第6章放大電路中的反饋1

第6章

放大電路中的反饋6.1反饋的基本概念6.3負(fù)反饋對放大電路性能的影響6.5負(fù)反饋放大電路的自激振蕩6.2負(fù)反饋的四種組態(tài)16.1反饋的基本概念

所謂反饋,指的是將放大電路的輸出量(輸出電壓或輸出電流)的全部或一部分,通過一定的方式反送到放大電路的輸入回路6.1.1什么是反饋2反饋放大電路的三個環(huán)節(jié)：基本放大電路比較環(huán)節(jié)反饋放大電路的方框圖:反饋電路輸出信號輸入信號反饋信號反饋系數(shù)凈輸入信號放大倍數(shù)反饋電路F–基本放大電路A+3反饋放大電路的方框圖凈輸入信號若三者同相，則

Xd=Xi–Xf可見Xd<Xi

，即反饋信號起了削弱凈輸入信號的作用（負(fù)反饋）。反饋電路F–基本放大電路A+46.1.2反饋的分類一、正反饋和負(fù)反饋反饋信號增強(qiáng)了外加輸入信號，使放大電路的放大倍數(shù)提高——正反饋反饋信號削弱了外加輸入信號，使放大電路的放大倍數(shù)降低——負(fù)反饋5反饋極性的判斷方法：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，判斷出反饋的極性。對分立元件而言，C與B極性相反，E與B極性相同。對集成運(yùn)放而言，uO與u-極性相反，uO與u+極性相同。6利用瞬時極性法判斷負(fù)反饋++－+

(1)設(shè)接“地”參考點(diǎn)的電位為零，在某點(diǎn)對“地”電壓（即電位）的正半周，該點(diǎn)交流電位的瞬時極性為正；在負(fù)半周則為負(fù)。

(2)設(shè)基極瞬時極性為正，根據(jù)集電極瞬時極性與基極相反、發(fā)射極(接有發(fā)射極電阻而無旁路電容時)瞬時極性與基極相同的原則，標(biāo)出相關(guān)各點(diǎn)的瞬時極性。7利用瞬時極性法判斷負(fù)反饋++－－

(3)若反饋信號與輸入信號加在同一電極上，

(4)若反饋信號與輸入信號加在兩個電極上，兩者極性相反為負(fù)反饋；極性相同為正反饋。兩者極性相同為負(fù)反饋；極性相反為正反饋。8直流反饋：反饋只對直流分量起作用，反饋元件只能傳遞直流信號。在振蕩器中引入正反饋，用以產(chǎn)生波形。交流反饋：反饋只對交流分量起作用，反饋元件只能傳遞交流信號。在放大電路中，出現(xiàn)正反饋將使放大器產(chǎn)生自激振蕩，使放大器不能正常工作。引入交流負(fù)反饋的目的：改善放大電路的性能引入直流負(fù)反饋的目的：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)二、直流反饋和交流反饋9三、電壓反饋和電流反饋如果反饋信號取自輸出電壓，則為電壓反饋；電壓負(fù)反饋的反饋信號與輸出電壓成比例；反饋信號取自輸出電流，則為電流反饋，電流負(fù)反饋的反饋信號與輸出電流成比例。

電流負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻的作用。

電壓負(fù)反饋具有穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻的作用。10共發(fā)射極電路判斷方法：從輸出端判斷從集電極引出為電壓反饋從發(fā)射極引出為電流反饋uoRL+–RLioiE11反饋到基極為并聯(lián)反饋反饋到發(fā)射極為串聯(lián)反饋判斷方法:從輸入端位置ib=ii–ifibiiifube=ui

–uf++–ui–ube+–uf四、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋共發(fā)射極電路12負(fù)反饋交流反饋直流反饋電壓串聯(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6.2負(fù)反饋四種組態(tài)和反饋的一般表達(dá)式穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)13電壓串聯(lián)式

電壓并聯(lián)式電流串聯(lián)式電流并聯(lián)式

輸出信號反饋信號放大倍數(shù)反饋系數(shù)四種反饋類型的比較146.2.1反饋阻態(tài)的判斷并聯(lián)：反饋量輸入量接于同一輸入端。接于不同的輸入端。串聯(lián)：反饋量輸入量電流：將負(fù)載短路，反饋量仍然存在。電壓：將負(fù)載短路，反饋量為零。15一、負(fù)反饋類型的判別步驟3)

判別是否負(fù)反饋？2)

判別是交流反饋還是直流反饋？4)

是負(fù)反饋！判斷是何種類型的負(fù)反饋？1)

找出反饋網(wǎng)絡(luò)（一般是電阻、電容）。16有無反饋的判斷是否有聯(lián)系輸入、輸出回路的反饋通路；是否影響放大電路的凈輸入。(a)沒引入反饋的放大電路(b)引入反饋的放大電路(c)R的接入沒引入反饋17

