模電第六章06反饋放大電路

1、1 第六章第六章 反饋放大電路反饋放大電路 模擬電路模擬電路 6.1 反饋的概念反饋的概念6.2 負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài)負(fù)反饋放大電路的四種基本組態(tài) 6.3 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響 6.4 深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的 分析分析 6.1 反饋的概念反饋的概念凡是將放大電路輸出端的信號(hào)（電壓或電流）的一凡是將放大電路輸出端的信號(hào)（電壓或電流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號(hào)迭加，就稱部分或全部引回到輸入端，與輸入信號(hào)迭加，就稱為為反饋反饋。若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為負(fù)反饋負(fù)反饋。若引回

2、的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為正反饋正反饋。這里所說(shuō)的信號(hào)一般是指交流信號(hào)，這里所說(shuō)的信號(hào)一般是指交流信號(hào)，所以判斷正負(fù)反饋，就要判斷反饋信所以判斷正負(fù)反饋，就要判斷反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的相位關(guān)系，同相是號(hào)與輸入信號(hào)的相位關(guān)系，同相是正正反饋反饋，反相是，反相是負(fù)反饋負(fù)反饋。放大器放大器輸出輸出輸入輸入取取+ 加強(qiáng)輸入信號(hào)加強(qiáng)輸入信號(hào) 正反饋正反饋 用于振蕩器用于振蕩器取取 - 削弱輸入信號(hào)削弱輸入信號(hào) 負(fù)反饋負(fù)反饋 用于放大器用于放大器開(kāi)環(huán)開(kāi)環(huán)閉環(huán)閉環(huán)負(fù)反饋的作用：負(fù)反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；穩(wěn)定放大倍數(shù)；提穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；穩(wěn)定放大倍數(shù)；提高輸入電阻；降低輸出

3、電阻；擴(kuò)展通頻帶。高輸入電阻；降低輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶。反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)疊加疊加反饋反饋信號(hào)信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)反饋框圖：反饋框圖：反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：放大：放大：dooXXA 反饋：反饋：ofXXF 疊加：疊加：fidXXX 負(fù)反饋框圖：負(fù)反饋框圖：基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+輸出信號(hào)輸出信號(hào)輸入信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)反饋信號(hào)差值信號(hào)差值信號(hào)基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+dooXXA 開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)ioFXXA 閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)ofXXF 反饋系數(shù)反饋系數(shù)負(fù)反饋放大器的一般關(guān)

4、系：負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+oodofdfoioFA1F1XXXX1XXXXXA FA1Aoo FA1o 反饋深度反饋深度定義：定義：81）如果）如果 ，則，則 。這就是負(fù)反饋。這就是負(fù)反饋的情況，因?yàn)樗硎痉答伒囊胂魅趿溯斎氲那闆r，因?yàn)樗硎痉答伒囊胂魅趿溯斎肓康淖饔?，使閉環(huán)增益下降。量的作用，使閉環(huán)增益下降。因?yàn)橐驗(yàn)?可見(jiàn)負(fù)反饋的作用是使真正加到放大電路輸可見(jiàn)負(fù)反饋的作用是使真正加到放大電路輸入端的凈輸入量減小到無(wú)反饋時(shí)的入端的凈輸入量減小到無(wú)反饋時(shí)的 ，從而使閉環(huán)增益下降。，從而使閉環(huán)增益下降。11 AFAAf AFXX

5、iid 1AF11 92）如果）如果 ，則，則 。這是正反饋的。這是正反饋的情況，表明反饋的引入加強(qiáng)了輸入量的作用，情況，表明反饋的引入加強(qiáng)了輸入量的作用，使畢環(huán)增益加大。使畢環(huán)增益加大。3）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，閉環(huán)增益時(shí)，閉環(huán)增益 。這意。這意味著即使沒(méi)有輸入量也仍然有輸出量。這種工味著即使沒(méi)有輸入量也仍然有輸出量。這種工作狀態(tài)叫做放大電路的作狀態(tài)叫做放大電路的“自激自激”。在自激時(shí)，。在自激時(shí)，放大電路已失去正常的放大功能，因而一般是放大電路已失去正常的放大功能，因而一般是必須加以消除的。但是，有時(shí)又要對(duì)自激狀態(tài)必須加以消除的。但是，有時(shí)又要對(duì)自激狀態(tài)加以利用。加以利用。11 AFAAf 01 A

