第五章 負(fù)反饋

1、 將放大器輸出信號(hào)的一部分或全部，通過反饋網(wǎng)絡(luò)回送將放大器輸出信號(hào)的一部分或全部，通過反饋網(wǎng)絡(luò)回送到電路輸入端，并對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，所形成的閉合回到電路輸入端，并對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，所形成的閉合回路即反饋放大器。路即反饋放大器。q 反饋放大器組成框圖反饋放大器組成框圖基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)kfxoxix ixf凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào) fiixxx輸入信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)反饋信號(hào)輸出信號(hào)輸出信號(hào)q 反饋放大器增益一般表達(dá)式反饋放大器增益一般表達(dá)式基本放大器基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)kfxoxix ixfiof/ xxA 開環(huán)增益開環(huán)增益io/ xxA反饋系數(shù)反饋系數(shù)off/ x

2、xk 閉環(huán)增益閉環(huán)增益fioxxxFAAkAf1xxxx/1/fo反饋深度反饋深度f1AkFT1環(huán)路增益環(huán)路增益ff/AkxxT 反饋深度反饋深度F（或環(huán)路增益（或環(huán)路增益T）是衡量反饋強(qiáng)弱的一項(xiàng)重要是衡量反饋強(qiáng)弱的一項(xiàng)重要指標(biāo)。其值直接影響電路性能。指標(biāo)。其值直接影響電路性能。q 反饋極性反饋極性fiixxx由于凈輸入信號(hào)由于凈輸入信號(hào) 若若 xf 削弱削弱了了xi，使，使 x i xi正反饋正反饋說明說明負(fù)反饋具有自動(dòng)調(diào)整作用，可改善放大器性能。負(fù)反饋具有自動(dòng)調(diào)整作用，可改善放大器性能。 例：某原因例：某原因oxfx)(fiixxxox正反饋使放大器工作不穩(wěn)定，多用于振蕩器中。正反饋使放大

3、器工作不穩(wěn)定，多用于振蕩器中。 負(fù)反饋的自動(dòng)調(diào)整作用是以犧牲增益為代價(jià)的。負(fù)反饋的自動(dòng)調(diào)整作用是以犧牲增益為代價(jià)的。q 根據(jù)輸出端連接方式根據(jù)輸出端連接方式 電壓反饋電壓反饋 AkfRL+-voxixfx i 在輸出端，凡反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器在輸出端，凡反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器并接并接，反饋信號(hào)取，反饋信號(hào)取自負(fù)載上輸出電壓的反饋稱為電壓反饋。自負(fù)載上輸出電壓的反饋稱為電壓反饋。輸出量輸出量 xo = voxixfx iAkfRLio 在輸出端，凡反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器在輸出端，凡反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器串接串接，反饋信號(hào)取，反饋信號(hào)取自負(fù)載中輸出電流的反饋稱為電流反饋。自負(fù)載中輸出電流的反饋稱為電流反

4、饋。 電流反饋電流反饋 輸出量輸出量 xo = ioq 根據(jù)輸入端連接方式根據(jù)輸入端連接方式 串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋 在輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器在輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器串接串接，反饋信號(hào)以電壓，反饋信號(hào)以電壓vf 的形式出現(xiàn)，并在輸入端進(jìn)行電壓比較，即的形式出現(xiàn)，并在輸入端進(jìn)行電壓比較，即v i= vi- - vf 。在輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器在輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器并接并接，反饋信號(hào)以電流，反饋信號(hào)以電流if 的形式出現(xiàn)，并在輸入端進(jìn)行電流比較，即的形式出現(xiàn)，并在輸入端進(jìn)行電流比較，即ii = ii- - if 。 并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋 AkfRS+-vs+-vivfv i+-+-

5、xoAkfRSiSiiifii xoAvkfvRS+-vs+-vivfv i+-+-RL+-voArkfgRL+-voRSiSiiifii 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋 io/vvAv開環(huán)電壓增益開環(huán)電壓增益電壓反饋系數(shù)電壓反饋系數(shù)offv/vvk閉環(huán)電壓增益閉環(huán)電壓增益)1/(ffvvvvkAAA 電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋 io/ivAr開環(huán)互阻增益開環(huán)互阻增益互導(dǎo)反饋系數(shù)互導(dǎo)反饋系數(shù)offg/vik閉環(huán)互阻增益閉環(huán)互阻增益)1/(fgfkAAArrrAgkfrRLioRS+-vs+-vivfv i+-+-RSiSiiifii AikfiRLio 電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋 io/vi

