模擬電路課件：第七章 放大電路中的反饋

1、第七章第七章放大電路中的反饋放大電路中的反饋7.1反饋的概念反饋的概念7.2負反饋對放大電路性能的影響負反饋對放大電路性能的影響7.3深度負反饋放大電路的估算深度負反饋放大電路的估算7.4負反饋放大電路的自激振蕩負反饋放大電路的自激振蕩 在放大電路中信號的傳輸是從輸入端到輸出端，在放大電路中信號的傳輸是從輸入端到輸出端，這個方向稱為這個方向稱為正向傳輸正向傳輸。 反饋反饋就是將輸出信號取出一部分或全部送回到放就是將輸出信號取出一部分或全部送回到放大電路的輸入回路，與原輸入信號相加或相減后再大電路的輸入回路，與原輸入信號相加或相減后再作用到放大電路的輸入端。作用到放大電路的輸入端。 反饋信號的傳

2、輸是反饋信號的傳輸是反向傳輸反向傳輸。所以放大電路無反。所以放大電路無反饋也稱饋也稱開環(huán)開環(huán)，放大電路有反饋也稱放大電路有反饋也稱閉環(huán)閉環(huán)。7.1反饋的概念反饋的概念7.1.1反饋的定義反饋的定義圖圖7-1 反饋概念方框圖反饋概念方框圖 是輸入信號，是輸入信號， 是反饋信號，是反饋信號， 稱為凈輸入信號。稱為凈輸入信號。iXfXiXfiiXXX 所以有 反饋的示意圖見圖反饋的示意圖見圖7-1。反饋放大電路方框圖反饋放大電路方框圖.f.o.iXXX，分 別分 別為輸入信號、輸出信為輸入信號、輸出信號和反饋信號；號和反饋信號；-開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)-反饋系數(shù)反饋系數(shù)o.f.XXF 因為：因為：

3、)()(.o.i.f.i.i.oXFXAXXAXAX 得：閉環(huán)放大倍數(shù)得：閉環(huán)放大倍數(shù):.fAFAAXXA 1.i.o.fi.o.XXA i.o.fXXA-閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)FAAXXA 1.i.o.f閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)：.fA引入反饋后，放大電路對外加輸引入反饋后，放大電路對外加輸入信號的放大倍數(shù)。入信號的放大倍數(shù)。環(huán)路增益環(huán)路增益：在反饋放大電路中，信號沿放大網(wǎng)：在反饋放大電路中，信號沿放大網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的環(huán)路傳遞一周后所得到的放大倍數(shù)。絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)組成的環(huán)路傳遞一周后所得到的放大倍數(shù)。：.1FA 反饋深度反饋深度 引入反饋后，放大電路的放大倍引入反饋后，放大電路的放大倍數(shù)

4、與無反饋時相比所變化的倍數(shù)。數(shù)與無反饋時相比所變化的倍數(shù)。1 1 FA若 fAA 則則負反饋；負反饋；1 1 FA若 fAA 則則正反饋。正反饋。FAFAAXXA 1.i.o.f若若11 FAFFAAFAAA11.f 深度負反饋深度負反饋結(jié)論：深負反饋放大電路的放大倍數(shù)主要由反饋網(wǎng)結(jié)論：深負反饋放大電路的放大倍數(shù)主要由反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)決定，能保持穩(wěn)定。絡(luò)的反饋系數(shù)決定，能保持穩(wěn)定。若若， 01 FA則則 fA自激振蕩自激振蕩圖圖7-2是共射極放大電路，是共射極放大電路，采用分壓偏置電路可以采用分壓偏置電路可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。穩(wěn)定靜態(tài)工作點。Rb1 和和 Rb2 分壓，使基極分壓，使基極 UB

