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1、2.7.1 反响的根本概念与分类反响的根本概念与分类2.7.2 负反响放大电路的方框图及增负反响放大电路的方框图及增益的普通表达式益的普通表达式2. 7.3 负反响对放大电路性能的改善负反响对放大电路性能的改善2. 7.4 负反响放大电路的分析方法负反响放大电路的分析方法2. 7.5 负反响放大电路的稳定问题负反响放大电路的稳定问题2.7.1 反响的根本概念与分类反响的根本概念与分类 一、根本概念 二、四种类型的反响组态二、四种类型的反响组态1.1.反响反响2.2.内部反响和外部反响内部反响和外部反响3.3.正反响与负反响正反响与负反响4.4.级间反响与本级反响级间反响与本级反响5.5.交流反
2、响与直流反响交流反响与直流反响 6.6.串联反响与并联反响串联反响与并联反响7.7.电压反响与电流反响电压反响与电流反响1.1.电压串联负反响电压串联负反响2.2.电流并联负反响电流并联负反响3.3.电压并联负反响电压并联负反响4.4.电流串联负反响电流串联负反响5.5.电压和电流负反响的特点电压和电流负反响的特点6.6.信号源对反响效果的影响信号源对反响效果的影响7.7.四种反响组态中各信号量的比较四种反响组态中各信号量的比较放大放大电路路A输入信号入信号Ui或或Ii输出信号出信号Uo或或Io反响网反响网络F反响信号反响信号Uf或或If将将输出信号取出一部分或全部送回到放大出信号取出一部分或
3、全部送回到放大电路的路的 输入回路，与原入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到入信号相加或相减后再作用到放大放大电路的路的输入端。入端。+反响反响:正向正向传输反向反向传输放大放大电路有反响也称路有反响也称闭环放大放大电路无反响也称开路无反响也称开环，一、根本概念一、根本概念1. 反响反响一、根本概念一、根本概念1. 反响反响 将将电子子系系统输出出回回路路的的电量量(电压或或电流流)，送送回回到到输入回路的入回路的过程称之程称之为反响。反响。反响通路信号反向传输的渠道开开环 无反响通路无反响通路闭环 有反响通路有反响通路反响通反响通路路 反响反响网络网络信号的正信号的正向传输向传输判别有无
4、反响的方法：看有无联络输出和输入的电路元素。一、根本概念一、根本概念hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反内部反响响外部反外部反响响2. 内部内部 反响和外部反响反响和外部反响寄生反寄生反响响人工反人工反响响一、根本概念一、根本概念3.正反响与负反响正反响与负反响正反响：正反响：输入量不入量不变时，引入反响后，引入反响后输出量出量变大了。大了。负反响：反响：输入量不入量不变时，引入反响后，引入反响后输出量出量变小了。小了。另一角度另一角度正反响：引入反响后，使净输入量变大了。负反响：引入反响后，使净输入量变小了。判判别方方法法：瞬瞬时极极性性法法。即即在在电路路中中，从从
5、输入入端端开开场，沿沿着着信信号号流流向向，标出出某某一一时辰辰有有关关节点点电压变化化的的斜斜率率正正斜斜率率或或负斜率，用斜率，用“+“+、“-“-号表示。号表示。例例(+)(+)(-)(-)(-)净输入量净输入量(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量负反响反响正反响正反响反响通路反响通路反响通路反响通路级间反响级间反响通路通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量级间负反响反响反响通路反响通路本级反响本级反响通路通路4.级间反响与本反响与本级反响反响一、根本概念一、根本概念5. 交流反响与直流反响交流反响与直流反响(+)(+)(+)(+)交、直流负交、直流负反响反响(+)