6、Ag開環(huán)互導(dǎo)增益開環(huán)互導(dǎo)增益互阻反饋系數(shù)互阻反饋系數(shù)off/ivkr閉環(huán)互導(dǎo)增益閉環(huán)互導(dǎo)增益)1/(ffrgggkAAA 電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋 io/iiAi開環(huán)電流增益開環(huán)電流增益電流反饋系數(shù)電流反饋系數(shù)off/iiki閉環(huán)互阻增益閉環(huán)互阻增益)1/(ffiiiikAAA注意：不同反饋類型對(duì)應(yīng)不同輸入、輸出電量，因此不同類注意：不同反饋類型對(duì)應(yīng)不同輸入、輸出電量，因此不同類 型反饋電路的型反饋電路的A、kf 、Af含義不同含義不同。Akfxoxixfx iq 判斷是否為反饋電路判斷是否為反饋電路 看電路輸出與輸入之間是否接看電路輸出與輸入之間是否接有元件，若有則為反饋電路，該有元件，

7、若有則為反饋電路，該元件即為反饋元件。元件即為反饋元件。viVCCRCvo+-+-RERB1RB2viVCCRCRfvo例例1Rf為反饋元件為反饋元件。例例2RE為反饋元件為反饋元件。q 判斷反饋類型判斷反饋類型 采用短路法采用短路法 假設(shè)輸出端交流短路，若反饋信號(hào)消失，則為電壓反假設(shè)輸出端交流短路，若反饋信號(hào)消失，則為電壓反饋；反之為電流反饋。饋；反之為電流反饋。 判斷電壓與電流反饋判斷電壓與電流反饋 判斷串聯(lián)與并聯(lián)反饋判斷串聯(lián)與并聯(lián)反饋 假設(shè)輸入端交流短路，若反饋?zhàn)饔孟?，則為并聯(lián)反假設(shè)輸入端交流短路，若反饋?zhàn)饔孟?，則為并聯(lián)反饋；反之為串聯(lián)反饋。饋；反之為串聯(lián)反饋。AvkfvRS+-vs

8、+-vivfv i+-+-RL+-voRSiSiiifii AikfiRLioq 判斷反饋極性判斷反饋極性 采用瞬時(shí)極性法采用瞬時(shí)極性法 Akfxoxixfxi 設(shè)設(shè)vi 瞬時(shí)極性為瞬時(shí)極性為 用正負(fù)號(hào)表示電路中各點(diǎn)電壓的瞬時(shí)極性，或用箭頭表示用正負(fù)號(hào)表示電路中各點(diǎn)電壓的瞬時(shí)極性，或用箭頭表示各節(jié)點(diǎn)電流瞬時(shí)流向的方法稱瞬時(shí)極性法。各節(jié)點(diǎn)電流瞬時(shí)流向的方法稱瞬時(shí)極性法。 比較比較xf 與與xi 的極性的極性 （ xi = xi- - xf ）若若xf 與與xi同相，使同相，使xi 減小的，為負(fù)反饋；減小的，為負(fù)反饋；若若xf 與與xi反相，使反相，使xi 增大的，為正反饋。增大的，為正反饋。經(jīng)經(jīng)

9、A判斷判斷vo？經(jīng)經(jīng)kf判斷判斷xf？說明說明 用瞬時(shí)極性法比較用瞬時(shí)極性法比較xf 與與xi 極性時(shí)：極性時(shí)：若是并聯(lián)反饋：若是并聯(lián)反饋：則需根據(jù)電壓的瞬時(shí)極性，標(biāo)出則需根據(jù)電壓的瞬時(shí)極性，標(biāo)出相相關(guān)支路關(guān)支路 的電流流向，然后用電流進(jìn)行比較（的電流流向，然后用電流進(jìn)行比較（ii = ii- - if ）。）。若是串聯(lián)反饋：若是串聯(lián)反饋：則則直接直接用電壓進(jìn)行比較（用電壓進(jìn)行比較（vi = vi- - vf ）。）。 按交、直流性質(zhì)分：按交、直流性質(zhì)分： 直流反饋：直流反饋：交流反饋：交流反饋：反饋信號(hào)為直流量，用于穩(wěn)定電路靜態(tài)工作點(diǎn)。反饋信號(hào)為直流量，用于穩(wěn)定電路靜態(tài)工作點(diǎn)。反饋信號(hào)為交流