5、 固定。固定。T ICQ (IEQ)UEQ = IEQReUBQ 固定固定UBEQ = UBQ- - UEQIBQICQ使使 ICQ 基本不隨溫度變化，穩(wěn)定了靜態(tài)工作點。基本不隨溫度變化，穩(wěn)定了靜態(tài)工作點。圖圖 7-2反饋的例子：反饋的例子：放大電路中的放大電路中的反饋反饋，是指將放大電路，是指將放大電路輸出電量輸出電量( (輸出輸出電壓或輸出電流電壓或輸出電流) )的一部分或全部，通過一定的方式，的一部分或全部，通過一定的方式，反反送回輸入回路中送回輸入回路中。UBEQ UBQ - - ICQRE將輸出電流將輸出電流 ICQ(IEQ) 反饋回輸入回路，改變反饋回輸入回路，改變UBEQ，使，使

6、 ICQ 穩(wěn)定。穩(wěn)定。由此可見，欲穩(wěn)定電路中的某個電量（如上例由此可見，欲穩(wěn)定電路中的某個電量（如上例ICQ），），應(yīng)采取措施將該電量反饋回輸入回路，從而牽制原來的應(yīng)采取措施將該電量反饋回輸入回路，從而牽制原來的電量，使之基本保持穩(wěn)定。電量，使之基本保持穩(wěn)定。7.1.2反饋的分類反饋的分類一、正反饋和負反饋一、正反饋和負反饋加入反饋后，凈輸入信號加入反饋后，凈輸入信號| Xi | | Xi | ，輸出幅度，輸出幅度增加增加 。正反饋正反饋加入反饋后，凈輸入信號加入反饋后，凈輸入信號| Xi | | Xi | ，輸出幅度，輸出幅度下降。下降。 負反饋負反饋正反饋和負反饋的判斷法正反饋和負反饋的判

7、斷法：瞬時極性法。瞬時極性法。先假定某一瞬間輸入信號的極性，然后按信號的先假定某一瞬間輸入信號的極性，然后按信號的放大過程，逐級推出輸出信號的瞬時極性，最后根據(jù)放大過程，逐級推出輸出信號的瞬時極性，最后根據(jù)反饋回輸入端的信號對原輸入信號的作用，反饋回輸入端的信號對原輸入信號的作用，判斷出反饋的極性。判斷出反饋的極性。fiiXXX瞬時極性法瞬時極性法 凈輸入信號：凈輸入信號： 如果反饋信號的瞬時極性使如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入凈輸入減小，則為負減小，則為負反饋；反之為正反饋。反饋；反之為正反饋。 利用瞬時極性法判斷時，需要掌握的利用瞬時極性法判斷時，需要掌握的極性關(guān)系極性關(guān)系包括：包括：對對

8、共射組態(tài)的三極管共射組態(tài)的三極管來說，基極和發(fā)射極的極性相來說，基極和發(fā)射極的極性相同，基極和集電極極性相反；同，基極和集電極極性相反；對對運算放大器運算放大器來說，同相輸入端和輸出電壓極性相來說，同相輸入端和輸出電壓極性相同，反相輸入端和輸出電壓極性相反。同，反相輸入端和輸出電壓極性相反。fiiXXX例：用瞬時極性法判斷電路中的反饋極性。例：用瞬時極性法判斷電路中的反饋極性。反饋增強了輸入電壓，反饋增強了輸入電壓，所以為所以為正反饋正反饋。 因為因為差模差模輸入電壓等于輸入電壓等于輸入輸入電壓電壓與與反饋反饋電壓之差電壓之差,反饋信號削弱了反饋信號削弱了輸入信號，因此為輸入信號，因此為負反饋

9、負反饋。 一般地，對于一般地，對于運算放大器電路運算放大器電路， 當(dāng)輸出端與當(dāng)輸出端與反相輸入端反相輸入端相連時，構(gòu)成相連時，構(gòu)成負負反饋反饋電路；電路； 當(dāng)輸出端與當(dāng)輸出端與同相輸入端同相輸入端相連時，構(gòu)成相連時，構(gòu)成正正反饋反饋電路。電路。 二、電壓反饋和電流反饋二、電壓反饋和電流反饋如果反饋信號取自如果反饋信號取自輸出電壓輸出電壓，則為，則為電壓反饋電壓反饋；電壓；電壓負反饋的反饋信號與輸出電壓成比例；負反饋的反饋信號與輸出電壓成比例；反饋信號取自反饋信號取自輸出電流輸出電流，則為，則為電流反饋電流反饋，電流負反，電流負反饋的反饋信號與輸出電流成比例。饋的反饋信號與輸出電流成比例。反饋信

