第四章、負(fù)反饋與基本運(yùn)算

主要內(nèi)容：一、負(fù)反饋的概念二、負(fù)反饋的類型及分析方法三、負(fù)反饋對放大器性能的影響難點(diǎn)第四章負(fù)反饋放大電路在所有實(shí)用的放大電路之中，幾乎都引入負(fù)反饋技術(shù)。因?yàn)樗梢苑€(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)、可以穩(wěn)定放大倍數(shù)、可以改善波形、可以增加通頻帶寬度，還可以改變輸入、輸出阻抗。一句話，就是可以多方面改善放大電路的性能指標(biāo)。

§4.1負(fù)反饋及其基本類型1、反饋：將電路中的輸出量（電壓或電流）一部分（或全部）通過一定的電路，以一定方式回送到輸入端。這種回送過程稱為反饋?；厮碗娐贩Q反饋網(wǎng)絡(luò)。反饋電路F反饋信號xf輸入信號凈信號xixid基本放大電路A輸出信號x0一、反饋的概念2、正反饋、負(fù)反饋：

正反饋：輸入量不變時，引入反饋后，使放大器中凈輸入信號（xid）增大(大于Xi)。

負(fù)反饋：輸入量不變時，引入反饋之后，使放大器中凈輸入信號（xid）變小（小于Xi)。3、直流反饋和交流反饋根據(jù)反饋信號本身的交、直流性質(zhì)，可以分為直流反饋和交流反饋直流反饋：若反饋信號中只包含直流成分，則稱直流反饋。交流反饋：若反饋信號中只包含交流成分，則稱交流反饋。4、本級反饋和級間反饋本級反饋——反饋只存在于某一級放大器中級間反饋——反饋存在于兩級以上的放大器中本章重點(diǎn)分析交流負(fù)反饋

5、反饋系數(shù)F6、開環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)：（基本放大器的放大倍數(shù)）用來反映反饋程度閉環(huán)放大倍數(shù)（有反饋網(wǎng)絡(luò)時的放大倍數(shù)）討論⑴當(dāng)正反饋時∵Xid>Xi∴A<Af

(提高)⑵當(dāng)負(fù)反饋時∵Xid<Xi

∴A>Af(降低)⑶A、Af與F三者的關(guān)系：稱(1+AF)為反饋深度若︱(1+AF)︱＞1則Af<A為負(fù)反饋情況若︱(1+AF)︱＜1則Af>A為正反饋情況①電壓串聯(lián)負(fù)反饋（即取的是電壓信號，與輸入信號相串聯(lián)）②電壓并聯(lián)負(fù)反饋（即取的是電壓信號，并聯(lián)在輸入回路中）③電流串聯(lián)負(fù)反饋（即取的是電流信號，串聯(lián)在輸入回路中）④電流并聯(lián)負(fù)反饋（即取的是電流信號，并聯(lián)在輸入回路中）四種形式二、負(fù)反饋的類型uAF+-o(電流串聯(lián)負(fù)反饋）suAFSI+-o(電流并聯(lián)負(fù)反饋）uuAF+-o(電壓串聯(lián)負(fù)反饋）suAFSI+-o(電壓并聯(lián)負(fù)反饋）u明顯特點(diǎn)：①是電壓反饋，還是電流反饋要看輸出端。與負(fù)載并聯(lián)是電壓反饋，串聯(lián)的是電流反饋。②是并聯(lián)，還是串聯(lián)要看輸入端。若是串聯(lián)，只能以電壓的方式求和，故圈中畫了us

若是并聯(lián)，只能以電流的方式求和，故圈中畫了Is找一找輸入回路與輸出回路之間有無聯(lián)系的元件。若有，則存在反饋；若無，則不存在反饋。該聯(lián)系元件通常稱為反饋元件。

三、負(fù)反饋類型的判斷

1、判斷有無反饋:uu0iRE+VCCRB輸入回路輸出回路反饋網(wǎng)絡(luò)基本放大器部分RE就是輸入、輸出回路的聯(lián)系元件，故存在反饋。RE就是反饋元件往往采用瞬時極性法以確定凈輸入變化具體為，先假定輸入信號處于某一瞬時極性（比如為正⊕）然后順著信號的傳輸方向逐級推出輸出信號和反饋信號的瞬時極性。（即入點(diǎn)、出點(diǎn)、反饋點(diǎn)極性），然后再確定是增強(qiáng)還是削弱了原來的輸入信號。2、判斷正負(fù)反饋按極性法又知uf大于零∴負(fù)反饋若無反饋ube=ui，有反饋ube