10、量，用于改善放大器動(dòng)態(tài)性能。反饋信號(hào)為交流量，用于改善放大器動(dòng)態(tài)性能。 多級(jí)放大器中的反饋：多級(jí)放大器中的反饋： 局部反饋：局部反饋：越級(jí)反饋：越級(jí)反饋：反饋由本級(jí)輸出信號(hào)產(chǎn)生，可忽略。反饋由本級(jí)輸出信號(hào)產(chǎn)生，可忽略。 輸出信號(hào)跨越一個(gè)以上放大級(jí)向輸入端傳送輸出信號(hào)跨越一個(gè)以上放大級(jí)向輸入端傳送的稱為級(jí)間（或越級(jí)）反饋。的稱為級(jí)間（或越級(jí)）反饋。 例例1 判斷電路的反饋極性和反饋類型。判斷電路的反饋極性和反饋類型。 假設(shè)輸出端交流短路，假設(shè)輸出端交流短路， Rf引入的反饋消失引入的反饋消失電壓反饋。電壓反饋。 假設(shè)輸入端交流短路，假設(shè)輸入端交流短路， Rf 的反饋?zhàn)饔孟У姆答佔(zhàn)饔孟Р⒙?lián)反饋

11、。并聯(lián)反饋。 分析：分析：viVCCRCRfvo+- -+- -RfRf則則vc為為 - - 假設(shè)假設(shè)vi瞬時(shí)極性為瞬時(shí)極性為 + + + + - -形成的形成的if 方向如圖示。方向如圖示。iiifib因凈輸入電流因凈輸入電流 ib= ii- - if ii負(fù)反饋。負(fù)反饋。 結(jié)論：結(jié)論： Rf引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋viRCvo+- -+- -viVCCRCvo+-+-RERB1RB2例例2 判斷圖示電路的反饋極性和反饋類型。判斷圖示電路的反饋極性和反饋類型。 假設(shè)輸出端交流短路，假設(shè)輸出端交流短路， RE上的反饋依然存在上的反饋依然存在 電流反饋。電流反饋。 假設(shè)輸入端交流短路

12、，假設(shè)輸入端交流短路， RE上的反饋沒有消失上的反饋沒有消失串聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋。 分析：分析： 假設(shè)假設(shè)vi瞬時(shí)極性為瞬時(shí)極性為 + +因凈輸入電壓因凈輸入電壓 vbe= vi- - vf vi負(fù)反饋。負(fù)反饋。 結(jié)論：結(jié)論： RE引入電流串聯(lián)負(fù)反饋引入電流串聯(lián)負(fù)反饋viRCvo+-+-RERB1RB2 + +則則ve（即（即vf ）極性為極性為 + + + +例例3 判斷下列電路的反饋極性和反饋類型。判斷下列電路的反饋極性和反饋類型。 viVCCRC1vo+-+-RE1RBRC2RE2RfviVCCRC1vo+-+-RE1RBRC2RE2Rf-+AR1Rf+-vsvo-+AR1Rf+-vsvo

13、 + + - - - -電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)正反饋電流串聯(lián)正反饋 + + - - - - - - + + - -電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋 + + + + + +viVCCRC1voVEERfRE2R1RC2RC3RsT1T2T3例例4 判斷下列電路的反饋極性和反饋類型。判斷下列電路的反饋極性和反饋類型。 viVCCRC1voVEERER1RC2RC3RST1T2T3Rf + + - - - - + + + + + +電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋 + +電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋viVCCRD1vo+-+-RS1RGRD2RS2RfviVCCRD

14、1vo+-+-RS1RGRD2RS2Rf例例4 判斷下列電路的反饋極性和反饋類型。判斷下列電路的反饋極性和反饋類型。 + + + + + + + + - -電壓并聯(lián)正反饋電壓并聯(lián)正反饋 - - + +電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋反饋越深，電路增益越小。反饋越深，電路增益越小。 FAAkAAff1由由得知：得知：SfSSfs1FAkAAAS注：當(dāng)取源增益時(shí)，上式依然成立，即注：當(dāng)取源增益時(shí)，上式依然成立，即AAAAAAAAAAAASAAffffff/f定義定義ff11AkAA由由2ff)1 (1AkAA得得FAkSAA111ff(2) (1)得得-(1)-(2)反饋越深，增益靈敏度越小。反饋越深