10、號消失，所以為電壓反饋。反饋信號消失，所以為電壓反饋。例：例：假設(shè)將輸出端交流短路，假設(shè)將輸出端交流短路，如果反饋信號消失，則為電壓如果反饋信號消失，則為電壓反饋；否則為電流反饋。反饋；否則為電流反饋。判斷方法一：輸出短路法判斷方法一：輸出短路法反饋信號未消失，所以為電流反反饋信號未消失，所以為電流反饋。饋。 判斷方法二判斷方法二：如果放大器的輸出端和反饋網(wǎng)絡(luò)的采樣端：如果放大器的輸出端和反饋網(wǎng)絡(luò)的采樣端共點，也就是放大器的共點，也就是放大器的輸出端輸出端和和反饋網(wǎng)絡(luò)的采樣端并接反饋網(wǎng)絡(luò)的采樣端并接在一起，就是在一起，就是電壓反饋電壓反饋，否則是電流反饋。，否則是電流反饋。 電壓反饋電壓反饋電

11、流反饋電流反饋 反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的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，則為同一個電極，則為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋；反之，加在放大；反之，加在放大電路輸入回路的兩個電極，則為電路輸入回路的兩個電極，則為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋。 此時反饋信號與輸入信此時反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系。號是電流相加減的關(guān)系。 此時反饋信號與輸入信號此時反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關(guān)系。是電壓相加減的關(guān)系。對于運算放大器來說，反饋信號與輸入信號同對于運算放大器來說，反饋信號與輸入信號同時加在同相輸入端或反相輸入端，則為時加在同相輸入端或反相輸入端，則為并聯(lián)并聯(lián)反反饋；一個加在同相輸

12、入端一個加在反相輸入端饋；一個加在同相輸入端一個加在反相輸入端則為則為串聯(lián)串聯(lián)反饋。反饋。對于三極管來說，反饋信號與輸入信號同時加在對于三極管來說，反饋信號與輸入信號同時加在輸入三極管的基極或發(fā)射極，則為輸入三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋；一；一個加在基極一個加在發(fā)射極則為個加在基極一個加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋。三、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋三、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋例：例：FIBiii 因為因為,FIBEuuu 因為因為所以為并聯(lián)反饋；所以為并聯(lián)反饋；所以為串聯(lián)反饋。所以為串聯(lián)反饋。四、交流反饋和直流反饋四、交流反饋和直流反饋( (a) )直流負反饋直流負反饋( (b) )交流負反饋交

13、流負反饋直流負反饋可穩(wěn)定靜態(tài)工作點，交流負反饋用以改直流負反饋可穩(wěn)定靜態(tài)工作點，交流負反饋用以改善放大電路的性能。善放大電路的性能。反饋信號只有交流成分時為交流反饋信號只有交流成分時為交流反饋，反饋信號只有直流成分時反饋，反饋信號只有直流成分時為直流反饋，既有交流成分又有為直流反饋，既有交流成分又有直流成分時為交直流反饋。直流成分時為交直流反饋。直流電流直流電流并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋交流電壓串交流電壓串聯(lián)負反饋聯(lián)負反饋級間反饋，級間反饋，交直流電壓交直流電壓串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋級內(nèi)反饋，級內(nèi)反饋，交直流電壓交直流電壓并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋開環(huán)增益：開環(huán)增益：fioioiouuUUUUUXXA反饋系

14、數(shù)：反饋系數(shù)：f11ofuuRRRUUF圖圖 7-7電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：uuuuuuiouufFA1AUUA對于理想運放：對于理想運放：1fuuuufRR1F1A7.1.3 負反饋的四種類型負反饋的四種類型1、電壓串聯(lián)負反饋、電壓串聯(lián)負反饋fioioiouiIIUIUXXA反饋系數(shù)：反饋系數(shù)：fofofiuR1UIXXF圖圖 7-8電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：fiuiuuiuiioiouifRF1FA1AIUXXA開環(huán)增益：開環(huán)增益：2、電壓并聯(lián)負反饋、電壓并聯(lián)負反饋3、電流串聯(lián)負反饋、電流串聯(lián)負反饋圖圖7-9 電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋+b2