6、F iofXXA104）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，就變?yōu)闀r(shí)，就變?yōu)?，說(shuō)明此時(shí)反饋放大電路的閉環(huán)增益將只取決于反說(shuō)明此時(shí)反饋放大電路的閉環(huán)增益將只取決于反饋系數(shù)。因?yàn)榉答伨W(wǎng)絡(luò)通常由無(wú)源元件組成，這饋系數(shù)。因?yàn)榉答伨W(wǎng)絡(luò)通常由無(wú)源元件組成，這些元件性能非常穩(wěn)定，所以在這種情況下反饋放些元件性能非常穩(wěn)定，所以在這種情況下反饋放大電路的工作也將非常穩(wěn)定，不受除輸入量以外大電路的工作也將非常穩(wěn)定，不受除輸入量以外的干擾因素的影響。因?yàn)榈母蓴_因素的影響。因?yàn)?， ，所以叫做，所以叫做“深度反饋深度反饋”。11 AFFAFAAf11 1 AF11 AF負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)當(dāng)當(dāng)Ao很大時(shí)，很

7、大時(shí)， AoF 1：結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)當(dāng) Ao 很大時(shí)，負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍很大時(shí)，負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無(wú)關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)數(shù)與晶體管無(wú)關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。FA1AAooF F1AF 12 反饋的判斷反饋的判斷有無(wú)反饋判斷：有無(wú)反饋判斷：有反饋通路；并影響凈輸入有反饋通路；并影響凈輸入 A0 uo uI A0 uo uIR A0 uo uIR1R2ufud例：例：Rf 、RE1組成反饋網(wǎng)絡(luò)組成反饋網(wǎng)絡(luò) +C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf6.2 負(fù)反饋的類(lèi)型負(fù)反饋的類(lèi)

8、型6.2.1 負(fù)反饋的類(lèi)型負(fù)反饋的類(lèi)型一、電壓反饋和電流反饋一、電壓反饋和電流反饋電壓反饋：電壓反饋：反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào)。反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào)。電流反饋：電流反饋：反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào)。反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào)。電壓負(fù)反饋：電壓負(fù)反饋：可以穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻?？梢苑€(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻。電流負(fù)反饋：電流負(fù)反饋：可以穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻?？梢苑€(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻。根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。反饋和電流反饋。RLuoRLuo電壓反饋采樣的兩種形式：電壓反饋采樣的兩種形式：采樣電阻很大采樣電阻很大電

9、流反饋采樣的兩種形式：電流反饋采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf采樣電阻很小采樣電阻很小根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋電壓信號(hào)與輸入信號(hào)電壓比較。電壓信號(hào)與輸入信號(hào)電壓比較。并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)電流與輸入信號(hào)電流比較。信號(hào)電流與輸入信號(hào)電流比較。串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；并聯(lián)反饋使電路的輸入電

10、阻減小。并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。二、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋二、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋iifibib=i-if并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋ufuiube(凈輸入）凈輸入）ube=ui-uf串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋ui=ube+ uf (凈輸入）凈輸入）i=ib+if三、交流反饋與直流反饋三、交流反饋與直流反饋交流反饋：交流反饋：反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用。反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用。直流反饋：直流反饋：反饋只對(duì)直流起作用。反饋只對(duì)直流起作用。若在反饋網(wǎng)絡(luò)中若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容串接隔直電容，則可以隔斷，則可以隔斷直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥嗽谄鸱答佔(zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁

11、路電容并聯(lián)旁路電容，可，可以使其只對(duì)直流起作用。以使其只對(duì)直流起作用。有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用；有的反有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用；有的反饋只對(duì)直流信號(hào)起作用；有的反饋對(duì)交、饋只對(duì)直流信號(hào)起作用；有的反饋對(duì)交、直流信號(hào)均起作用。直流信號(hào)均起作用。增加隔直電容增加隔直電容C后，后，Rf只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔谩Ｖ粚?duì)交流起反饋?zhàn)饔?。注：本電路中注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。也起到隔直作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1C增加旁路電容增加旁路電容C后，后，Rf只對(duì)直流起反饋?zhàn)饔谩Ｖ粚?duì)直流起反饋?zhàn)饔?。C+C1RB1RC1RB21RB22R

12、C2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE122 C1C2RR21vivo交、直交流23Rb1RcVCCviCb1Cb2+Re10.1K68K4K15VRb2Re2Ce+0.4K12Kvo直流反饋負(fù)負(fù)反反饋饋交流反饋交流反饋直流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(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)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)負(fù)反饋的分類(lèi)小結(jié)負(fù)反饋的分類(lèi)小結(jié)6.2.3 反饋組態(tài)的判斷反饋組態(tài)的判斷分析步驟：分析步驟：3. 是否負(fù)反饋？是否負(fù)反饋？4. 是負(fù)反饋！那么是何種類(lèi)型的負(fù)反饋？是負(fù)反饋！那么是何種類(lèi)型的負(fù)反饋？（判斷反饋的

