模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)09放大電路中的反饋9.1反饋的概念9.2反饋的基本方程9.3四種負(fù)反饋類型的分析9.4負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)9.1.1反饋的定義9.1.2負(fù)反饋和正反饋9.1.3電壓反饋和電流反饋9.1.4串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋9.1.5交流反饋和直流反饋9.1反饋的概念模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

反饋的定義

在放大電路中信號(hào)的傳輸是從輸入端到輸出端，這個(gè)方向稱為正向傳輸。反饋就是將輸出信號(hào)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(hào)相加或相減后再作用到放大電路的輸入端。反饋信號(hào)的傳輸是反向傳輸。所以放大電路無反饋也稱開環(huán)，放大電路有反饋也稱閉環(huán)。反饋的示意圖見圖。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)圖09.01反饋概念方框圖

圖中：

是輸入信號(hào)，是反饋信號(hào)，稱為凈輸入信號(hào)。所以有模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

負(fù)反饋和正反饋負(fù)反饋——加入反饋后，凈輸入信號(hào)|Xi'|<|Xi|，輸出幅度下降，等效增益減小。正反饋——加入反饋后，凈輸入信號(hào)|Xi'|>|Xi|，

輸出幅度增加，等效增益提高。正反饋和負(fù)反饋的判斷法之一：瞬時(shí)極性法

在放大電路的輸入端，假設(shè)一個(gè)輸入信號(hào)對(duì)地為某一極性，可用“+”、“-”或“↑”、“↓”表示。按信號(hào)傳輸方向依次判斷相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)極性，直至判斷出反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性。如果反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性使凈輸入減小，則為負(fù)反饋；反之為正反饋。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

將輸出電壓‘短路’，若反饋信號(hào)為零，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)仍然存在，則為電流反饋。電壓反饋和電流反饋電壓反饋：反饋信號(hào)的大小與輸出電壓成比例的反饋稱為電壓反饋；電壓反饋與電流反饋的判斷：電流反饋：反饋信號(hào)的大小與輸出電流成比例的反饋稱為電流反饋。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)電壓與電流反饋的簡(jiǎn)易判斷方法一般來說：反饋元件直接接在輸出端為電壓反饋。反饋元件只要沒有直接接到輸出端，均為電流反饋。（特別注意：負(fù)載不屬于放大器，因此不能算作反饋元件。）模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在放大電路輸入回路的同一個(gè)電極，則為并聯(lián)反饋；反之，加在放大電路輸入回路的兩個(gè)電極，則為串聯(lián)反饋。

此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電流相加減的關(guān)系。

此時(shí)反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是電壓相加減的關(guān)系。

對(duì)于運(yùn)算放大器來說，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在同相輸入端或反相輸入端，則為并聯(lián)反饋；一個(gè)加在同相輸入端一個(gè)加在反相輸入端則為串聯(lián)反饋。

對(duì)于三極管來說，反饋信號(hào)與輸入信號(hào)同時(shí)加在輸入三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋；一個(gè)加在基極一個(gè)加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

交流反饋和直流反饋

反饋信號(hào)只有交流成分時(shí)為交流反饋，反饋信號(hào)只有直流成分時(shí)為直流反饋，既有交流成分又有直流成分時(shí)為交直流反饋。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

正反饋可使輸出幅度增加，負(fù)反饋則使輸出幅度減小。在明確串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋后，正反饋和負(fù)反饋可用下列規(guī)則來判斷：反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路一點(diǎn)（并聯(lián)反饋）時(shí)，瞬時(shí)極性相同的為正反饋，瞬時(shí)極性相反的是負(fù)反饋；

反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加于輸入回路兩個(gè)不同點(diǎn)（串聯(lián)反饋）時(shí)，瞬時(shí)極性相同的為負(fù)反饋，瞬時(shí)極性相反的是正反饋。對(duì)三極管來說這兩點(diǎn)是基極和發(fā)射極，對(duì)運(yùn)算放大器來說是同相輸入端和反相輸入端。正反饋和負(fù)反饋的判斷法之二：