15、，增益靈敏度越小。 q 輸入電阻輸入電阻 串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋+-AkfRiRsvs+-+-vfvi +-viiixoiiifivRifiiiAkvvFRAkivifii)1 (iii/ivR基放輸入電阻基放輸入電阻fif/AkvvT環(huán)路增益環(huán)路增益反饋電路輸入電阻：反饋電路輸入電阻：ifiivv 引入串聯(lián)反饋，反饋越深，輸入電阻越大。引入串聯(lián)反饋，反饋越深，輸入電阻越大。結(jié)論結(jié)論 并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋iiifivR反饋電路輸入電阻：反饋電路輸入電阻：引入并聯(lián)反饋，反饋越深，輸入電阻越小。引入并聯(lián)反饋，反饋越深，輸入電阻越小。結(jié)論結(jié)論AkfRiRsisifii +-viiixo基放輸入電阻基放輸入電阻

16、iiiivR環(huán)路增益環(huán)路增益fifAkiiTfiiiAkiivFRAkivifii)1 (1fiiiivq 輸出電阻輸出電阻 電壓反饋電壓反饋 Ro ：考慮反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)載：考慮反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)載效應(yīng)后，基放輸出電阻。效應(yīng)后，基放輸出電阻。 Ast ：負(fù)載開路時(shí)，基本：負(fù)載開路時(shí)，基本放大器源增益。放大器源增益。令令xs=0i+- -v基基放放Roxfxs Ast xs 反饋反饋網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)+-由定義得由定義得Rof電路模型：電路模型：由圖由圖osst/ )(RxAvivkxxffs得得stofstoof1FRkARivR引入電壓反饋，反饋越深，輸出電阻越小，引入電壓反饋，反饋越深，輸出電阻越小，vo越穩(wěn)定

17、。越穩(wěn)定。結(jié)論結(jié)論基基放放Roxfxs Ast xs 反饋反饋網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)+-RLxsvo+- - 電流反饋電流反饋 Ro ：考慮反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)載：考慮反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)載效應(yīng)后，基放輸出電阻。效應(yīng)后，基放輸出電阻。 Asn ：負(fù)載短路時(shí)，基：負(fù)載短路時(shí)，基本放大器源增益。本放大器源增益。由定義得由定義得Rof電路模型：電路模型：由圖由圖ossn)(RxAivikxxffs得得snofstoof)1 (FRkARivR引入電流反饋，反饋越深，輸出電阻越大，引入電流反饋，反饋越深，輸出電阻越大，io越穩(wěn)定。越穩(wěn)定。結(jié)論結(jié)論基放基放Roxsxfxs ioAsn xs RL反饋反饋網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)令令xs=0i+- -v基

18、放基放Roxfxs Asn xs 反饋反饋網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 由于負(fù)反饋降低了電路增益靈敏度，因此放大器可在更由于負(fù)反饋降低了電路增益靈敏度，因此放大器可在更寬的通頻帶范圍內(nèi)維持增益不變。寬的通頻帶范圍內(nèi)維持增益不變。 單極點(diǎn)系統(tǒng)引入負(fù)反饋后，反饋越深，上限角頻率越大、單極點(diǎn)系統(tǒng)引入負(fù)反饋后，反饋越深，上限角頻率越大、增益越小，但其增益帶寬積維持不變。增益越小，但其增益帶寬積維持不變。設(shè)基放為單極點(diǎn)系統(tǒng)：設(shè)基放為單極點(diǎn)系統(tǒng)：PI/1)(sAsAPH則則若反饋網(wǎng)絡(luò)反饋系數(shù)為：若反饋網(wǎng)絡(luò)反饋系數(shù)為：fk則閉環(huán)系統(tǒng)：則閉環(huán)系統(tǒng)：PffIff/1)(1)()(sAksAsAsA其中：其中：FAkAAAIfIIf

19、I1F)(1HfIHHfPfkA注意：通頻帶的擴(kuò)展是以降低增益為代價(jià)的。注意：通頻帶的擴(kuò)展是以降低增益為代價(jià)的?；痉糯笃骰痉糯笃鱲ovivfv i例如：一基本放大器，例如：一基本放大器，引入負(fù)反饋引入負(fù)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)注意：負(fù)反饋只能減小反饋環(huán)內(nèi)的失真，若輸入注意：負(fù)反饋只能減小反饋環(huán)內(nèi)的失真，若輸入 信號(hào)本身產(chǎn)生失真，反饋電路無能為力。信號(hào)本身產(chǎn)生失真，反饋電路無能為力。輸入正弦信號(hào)時(shí)，輸出產(chǎn)生失真。輸入正弦信號(hào)時(shí)，輸出產(chǎn)生失真。vo失真減小。失真減小。同減小非線性失真一樣，引入負(fù)反饋可減小噪聲。同減小非線性失真一樣，引入負(fù)反饋可減小噪聲。注意：注意：負(fù)反饋在減小噪聲的同時(shí)，有用信號(hào)