13、組態(tài)）（判斷反饋的組態(tài)）1. 找出反饋網(wǎng)絡(luò)（電阻）。找出反饋網(wǎng)絡(luò)（電阻）。2. 是交流反饋還是直流反饋？是交流反饋還是直流反饋？一、反饋類(lèi)型的判斷一、反饋類(lèi)型的判斷電壓反饋與電流反饋判別方法：電壓反饋與電流反饋判別方法：電壓反饋電壓反饋一般從后級(jí)放大器的集電極采樣。一般從后級(jí)放大器的集電極采樣。電流反饋電流反饋一般從后級(jí)放大器的發(fā)射極采樣。一般從后級(jí)放大器的發(fā)射極采樣。并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋判別方法：并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋判別方法：并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管基極。的反饋信號(hào)接于晶體管基極。串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管發(fā)射極。的反饋信號(hào)接于晶體管發(fā)射極。注意：注意：直流反饋中，輸出電壓

14、指直流反饋中，輸出電壓指UCE，輸，輸出電流指出電流指IE或或IE。判斷負(fù)反饋的方法判斷負(fù)反饋的方法瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法假設(shè)輸出端信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，依假設(shè)輸出端信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，依次經(jīng)過(guò)反饋、比較、放大后，再回到輸出端，次經(jīng)過(guò)反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號(hào)與原輸出信號(hào)的變化極性相反，則若輸出信號(hào)與原輸出信號(hào)的變化極性相反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。為負(fù)反饋。反之為正反饋。如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開(kāi)始。如果是電流反饋，則要從輸出電流的微小變開(kāi)始。如果是電流反饋，則要從輸出電流的微小變化開(kāi)始?；_(kāi)始。判斷時(shí)在輸入

15、端也要反映出反饋信號(hào)與輸入信判斷時(shí)在輸入端也要反映出反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的比較關(guān)系。號(hào)的比較關(guān)系。例例1：判斷：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf此電路是此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電壓串聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流不起作用。對(duì)直流不起作用。 分析中用到了三極管的集電極與基極相位相分析中用到了三極管的集電極與基極相位相反這一性質(zhì)。反這一性質(zhì)。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2

16、+ECuoui+T1T2Rfubeube30 瞬時(shí)極性法應(yīng)用瞬時(shí)極性法應(yīng)用假設(shè)輸出端信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，依次假設(shè)輸出端信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，依次經(jīng)過(guò)反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸經(jīng)過(guò)反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號(hào)與原輸出信號(hào)的變化極性相反，則為負(fù)反出信號(hào)與原輸出信號(hào)的變化極性相反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。饋。反之為正反饋。 A0 uo uIR2R1 uP A0 uo uIR2R1 uP+_+ +_ 負(fù)反饋負(fù)反饋正反饋正反饋ufuf 這里分析的是交流信號(hào)，不要與直流信號(hào)混淆。這里分析的是交流信號(hào)，不要與直流信號(hào)混淆。分析中用到的電壓、電流要在電路中標(biāo)出。并分析中

17、用到的電壓、電流要在電路中標(biāo)出。并且注意符號(hào)的使用規(guī)則。且注意符號(hào)的使用規(guī)則。如果反饋對(duì)交直流均起作用，可以用全量。如果反饋對(duì)交直流均起作用，可以用全量。 當(dāng)為當(dāng)為交流反饋時(shí)，瞬時(shí)極性法所判斷的也是交流反饋時(shí)，瞬時(shí)極性法所判斷的也是相相位的關(guān)系位的關(guān)系。電路中兩個(gè)信號(hào)的相位。電路中兩個(gè)信號(hào)的相位不是同相就不是同相就是反相是反相，因此若兩個(gè)信號(hào)都上升，它們一定同，因此若兩個(gè)信號(hào)都上升，它們一定同相；若另一個(gè)信號(hào)下降而另一個(gè)上升，它們一相；若另一個(gè)信號(hào)下降而另一個(gè)上升，它們一定反相。定反相。32+-R1R2RL+-存在反饋存在反饋vivo+iIiDiFiD =iI+ iF正反饋正反饋 判斷反饋極性

18、判斷反饋極性33+-R1RL+-vivo判斷反饋極性判斷反饋極性+vD-vFvD =vI - vF負(fù)反饋負(fù)反饋34判斷反饋極性判斷反饋極性+-R1+-RLR2vivo+vD-vF負(fù)反饋負(fù)反饋vD =vI - vF35+-R1R3R5A1A2R4R2+-vivo正反饋正反饋判斷反饋極性判斷反饋極性+-iD =iI - iF-負(fù)反饋負(fù)反饋iIiDiF36T1T2R3R5R1R2R4VBB-+VCC+ vi -vo +-iIiDiFi iD D =i=iI I i iF F 負(fù)反饋負(fù)反饋37RL+-VCCvIvO +vD =vI - vF : 負(fù)反饋負(fù)反饋+vD-vF38T1R1R3R2T2R5R4

