低頻電子電路-第7章 反饋放大結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

《低頻電子電路》----------人民郵電出版社普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材授課：曾浩7.1負(fù)反饋放大結(jié)構(gòu)7.3反饋放大結(jié)構(gòu)的頻率特性與自激現(xiàn)象

第七章反饋放大結(jié)構(gòu)與應(yīng)用7.2負(fù)反饋放大結(jié)構(gòu)的指標(biāo)分析——方框圖分析法7.4集成反饋放大結(jié)構(gòu)的小信號運(yùn)用分析——工程近似計算法

電子設(shè)備對所應(yīng)用的放大器的質(zhì)量要求越來越高，要求放大器的非線性失真小，頻率特性好，增益穩(wěn)定度高，并且具有所需要的輸入、輸出電阻。提高放大器的質(zhì)量的一個重要措施就是在基本放大器基礎(chǔ)上加一負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)。引入負(fù)反饋可以改善放大器的性能，如提高放大器的增益穩(wěn)定度，展寬頻帶，減小非線性失真等。因而負(fù)反饋在電子電路中應(yīng)用非常廣泛，可以這么說幾乎所有的實用放大電路都是帶負(fù)反饋的電路。7.1負(fù)反饋放大結(jié)構(gòu)在前一章放大器基礎(chǔ)中討論靜態(tài)工作點穩(wěn)定問題時已接觸過反饋現(xiàn)象。直流通路T

ICQ

VEQ

(≈ICQRE)

VBEQ

(=VBQ-VEQ)IBQ

ICQ

一、反饋的概念VCCRCRB1RB2RE

ICQ的變化通過RE改變VEQ,從而改變輸入回路偏置電壓VBEQ的這個過程稱為反饋。直流通路中存在的反饋稱直流反饋；用來穩(wěn)定直流電量的直流反饋，稱直流負(fù)反饋。交流通路ic

ve

(≈ic

RE)

vbe

(=

vi

-

ve)ib

ic

ic的變化通過RE改變ve,從而改變凈輸入電壓vbe。交流通路中存在的反饋稱交流反饋；

用來穩(wěn)定交流電量、改善放大器性能的交流反饋，為交流負(fù)反饋。VCCRCRB1vs+-RL+-voRB2RERS++

C1C2

反饋：將放大器輸出信號的部分或全部，通過一定形式的反饋網(wǎng)絡(luò)（比如Re)取樣后以一定的方式送回到電路輸入端，并對凈輸入信號進(jìn)行調(diào)整的過程就稱為反饋。

反饋放大器：具有反饋的放大器稱為反饋放大器。其核心部分由反饋放大結(jié)構(gòu)來構(gòu)成的放大電路。反饋及反饋放大器的概念二、反饋放大器的組成框圖及標(biāo)準(zhǔn)電量凈輸入信號

輸出信號輸入信號反饋信號

xif

、x

i、xf、xof

為分別代表滿足反饋結(jié)構(gòu)要求的電量，是反饋放大器的標(biāo)準(zhǔn)物理量。它們具體是電壓量或是電流量則要由具體電路來決定。

在結(jié)構(gòu)輸出端，我們注意到基本放大器的輸出電量、反饋網(wǎng)絡(luò)輸入電量和反饋結(jié)構(gòu)輸出電量均為同一個電量，因此統(tǒng)一用一個xof表示。三、反饋放大器的主要參數(shù)開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益環(huán)路增益：反饋深度F（或環(huán)路增益T）是衡量反饋強(qiáng)弱的一項重要指標(biāo)。其值直接影響電路性能。反饋深度：7.1.2

四種類型負(fù)反饋放大器及其判別一、反饋放大器的類型判別從輸出端看1、若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器并接，反饋信號取自負(fù)載上輸出電壓的反饋稱為電壓反饋。輸出量

xof

為

vof

例2、若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器串接，反饋信號取自負(fù)載中輸出電流的反饋稱為電流反饋。輸出量

xof

為

iof

例即從輸出端看反饋方式有兩種(根據(jù)取樣電量來判別)：電壓反饋

和電流反饋

。從輸入端看1、若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器串接，反饋信號以電壓vf

的形式出現(xiàn)，并在輸入端進(jìn)行電壓比較，即v

i=vif-vf2、若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器并接，反饋信號以電流if的形式出現(xiàn)，并在輸入端進(jìn)行電流比較，即ii