20、以同樣的倍數(shù)負(fù)反饋在減小噪聲的同時(shí)，有用信號(hào)以同樣的倍數(shù) 在減小，其信噪比不變。在減小，其信噪比不變。因此，引入負(fù)反饋放大器噪聲性能不變。因此，引入負(fù)反饋放大器噪聲性能不變。綜上所述，綜上所述，負(fù)反饋對(duì)放大器性能影響主要表現(xiàn)為：負(fù)反饋對(duì)放大器性能影響主要表現(xiàn)為： 降低增益降低增益 減小增益靈敏度（或提高增益穩(wěn)定性）減小增益靈敏度（或提高增益穩(wěn)定性）改變電路輸入、輸出電阻改變電路輸入、輸出電阻減小頻率失真（或擴(kuò)展通頻帶）減小頻率失真（或擴(kuò)展通頻帶）減小非線性失真減小非線性失真噪聲性能不變?cè)肼曅阅懿蛔冊(cè)陔娐份敵龆嗽陔娐份敵龆?基本放大器引入負(fù)反饋的原則基本放大器引入負(fù)反饋的原則 若要求電路若要求電

21、路vo穩(wěn)定或穩(wěn)定或Ro小小應(yīng)引入電壓負(fù)反饋。應(yīng)引入電壓負(fù)反饋。若要求電路若要求電路io穩(wěn)定或穩(wěn)定或Ro大大應(yīng)引入電流負(fù)反饋。應(yīng)引入電流負(fù)反饋。在電路輸入端在電路輸入端若要求若要求Ri大或從信號(hào)源索取的電流小大或從信號(hào)源索取的電流小引入串聯(lián)負(fù)反饋。引入串聯(lián)負(fù)反饋。若要求若要求Ri小或從信號(hào)源索取的電流大小或從信號(hào)源索取的電流大引入并聯(lián)負(fù)反饋。引入并聯(lián)負(fù)反饋。反饋效果與信號(hào)源內(nèi)阻反饋效果與信號(hào)源內(nèi)阻RS的關(guān)系的關(guān)系若電路采用若電路采用RS較小的電壓源激勵(lì)較小的電壓源激勵(lì)應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋若電路采用若電路采用RS較大的電流源激勵(lì)較大的電流源激勵(lì)應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋反饋效果與

22、反饋效果與RS關(guān)系的說明：關(guān)系的說明： 串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋采用電壓源激勵(lì)時(shí)，若采用電壓源激勵(lì)時(shí)，若RS0 0則則fsfiivvvvv 由于由于vS恒定，則恒定，則vf 的變化的變化量全部轉(zhuǎn)化為量全部轉(zhuǎn)化為vi 的變化量，的變化量，此時(shí)反饋效果最強(qiáng)。此時(shí)反饋效果最強(qiáng)。 采用電流源激勵(lì)時(shí)，若采用電流源激勵(lì)時(shí)，若RS 由于由于iS恒定，恒定，vi 固定不變，固定不變，結(jié)果導(dǎo)致反饋?zhàn)饔孟?。結(jié)果導(dǎo)致反饋?zhàn)饔孟А?+-AkfRiRsvs+-+-vfvi +-vixo（電壓源激勵(lì)）（電壓源激勵(lì)）is+-AkfRiRs+-vfvi +-vixo（電流源激勵(lì)）（電流源激勵(lì)）則則isiRiv 恒定恒定ifi

23、i iiAkfRixoRsvs+-vi +-（電壓源激勵(lì)）（電壓源激勵(lì)）ifii iiAkfRixoisRs（電流源激勵(lì)）（電流源激勵(lì)） 并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋采用電壓源激勵(lì)時(shí)，若采用電壓源激勵(lì)時(shí)，若RS0 0則則fsfiiiiiii 由于由于iS恒定，則恒定，則if 的變化量的變化量全部轉(zhuǎn)化為全部轉(zhuǎn)化為ii 的變化量，此時(shí)的變化量，此時(shí)反饋效果最強(qiáng)。反饋效果最強(qiáng)。 采用電流源激勵(lì)時(shí)，若采用電流源激勵(lì)時(shí)，若RS 由于由于vi 固定不變，結(jié)果導(dǎo)致固定不變，結(jié)果導(dǎo)致反饋?zhàn)饔孟?。反饋?zhàn)饔孟А?則則sivv 恒定恒定q 深度負(fù)反饋條件深度負(fù)反饋條件 當(dāng)電路滿足深度負(fù)反饋條件當(dāng)電路滿足深度負(fù)反饋條件時(shí)