以上輸入信號(hào)和反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性都是指對(duì)地而言，這樣才有可比性。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)例題09.1:試判斷圖所示電路的反饋組態(tài)。解:根據(jù)瞬時(shí)極性法，見圖中的紅色“+”、“-”號(hào)，可知經(jīng)電阻R1加在基極B1上的是直流并聯(lián)負(fù)反饋。因反饋信號(hào)與輸出電流成比例，故又為電流反饋。結(jié)論：是直流電流并聯(lián)負(fù)反饋。圖09.02例題圖

經(jīng)Rf加在E1上是交流負(fù)反饋。反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加在T1兩個(gè)輸入電極，故為串聯(lián)反饋。結(jié)論：交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)例題09.2:試判斷圖所示電路的反饋組態(tài)

解:根據(jù)瞬時(shí)極性法，見圖中的紅色+-

號(hào)，可知是負(fù)反饋。因反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加在運(yùn)放A1的兩個(gè)輸入端，故為串聯(lián)反饋。

圖09.03例題圖

因反饋信號(hào)與輸出電壓成比例，故為電壓反饋。結(jié)論：交直流串聯(lián)電壓負(fù)反饋。動(dòng)畫9-1動(dòng)畫9-2模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)例1:判斷圖示電路中RE1、RE2的負(fù)反饋?zhàn)饔?。RE2對(duì)交流不起作用，RE1對(duì)交、直流均起作用電流串聯(lián)反饋–RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuoui++–另外再看幾個(gè)例子：思考模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)例2：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的類型。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+UCCuoui+–T1T2Rf電壓串聯(lián)負(fù)反饋（交流反饋）－－模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1C3C2+UCCuoui+–T2Rf

若Rf與T２發(fā)射極相接如圖所示，引入的是何種類型的反饋？T1－－－－電流串聯(lián)正反饋模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)例3：判斷圖示電路Rf的反饋類型。電流并聯(lián)負(fù)反饋（交、直流反饋）－－+－uouiRE2RfRE1RC1RC2+UCC––++模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)9.2反饋的基本方程

9.2.1閉環(huán)放大倍數(shù)的一般表達(dá)式

9.2.2反饋深度

9.2.3環(huán)路增益模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)閉環(huán)放大倍數(shù)的一般表達(dá)式

根據(jù)圖可以推導(dǎo)出反饋放大電路的基本方程。放大電路的開環(huán)放大倍數(shù)反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

以上幾個(gè)量都采用了復(fù)數(shù)表示，因?yàn)橐紤]實(shí)際電路的相移。由于式中：稱為環(huán)路增益。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)反饋深度

稱為反饋深度

它反映了反饋對(duì)放大電路影響的程度?？煞譃橄铝腥N情況

(1)當(dāng)＞1時(shí)，＜，相當(dāng)于負(fù)反饋

(2)當(dāng)＜1時(shí)，＞，相當(dāng)于正反饋

(3)當(dāng)=0時(shí)，=∞，相當(dāng)于輸入為零時(shí)仍有輸出，故稱為“自激狀態(tài)”。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

環(huán)路增益

環(huán)路增益是指放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)所形成環(huán)路的增益，當(dāng)>>1時(shí)稱為深度負(fù)反饋，與1+>>1相當(dāng)。于是閉環(huán)放大倍數(shù):模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

也就是說在深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)放大倍數(shù)近似等于反饋系數(shù)的倒數(shù)，與有源器件的參數(shù)基本無關(guān)。一般反饋網(wǎng)絡(luò)是無源元件構(gòu)成的，其穩(wěn)定性優(yōu)于有源器件，因此深度負(fù)反饋時(shí)的放大倍數(shù)比較穩(wěn)定。

由此可見：對(duì)于復(fù)雜的負(fù)反饋電路，增益的計(jì)算可簡(jiǎn)化為反饋系數(shù)的計(jì)算。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

在此還要注意的是

、

和

可以是電壓信號(hào)，也可以是電流信號(hào)。1.當(dāng)它們都是電壓信號(hào)時(shí)，

、

、

無量綱，

和是電壓放大倍數(shù)。2.當(dāng)它們都是電流信號(hào)時(shí)，

、

、

無量綱，

和是電流放大倍數(shù)。3.當(dāng)它們既有電壓信號(hào)也有電流信號(hào)時(shí)，、

、

有量綱，

和

也有專門的放大倍數(shù)的稱謂。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)解:在求電壓放大倍數(shù)表達(dá)式時(shí)，可以把A1和A2看成一個(gè)運(yùn)算放大器，見圖中棕色線框。因A1和A2