15、Rb1b1CCTCRRVRu+-Lo-+uiCb2RcefioioioiuUUIUIXXA反饋系數(shù)：反饋系數(shù)：ofofuiIUXXF開環(huán)增益：開環(huán)增益：uiiuiuioioiufFA1AUIXXA閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：4、電流并聯(lián)負反饋、電流并聯(lián)負反饋圖圖 7-10電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋fioioioiiIIIIIXXA反饋系數(shù)：反饋系數(shù)：f22ofofiiRRRIIXXF閉環(huán)增益：閉環(huán)增益：)RR1 (F1FA1AIIXXA2fiiiiiiiiioioiif開環(huán)增益：開環(huán)增益：四種負反饋組態(tài)的電壓放大倍數(shù)、反饋系數(shù)之比較四種負反饋組態(tài)的電壓放大倍數(shù)、反饋系數(shù)之比較輸出信號輸出信號反饋信號

16、反饋信號放大網(wǎng)絡(luò)的放大倍數(shù)放大網(wǎng)絡(luò)的放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋系數(shù)電壓串聯(lián)式電壓串聯(lián)式電壓并聯(lián)式電壓并聯(lián)式電流串聯(lián)式電流串聯(lián)式電流并聯(lián)式電流并聯(lián)式o.Uo.Uo.Io.If.Uf.Uf.If.Iio.UUAuu 電壓放電壓放大倍數(shù)大倍數(shù))(io. IUAui轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移電阻電阻 )S(io.UIAiu 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移電導(dǎo)電導(dǎo)io.IIAii 電流放電流放大倍數(shù)大倍數(shù)of.UUFuu S)(of.UIFiu )(of. IUFuiof.IIFii 7.2負反饋負反饋對放大電路性能的影響對放大電路性能的影響7.2.1提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性引入負反饋后，在輸入信號一定的情況下，當(dāng)電路引入負反饋后，

17、在輸入信號一定的情況下，當(dāng)電路參數(shù)變化、電源電壓波動或負載發(fā)生變化時，放大電路參數(shù)變化、電源電壓波動或負載發(fā)生變化時，放大電路輸出信號的波動減小，即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。輸出信號的波動減小，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)的相對變化量：放大倍數(shù)的相對變化量：結(jié)論：引入負反饋后，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了結(jié)論：引入負反饋后，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了 (1 + AF) 倍。倍。例：例：在電壓串聯(lián)負反饋放大在電壓串聯(lián)負反饋放大電路中，電路中，

18、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 如果開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)如果開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) A 的相對變化量為的相對變化量為10%，此時閉環(huán)電壓放大倍數(shù)，此時閉環(huán)電壓放大倍數(shù) Af 的相對變化量等于多的相對變化量等于多少？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 FAAA Af 的相對變化量的相對變化量%001. 010%10d11d4ff AAAFAA

19、 結(jié)論：當(dāng)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)變化結(jié)論：當(dāng)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)變化 10% 時，時，電壓放大倍數(shù)的相對變化量只有電壓放大倍數(shù)的相對變化量只有 0.000 1%，而穩(wěn)定性，而穩(wěn)定性提高了一萬倍。提高了一萬倍。 負反饋對輸入電阻的影響負反饋對輸入電阻的影響與反饋網(wǎng)絡(luò)對輸入信號的影響方與反饋網(wǎng)絡(luò)對輸入信號的影響方式有關(guān)，即與式有關(guān)，即與串聯(lián)反饋或并聯(lián)反串聯(lián)反饋或并聯(lián)反饋有關(guān)饋有關(guān)，而與采樣方式無關(guān)，即，而與采樣方式無關(guān)，即與電壓反饋或電流反饋無關(guān)與電壓反饋或電流反饋無關(guān)。 7.2.2 負反饋對輸入電阻的影響負反饋對輸入電阻的影響1. 串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大iiiIUR ii