=ui–ufRB+ECC1C2RERLuouiubeuf⊕⊕⊕注：出點(diǎn)、反饋點(diǎn)重合當(dāng)有RF時，T1發(fā)射極變負(fù)，凈輸入變大∴是交流正反饋放大器+EC+–C1RC1R2C2uoui+–T1T2CFRLRe1R1Re2RFRE⊕???為負(fù)反饋vid

=vi–vf符合公式：Xid=(Xi-Xf)＜Xii

id

=ii–if

凈輸入信號變小∴負(fù)反饋判斷交、直流反饋時主要是觀察反饋網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)，如果反饋網(wǎng)絡(luò)是由電阻、電容串聯(lián)組成的，則是交流反饋；如果反饋網(wǎng)絡(luò)除了電阻外還并聯(lián)有電容，則是直流反饋；如果反饋網(wǎng)絡(luò)是由電阻組成的，則是交直流反饋。3、判斷是直流還是交流反饋電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例。電流反饋：反饋信號的大小與輸出電流成比例。判斷方法——可用上述定義判斷，也可用輸出端短路法：輸出負(fù)載短路，若反饋量消失，則為電壓反饋，否則為電流反饋。

4、判斷電壓反饋還是電流反饋∵凈信號ib=ii-if變小?！酁樨?fù)反饋，而if=(ui-uo)/Rf≈-uo/Rf即比例于電壓信號，故為電壓負(fù)反饋+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii+-當(dāng)輸出端短路接地后，反饋量就消失所以為電壓反饋短路后RL就無反饋量，故為電壓反饋短路負(fù)載后也有反饋量，故為電流反饋同上例，也為電流負(fù)反饋

5.判斷串聯(lián)反饋或并聯(lián)反饋

串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的不同電極。有：

uid=ui-uf并聯(lián)反饋：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（成為節(jié)點(diǎn)）。有：

iid=ii-if對于三極管來說，反饋信號與輸入信號同時加在三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋；一個加在基極一個加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。對于運(yùn)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，則為并聯(lián)反饋；一個加在同相輸入端一個加在反相輸入端則為串聯(lián)反饋。RB+ECC1C2RERLuouiubeuf一個加在基極一個加在發(fā)射極

屬串聯(lián)負(fù)反饋RiidAu0++∝-RfL--+Russ+iiif

同加在一端，屬并聯(lián)。RufAu0++∞-fRL-Russ++-

加在不同端，屬串聯(lián)。+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii同時加在三極管的基極或發(fā)射極屬電壓并聯(lián)負(fù)反饋1、判斷有無反饋:找一找輸入回路與輸出回路之間有無聯(lián)系的元件。若有，則存在反饋；若無，則不存在反饋。該聯(lián)系元件通常稱為反饋元件。2、判斷正負(fù)反饋往往采用瞬時極性法以確定凈輸入變化具體為:①先假定輸入信號處于某一瞬時極性（比如為正⊕）然后順著信號的傳輸方向逐級推出輸出信號和反饋信號的瞬時極性。（即入點(diǎn)、出點(diǎn)、反饋點(diǎn)極性），②然后確定是增強(qiáng)還是削弱了原來的輸入信號。負(fù)反饋判斷總結(jié)：4、判斷電壓反饋還是電流反饋電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例。電流反饋：反饋信號的大小與輸出電流成比例。判斷方法：可用上述定義判斷，也可用輸出端短路法3、判斷是直流還是交流反饋判斷交、直流反饋時主要是觀察反饋網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)，如果反饋網(wǎng)絡(luò)是由電阻、電容串聯(lián)組成的，則是交流反饋；如果反饋網(wǎng)絡(luò)除了電阻外還并聯(lián)有電容，則是直流反饋；如果反饋網(wǎng)絡(luò)是由電阻組成的，則是交直流反饋。

5.判斷串聯(lián)反饋或并聯(lián)反饋

串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的不同電極并聯(lián)反饋：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（成為節(jié)點(diǎn)）。一、提高了放大倍數(shù)的穩(wěn)定性

由于環(huán)境溫度的變化，電源的電壓波動，以及元器件的老化等因素，將導(dǎo)致放大器的放大倍數(shù)在使用過程中也會隨之波動，當(dāng)引入負(fù)反饋后，可以使這種影響降低。§4.2負(fù)反饋對放大電路性能的影響∵負(fù)反饋1+AF>1∴

相對誤差變小了，故提高了增益的穩(wěn)定性。討論：當(dāng)

（1+AF）＞＞1時，稱為深度負(fù)反饋。顯然放大倍數(shù)基本上由反饋網(wǎng)絡(luò)決定。例：某一負(fù)反饋放大電路，其中A=104，反饋系數(shù)為F=0.01，如果由于參數(shù)變化使A變化了10%（即A:9000~11000）求Af的相對變化是多少?解：