19、+VCC+vo-+-vi-VEE vD =vi - vF :負(fù)反饋負(fù)反饋+- - vD+vF+39 v vD D =v=vi i - - v vF F 負(fù)反饋負(fù)反饋+-+vD-+vF 36K 1M 1.2K3.6K5.1K 2.2K C1 C2+12VvoviT1T2 判斷判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋電壓反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋uoifib=i+ifuo此電路是此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流也起作用。，對(duì)直流也起作用。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif問(wèn)題：?jiǎn)栴}：三極管的靜態(tài)工作

20、點(diǎn)如何提供？能否在三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)如何提供？能否在反饋回路加隔直電容？反饋回路加隔直電容？不能！不能！Rf為三極管提供靜態(tài)電流！為三極管提供靜態(tài)電流！Rf 的作用：的作用：1. 提供靜態(tài)工作點(diǎn)。提供靜態(tài)工作點(diǎn)。2. 直流負(fù)反饋，穩(wěn)定直流負(fù)反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)工作點(diǎn)。3. 交流負(fù)反饋，穩(wěn)定交流負(fù)反饋，穩(wěn)定放大倍數(shù)。放大倍數(shù)。例例3：判斷：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流反饋電流反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2例例4：判斷：判斷Rf是否負(fù)

21、反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋。對(duì)直流也起作用，可以穩(wěn)。對(duì)直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。定靜態(tài)工作點(diǎn)。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2例例5：判斷如圖電路中：判斷如圖電路中RE1、RE2的負(fù)反饋?zhàn)饔?。的?fù)反饋?zhàn)饔谩CRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie電流串聯(lián)反饋電流串聯(lián)反饋RE2對(duì)交流反對(duì)交流反饋不起作用饋不起作用1. 對(duì)交流信號(hào)：對(duì)交流信號(hào)：ieueube=ui-ueibieRE1：電流串聯(lián)負(fù)反饋。電流串聯(lián)負(fù)反饋。2. 對(duì)直流信號(hào)：對(duì)直流信號(hào)：RE1、RE

22、2對(duì)對(duì)直流均起作直流均起作用，通過(guò)反用，通過(guò)反饋穩(wěn)定靜態(tài)饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。工作點(diǎn)。反饋過(guò)程：反饋過(guò)程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UBUEIBIE恒恒定定CC2B1B2BBURRRU 例例6：判斷如圖電路中：判斷如圖電路中RE3的負(fù)反饋?zhàn)饔谩５呢?fù)反饋?zhàn)饔谩?UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=uiufuc1uc2ib3ie3電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流不起作用。，對(duì)直流不起作用。47RB+ECRCC1C2RERLuiuo例：判斷如圖電路

23、中的反饋。例：判斷如圖電路中的反饋。RE ：電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋。 48運(yùn)放四種組態(tài)電路的方塊圖：運(yùn)放四種組態(tài)電路的方塊圖： A0 uo+_+_ uiR1R2RLFF uf+_+_ ui A0 uo+_+_ uiRRL io uf+_+_ ui電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋功能：功能：ui控制控制uo, 電壓放大電壓放大功能：功能：ui控制控制io,電壓轉(zhuǎn)換成電流電壓轉(zhuǎn)換成電流49F+ - A0 uo+_RRL ii ii ifF+_ A0R2R1 uo+_RL ii if ii電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋功能：功能：ii控制控制u

24、o,電電流轉(zhuǎn)換成電壓流轉(zhuǎn)換成電壓功能：功能：ii控制控制io,電流放大電流放大 io50 xf 與與uo成正比成正比 是電壓反饋是電壓反饋xf 與與io成正比成正比是電流反饋是電流反饋RL R F R1udufuiuoR2ioufui R1R2uduoRL將輸出端負(fù)載兩端短路，將輸出端負(fù)載兩端短路，若反饋消失為電壓反饋，若反饋消失為電壓反饋，否則為電流反饋。否則為電流反饋。51xi 與與 xf 串聯(lián)為串聯(lián)反饋，串聯(lián)為串聯(lián)反饋， xf 必以電壓形式出現(xiàn)必以電壓形式出現(xiàn)xi 與與 xf 并聯(lián)為并聯(lián)反饋，并聯(lián)為并聯(lián)反饋， xf 必以電流形式出現(xiàn)必以電流形式出現(xiàn)uiuoiiidifRLR1RFR252