20、iiifiiiifAF)R(1IAFUUIUUIUR結(jié)論：引入結(jié)論：引入串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋后，后，輸入電阻增大輸入電阻增大為無反饋為無反饋時的時的 倍。倍。)1(AF圖圖 7-11 串聯(lián)負反饋對串聯(lián)負反饋對 Ri 的影響的影響開環(huán)輸入電阻：開環(huán)輸入電阻：2. 并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小fiiIIIiiiIUR AF1RAFIIUIIUIURiiiifiiiiif結(jié)論：引入結(jié)論：引入并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋后，后，輸入電阻減小輸入電阻減小為無負反為無負反饋時的饋時的 1/ 。)1(FA 圖圖 7-12并聯(lián)負反饋對并聯(lián)負反饋對 Ri 的影響的影響開環(huán)輸入電阻：開環(huán)輸入電阻： 負

21、反饋對輸出電阻的影響與反饋網(wǎng)負反饋對輸出電阻的影響與反饋網(wǎng)絡(luò)在輸出端的采樣方式有關(guān)，即絡(luò)在輸出端的采樣方式有關(guān)，即與電壓與電壓反饋或電流反饋有關(guān)反饋或電流反饋有關(guān)，而與輸入端的影，而與輸入端的影響方式無關(guān)，即響方式無關(guān)，即與串聯(lián)反饋或并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋或并聯(lián)反饋無關(guān)無關(guān)。 7.2.3 負反饋對輸出電阻的影響負反饋對輸出電阻的影響1. 電壓負反饋使輸出電阻減小電壓負反饋使輸出電阻減小 Li, 0oooRXIURffiiXXXX放大電路的輸出電阻定放大電路的輸出電阻定義為：義為：時，當(dāng)0iX得：得：FARIURouoooof1結(jié)論：引入結(jié)論：引入電壓負反饋電壓負反饋后，放大電路的后，放大電路的輸出

22、電阻減小輸出電阻減小到無反到無反饋時的。饋時的。)1(1uoFA圖圖 7-13，oiuoooRXAUIoouooouooofuoooRU)FA1 (RFUAURXAUI2. 電流負反饋使輸出電阻增大電流負反饋使輸出電阻增大圖圖 7-14fXfXiXiX 結(jié)論：引入結(jié)論：引入電流負反饋電流負反饋后，放大電路的后，放大電路的輸出電阻增輸出電阻增大大到無反饋時的到無反饋時的 倍。倍。)1 (isFAoisooofR)FA1 (IURoisfisiisFIAXAXAoisiisoFIARUXARUIoooo綜上所述綜上所述1. 反饋信號與外加輸入信號的求和方式只對放大電反饋信號與外加輸入信號的求和方式

23、只對放大電路的輸入電阻有影響：串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大；并路的輸入電阻有影響：串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大；并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小。聯(lián)負反饋使輸入電阻減小。2. 反饋信號在輸出端的采樣方式只對放大電路的輸反饋信號在輸出端的采樣方式只對放大電路的輸出電阻有影響：電壓負反饋使輸出電阻減??；電流負反出電阻有影響：電壓負反饋使輸出電阻減??；電流負反饋使輸出電阻增大。饋使輸出電阻增大。3. 串聯(lián)負反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻；電流串聯(lián)負反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻；電流負反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸出電阻。負反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸出電阻。4. 負反饋對輸入電阻和輸出電阻的影響程度，與反負反饋對輸入電阻和

24、輸出電阻的影響程度，與反饋深度有關(guān)。饋深度有關(guān)。7.2.4負反饋對通頻帶的影響負反饋對通頻帶的影響由于負反饋可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，因而對于由于負反饋可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，因而對于 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)無反饋時放大電路在中、高頻段的放大倍數(shù)分別設(shè)無反饋時放大電路在中、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)為的負反饋后，放大電路在中、引入反饋系數(shù)為的負反饋后，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 f