6、交流正反交流正反响响判别方法：根据反响到输入端的信号是交流，还是直判别方法：根据反响到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进展判别。它取决于反响通路。流，或同时存在，来进展判别。它取决于反响通路。引入直流负引入直流负反响的目的反响的目的主要是稳定主要是稳定静态任务点静态任务点引入交流引入交流负反响的目的反响的目的主要是改善主要是改善放大放大电路的路的性能性能添加隔直添加隔直电容容C后，后，Rf只只对交流起反响作用。交流起反响作用。注：本注：本电路中路中C1、C2也起到隔直作用。也起到隔直作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1C
7、一、根本概念一、根本概念5. 交流反响与直流反响交流反响与直流反响添加旁路添加旁路电容容C后，后，Rf只只对直流起反响作用。直流起反响作用。C+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1一、根本概念一、根本概念5. 交流反响与直流反响交流反响与直流反响输入端：反响信号在入端：反响信号在输入端的入端的联接分接分为串串联和并和并联两种方式。两种方式。并联：反响量并联：反响量输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。串联：反响量串联：反响量输入量输入量一、根本概念一、根本概念6. 串联反响与并联反响串联反响与并联反
8、响并联反响串联反响一、根本概念一、根本概念6. 串联反响与并联反响串联反响与并联反响iIiNiFuF 输出出端端：反反响响信信号号在在输出出端端分分为取取电压和和取取电流流两种方式。两种方式。一、根本概念一、根本概念7. 电压反响与电流反响电压反响与电流反响判判别方法方法电压反响：将反响：将负载短路，反响信号短路，反响信号为零。零。电流反响：将流反响：将负载短路，反响信号依然存在。短路，反响信号依然存在。电压反响电流反响一、根本概念一、根本概念7. 电压反响与电流反响电压反响与电流反响反响反响类别的小的小结反响信号的极性反响信号的极性正反响：正反响：负反响：反响：反响信号使放大器的反响信号使放
9、大器的净输入信号加入信号加强反响信号使放大器的反响信号使放大器的净输入信号减小入信号减小反响信号的属性反响信号的属性直流反响直流反响交流反响交流反响混合反响混合反响反响的取反响的取样信号信号电压反响反响电流反响流反响反响在反响在输入端的引入方式入端的引入方式并并联反响反响串串联反响反响一、根本概念一、根本概念负反反响响交流反响交流反响直流反响直流反响电压串串联负反响反响电压并并联负反响反响电流串流串联负反响反响电流并流并联负反响反响稳定静定静态任任务点点二、四种类型的反响组态二、四种类型的反响组态重点重点讨论交流交流负反反响的响的四种四种组态3. 3. 能否能否负反响？反响？4. 4. 是是负
10、反响！那么是何种反响！那么是何种类型的型的负反响？判反响？判别反响的反响的组态1. 1. 找出反响网找出反响网络电阻阻2. 2. 是交流反响是交流反响还是直流反响？是直流反响？二、四种类型的反响组态二、四种类型的反响组态反响类型的分析步骤反响类型的分析步骤动画二动画三1 1、电压串串联负反响反响 判判别反响的反响的类型型1. 找出反响网找出反响网络Rf 和和Re12. 判判别反响的反响的类型型+-Uf+-Udi(3) 将将输出出对地短路，反响消逝，因此是地短路，反响消逝，因此是电压反响。反响。(4)输入信号和反响信号分入信号和反响信号分别加在三极管的加在三极管的b、e，为串串联反响。反响。(2
11、) 假定假定输入入电压的瞬的瞬时极性极性为正，反响正，反响电压的的瞬瞬时极性也极性也为正，正，Udi=Ui-UfUi,因此是因此是负反响。反响。+-+(1) 电路中无路中无电容，因容，因此是交直流反响此是交直流反响电路1+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rfubeube三极管三极管的集的集电极与基极与基极相位极相位相反相反电压电压串联串联负反负反响响电路2负反响负反响串联反响串联反响电电压压反反响响电路3+运放输出的极性与同相输入端的极性一样，与反相输入端的极性相反。电压串联负反响负反响串联反响串联反响电电压压反反响响2 2、电流并流并联负