例：已知RB1=100k，RB2=33k，RE=2.4k，RF=100，RC=5k，RL=5k，=60，EC=15V，rbe=1.62k。求Af。RB1+ECRCC1C2RB2RERLuoBCRFRECEE放大倍數(shù)的傳統(tǒng)近似計算（微變等效法）若（1+）RF>>rbe

Af

=-25∵uf

=RFie

uo=-RLic

∴反饋系數(shù)F=(uf/u0)=-RF/RL所以AF1/F=-25用深度反饋放大器公式

Af

1/F

再求結(jié)果1、減小非線性失真原理：二、減小非線性失真和擴(kuò)展了通頻帶

因?yàn)槿龢O管的輸入特性曲線不是線性的，而是非線性的，這將造成輸入的ib信號不是真正的正弦信號。QQQ12bi正半大負(fù)半小ube這樣標(biāo)準(zhǔn)的正弦信號經(jīng)放大器放大后輸出的信號也就不是準(zhǔn)正弦信號了。xixo準(zhǔn)正弦A負(fù)小正大（Ⅰ——無反饋時）

ix0xAF+-準(zhǔn)正弦負(fù)小正大小大fxxxx=idif-基本為正弦信號（Ⅱ——有負(fù)反饋后）送入的不是準(zhǔn)正弦，結(jié)果為近似正弦信號。2、擴(kuò)展了通頻帶

經(jīng)理論分析如下圖示：

0.70.7BWBWf可以證明：BWf=（1+AF）BW

放大器的一個重要特性：增益與通頻帶之積為常數(shù)。AAf1、對輸入電阻的影響:當(dāng)串聯(lián)時，增大了輸入的電阻值

當(dāng)并聯(lián)時，降低了輸入的電阻值

三、改變了放大電路的輸入和輸出電阻2、對輸出電阻的影響

若是電壓負(fù)反饋，則使輸出電阻變小

若是電流負(fù)反饋，則使輸出電阻變大

對電流負(fù)反饋，是與輸出端串聯(lián)，∴輸出電阻變大了。

對電壓負(fù)反饋，是與輸出端并聯(lián)，∴輸出電阻變小了。⑴如何根據(jù)使用要求選擇合適的負(fù)反饋類型？⑵如何從理論上估算深度負(fù)反饋放大電路的性能？⑶如何防止負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生的自激振蕩？下面就幾個問題分別進(jìn)行分析討論。

§4.3負(fù)反饋放大電路應(yīng)用中的幾個問題⑴要穩(wěn)定放大電路的某一個量，就采用這個量的負(fù)反饋。具體如：①穩(wěn)定直流量，就引入直流反饋；穩(wěn)定交流量，就引入交流反饋。②穩(wěn)定輸出電壓，就引入電壓負(fù)反饋。③穩(wěn)定輸出電流，就引入電流負(fù)反饋。

一、負(fù)反饋類型的選取原則：⑵根據(jù)對輸入電阻、輸出電阻的要求來定反饋類型。具體如：①若要提高輸入電阻值，用串聯(lián)負(fù)反饋。②若要降低輸入電阻值，用并聯(lián)負(fù)反饋。③若要提高輸出電阻值，用電流負(fù)反饋。④若要降低輸出電阻值，用電壓負(fù)反饋。

⑶根據(jù)信號源及負(fù)載來確定反饋類型。具體如：①當(dāng)輸入信號源為恒壓源時，應(yīng)采用串聯(lián)負(fù)反饋。②當(dāng)輸入信號源為恒流源時，應(yīng)采用并聯(lián)負(fù)反饋。③當(dāng)要求帶載能力強(qiáng)時，應(yīng)采用電壓負(fù)反饋。④當(dāng)要求恒流源方式輸出時，應(yīng)采用電流負(fù)反饋。

1、深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)：

當(dāng)（1+AF）??1時，稱深度負(fù)反饋

此時有

很重要①二、深度負(fù)反饋放大器的特性分析：∴

∴即反饋信號近似等于輸入信號

∴

即凈輸入信號近似為零以上三點(diǎn)結(jié)論是深度負(fù)反饋放大電路的重要特點(diǎn)，請大家一定記熟，以后要用。

②③由于

u+fR-+LR-+0u-+fuii-i0∞2、深度負(fù)反饋放大電路性能的估算例1：試估算負(fù)反饋電壓放大倍數(shù)

解:由于集成運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)的值相當(dāng)大?！酁樯疃蓉?fù)反饋情況∴由于利用集成運(yùn)放的理想化條件：u+fR