25、Hf。FHfmfHmmmHmmHmHmHHHfj1)1(j11j1j11j11ffAfFAfFAAffFAAFffAffAFAAA 所以：所以：FAAAmmmf1 HmHf)1(fFAf 可見，引入負反饋后，放大電路的中頻放大倍可見，引入負反饋后，放大電路的中頻放大倍數(shù)減小為無反饋時的數(shù)減小為無反饋時的1 /；而；而上限頻率提上限頻率提高高到無反饋時的倍。到無反饋時的倍。)1(mFA )1(FAm 同理，可推導(dǎo)出引入負反饋后，放大電路的同理，可推導(dǎo)出引入負反饋后，放大電路的下下限頻率降低限頻率降低為無反饋時的為無反饋時的 1 /。)1(mFA 結(jié)論：結(jié)論：引入負反饋后，放大電路的上限頻率提高，

26、引入負反饋后，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，因而通頻帶展寬通頻帶展寬。BWFABW)1 (mfFAAAmmmf1 HmHf)1(fFAf BWFABW)1(mf Alg20mlg20A3dBmflg20A3dBfLfHBWfLffHfBWf圖圖 7-15負反饋對通頻帶的影響負反饋對通頻帶的影響f無反饋無反饋有反饋有反饋xf負反饋負反饋減小了波形失真減小了波形失真 加入加入負反饋負反饋無負反饋無負反饋FxfAxixoxo大大小小xiA接近正弦波接近正弦波預(yù)失真預(yù)失真+ix 7.2.5負反饋對非線性失真的影響負反饋對非線性失真的影響同樣道理，負反饋可抑制放大電路內(nèi)部噪聲。

27、同樣道理，負反饋可抑制放大電路內(nèi)部噪聲。圖圖 7-1611 FAFFAAFAAA11.f 深度負反饋：深度負反饋：深負反饋放大電路的放大倍數(shù)主要由反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系深負反饋放大電路的放大倍數(shù)主要由反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)決定，能保持穩(wěn)定。數(shù)決定，能保持穩(wěn)定。7.3深度負反饋放大電路的估算深度負反饋放大電路的估算簡單的負反饋放大電路，利用微變等效電路法進行分簡單的負反饋放大電路，利用微變等效電路法進行分析計算；析計算；對于深度負反饋放大電路，采用估算方法。對于深度負反饋放大電路，采用估算方法。利用關(guān)系式估算閉環(huán)電壓放大倍數(shù)利用關(guān)系式估算閉環(huán)電壓放大倍數(shù)FA1f 對于對于電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)負反饋，中的負反饋

28、，中的 代表代表閉環(huán)電壓閉環(huán)電壓放大倍數(shù)放大倍數(shù)，因而可直接估算出負反饋放大電路的閉環(huán)電，因而可直接估算出負反饋放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。壓放大倍數(shù)。FA1f fA因而：因而：uuuuFA1f 利用關(guān)系式利用關(guān)系式 估算閉環(huán)電壓放大倍數(shù)估算閉環(huán)電壓放大倍數(shù)ifXX 放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)：放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)：iofXXA 深度負反饋放大電路深度負反饋放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)：的閉環(huán)放大倍數(shù)：FA1f ofXXF 而而foio XXXX 所以所以得得fiXX 對于串聯(lián)負反饋：對于串聯(lián)負反饋：并聯(lián)負反饋：并聯(lián)負反饋：fiUU fiII 結(jié)論：結(jié)論：根據(jù)負反饋組態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)墓?；再根?jù)根據(jù)負反

29、饋組態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)墓?；再根?jù)放大電路的實際情況，列出關(guān)系式后，直接估算閉環(huán)電放大電路的實際情況，列出關(guān)系式后，直接估算閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。壓放大倍數(shù)。例：估算深負反饋運放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。例：估算深負反饋運放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。解解:該電路為電壓串聯(lián)負反饋，該電路為電壓串聯(lián)負反饋，反饋電壓為：反饋電壓為：o211fURRRU211ofRRRUUF121foioufRRRF1UUUUA則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：圖圖 7-17 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋該電路為電流串聯(lián)負反饋，該電路為電流串聯(lián)負反饋，反饋系數(shù)為：反饋系數(shù)為：oeofIRFI UeccfcoioufRRFRUR