1)

判別反饋元件（一般是電阻、電容）

(1)連接在輸入與輸出之間的元件。

(2)為輸入回路與輸出回路所共有的元件。發(fā)射極電阻RE為輸入回路與輸出回路所共有，所以RE是反饋元件。例1：RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–1、放大電路中的反饋18RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–2)判斷是交流反饋還是直流反饋交、直流分量的信號均可通過RE，所以RE引入的是交、直流反饋。

如果有發(fā)射極旁路電容，RE中僅有直流分量的信號通過，這時RE引入的則是直流反饋。ＣE例1：19例1：

3)判斷反饋類型利用瞬時極性法判斷：反饋信號與輸入信號加在兩個電極上，兩者極性相同為負(fù)反饋

從輸出端看：反饋信號非直接輸出端+uf–+–RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––RSeS+–ieube——負(fù)反饋

從輸入端看：反饋信號和輸入信號不在同一端——電流反饋——串聯(lián)反饋20電阻RF連接在輸入與輸出之間，所以RF是反饋元件。2)判斷是交流反饋還是直流反饋交、直流分量的信號均可通過RF，所以

RF引入的是交、直流反饋。例2：1)判反饋元件+UCCRCC1RF++––RS+–C2++RLeSuiuo213)判斷反饋類型例2：+UCCRCC1RF++––RS+–C2++RLeSuiuoiiibif利用瞬時極性法判斷：反饋信號與輸入信號同一電極上，兩者極性相反為負(fù)反饋

從輸出端看：反饋信號直接接輸出端——負(fù)反饋

從輸入端看：反饋信號和輸入信號在同一端——電壓反饋——并聯(lián)反饋22例3：判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。解:

RE2對交流不起作用，引入的是直流反饋；RE1對本級引入串聯(lián)電流負(fù)反饋。RE1、RF對交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo23例3：判斷圖示電路中的負(fù)反饋類型。解:RE1、RF引入越級串聯(lián)電壓負(fù)反饋。－+－+

T2集電極的反饋到T1的發(fā)射極，反饋信號和輸入信號不在同一電極上，兩者極性相同為負(fù)反饋，故為負(fù)反饋；

反饋從T2的集電極引出，是電壓反饋；反饋電壓引入到T1的發(fā)射極，是串聯(lián)反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo24例4：如果RF不接在T2的集電極，而是接C2與RL之間，兩者有何不同？解:

因電容C2的隔直流作用，這時RE1、RF僅引入交流反饋。RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo×25例5：如果RF的另一端不接在T1的發(fā)射極，而是接在它的基極，兩者有何不同，是否會變成正反饋？解:

T2集電極的反饋到T1的基極，反饋信號與輸入信號同一電極上，兩者極性相同為正反饋，故為正反饋；

這時RE1、RF引入越級正反饋。－+－+RB1RC1C1RB2RE1++–RS+–RFRC2CE2C2RE2RL++UCC+–T1T2esuiuo利用瞬時極性法判斷：26RF2(R1、R2):

直流反饋（穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)）RF、CF

:

交流電壓并聯(lián)負(fù)反饋+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC2RC1CE2RE2R2+C+RF1、RE1:交直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋+––+++–++UCC+RBC2RC2RC1CE2RE2+C1CF(b)–例6：RFRE2:

直流反饋2720F++++470k6003.9k+20F470k3.9k50F2k47050F100F47030k3DG63DG6(c)+6V+––––++(d)+50k2k2k8k3k3k50F50F50F+20V+––––電流并聯(lián)負(fù)反饋正反饋兩個2k電阻構(gòu)成交直流反饋兩個470k282、運(yùn)算放大器電路中的負(fù)反饋運(yùn)算放大器電路反饋類型的判別方法：1.反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋；從負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，是電流反饋；

2.輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端（同相和反相）上的，是串聯(lián)反饋；加在同一個輸入端（同相或反相）上的，是并聯(lián)反饋；

3.對串聯(lián)反饋，輸入信號和反饋信號的極性相同時，是負(fù)反饋；極性相反時，是正反饋；

4.對并聯(lián)反饋，凈輸入電流等于輸入電流和反饋電流之差時，是負(fù)反饋；否則是正反饋。29例1：試判別下圖放大電路中從運(yùn)算放大器A2輸出端引至A1輸入端的是何種類型的反饋電路。解：因反饋電路直接從運(yùn)算放大器A2的輸出端引出，所以是電壓反饋；因輸入信號和反饋信號分別加在反相輸入端和同相輸入端上，所以是串聯(lián)反饋；因輸入信號和反饋信號的極性相同，所以是負(fù)反饋。串聯(lián)電壓負(fù)反饋先在圖中標(biāo)出各點(diǎn)的瞬時極性及反饋信號；30例2：試判別下圖放大電路中從運(yùn)算放大器A2輸出端引至A1輸入端的是何種類型的反饋電路。解：因反饋電路是從運(yùn)算放大器A2的負(fù)載電阻RL的靠近“地”端引出的，所以是電流反饋；因輸入信號和反饋信號均加在同相輸入端上，所以是并聯(lián)反饋;因凈輸入電流id等于輸入電流和反饋電流之差，所以是負(fù)反饋。并聯(lián)電流負(fù)反饋316.2.2反饋的一般表達(dá)式圖6.2.1反饋放大電路方框圖