都是反相輸入的，因此可確定輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的極性關(guān)系。該電路相當(dāng)于同相比例運(yùn)算電路，所以:例09.03：求圖電路的電壓放大倍數(shù)。圖09.04例題電路圖模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)9.3四種負(fù)反饋類型的分析9.3.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋9.3.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋9.3.3電流串聯(lián)負(fù)反饋9.3.4電流并聯(lián)負(fù)反饋

負(fù)反饋的類型共有四種組態(tài):電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋在此要分析反饋組態(tài)、求放大倍數(shù)等。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)9.3.1電壓串聯(lián)負(fù)反饋

對(duì)圖09.05(a)所示電路，根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷，經(jīng)Rf加在發(fā)射極E1上的反饋電壓為‘+’，與輸入電壓極性相同，（1）判斷方法：

圖09.05串聯(lián)電壓負(fù)反饋(a)分立元件放大電路且加在輸入回路的兩點(diǎn)，故為串聯(lián)負(fù)反饋。反饋信號(hào)與輸出電壓成比例，是電壓反饋。后級(jí)對(duì)前級(jí)的這一反饋是交流反饋，同時(shí)Re1上還有第一級(jí)本身的負(fù)反饋，這將在下面分析。模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

對(duì)圖(b)，因輸入信號(hào)和反饋信號(hào)加在運(yùn)放的兩個(gè)輸入端，故為串聯(lián)反饋，根據(jù)瞬時(shí)極性判斷是負(fù)反饋，且為電壓負(fù)反饋。結(jié)論是交直流串聯(lián)電壓負(fù)反饋。圖09.05串聯(lián)電壓負(fù)反饋(b)集成運(yùn)放放大電路模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

反饋系數(shù)：對(duì)于圖09.02(a)：對(duì)于圖09.02(b)：

（2）閉環(huán)放大倍數(shù)對(duì)于串聯(lián)電壓負(fù)反饋，在輸入端是輸入電壓和反饋電壓相減，所以模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)9.3.2電壓并聯(lián)負(fù)反饋

電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路如圖所示。因反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在一點(diǎn)相加，為并聯(lián)反饋。根據(jù)瞬時(shí)極性法判斷，為負(fù)反饋，且為電壓負(fù)反饋。因?yàn)椴⒙?lián)反饋在輸入端采用電流相加減。即:圖09.06電壓并聯(lián)負(fù)反饋模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)具有電阻的量綱具有電阻的量綱具有電導(dǎo)的量綱而電壓增益為:

稱為互阻增益，稱為互導(dǎo)反饋系數(shù),

相乘無量綱。對(duì)于深度負(fù)反饋，互阻增益為模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

電流串聯(lián)負(fù)反饋

電流串聯(lián)負(fù)反饋電路如圖所示。圖(a)是基本放大電路將Ce去掉而構(gòu)成，圖(b)是由集成運(yùn)放(見下頁(yè))構(gòu)成。

對(duì)圖(a)，反饋電壓從Re1上取出，根據(jù)瞬時(shí)極性和反饋電壓接入方式，可判斷為串聯(lián)負(fù)反饋。因輸出電壓短路，反饋電壓仍然存在，故為串聯(lián)電流負(fù)反饋。圖09.07(a)電流串聯(lián)負(fù)反饋模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)對(duì)圖09.07(b)的電路求其互導(dǎo)增益圖09.07(b)模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)

于是1/R，這里忽略了Rf的分流作用。電壓增益為:模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)9.3.4電流并聯(lián)負(fù)反饋

電流并聯(lián)負(fù)反饋的電路如圖09.08(a)(b)所示。對(duì)于圖(a)電路，反饋節(jié)點(diǎn)與輸入點(diǎn)相同，所以是電流并聯(lián)負(fù)反饋。對(duì)于圖(b)電路，也為電流并聯(lián)負(fù)反饋。圖09.08并聯(lián)電流負(fù)反饋(a)(b)模擬電子技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)電流放大倍數(shù)：電流反饋系數(shù)是：，以圖09.