30、IUUA反饋電壓為：反饋電壓為：eofRIUF則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：圖圖 7-18 電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋該電路為電壓并聯(lián)負反饋，該電路為電壓并聯(lián)負反饋，反饋電流為：反饋電流為：fofofRURU0I則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：圖圖 7-19 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋反饋系數(shù)為：反饋系數(shù)為：fofoofR1-URUUIF1f11fo1ioioufRRFR1RIURIUUUA該電路為電流并聯(lián)負反饋，該電路為電流并聯(lián)負反饋，反饋電流為：反饋電流為：圖圖 7-20 電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋o212fIRRRI則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)

31、為：反饋系數(shù)為：反饋系數(shù)為：212ofRRR-IIFsL21sLsfLosousfRRRR1RRF1RIRIUUA）（ 求解深度負反饋放大電路求解深度負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般步驟放大倍數(shù)的一般步驟(1) 判斷反饋類型。判斷反饋類型。(2) 確定廣義放大倍數(shù)和反饋系數(shù)。確定廣義放大倍數(shù)和反饋系數(shù)。(3) 當(dāng)電路引入當(dāng)電路引入串聯(lián)負反饋時，串聯(lián)負反饋時，UiUf，當(dāng)，當(dāng)電路引入電路引入并聯(lián)負反饋時，并聯(lián)負反饋時，Ii=If。利用電。利用電路特性，找出路特性，找出Auf（Ausf）與廣義放大倍）與廣義放大倍數(shù)的關(guān)系，并最終求得結(jié)果。數(shù)的關(guān)系，并最終求得結(jié)果。例例7.3 求解在深度反饋條件下的求解

32、在深度反饋條件下的Auf 解：該電路為電流串聯(lián)負反饋，解：該電路為電流串聯(lián)負反饋，o3213RIRRRR1I1o32131R1fRIRRRRRIU32131ofRRRRRIUFL31321LLfoiLoioufRRRRRRRF1RUIURIUUA例例7.4 (1)判斷電路中反饋類型；判斷電路中反饋類型；(2)求出在深度負反饋條求出在深度負反饋條件下件下Auf。 解：該電路為電壓串聯(lián)負反饋，解：該電路為電壓串聯(lián)負反饋，fe1e1ofRRRUUFe1fufRR1F1A例例7.5 (1)判斷電路中引入哪種類型的交流負反饋；判斷電路中引入哪種類型的交流負反饋；(2)求出求出在深度負反饋條件下在深度負反

33、饋條件下 Auf。 解：解：Rf為反饋元件，反饋類型為為反饋元件，反饋類型為電流并聯(lián)負反饋，電流并聯(lián)負反饋，ofe2e2fIRRRIfe2e2ofRRRIIFsLc2e2fsLsfLosousfRRRRR1RRF1RIRIUUA）（ 7.4負反饋放大電路的自激振蕩負反饋放大電路的自激振蕩對于多級放大電路，如果引入過深的負反饋，可能引對于多級放大電路，如果引入過深的負反饋，可能引起自激振蕩。起自激振蕩。7.4.1自激振蕩的自激振蕩的產(chǎn)生產(chǎn)生原因原因放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)為：放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)為：FAAA 1f在中頻段，在中頻段，11 FAAF在高、低頻段，放大倍數(shù)和反饋系數(shù)在高、低頻段，放大

34、倍數(shù)和反饋系數(shù) 的模和相角的模和相角都隨頻率變化，使都隨頻率變化，使 。11 FA自激振蕩的幅度條件和相位條件：自激振蕩的幅度條件和相位條件：01 FA， fA 當(dāng)當(dāng) 時說時說明，此時放大電路沒有輸入信號，但仍有一定的輸出信號，明，此時放大電路沒有輸入信號，但仍有一定的輸出信號，因此產(chǎn)生了自激振蕩。因此產(chǎn)生了自激振蕩。01 FA所以，負反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩的條件是：所以，負反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩的條件是：即：即：1 FA1 FA)210()12(arg， nnFA幅度條件幅度條件相位條件相位條件例：由單管阻容耦合共射放大電路的頻率響應(yīng)例：由單管阻容耦合共射放大電路的頻率響應(yīng) 270ouA