24、：時(shí)：1T1F或或稱深度負(fù)反饋條件稱深度負(fù)反饋條件 將將串聯(lián)反饋電路輸入電阻：串聯(lián)反饋電路輸入電阻：FRRiif并聯(lián)反饋電路輸入電阻：并聯(lián)反饋電路輸入電阻：0/iifFRR電壓反饋電路輸出電阻：電壓反饋電路輸出電阻：電流反饋電路輸出電阻：電流反饋電路輸出電阻：snoofFRR0/stoofFRRfff11kAkAAffssfs11kkAAA增益：增益：或或q 深度負(fù)反饋條件下深度負(fù)反饋條件下Avf 的估算的估算 根據(jù)反饋類型確定根據(jù)反饋類型確定kf含義，并計(jì)算含義，并計(jì)算kf分析步驟分析步驟: : 若并聯(lián)反饋：將輸入端交流短路若并聯(lián)反饋：將輸入端交流短路若串聯(lián)反饋：將輸入端交流開路若串聯(lián)反饋：

25、將輸入端交流開路則反饋系數(shù)則反饋系數(shù) 確定確定Afs(= xo / xs)含義，并計(jì)算含義，并計(jì)算Afs = 1 / kf 將將Afs轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成 Avfs= vo / vskf = xf / xo計(jì)算此時(shí)計(jì)算此時(shí)xo產(chǎn)生的產(chǎn)生的xfvsRC1vo+-+-RE1RLRC2RfRST1T2+-vf例例1 圖示電路，試圖示電路，試在深度負(fù)反饋條件下估算在深度負(fù)反饋條件下估算Avfs 該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器。該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器。解：解：將輸入端交流開路，即將將輸入端交流開路，即將T1管射極斷開：管射極斷開：則則fE1E1offRRRvvkv因此因此E1fff/1/1RRkAvsv例例

26、2 圖示電路，試圖示電路，試在深度負(fù)反饋條件下估算在深度負(fù)反饋條件下估算Avfs 該電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋放大器。該電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋放大器。解：解：將輸入端交流短路，即將將輸入端交流短路，即將T1管基極交流接地：管基極交流接地：則則fE2E2offRRRiiki因此因此E2fff11RRkAisiisRC1vo+-RLRC2RfRST1T2ifRE2iosLE2fsLfssLC2oof)1 ()/(RRRRRRARiRRivvAsissv例例3 3 圖示電路，試在深度負(fù)反饋條件下估算圖示電路，試在深度負(fù)反饋條件下估算Avfs 該電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。該電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。(1)解：解：將反

27、相輸入端交流接地：將反相輸入端交流接地：則則foff/1/Rvikgfff/1RkAgsr因此因此1f1f1soofRRRARivvvAsrssv該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。(2)解：解：將反相輸入端交流開路：將反相輸入端交流開路：則則f11offRRRvvkv因此因此1fff/1/1RRkAvsv-+AR1Rf+-vsvoif（圖（圖1）-+AR1Rf+-vsvo- - +vf（圖（圖2）實(shí)際上，放大器在中頻區(qū)施加負(fù)反饋時(shí)，有可能因?qū)嶋H上，放大器在中頻區(qū)施加負(fù)反饋時(shí)，有可能因Akf在高在高頻區(qū)的附加相移使負(fù)反饋?zhàn)優(yōu)檎答?，引起電路自激。頻區(qū)的附加相移使負(fù)反饋?zhàn)優(yōu)檎答?，?/p>

28、起電路自激。反饋放大器頻率特性：反饋放大器頻率特性：)(j1)(j)(jfTAA若在某一頻率上若在某一頻率上1)(jT放大器自激放大器自激自激振幅條件自激振幅條件 1)(jT1)(T)(T自激相位條件自激相位條件 說明說明 自激時(shí)，即使自激時(shí)，即使xi=0，但由于，但由于xi = xf ，因此反饋，因此反饋電路在無輸入時(shí)，仍有信號(hào)輸出。電路在無輸入時(shí)，仍有信號(hào)輸出。q 不自激條件不自激條件 1)(T)(T當(dāng)當(dāng)或或dB0)(T時(shí)，時(shí)，1)(T)(T或當(dāng)或當(dāng)dB0)(T時(shí)，時(shí)，或或注意：只要設(shè)法破壞自激的振幅條件或相位條件之一，注意：只要設(shè)法破壞自激的振幅條件或相位條件之一， 放大器就不會(huì)產(chǎn)生自激