12、反响反响 判判别反响的反响的类型型1. 1. 找出反响网找出反响网络 Rf 和和Re22. 2. 判判别反响的反响的类型型(3)(3)将将输出出对地短路，反响仍存在，因此是地短路，反响仍存在，因此是电流反响。流反响。(4)(4)输入信号和反响信号都加在三极管的基极，故入信号和反响信号都加在三极管的基极，故为并并联反响反响(2) (2) 由瞬由瞬时极性法可判极性法可判别：IfIf的方向由的方向由输入流入入流入RfRf，Idi=Ii-IfIiIdi=Ii-IfIi，因此是，因此是负反响。反响。+-(1)(1)电路中无路中无电容，因此是容，因此是交直流反响。交直流反响。IoIiIdiIf反响信号与输
13、入信号是电流相加减的关系。反响信号与输入信号是电流相加减的关系。电路1电流反响电流反响并联反响并联反响uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2电路2+-负反负反响响电流并电流并联负反联负反响响电路3+-isiIiIDiFioiID=iI-iF电流并联负反响负反响电流反响电流反响并联反响并联反响IoEC3 3、电压并并联负反响反响 判判别反响的反响的类型型1. 1. 找出反响网找出反响网络 Rf2. 2. 判判别反响的反响的类型型(3)(3)将将输出出对地短路，反响消逝，因此是地短路，反响消逝，因此是电压反响。反响。(4)(4)输入信号和反响信号都加在三极管的基极，故入信
14、号和反响信号都加在三极管的基极，故为并并联反响。反响。(2)(2)由瞬由瞬时极性法可判极性法可判别：IfIf的方的方向由向由输入流入入流入RfRf，Idi=Ii-If IiIdi=Ii-If Ii，因此是，因此是负反响。反响。+-(1) (1) 电路中无路中无电容，因此是交容，因此是交直流反响。直流反响。If反响信号与输入信号是反响信号与输入信号是电流相加减的关系。电流相加减的关系。电路1+-isiIiIDiFiID=iI-iF电压电压并联并联负反负反响响负反响电路2电压反响电压反响并联反响并联反响4 4、电流串流串联负反响反响UoUiEC 判判别反响的反响的类型型1. 1. 找出反响网找出反
15、响网络即与即与输入回路有关，又与入回路有关，又与输出回路有关的网出回路有关的网络。ReIoUfUdi2. 2. 判判别反响的反响的类型型判判别是是电压反响反响还是是电流反响流反响电压反响：反响信号的大小与反响：反响信号的大小与输出出电压成比例；成比例；电流反响：反响信号的大小与流反响：反响信号的大小与输出出电流成比例。流成比例。由由电路知路知Uf=IoReUf=IoRe，与，与输出出电流流IoIo成正比，因此是成正比，因此是电流反响流反响电路1 判别反响的类型判别反响的类型2. 2. 判别反响的类型判别反响的类型 判判别是串是串联反响反响还是并是并联反响反响 反响信号与反响信号与输入信号加在放
16、大入信号加在放大电路路输入回路的同一个入回路的同一个电极，那么极，那么为并并联反响；反之，加在放大反响；反之，加在放大电路路输入回路入回路的两个的两个电极，那么极，那么为串串联反响。反响。 反响信号与输入信号是反响信号与输入信号是电流相加减的关系。电流相加减的关系。反响信号与输入信号反响信号与输入信号是电压相加减的关系。是电压相加减的关系。 对于三极管来于三极管来说，反响信号与，反响信号与输入信号同入信号同时加在加在输入三极管的基极或入三极管的基极或发射极，那么射极，那么为并并联反响；一个加在反响；一个加在基极，另一个加在基极，另一个加在发射极那么射极那么为串串联反响。反响。UoUiECIoU
17、fUdi 电路中路中输入信号入信号Ui加在基极，反响信号加在基极，反响信号Uf加在加在发射极，因此是串射极，因此是串联反响反响瞬瞬时极性法：极性法： 在放大在放大电路的路的输入端，假入端，假设一个一个输入信号的入信号的电压极性，可用极性，可用“+“+、“-“- 。 按信号按信号传输方向方向经根本放大器根本放大器反响网反响网络判判别相关点的瞬相关点的瞬时极性，直至判极性，直至判别出反响信号的瞬出反响信号的瞬时电压极性。极性。 假假设反响信号的瞬反响信号的瞬时极性使极性使净输入减小，那入减小，那么么为负反响；反之反响；反之为正反响。正反响。电流串流串联负反响反响 判别反响的类型判别反响的类型2.