35、0.707AumAumfLfHBWffOO 90o 180ofLfH圖圖 5.4.1可見，在低、高頻段，放大電路分別產(chǎn)生了可見，在低、高頻段，放大電路分別產(chǎn)生了 0 + 90 和和 0 - -90 的附加相移。的附加相移。兩級放大電路將產(chǎn)生兩級放大電路將產(chǎn)生 0 180 附加相移；三級放大附加相移；三級放大電路將產(chǎn)生電路將產(chǎn)生 0 270 的附加相移。的附加相移。對于多級放大電路，如果某個頻率的信號產(chǎn)生的附加對于多級放大電路，如果某個頻率的信號產(chǎn)生的附加相移為相移為 180o，而反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻，則：，而反饋網(wǎng)絡(luò)為純電阻，則： 180argFA滿足自激振蕩的相位條件，如果同時滿足自激振蕩的滿足

36、自激振蕩的相位條件，如果同時滿足自激振蕩的幅度條件，放大電路將產(chǎn)生自激振蕩。幅度條件，放大電路將產(chǎn)生自激振蕩。結(jié)論結(jié)論，單級放大電路不會產(chǎn)生自激振蕩；兩級放，單級放大電路不會產(chǎn)生自激振蕩；兩級放大電路當(dāng)頻率趨于無窮大或趨于零時，雖然滿足相位大電路當(dāng)頻率趨于無窮大或趨于零時，雖然滿足相位條件，但不滿足幅度條件，所以也不會產(chǎn)生自激振蕩；條件，但不滿足幅度條件，所以也不會產(chǎn)生自激振蕩；但但三級放大電路三級放大電路，在深度負反饋條件下，對于，在深度負反饋條件下，對于某個頻某個頻率率的信號，既滿足相位條件，也滿足幅度條件，可以的信號，既滿足相位條件，也滿足幅度條件，可以產(chǎn)生產(chǎn)生自激振蕩自激振蕩。7.4.

37、2 負反饋放大電路的自激負反饋放大電路的自激利用負反饋放大電路回路增益的波特圖，分析利用負反饋放大電路回路增益的波特圖，分析是否同時滿足自激振蕩的幅度和相位條件。是否同時滿足自激振蕩的幅度和相位條件。FA例例：某負反饋放大電路的波特圖為：某負反饋放大電路的波特圖為：FAf / HZf / HZfofo60dB/lg20FA402000 90 180 AF圖圖 ( (a) )產(chǎn)生自激產(chǎn)生自激由波特圖中的相頻特由波特圖中的相頻特性可見，當(dāng)性可見，當(dāng) f = f0 時，相時，相位移位移 AF = - -180，滿足相滿足相位條件；位條件；1 FA結(jié)論：當(dāng)結(jié)論：當(dāng) f = f0 時，電路同時滿足自激振蕩的相位條時，電路同時滿足自激振蕩的相位條件和幅度條件，將產(chǎn)生自激振蕩。件和幅度條件，將產(chǎn)生自激振蕩。此頻率對應(yīng)的對數(shù)幅此頻率對應(yīng)的對數(shù)幅頻特性位于橫坐標(biāo)軸之上，頻特性位于橫坐標(biāo)軸之上，即：即：結(jié)論：該負反饋放大電路不會產(chǎn)生自激振蕩，能夠穩(wěn)結(jié)論：該負反饋放大電路不會產(chǎn)生自激振蕩，能夠穩(wěn)定工作。定工作。1 FA例：例：由 負 反 饋 放 大 電 路由 負 反 饋 放 大 電 路 的波特圖可見，當(dāng)?shù)牟ㄌ貓D可見，當(dāng) f = f0 ，相位移相位移 AF = - -180 時時FAf / HZf / HZf0f060dB/lg20FA4020OO 90 180 AFfcfc圖圖( (b) )不產(chǎn)生自激