29、。放大器就不會(huì)產(chǎn)生自激。 q 穩(wěn)定裕量穩(wěn)定裕量 要保證負(fù)反饋放大器穩(wěn)定工作，還要保證負(fù)反饋放大器穩(wěn)定工作，還需需使使它它遠(yuǎn)離自激狀態(tài)，遠(yuǎn)離自激狀態(tài)，遠(yuǎn)離程度可用穩(wěn)定裕量表示。遠(yuǎn)離程度可用穩(wěn)定裕量表示。1)(gT當(dāng)當(dāng)時(shí)，相位裕量時(shí)，相位裕量ogTo45)(180)(T當(dāng)當(dāng)時(shí)，增益裕量時(shí)，增益裕量dB0)(lg20)dB(gT g g增益交界角頻率；增益交界角頻率； 相位交界角頻率。相位交界角頻率。q 相位裕量圖解分析法相位裕量圖解分析法 假設(shè)假設(shè)放大器施加的是電阻性反饋，放大器施加的是電阻性反饋，kf為實(shí)數(shù)：為實(shí)數(shù)：)/1lg(20)(lg20fgkA得得1)()(fggkAT由由 在在A( )

30、或或T( )波特圖上波特圖上找找 g在在A( )波特圖上，作波特圖上，作1/1/kf (dB)的水平線，交點(diǎn)即的水平線，交點(diǎn)即 g g在在T( )波特圖上，與水平軸波特圖上，與水平軸 T( )=0=0dB 的交點(diǎn)，即的交點(diǎn)，即 g g根據(jù)根據(jù) g在相頻曲線上在相頻曲線上找找 T( g)判斷相位裕量判斷相位裕量 ogTo45)(180若若放大器穩(wěn)定工作放大器穩(wěn)定工作ogTo45)(180若若放大器工作不穩(wěn)定放大器工作不穩(wěn)定注：注：1/1/kf (dB)的水平線稱增益線。的水平線稱增益線。例例1 已知已知A(j )波特圖，判斷電路是否自激。波特圖，判斷電路是否自激。(1/(1/kf )dB g g

31、 T( g)（1 1）在）在A( )波特圖上作波特圖上作1/1/kf (dB)的水平線。的水平線。分析：分析：（2 2）找出交點(diǎn)，即）找出交點(diǎn)，即 g g（3 3）在在 T( )波特圖上，找出波特圖上，找出 T( g g)（4 4）o45因此電路穩(wěn)定工作，不自激。因此電路穩(wěn)定工作，不自激。由于由于A( )/dB o T( ) o- -180o- -90o例例2 已知已知T(j )波特圖，判斷電路是否自激。波特圖，判斷電路是否自激。 T( g)（1 1）由）由T( )波特圖與橫軸的交點(diǎn)，找出波特圖與橫軸的交點(diǎn)，找出 g g分析：分析：（2 2）由）由 g g在在 T( )波特圖上，找出波特圖上，

32、找出 T( g g)（3 3）o0，因此電路自激。，因此電路自激。由于由于T( )/dB o T( ) o- -180o g g q 利用幅頻特性漸近波特圖判別穩(wěn)定性利用幅頻特性漸近波特圖判別穩(wěn)定性 一無零三極系統(tǒng)波特圖如下，一無零三極系統(tǒng)波特圖如下，分析分析 g g落在何處系統(tǒng)穩(wěn)定。落在何處系統(tǒng)穩(wěn)定。0 p20.1 p110 p3 A( ) - - 90 p1 p3- - 180 - - 270 p2 p1A ( )/dB 2040600 0 p3- -20dB/十倍頻十倍頻- -40dB/十倍頻十倍頻- -60dB/十倍頻十倍頻80放大器必穩(wěn)定工作。放大器必穩(wěn)定工作?；蚧?g g落在落在

33、P1P1與與 P2P2之間之間只要只要 g g落在斜率為：落在斜率為：（-20dB/-20dB/十倍頻）的十倍頻）的下降段內(nèi)，下降段內(nèi)， g go45則則 P2P2= =10 P1P1， P3 P3 = =10 P2P20 p20.1 p110 p3 A( ) - - 90 p1 p3- - 180 - - 270 p2 p1A ( )/dB 2040600 0 p3- -20dB/十倍頻十倍頻- -40dB/十倍頻十倍頻- -60dB/十倍頻十倍頻80 P2P2= =10 P1P1，將將 P3 P3 靠近靠近 P2P2由于由于| | T( P2P2)| | 則則 g g落在落在 P1P1與與

