負(fù)反饋放大器

1、第四章第四章 負(fù)反饋放大器負(fù)反饋放大器 第一節(jié)第一節(jié) 負(fù)反饋的基本概念負(fù)反饋的基本概念第二節(jié)第二節(jié) 負(fù)反饋放大器的分類負(fù)反饋放大器的分類第三節(jié)第三節(jié) 負(fù)反饋對放大電路性能的影響負(fù)反饋對放大電路性能的影響第四節(jié)第四節(jié) 負(fù)反饋放大器的方框圖分析法負(fù)反饋放大器的方框圖分析法 一一 、 反饋的定義：反饋的定義： 反饋反饋是將輸出信號的一部分或全部通過一定的電路饋送是將輸出信號的一部分或全部通過一定的電路饋送回到放大電路的輸入端，并對輸入信號產(chǎn)生影響?；氐椒糯箅娐返妮斎攵?，并對輸入信號產(chǎn)生影響。第一節(jié)第一節(jié) 反饋的基本概念反饋的基本概念XO基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXi正向傳輸

2、正向傳輸反向傳輸反向傳輸 圖中：圖中： Xi是輸入信號；是輸入信號； Xf是反饋信號；是反饋信號； Xdi為凈輸入信號；為凈輸入信號； 所以有所以有 Xdi= XiXf圖圖4.01 反饋概念方框圖反饋概念方框圖XO基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXi反饋概念方框圖反饋概念方框圖放大電路無反饋放大電路無反饋（環(huán)路開路）。（環(huán)路開路）。放大電路有反饋放大電路有反饋（環(huán)路閉合）（環(huán)路閉合）。二、閉環(huán)、開環(huán)二、閉環(huán)、開環(huán)開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)第一節(jié)第一節(jié) 反饋的基本概念反饋的基本概念三、三、負(fù)反饋和正反饋負(fù)反饋和正反饋若饋送信號使得凈輸若饋送信號使得凈輸入信號減少則稱為入信號減少則稱為負(fù)

3、負(fù)反饋；反饋；若饋送信號使得凈輸若饋送信號使得凈輸入信號增加則稱為入信號增加則稱為正正反饋反饋。第一節(jié)第一節(jié) 反饋的基本概念反饋的基本概念XO基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXi反饋概念方框圖反饋概念方框圖電壓反饋：電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例的反饋反饋信號的大小與輸出電壓成比例的反饋稱為電壓稱為電壓反饋；反饋；電流反饋：電流反饋：反饋信號的大小與輸出電流成比例的反饋反饋信號的大小與輸出電流成比例的反饋稱為電流稱為電流反饋。反饋。四、四、 電壓反饋和電流反饋電壓反饋和電流反饋第一節(jié)第一節(jié) 反饋的基本概念反饋的基本概念XiRCReRbX0UCC五、 串聯(lián)反饋和并聯(lián)

4、反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋 反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一個反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一個電極，則為電極，則為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋； 否則，為否則，為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋。例如，對例如，對CECE組態(tài)放大器組態(tài)放大器來說來說: :Xf并并聯(lián)聯(lián)反反饋饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋反饋信號反饋信號Xf和和Xi加到加到同一個電極同一個電極（基極），則為并聯(lián)反饋。（基極），則為并聯(lián)反饋。反饋信號反饋信號Xf和和Xi未加到未加到同一個電同一個電極，則為串聯(lián)反饋極，則為串聯(lián)反饋Xf第一節(jié)第一節(jié) 反饋的基本概念反饋的基本概念六、六、交流反饋和直流反饋交流反饋和直流反饋 1.1.反饋信號中只有交流成分時

5、為反饋信號中只有交流成分時為交流反饋交流反饋； 3.3.反饋信號只有直流成分時為反饋信號只有直流成分時為直流反饋直流反饋； 2.2.反饋信號中既有交流成分又有直流成分時反饋信號中既有交流成分又有直流成分時為為交直流反饋交直流反饋。第一節(jié)第一節(jié) 反饋的基本概念反饋的基本概念二二 、單環(huán)反饋放大器的理想模型、單環(huán)反饋放大器的理想模型UiReRcUfUdiUo 如圖所示反饋電路可分為兩部分如圖所示反饋電路可分為兩部分：圖圖4-03.(a)簡化的反饋電路簡化的反饋電路1. 基本放大器基本放大器A：可由單級或多級放大器組成?？捎蓡渭壔蚨嗉壏糯笃鹘M成。2. 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)B：一般由無源網(wǎng)絡(luò)組成。一般由無