分別為輸入信號、輸出信號和反饋信號；開環(huán)放大倍數(shù)無反饋時放大網(wǎng)絡(luò)的放大倍數(shù)；因為：所以：得：閉環(huán)放大倍數(shù)32閉環(huán)放大倍數(shù)引入反饋后，放大電路對外加輸入信號的放大倍數(shù)?；芈吩鲆嬖诜答伔糯箅娐分?，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)。反饋深度引入反饋后，放大電路的放大倍數(shù)與無反饋時相比所變化的倍數(shù)?！?fù)反饋；——正反饋。33若——深度負(fù)反饋結(jié)論：深負(fù)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。若則此時Xi=0，Xo≠0,放大電路處于——自激振蕩346.3負(fù)反饋對放大電路性能的影響6.3.1提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性引入負(fù)反饋后，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(fù)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。放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高的程度與反饋深度有關(guān)。在中頻范圍內(nèi)，放大倍數(shù)的相對變化量：結(jié)論：引入負(fù)反饋后，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了

(1+AF)倍。35xf負(fù)反饋減小了波形失真加入負(fù)反饋無負(fù)反饋FxfAxixoxo大小略大略小略小略大xiA接近正弦波預(yù)失真+–6.3.2減小非線性失真和抑制干擾同樣道理，負(fù)反饋可抑制放大電路內(nèi)部噪聲。圖

6.3.2366.3.3展寬頻帶中頻放大倍數(shù)與通頻帶的乘積基本不變，即：無反饋時的通頻帶為引入負(fù)反饋后通頻帶引入負(fù)反饋后上限頻率引入負(fù)反饋后下限頻率376.3.4改變輸入電阻和輸出電阻1.負(fù)反饋對輸入電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大，并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小，串聯(lián)負(fù)反饋只將反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻增大，圖示電路總輸入電阻：VTRbRe+VCCuo+-+-C2uiC1Rc382.負(fù)反饋對輸出電阻的影響電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小，電流負(fù)反饋使輸出電阻增大，當(dāng)負(fù)載電阻開路時放大網(wǎng)絡(luò)的放大倍數(shù)。電流負(fù)反饋只將反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻增大，圖示電路總輸出電阻：VTRbRe+VCCuo+-+-C2uiC1Rc39負(fù)反饋對放大電路性能的影響負(fù)反饋以降低放大電路的放大倍數(shù)為代價，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了1+AF倍放大器其它各項性能都得到改善：負(fù)反饋類型放大倍數(shù)輸入電阻輸出電阻頻帶非線性失真電壓串聯(lián)降低1+AF倍增大減小展寬減小電壓并聯(lián)降低1+AF倍增大減小展寬減小減小電流串聯(lián)電流并聯(lián)降低1+AF倍降低1+AF倍增大增大減小展寬減小展寬減小40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路的輸入電阻有影響：串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大；并聯(lián)負(fù)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出電阻有影響：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減??；電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。

3.串聯(lián)負(fù)反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻；電流負(fù)反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸出電阻。

4.負(fù)反饋對輸入電阻和輸出電阻的影響程度，與反饋深度有關(guān)。416.5負(fù)反饋放大電路的自激振蕩產(chǎn)生自激振蕩的原因常用的校正措施42一、產(chǎn)生自激振蕩的原因1.自激振蕩的幅度條件和相位條件產(chǎn)生自激振蕩條件是：FA1+=0幅度條件：FA=1相位條件：FAarg=

±（2n+1）π（n=0，1，2

…）中頻區(qū)為負(fù)反饋，F(xiàn)A1+>1，F(xiàn)A1+<1在高頻段或低頻段將可能變?yōu)檎答丗A1+=0甚至而產(chǎn)生自激振蕩。43Δφ-900+90000單級負(fù)反饋放大電路兩級負(fù)反饋放大電路都是穩(wěn)定的，三級負(fù)反饋放大電路有可能自激振蕩，對三級以上放大電路深度負(fù)反饋條件下必須消除自激條件，使電路穩(wěn)定工作。|Au|Aum0.707AumfffHfLBW00-900-1800-2700Oφ單管共射放大電路的頻率特性442.自激振蕩的判斷