34、 P2P2之間時(shí)，放大器依然穩(wěn)定工作。之間時(shí)，放大器依然穩(wěn)定工作。 結(jié)論：結(jié)論：在多極點(diǎn)的低通系統(tǒng)中，若在多極點(diǎn)的低通系統(tǒng)中，若 P3 P3 10 P2P2，則只要?jiǎng)t只要 g g落在斜率為（落在斜率為（-20dB/-20dB/十倍頻）的下降段內(nèi)，十倍頻）的下降段內(nèi)，或或 g g落在落在 P1P1與與 P2P2之間，放大器必穩(wěn)定工作。之間，放大器必穩(wěn)定工作。 將將 P2 P2 靠近靠近 P1P1由于由于| | T( P2P2)| | 上述結(jié)論不成立上述結(jié)論不成立 0 p20.1 p110 p3 A( ) - - 90 p1 p3- - 180 - - 270 p2 p1A ( )/dB 2040

35、600 0 p3- -20dB/十倍頻十倍頻- -40dB/十倍頻十倍頻- -60dB/十倍頻十倍頻80解決方法：采用相位補(bǔ)償技術(shù)。解決方法：采用相位補(bǔ)償技術(shù)。在中頻區(qū)，反饋系數(shù)在中頻區(qū)，反饋系數(shù)kf 越大，反饋越深，電路性能越好。越大，反饋越深，電路性能越好。在高頻區(qū)，在高頻區(qū)，kf 越大，相位裕量越小，放大器工作越不穩(wěn)定；越大，相位裕量越小，放大器工作越不穩(wěn)定； 在中頻增益在中頻增益AI基本不變的前提下，設(shè)法拉長基本不變的前提下，設(shè)法拉長 P1與與 P2之間的間距，或加長斜率為之間的間距，或加長斜率為“-20 dB/-20 dB/十倍頻十倍頻”線段的長度，使得線段的長度，使得kf增大時(shí)，仍

36、能獲得增大時(shí)，仍能獲得所需的相位裕量。所需的相位裕量。相位補(bǔ)償基本思想：相位補(bǔ)償基本思想：q 滯后補(bǔ)償技術(shù)滯后補(bǔ)償技術(shù) 簡單電容補(bǔ)償簡單電容補(bǔ)償 降低降低 P1補(bǔ)償方法：將補(bǔ)償電容補(bǔ)償方法：將補(bǔ)償電容C 并接在集成運(yùn)放產(chǎn)生第一個(gè)極點(diǎn)并接在集成運(yùn)放產(chǎn)生第一個(gè)極點(diǎn)角頻率的節(jié)點(diǎn)上，使角頻率的節(jié)點(diǎn)上，使 P1降低到降低到 d 。AdiRCC RC1P1)(1dCCR P1降低到降低到 d反饋增益線下移反饋增益線下移穩(wěn)定工作允許的穩(wěn)定工作允許的kf增大。增大。 p2 p1A ( )/dB 0 0 p3AvdI d20lg(1/kf) p2 p1A ( )/dB 0 0 p3AvdI d20lg(1/kf

37、v) d與與kf 之間的關(guān)系：之間的關(guān)系：由圖由圖dB/20lglg)/1lg(20lg20dP2fdIvvkA十倍頻整理得整理得)/(fdIP2dvvkA kfv d 反饋電路穩(wěn)定性反饋電路穩(wěn)定性 ，但，但 H 。 kfv=1時(shí)，時(shí)，dIP2d0d/vA全補(bǔ)償全補(bǔ)償 (C 用用 CS表示表示) d0此時(shí)此時(shí)kfv無論取何值，電路均可穩(wěn)定工作。無論取何值，電路均可穩(wěn)定工作。 例例1：一集成運(yùn)放一集成運(yùn)放AvdI =105 ，fP1=200Hz， fP2=2MHz， fP3=20MHz，產(chǎn)生產(chǎn)生fP1節(jié)點(diǎn)上等效電路節(jié)點(diǎn)上等效電路R1=200K ，接成同接成同相放大器，采用簡單電容補(bǔ)償。相放大器，采用簡單電容補(bǔ)償。fp2fp1Avd (f )/dBf0 0fp310020406080解：解：（1）求未補(bǔ)償前，同相放大器提供的最小增益）求未補(bǔ)償前，同相放大器提供的最小增益 ？根據(jù)題意，可畫出運(yùn)放的幅頻漸近波特圖。