18、2. 判别反响的类型判别反响的类型 判判别是正反响是正反响还是是负反响反响UoUiECIoUfUdi+-+Udi=Ui-UfUi即由于反响的引入减弱了即由于反响的引入减弱了净输入信号，因此是入信号，因此是负反响反响电流串流串联负反响反响 判别反响的类型判别反响的类型2. 2. 判别反响的类型判别反响的类型判判别是直流反响是直流反响还是交流反响是交流反响电容察看法：容察看法：反响通路如存在隔直反响通路如存在隔直电容，那么容，那么为交流反响交流反响反响通路如存在旁路反响通路如存在旁路电容，那么容，那么为直流反响直流反响反响通路不存在反响通路不存在电容，那么容，那么为交直流混合反响交直流混合反响Uo
19、UiECIoUfUdi显然，反响然，反响为交直流混合反响交直流混合反响综合前面分析可知：合前面分析可知：该电路反响元件路反响元件Re引入的是交直流、引入的是交直流、电流串流串联负反响反响电路2vS+vIvFvIDvID=vI-vF电流串联负反响负反响电流反响电流反响串联反响串联反响A. 电压串串联负反响反响RLvOvFvID vO 电压负反响：稳定输出电压电压负反响：稳定输出电压5. 电压和电流负反响的特点电压和电流负反响的特点RL iOiFiID iO 电流负反响：稳定输出电流电流负反响：稳定输出电流B. 电流并流并联负反响反响6. 信号源对反响效果的影响信号源对反响效果的影响vID = v
20、I -vF 要要想想反反响响效效果果明明显，就就要要求求vF变化化能能有有效效引引起起vID的的变化化。那那么么vI最最好好为恒恒压源源，即即信信号号源内阻源内阻RS越小越好。越小越好。iID = iI -iF 要要想想反反响响效效果果明明显，就就要要求求iF变化化能能有有效效引引起起iID的的变化化。那那么么iI最最好好为恒恒流流源源，即信号源内阻即信号源内阻RS越大越好。越大越好。串联负反响串联负反响并并联负反响反响7、四种反响组态中各信号量的比较输出量、输入量、净输入量、反响量的量纲各不一样。电压串联负反响电压串联负反响电流串联负反响电流串联负反响电压并联负反响电压并联负反响电流并联负反
21、响电流并联负反响 为什么在并联负反响电路中不加恒压源信号？ 为什么在串联负反响电路中不加恒流源信号？因无法改动净输入2.7.2 负反响放大电路的方框图负反响放大电路的方框图及增益的普通表达式及增益的普通表达式 一、负反响放大电路的方框图 二、负反响放大电路增益的普通表达式二、负反响放大电路增益的普通表达式 环路增益环路增益 反响深度的讨论反响深度的讨论 表达式推导表达式推导一、负反响放大电路的方框图一、负反响放大电路的方框图信号信号源源输出信输出信号号反响放大反响放大电路的输电路的输入信号入信号反响反响信号信号根本放大电路根本放大电路的输入信号的输入信号净输入信号净输入信号反响放大反响放大电路
22、的三个路的三个环节：放大：放大：反响：反响：叠加：叠加：根本放大根本放大电路电路A反响网络反响网络F+输出信号输出信号输入信号输入信号反响信号反响信号差值信号差值信号二、负反响放大电路增益的普通表达式二、负反响放大电路增益的普通表达式1. 表达式推导表达式推导开开环增益增益反响系数反响系数闭环增益增益由于由于所以所以知知即即闭环增增益益的的普通表达式普通表达式又由于又由于所以所以对信号源的增益信号源的增益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 信号信号 在四种反响阻态中的详细方式在四种反响阻态中的详细方式2. 反响深度的讨论反响深度的讨论普通普通负反响反响二、负反响放
23、大电路增益的普通表达式二、负反响放大电路增益的普通表达式称为反响深度称为反响深度深度深度负反响反响正反响正反响自激振自激振荡2.7.3 负反响对放大电路性能的改善负反响对放大电路性能的改善 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减小非线性失真减小非线性失真 扩展频带扩展频带 对输入电阻的影响对输入电阻的影响 为改善性能引入负反响的普通原那为改善性能引入负反响的普通原那么么 对输出电阻的影响对输出电阻的影响一一 、提高增益的稳定性、提高增益的稳定性1、闭环时那么那么只思索幅只思索幅值有有即即闭环时增益相增益相对变化量减小到开化量减小到开环时的的1/(1+AF)倍倍2、在深度、在深度负反响条件下反响条
24、件下 即即闭环增增益益只只取取决决于于反反响响网网络。当当反反响响网网络由由稳定定的的线性元件性元件组成成时，闭环增益将有很高的增益将有很高的稳定性。定性。XdiXi放大电路放大电路A反响网络反响网络F+Xo-Xf1.1.负反响改善波形失真的本反响改善波形失真的本质是利用失真减小失真，但不是利用失真减小失真，但不能完全消除失真。能完全消除失真。2.2.负反响只能减小反响反响只能减小反响环内的失真，如内的失真，如输入信号本身就是失真的，入信号本身就是失真的，负反响那么不能改善失真。反响那么不能改善失真。二二 、减小非线性失真、减小非线性失真方法方法1 1动画四二二 、减小非线性失真、减小非线性失