25、RL+-VCCvIvO電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋53+-R1+-RLR2vivo+-R1RL+-vivo電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋54電流并聯(lián)負(fù)反饋典型電路電流并聯(lián)負(fù)反饋典型電路輸入端輸入端電流相加減電流相加減V Vo o為為0 0時(shí)，時(shí)，反饋仍然存在反饋仍然存在-Vs-+ARfRL+-VoIf+RsIiIdIoR1-Vs-+ARfFRL+-VoIf+RsIiIdIoR155判斷反饋類(lèi)型全局反饋全局反饋R2：電壓并聯(lián)負(fù)反饋：電壓并聯(lián)負(fù)反饋+-R1R3R5A1A2R4R2+-vivo56ui uoA1A2uf+uoRF1R1R2RFR4R3R5R6RF2反饋類(lèi)型：

26、串聯(lián)反饋類(lèi)型：串聯(lián) 電壓電壓 負(fù)反饋負(fù)反饋電流電流RLuf 與與uo成正比成正比ioud57uiRA1A2A3uouf電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋(級(jí)間級(jí)間)電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋(級(jí)間級(jí)間)if多級(jí)放大器用瞬時(shí)極性法判別反饋的正負(fù)。多級(jí)放大器用瞬時(shí)極性法判別反饋的正負(fù)。58大環(huán)為何種反饋？大環(huán)為何種反饋？59大環(huán)為何種反饋？大環(huán)為何種反饋？60 Rc - + A Rc (-) T1 T2 Rb (+) I0 Rb -VEE Rf +VCC RL (-) (+) vO iID iI iF vI (+) 大環(huán)為何種反饋？大環(huán)為何種反饋？61 VCC T1 T2 T3 Rc3 Rc2 Rc1

27、 C2 Rf1 Rf2 Rb2 C C1 Re1 Re2 Rb3 + + vo iO vi vF 大環(huán)為何種反饋？大環(huán)為何種反饋？6.3 負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響基本放大基本放大電路電路 AodXoX反饋回電反饋回電路路 FfX iX+dooXXA ofXXF fidXXX 反饋電路的反饋電路的基本方程基本方程一、對(duì)放大倍數(shù)的影響一、對(duì)放大倍數(shù)的影響dooXXA ofXXF fidXXX FA1AXXAooioF Ao開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)AF閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)FA1o 反饋深度反饋深度定義：定義：dfXX、同相，所以同相，所以0|FAo則有：則有：oFAA 負(fù)反饋

28、使放大倍數(shù)下降。負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。 FA1AAooF 中，中，dfofdooXXXXXXFA (1) (2) 引入負(fù)反饋后，在輸入信號(hào)一定的情況下，當(dāng)電引入負(fù)反饋后，在輸入信號(hào)一定的情況下，當(dāng)電路參數(shù)變化、電源電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，放大電路參數(shù)變化、電源電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，放大電路輸出信號(hào)的波動(dòng)減小，即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。路輸出信號(hào)的波動(dòng)減小，即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高的程度與反饋深度有關(guān)。放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高的程度與反饋深度有關(guān)。FAAA 1.f在中頻范圍內(nèi)，在中頻范圍內(nèi)，AFAA 1fAAAFAAd11dff 放大倍數(shù)的相對(duì)變化量：放大倍數(shù)的相對(duì)變化量：提高了

29、放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 例：例：在負(fù)反饋放大電路中，在負(fù)反饋放大電路中， k18k210F15RRA， 估算反饋系數(shù)和反饋深度估算反饋系數(shù)和反饋深度F；)1(FA 估算放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)估算放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)；fA 如果開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù)如果開(kāi)環(huán)差模電壓放大倍數(shù) A 的相對(duì)變化量為的相對(duì)變化量為10%，此時(shí)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)，此時(shí)閉環(huán)電壓放大倍數(shù) Af 的相對(duì)變化量等于多的相對(duì)變化量等于多少？少？解：解： 反饋系數(shù)反饋系數(shù)1 . 01822F11of RRRUUF反饋深度反饋深度45101 . 01011 FA 閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)101010145.f F

30、AAA Af 的相對(duì)變化量的相對(duì)變化量%001. 010%10d11d4ff AAAFAA 放大倍數(shù)穩(wěn)定性的比較：放大倍數(shù)穩(wěn)定性的比較： =60時(shí)時(shí), Ao =-93 =50時(shí)時(shí), Ao =-77 =60時(shí)時(shí), AF =-19.4 =50時(shí)時(shí), AF =-18.6無(wú)負(fù)反饋時(shí)：無(wú)負(fù)反饋時(shí)：beLorRA 有負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：1EbeLFR)1(rRA RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60EC=15Vrbe=1.62 k 69(3) 若若1 FAo稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)FAF1 在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋

31、網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。70 二、減少非線性失真二、減少非線性失真uf加入加入負(fù)反饋負(fù)反饋無(wú)負(fù)反饋無(wú)負(fù)反饋FufAuiuo+uiduo大大小小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三、對(duì)輸入、輸出電阻的影響三、對(duì)輸入、輸出電阻的影響1. 串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻增加：串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻增加：ioifr )FA1(r 2. 并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減?。翰⒙?lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減?。?FA1(rroiif 例如例如:射極輸出器射極輸出器理解：理解：串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了一個(gè)電阻，故輸入電

32、阻增加。一個(gè)電阻，故輸入電阻增加。理解：理解：并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。一條支路，故輸入電阻減小。3. 電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻減小：電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻減?。?FA1(rrooof 例如例如:射極輸出器射極輸出器理解：理解：電壓負(fù)反饋目的是阻止電壓負(fù)反饋目的是阻止 uo的變化，穩(wěn)定的變化，穩(wěn)定輸出電壓輸出電壓。放大電路空載時(shí)放大電路空載時(shí)可等效右圖框中可等效右圖框中為電壓源：為電壓源：輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，反之亦然。輸出電阻越小，輸出電壓越穩(wěn)定，反之亦然。roesouoRL理解：理解：電流負(fù)反饋目的是阻止電流

33、負(fù)反饋目的是阻止 io的變化，穩(wěn)定的變化，穩(wěn)定輸出電流輸出電流。放大電路空載時(shí)放大電路空載時(shí)可等效為右圖框可等效為右圖框中電流源：中電流源：輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定，反之亦然。輸出電阻越大，輸出電流越穩(wěn)定，反之亦然。4. 電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻增加：電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻增加：ooofr )FA1(r roisoioRL74電壓串聯(lián)電壓串聯(lián) 電流串聯(lián)電流串聯(lián) 電壓并聯(lián)電壓并聯(lián) 電流并聯(lián)電流并聯(lián) 輸入電阻輸入電阻 （ ri)增大增大增大增大減小減小減小減小 輸出電阻輸出電阻 (ro)減小減小增大增大減小減小增大增大四種負(fù)反饋對(duì)輸入和輸出電阻的影響四種負(fù)反饋對(duì)輸入和輸出電阻的影響四、展

34、寬頻帶四、展寬頻帶由于負(fù)反饋可以提高放大倍數(shù)和穩(wěn)定性，因而對(duì)于由于負(fù)反饋可以提高放大倍數(shù)和穩(wěn)定性，因而對(duì)于 頻率不同而引起的放大倍數(shù)下降，也可以改善。頻率不同而引起的放大倍數(shù)下降，也可以改善。設(shè)無(wú)反饋時(shí)放大電路在中、高頻段的放大倍數(shù)分別設(shè)無(wú)反饋時(shí)放大電路在中、高頻段的放大倍數(shù)分別為為 ，上限頻率為，上限頻率為 f；HmAA和和HmHj1ffAA HffmAA和和 引入反饋系數(shù)為的負(fù)反饋后，放大電路在中、引入反饋系數(shù)為的負(fù)反饋后，放大電路在中、高頻段的放大倍數(shù)分別為高頻段的放大倍數(shù)分別為 ，上限頻率為，上限頻率為 fHf。FHfmfHmmmHmmHmHmHHHfj1)1(j11j1j11j11f

35、fAfFAfFAAffFAAFffAffAFAAA 所以：所以：FAAAmmmf1 HmHf)1(fFAf 可見(jiàn)，引入負(fù)反饋后，放大電路的中頻放大倍可見(jiàn)，引入負(fù)反饋后，放大電路的中頻放大倍數(shù)減小為無(wú)反饋時(shí)的數(shù)減小為無(wú)反饋時(shí)的1 /；而；而上限頻率提上限頻率提高高到無(wú)反饋時(shí)的倍。到無(wú)反饋時(shí)的倍。)1(mFA )1(FAm 同理，可推導(dǎo)出引入負(fù)反饋后，放大電路的同理，可推導(dǎo)出引入負(fù)反饋后，放大電路的下下限頻率降低限頻率降低為無(wú)反饋時(shí)的為無(wú)反饋時(shí)的 1 /。)1(mFA 結(jié)論：結(jié)論：引入負(fù)反饋后，放大電路的上限頻率提高，引入負(fù)反饋后，放大電路的上限頻率提高，下限頻率降低，因而下限頻率降低，因而通頻帶