6、源網(wǎng)絡(luò)組成。上述反饋放大器的一般形式可由方框圖來概括上述反饋放大器的一般形式可由方框圖來概括圖圖4-03.(b) 反饋電路的方框圖反饋電路的方框圖反饋環(huán)反饋環(huán)由基本放大器由基本放大器A和反饋網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)B構(gòu)成的閉合環(huán)路構(gòu)成的閉合環(huán)路。所示圖為一單環(huán)反饋放大器的方框圖：所示圖為一單環(huán)反饋放大器的方框圖：XO基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXiB反饋網(wǎng)絡(luò)；反饋網(wǎng)絡(luò)；比較器（相加點(diǎn)）比較器（相加點(diǎn)）Xi是輸入信號；是輸入信號；Xf是反饋信號；是反饋信號；Xdi (= XiXf)為凈輸入信號為凈輸入信號；X廣義信號量廣義信號量(電流或電壓電流或電壓)； 帶傳輸方向的支路；帶傳輸方

7、向的支路；A基本放大器；基本放大器；反饋環(huán)反饋環(huán)XO基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXi正向傳輸正向傳輸反向傳輸反向傳輸理想模型的假定：理想模型的假定：（1）.正向傳輸正向傳輸:信號只經(jīng)過基本放大信號只經(jīng)過基本放大器，而不經(jīng)過反饋網(wǎng)器，而不經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)。絡(luò)。（2）.反向傳輸反向傳輸:信號只經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)，而不經(jīng)過基本放信號只經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)，而不經(jīng)過基本放大器。大器。三三 、基本反饋方程式、基本反饋方程式基本反饋方程式：為分析反饋放大器的基本公式基本反饋方程式：為分析反饋放大器的基本公式 1.放大電路的開環(huán)增益： 2.反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)： 3.基本反饋方程式：A=Xo/XdiB=

8、Xf/XoAf=A/(1+AB)=A/FXO基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXi推導(dǎo)過程推導(dǎo)過程Xi = Xdi + Xf = Xdi+ABXd i =(1+AB) Xdi所以所以 Af=Xo/Xi=AXdi / (1 +AB) Xdi =A/(1+AB)=A/FXO基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXiXf=BX0=ABXdi因為因為 A=X0/Xdi推導(dǎo)過程推導(dǎo)過程索引索引4.反饋深度深負(fù)反饋下，深負(fù)反饋下，F(xiàn)1（或（或AB 1），此時反饋方程式可簡化為：），此時反饋方程式可簡化為：因為因為F=1+AB反映了反饋對放大電路影響的程度反映了反饋對放大電路

9、影響的程度, ,所以所以F稱為稱為反饋深度反饋深度。三三 、基本反饋方程式、基本反饋方程式其中其中,AB稱為稱為環(huán)路增益環(huán)路增益。F越大，反饋深度越深；越大，反饋深度越深；Af=A/(1+AB) A/AB=1/B當(dāng)當(dāng) F1時時.使使Afri 。 并聯(lián)負(fù)反饋輸入端 的形式如圖：IUriiifBArAIBIUGRiRiGiifiiIIU1圖圖04.11 04.11 并聯(lián)負(fù)反饋對輸入電阻的影響并聯(lián)負(fù)反饋對輸入電阻的影響(2)(2)并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小有反饋的輸入電阻：有反饋的輸入電阻：無反饋的輸入電阻：無反饋的輸入電阻：diiiIUr 六 負(fù)反饋對輸出電阻的影響ototf

10、IUR0求輸出電阻的等效電路：求輸出電阻的等效電路：1.將輸入信號源短路。將輸入信號源短路。2.將負(fù)載電阻將負(fù)載電阻RL開路，在輸出端加一個測試電壓開路，在輸出端加一個測試電壓 Uot（產(chǎn)生測試電流（產(chǎn)生測試電流Iot）。）。（一）電壓負(fù)反饋對輸出電阻的影響USUfRcRLAUOUdiUdi+-1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋RLRcRofRofotUiSifiSidiUBRRRURRRUootUUSootUURRRotdiUOototRUBARUBAURUAUIiSi0001UUSoofBARR01Rof=Rof/Rc畫求畫求Ro的等效電路的等效電路0LUUURAdio稱開路電壓增益稱開路電

11、壓增益.2.2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋求輸出電阻的等效電路如圖求輸出電阻的等效電路如圖RSIfRiR0IdiAR0IdiU0UotIot+-0LIURRAdio稱開路互阻增益稱開路互阻增益.otGiSSfiSSdiUBRRRIRRRIotGRSooototGROiSSootdiRooototUBARIUBARRRRIIARIUGRSoototofBARIUR10Rof=Rof/RcRof結(jié)論：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小。結(jié)論：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小。（一）電壓負(fù)反饋對輸出電阻的影響( (二二) )電流負(fù)反饋對輸出電阻的影響電流負(fù)反饋對輸出電阻的影響1.電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋00LI