25、真 闭环时增益减小，增益减小，线性度性度变好。好。vIvo方法方法2 2在深度在深度负反响条件下反响条件下f|AV(j )|幅频特性曲线：幅频特性曲线： 放大器的增益放大器的增益AV与频率与频率f的关系曲线的关系曲线flfh低频截止频率低频截止频率高频截止频率高频截止频率BW= fh- fl通通频带引入反响后引入反响后增益下降增益下降AVfflffhf通通频带加加宽BWf=(1+AF)BWAV由此可知：由此可知：负反响的引入使放大反响的引入使放大电路的通路的通频带得到展得到展宽三、三、 扩展频带扩展频带 负反响反响对输入入电阻的影响阻的影响与反响参与的方式有关，即与反响参与的方式有关，即与串与
26、串联或并或并联反响有关；而反响有关；而与与输出取出取样无直接关系，即无直接关系，即与与电压或或电流反响无关。流反响无关。1.1.串串联负反响使反响使输入阻抗添加入阻抗添加无反响无反响时ri=Udi/Ii有反响有反响时rif=Ui/Ii+-UiRb+-Udi RL+-Uo-F+UfriAIirifrifIo四、对输入电阻的影响四、对输入电阻的影响2. 2. 并联负反响使输入阻抗减小并联负反响使输入阻抗减小+-UiRbIdi RL+-UoFIfriAIirifrifIo无反响无反响时ri=Ui/Idi有反响有反响时rif=Ui/IiIi=If+IdiIf=AFIdiIi=(1+AF)Idi 负反响
27、反响对输出出电阻的影响与阻的影响与输出取出取样的内容有关，即与的内容有关，即与电压或或电流反响有关；而与流反响有关；而与输入端的入端的衔接方式无直接关系，接方式无直接关系，即与串即与串联或并或并联反响无关。反响无关。五、对输出电阻的影响五、对输出电阻的影响1 1、电压负反响反响电压负反响能稳定输出电压电压负反响能稳定输出电压电压负反反响使响使输出出电阻减小阻减小五、对输出电阻的影响五、对输出电阻的影响2 2、电流负反响、电流负反响电流负反响能稳定输出电流电流负反响能稳定输出电流电流流负反反响使响使输出出电阻增大阻增大为改善性能引入负反响的普通原那为改善性能引入负反响的普通原那么么 要要稳定直流
28、量定直流量 引入直流引入直流负反响反响要要稳定交流量定交流量 引入交流引入交流负反响反响要要稳定定输出出电压引入引入电压负反响反响要要稳定定输出出电流流引入引入电流流负反响反响要增大要增大输入入电阻阻引入串引入串联负反响反响要减小要减小输入入电阻阻引入并引入并联负反响反响要增大要增大输出出电阻阻要减小要减小输出出电阻阻引入引入电流流负反响反响引入引入电压负反响反响1.1.深度深度负反响的特点反响的特点即，深度即，深度负反响条件下，反响条件下，闭环增益只与反响网增益只与反响网络有关有关由于由于那那么么又由于又由于代入上式代入上式得得输入量近似等于反响量入量近似等于反响量净输入量近似等于零入量近似
29、等于零由此可得深度由此可得深度负反响条件下，根本放大反响条件下，根本放大电路路“两虚的概念两虚的概念2.7.4 2.7.4 深度负反响条件下的近似计算深度负反响条件下的近似计算1.1.深度负反响的特点深度负反响的特点串串联负反响，反响，输入端入端电压求和。求和。深度深度负反响条件下反响条件下虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并并联负反响，反响，输入端入端电流求和。流求和。深度负反响条件下的近似计算深度负反响条件下的近似计算2. 2. 各种反响阻态的近似计算各种反响阻态的近似计算1 1电压串串联负反响反响 利利用用虚虚短短和和虚虚断的概念得知断的概念得知那那么么反反响响系系数数为闭环电压增益增益深
30、度负反响条件下的近似计算深度负反响条件下的近似计算1.1.自激振荡条件自激振荡条件自激振自激振荡反响深度反响深度即即又又得自激振得自激振荡条件条件幅幅值条件条件相位条件附加相移相位条件附加相移注：注：注：注：输输入端求和的相位入端求和的相位入端求和的相位入端求和的相位-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增益2.7.5 负反响放大电路的稳定问题负反响放大电路的稳定问题2.2.稳定任务条件稳定任务条件破坏自激振破坏自激振荡条件条件或或或写或写为其中其中 Gm幅幅值裕裕度度，普普通通要要求求Gm -10dB m相位裕度，普通要求相位裕度，普通要求 m 45 保保证可可靠靠稳定定，留有余地。留有余地。Gm幅值裕度幅值裕度 m相相 位位 裕裕度度-幅值条件幅值条件相位条件相位条件
