环增益在60dB以下时均可产生自激。例1: 消除自激的方法消除自激的方法 相位补偿相位补偿在在电电路路中中加加入入 C，或或 R、C 元元件件进进行行相相位位补补偿偿，改变电路的高频特性，从而破坏自激条件。改变电路的高频特性，从而破坏自激条件。相位补偿形式相位补偿形式滞后补偿滞后补偿电容滞后电容滞后 RC 滞后滞后超前补偿：超前补偿：密勒效应补偿密勒效应补偿电容滞后补偿电容滞后补偿RC 滞后补偿滞后补偿密勒效应补偿密勒效应补偿R