36、展寬通頻帶展寬。BWFABW)1(mf BWFABW)1(mf Alg20mlg20A3dBmflg20A3dBfLfHBWfLffHfBWf 負(fù)反饋對(duì)通頻帶和放大倍數(shù)的影響負(fù)反饋對(duì)通頻帶和放大倍數(shù)的影響f79 6.4.1 深度負(fù)反饋條件下放大電路閉環(huán)增益的近似計(jì)算深度負(fù)反饋條件下放大電路閉環(huán)增益的近似計(jì)算6.4 負(fù)反饋放大電路的近似計(jì)算負(fù)反饋放大電路的近似計(jì)算FAAA 1fFA1f ifXX 0fiid XXX反饋放大電路增益反饋放大電路增益的一般表達(dá)式的一般表達(dá)式 又因?yàn)橛忠驗(yàn)?1| |FA深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋idoXXA ofXXF 所以所以 近似計(jì)算的規(guī)則：近似計(jì)算的規(guī)則：虛短虛短 和

37、和 虛斷虛斷 80fiVV fiII （串聯(lián)負(fù)反饋（串聯(lián)負(fù)反饋 ） （并聯(lián)負(fù)反饋（并聯(lián)負(fù)反饋 ） 由于實(shí)際的基本放大電路的由于實(shí)際的基本放大電路的輸入電阻都是一個(gè)確定的值，輸入電阻都是一個(gè)確定的值，所以虛短和虛斷總是同時(shí)成所以虛短和虛斷總是同時(shí)成立的。立的。 在深度負(fù)反饋條件下，反饋量近似在深度負(fù)反饋條件下，反饋量近似等于輸入量，凈輸入量約為零等于輸入量，凈輸入量約為零。這就。這就是虛短和虛斷概念的理論根據(jù)。是虛短和虛斷概念的理論根據(jù)。 81 求解步驟歸納如下：求解步驟歸納如下： （1）首先判斷放大電路的反饋組態(tài)和極性。注意正反饋時(shí)，虛短首先判斷放大電路的反饋組態(tài)和極性。注意正反饋時(shí)，虛短 和

38、虛斷是不成立的；和虛斷是不成立的；（2）標(biāo)出輸入量、輸出量和反饋量。不同的組態(tài)，這些量的表現(xiàn)形式是標(biāo)出輸入量、輸出量和反饋量。不同的組態(tài)，這些量的表現(xiàn)形式是不同的，閉環(huán)增益的形式也不同。它們的關(guān)系如表不同的，閉環(huán)增益的形式也不同。它們的關(guān)系如表6.4.1所示；所示；（4）如果需要求閉環(huán)電壓增益，則可根據(jù)輸入回路和輸出回路電壓電流如果需要求閉環(huán)電壓增益，則可根據(jù)輸入回路和輸出回路電壓電流關(guān)系，求出閉環(huán)電壓增益關(guān)系，求出閉環(huán)電壓增益vsfvf AA或或 （3）求出反饋系數(shù)，便可通過(guò)式求出反饋系數(shù)，便可通過(guò)式 得到閉環(huán)增益。組態(tài)不同時(shí)，得到閉環(huán)增益。組態(tài)不同時(shí)，閉環(huán)增益的量綱也不同，要特別注意閉環(huán)增

39、益的下標(biāo)；閉環(huán)增益的量綱也不同，要特別注意閉環(huán)增益的下標(biāo)；FA/1f （5）如果僅僅求閉環(huán)電壓增益，則可利用如果僅僅求閉環(huán)電壓增益，則可利用 直接求出直接求出 （不必先求（不必先求 ，再求，再求 ）。）。 fifi IIVV 或或vsfvf AA或或fAF82信號(hào)及信號(hào)及傳遞比傳遞比反饋組態(tài)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電流串聯(lián)電流串聯(lián) 電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流并聯(lián)電流并聯(lián) oX特點(diǎn)特點(diǎn)idfiXXX、idfiVVV、idfiIII、idfiVVV、idfiIII、輸入以電壓形輸入以電壓形式求和，輸出式求和，輸出取電壓，閉環(huán)取電壓，閉環(huán)電壓增益電壓增益輸入以電流形輸入以電流形式求和，輸出式求和，輸出取電

40、壓，閉環(huán)取電壓，閉環(huán)互阻增益互阻增益輸入以電壓形輸入以電壓形式求和，輸出式求和，輸出取電流，閉環(huán)取電流，閉環(huán)互導(dǎo)增益互導(dǎo)增益輸入以電流形輸入以電流形式求和，輸出式求和，輸出取電流，閉環(huán)取電流，閉環(huán)電流增益電流增益oIoVoVoI表表6.4.1 信號(hào)信號(hào) 、反饋系數(shù)、反饋系數(shù) 和閉環(huán)增益和閉環(huán)增益 在四種負(fù)反饋組態(tài)中的具體形式在四種負(fù)反饋組態(tài)中的具體形式XFfAofXXF ofvVVF ofgVIF ofrIVF ofiIIF iofXXA iovfVVA iorfIVA iogfVIA ioifIIA 深度負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)的分析深度負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)的分析方法一：方法一： 當(dāng)電路