12、IIRAdiootIiSSfiSSdiIBRRRIRRRI稱短路電流增益稱短路電流增益.otIISooototIIOiSSootdiIoototIBARUIBARRRRUIARUI0oIISototofRBAIUR01Rof=Rof/RcAI0IdiRof求輸出電阻的等效電路如圖求輸出電阻的等效電路如圖( (二二) )電流負(fù)反饋對輸出電阻的影響電流負(fù)反饋對輸出電阻的影響1.電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋oRGSototofRBAIUR01Rof=Rof/Rc同理可以推得：同理可以推得：考慮考慮RC的影響的影響結(jié)論：電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。結(jié)論：電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。其中其中00GiSiGS

13、ARRRA七 信號源內(nèi)阻對反饋放大器的影響（1 1）. .串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：信號源須采用低內(nèi)阻信號源須采用低內(nèi)阻RsRs, ,才能得到才能得到 反饋效果。反饋效果。（2 2）. .并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：信號源須采用高內(nèi)阻信號源須采用高內(nèi)阻RsRs, ,才能得到才能得到 反饋效果。反饋效果。AUsf = AUs /(1+ AUs BU)AUs =AU ri /(Rs + ri )AIsf = AIs /(1+ AIs BI)AIs =AI Rs/(Rs + ri )第四節(jié) 負(fù)反饋放大器的方框圖分析法 一一 方框圖分析法方框圖分析法基本思想：基本思想：將負(fù)反饋放大器分為基本放大器將負(fù)反饋放大器分為

14、基本放大器A和反饋網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)B,在求在求得基本放大器參數(shù)的基礎(chǔ)上，再考慮進(jìn)負(fù)反饋得基本放大器參數(shù)的基礎(chǔ)上，再考慮進(jìn)負(fù)反饋 對放大器性能的對放大器性能的影響，即可求得負(fù)反饋放大器的相應(yīng)參數(shù)（如影響，即可求得負(fù)反饋放大器的相應(yīng)參數(shù)（如Af、Rif、Rof）。）。分析步驟：分析步驟：1.判斷反饋組態(tài)；判斷反饋組態(tài)；2.畫基本放大器電路（需考慮反饋網(wǎng)絡(luò)畫基本放大器電路（需考慮反饋網(wǎng)絡(luò)B對基放輸入對基放輸入 、輸出的負(fù)載作用）；、輸出的負(fù)載作用）；3.由基放電路求由基放電路求A 、Ri、Ro、B等；等；4.求求F、(1+AS0B)；5.求負(fù)反饋放大器的參數(shù)（求負(fù)反饋放大器的參數(shù)（Avf、Rif、Ro

15、f）。）。與反饋組態(tài)有關(guān)，例如對與反饋組態(tài)有關(guān)，例如對 電流串聯(lián)負(fù)反饋：取電流串聯(lián)負(fù)反饋：取AG、BR 1. 求求B網(wǎng)絡(luò)對基本放大器輸入回路的負(fù)載作用時：網(wǎng)絡(luò)對基本放大器輸入回路的負(fù)載作用時：凡電壓反饋，令凡電壓反饋，令Uo = 0，從輸入端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。，從輸入端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。凡電流反饋，令凡電流反饋，令I(lǐng)o = 0， 從輸入端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。從輸入端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。 2. 求求B網(wǎng)絡(luò)對基本放大器輸出回路的負(fù)載作用時：網(wǎng)絡(luò)對基本放大器輸出回路的負(fù)載作用時：凡串聯(lián)反饋，令凡串聯(lián)反饋，令I(lǐng)i = 0，從輸出端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。，從輸出端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。凡電流

16、反饋，令凡電流反饋，令 Ui = 0，從輸出端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。，從輸出端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用?；痉糯笃麟娐返漠嫹ǎ夯痉糯笃麟娐返漠嫹ǎ旱谒墓?jié) 負(fù)反饋放大器的方框圖分析法UiUoEcRfRc+IsRsRL圖圖04.19電壓并聯(lián)負(fù)反饋（電壓并聯(lián)負(fù)反饋（a電路圖）電路圖）二二 、 電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器的計算：電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器的計算：電壓并聯(lián)負(fù)反饋的一個原理圖：電壓并聯(lián)負(fù)反饋的一個原理圖：(一一)、判別反饋類型：、判別反饋類型：屬電壓并聯(lián)負(fù)反饋屬電壓并聯(lián)負(fù)反饋;故采用電流源信號。故采用電流源信號。(二二)、畫基本放大電路：、畫基本放大電路：1.畫出交流通路：畫出交流通路：圖圖04.19電

17、壓并聯(lián)負(fù)反饋（電壓并聯(lián)負(fù)反饋（b交流通路）交流通路）RfRL得到輸入電路：得到輸入電路：3.求輸出電路：求輸出電路：4.求基本放大器電路：求基本放大器電路：電壓并聯(lián)負(fù)反饋（電壓并聯(lián)負(fù)反饋（輸入電路輸入電路）電壓并聯(lián)負(fù)反饋（電壓并聯(lián)負(fù)反饋（輸出電路輸出電路）因為是電壓反饋，因為是電壓反饋，所以令所以令Uo=0.2.求輸入電路：求輸入電路：因為是并聯(lián)反饋，因為是并聯(lián)反饋，所以令所以令Ui=0得到輸出電路：得到輸出電路：(三三)、基本放大電路計算：、基本放大電路計算：1 . 輸入電阻：輸入電阻：Ri= Rf / hie2 . 輸出電阻：輸出電阻：Ro= Rf /(1 /hoe)3 . 開環(huán)互阻增益：

18、開環(huán)互阻增益：fiefLffeiLcfbfeioRRhRRRhIRRRIhIUA)()(RiRo4.互導(dǎo)反饋系數(shù)：互導(dǎo)反饋系數(shù)：fofGRUIB1fieffeSiSRRSiSRRSRSRhRhRRRARRRAALL20(四四)、反饋放大電路計算：、反饋放大電路計算：3.求閉環(huán)互阻增益：求閉環(huán)互阻增益：F = 1+ A R B GA Rf = Uo/I i = A R/ F 1.求輸入阻抗：求輸入阻抗： Ri f=Ri /F（三）、（三）、求反饋深度：求反饋深度：F = 1+ A RS0B G2.求輸出阻抗：求輸出阻抗： R0f=Ro/F Rof=Rof/Rc4.求閉環(huán)電壓增益：求閉環(huán)電壓增益：

19、RfiSSiosiSRSfARRRIUIIIUA0SRSfSSoSoUSfRARIUUUA1三三 、 電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器的計算：電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器的計算：電壓串聯(lián)負(fù)反饋的原理圖：電壓串聯(lián)負(fù)反饋的原理圖：(一一)、判別反饋類型：、判別反饋類型：屬電壓串聯(lián)負(fù)反饋屬電壓串聯(lián)負(fù)反饋;故采用故采用電壓源激勵。電壓源激勵。(二二)、畫基本放大電路：、畫基本放大電路：電壓反饋令電壓反饋令Uo=0,得輸入電路得輸入電路串聯(lián)反饋令串聯(lián)反饋令I(lǐng)i=0得輸出電路得輸出電路得到基本放大電路如圖得到基本放大電路如圖RbRC1RC2C1C2RSUSRe1RfRLEcDz+-UfUoRLRfRe1Re1RfRC1RC2

20、RbRSUSUf+-Uo(三三)、基本放大電路計算：、基本放大電路計算：1 . 輸入電阻：輸入電阻：Ri=hie+(1+hfe)(Re1/Rf)2 . 輸出電阻：輸出電阻：Ro= Rf+Re13 . 開環(huán)電壓增益：開環(huán)電壓增益： 22221121)()(ieLceffeiiecfeUUUhRRRRhRhRhAAARiRo4.反饋系數(shù)：反饋系數(shù)：11efeofURRRUUB21210ieeffeUibSiRUSUShRRhARRRRAAL(四四)、反饋放大電路計算：、反饋放大電路計算：3.求閉環(huán)電壓增益：求閉環(huán)電壓增益：F = 1+ A U B UA Uf = Uo/U i = A U/ F 1

21、.求輸入阻抗：求輸入阻抗： Ri f=RiF Rif=Rb/Rif（三）、（三）、求反饋深度：求反饋深度：F = 1+ A US0B U2.求輸出阻抗：求輸出阻抗： R0f=Ro/F Rof=Rof/RcUfifSifSUSfARRRUUA0四四 、 電流并聯(lián)負(fù)反饋放大器的計算：電流并聯(lián)負(fù)反饋放大器的計算：電流并聯(lián)負(fù)反饋的原理圖：電流并聯(lián)負(fù)反饋的原理圖：(一一)、判別反饋類型：、判別反饋類型：屬電流并聯(lián)負(fù)反饋屬電流并聯(lián)負(fù)反饋;故采用故采用電流源激勵。電流源激勵。(二二)、畫基本放大電路：、畫基本放大電路：電流反饋令電流反饋令I(lǐng)o=0,得輸入電路得輸入電路并聯(lián)反饋令并聯(lián)反饋令Ui=0得輸出電路得輸出電路得到基本放大電路如圖得到基本放大電路如圖IsRe2IfIsRe2IfRe2IsRe2IfRe2(三三)、基本放大電路計算：、基本放大電路計算：1 . 輸入電阻：輸入電阻：Ri=hie1/ (Re2+Rf)2 . 輸出電阻：輸出電阻：Ro=1/hoe1+(Re2/Rf) 1/hoe13 . 開環(huán)電流增益：開環(huán)電流增益：2211112220121110feiccfeieefefbcbbci