41、比較簡(jiǎn)單時(shí)，當(dāng)電路比較簡(jiǎn)單時(shí)，可直接用微變等效電可直接用微變等效電路分析。路分析。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEbeLorRA 開(kāi)開(kāi)環(huán)環(huán)：1EbeLFR)1(rRA 閉閉環(huán)環(huán)：例：例：方法二：方法二：從負(fù)反饋電路的閉環(huán)放大倍數(shù)的公式出發(fā)。從負(fù)反饋電路的閉環(huán)放大倍數(shù)的公式出發(fā)。FA1AAooF 1. 先計(jì)算先計(jì)算Ao和和F 。2. 計(jì)算計(jì)算AF。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：例：11ELELCEofRRRIRIUUF beLorRA RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=

42、5k RL=5k =60EC=15Vrbe=1.62 k 6 .9262. 15 . 260rRAbeLo 7 .1904.06 .9216 .92FA1AAooF 4 .19R)1(rRA1EbeLF 與方法一的與方法一的計(jì)算結(jié)果基計(jì)算結(jié)果基本相同。本相同。04. 05/5100 KKF方法三：方法三：放大倍數(shù)的近似計(jì)算。放大倍數(shù)的近似計(jì)算。FAAAooF1FAF1RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例例1：25RRR)1(rRA1EL1EbeLF 若（若（1+ ）RE1 rbe, 則則2504. 011 FAF與方法一比較：與方法一比較：在深度負(fù)反饋下

43、，兩種方法結(jié)果一致。在深度負(fù)反饋下，兩種方法結(jié)果一致。87例例1：估算電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：估算電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)反饋網(wǎng)絡(luò)：反饋網(wǎng)絡(luò)：RE1 ，Rf 反饋形式：反饋形式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCVoVi+T1T2RfufubeofE1E1fVRRRV 11101EFEFEIRRRRRVV Vi=Vf88+VCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3Viube1Vfie3例例2：估算電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：估算電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)反饋網(wǎng)絡(luò)：反饋網(wǎng)絡(luò)：RE3 反饋形式：反饋形式：電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)

44、負(fù)反饋E3ie3fRIV iVE3c333c3e3iovRRRIVVA EeRI 330CeRIV Vi=Vf串聯(lián)型反饋有：串聯(lián)型反饋有：89VoViiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2例例3：估算電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：估算電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)反饋網(wǎng)絡(luò)：反饋網(wǎng)絡(luò)：RE2 Rf 反饋形式：反饋形式：電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋iiiRVI E2E2fE2fIRRRI閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：Ii=If并聯(lián)型反饋有：并聯(lián)型反饋有：220CERIV iCEERVRVRRRi202f2 i2220)(RRRRRVVEEfCi 900 id i虛斷虛斷f 1 ii b0

45、 u虛地虛地sfsi ff sosfRRRiRiuuAu 例例4:估算電路深反饋條件下的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)估算電路深反饋條件下的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)并聯(lián)型反饋有并聯(lián)型反饋有 反饋形式：反饋形式： 電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋91 Rc - + A Rc (-) T1 T2 Rb (+) I0 Rb -VEE Rf +VCC RL (-) (+) vO iID iI iF vI (+) 例例5： 電路如圖電路如圖 所示，設(shè)電路滿足深度負(fù)所示，設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試求電路的反饋條件，試求電路的 閉環(huán)電壓增益。閉環(huán)電壓增益。 92 Rc - + A Rc (-) T1 T2 Rb (+) I0 Rb

46、 -VEE Rf +VCC RL (-) (+) vO iID iI iF vI (+) bfiRRVVA 0fiii fbiRVRV0 93 VCC T1 T2 T3 Rc3 Rc2 Rc1 C2 Rf1 Rf2 Rb2 C C1 Re1 Re2 Rb3 + + vo iO vi vF 例例6：多級(jí)放大電路如圖：多級(jí)放大電路如圖 所示，電路的增益取決于所示，電路的增益取決于級(jí)間反饋，設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試求電路閉級(jí)間反饋，設(shè)電路滿足深度負(fù)反饋條件，試求電路閉環(huán)電壓增益。環(huán)電壓增益。 94 VCC T1 T2 T3 Rc3 Rc2 Rc1 C2 Rf1 Rf2 Rb2 C C1 Re1 Re2 Rb3 + + vo iO vi vF 1310300ECeCiRRRIRIVVA fIVV 串聯(lián)反饋有串聯(lián)反饋有95 T1 T2 T3 RL2 RL1 Rb1 Re1 Re3 vi vo vf io RL3 + - + - Rf 例例7：多級(jí)放大電路的交流通路如圖：多級(jí)