=iif-

if

即從輸入端看反饋方式有兩種（根據(jù)連接方式判斷）：串聯(lián)反饋

和并聯(lián)反饋。

由此可知反饋放大器有四種反饋類型：電壓串聯(lián)反饋、電壓并聯(lián)反饋、電流串聯(lián)反饋、電流并聯(lián)反饋。反饋放大器的四種類型

電壓串聯(lián)負(fù)反饋的標(biāo)準(zhǔn)物理量為:vif

、v

i、vf、vof

電壓并聯(lián)負(fù)反饋的標(biāo)準(zhǔn)物理量為：

iif

、i

i、if、vof

四種類型負(fù)反饋放大器增益表達(dá)式

電流并聯(lián)負(fù)反饋的標(biāo)準(zhǔn)物理量為：

iif

、i

i、if、iof

電流串聯(lián)負(fù)反饋的標(biāo)準(zhǔn)物理量為：

vif

、v

i、vf、iof

由于凈輸入信號

若xf

削弱了x

i

，使x

i

<xif負(fù)反饋

若xf

增強(qiáng)了xi，使x

i

>xi正反饋二、反饋放大器的反饋性質(zhì)：即正負(fù)反饋

由此可見，負(fù)反饋具有的x

I

和xf

同相的特征，即T>0。

可改善放大電路性能由此可見，正反饋具有的x

I

和xf

反相的特征，即T<0會使放大電路工作不穩(wěn)定，主要用于振蕩器中設(shè)某時刻xif

瞬時極性為經(jīng)A判斷xof？？經(jīng)kf判斷xf？？比較xf

與xi

的極性若xf與xi在放大器的輸入回路中是：同端同號異端異號正反饋同端異號異端同號負(fù)反饋用正負(fù)號表示電路中各點電壓的瞬時極性，并利用它們的相互制約關(guān)系來判別的方法稱瞬時極性法。

具體判斷方法是：先假設(shè)輸入信號在某一時刻的瞬時極性為正，然后在電路中，從輸入端開始，沿著信號流向（基本放大電路中信號正向傳輸，反饋通路中信號反向傳輸），根據(jù)放大電路輸入輸出的相位關(guān)系，逐級標(biāo)出該時刻有關(guān)節(jié)點電壓的瞬時極性，最后判斷信號反饋到輸入端是削弱還是增強(qiáng)了凈輸入信號，如果是削弱，則為負(fù)反饋，反之則為正反饋。

Akfxofxifxfx

i反饋極性的判別方法—瞬時極性法

判斷反饋類型—采用短路法

假設(shè)輸出端交流短路，若反饋信號消失，則為電壓反饋；反之為電流反饋。判斷電壓與電流反饋

判斷串聯(lián)與并聯(lián)反饋

假設(shè)輸入端交流短路，若反饋作用消失，則為并聯(lián)反饋；反之為串聯(lián)反饋。AvkfvRS+-vs+-vivfv

i+-+-RL+-voRSiSiiifii

AikfiRLio局部反饋：越級反饋：反饋由本級輸出信號產(chǎn)生，可忽略。輸出信號跨越一個以上放大級向輸入端傳送的稱為級間（或越級）反饋。多級放大器中的反饋：

例1

判斷電路的反饋極性和反饋類型。

假設(shè)輸出端交流短路，Rf引入的反饋消失電壓反饋。

假設(shè)輸入端交流短路，Rf

的反饋作用消失并聯(lián)反饋。

分析：viVCCRCRfvo+-+-RfRf→則vc為○-

假設(shè)vi瞬時極性為○+○+○-iiifib結(jié)論：

Rf引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋viRCvo+-+-→返回同端

。○-○-viVCCRCvo+-+-RERB1RB2例2

判斷圖示電路的反饋極性和反饋類型。

假設(shè)輸出端交流短路，RE上的反饋依然存在電流反饋。

假設(shè)輸入端交流短路，RE上的反饋沒有消失串聯(lián)反饋。

分析：

假設(shè)vi瞬時極性為○+結(jié)論：

RE引入電流串聯(lián)負(fù)反饋viRCvo+-+-RERB1RB2○+→則ve（即vf

）極性為○+○+例3

判斷下列電路的反饋極性和反饋類型。

viVCCRC1vo+-+-RE1RBRC2RE2RfviVCCRC1vo+-+-RE1RBRC2RE2Rf-+AR1Rf+-vsvo-+AR1Rf+-vsvo○+○-○-電流并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)正反饋○+○-○-○-○+○-電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋○+○+○+○-○-voR1R2+-+-+-viARL電壓反饋引回輸入回路voR1R2+-+-+-viARLIFI2Io引回輸入回路電流反饋

判斷反饋類型的技巧viVCCRC1voVEERfRE2R1RC2RC3RsT1T2T3例4

判斷下列電路的反饋極性和反饋類型。

viVCCRC1voVEERER1RC2RC3RST1T2T3Rf○+○-○-○+○+○+電流串聯(lián)負(fù)反饋○+電流并聯(lián)負(fù)反饋○-viVCCRD1vo+-+-RS1RGRD2RS2RfviVCCRD1vo+-+-RS1RGRD2RS2Rf例5

判斷下列電路的反饋極性和反饋類型。

○+○+○+○+○-電壓并聯(lián)正反饋○-○+電壓串聯(lián)負(fù)反饋○+7.2負(fù)反饋放大結(jié)構(gòu)的指標(biāo)分析——

方框圖分析法7.2.1負(fù)反饋對放大器性能影響的定性分析1、能降低增益提高增益穩(wěn)定度

即負(fù)反饋使增益降低。對Af求導(dǎo)數(shù)得:

有負(fù)反饋時，增益的穩(wěn)定性比無反饋時提高了（1+Akf）倍。反饋越深，閉環(huán)增益的穩(wěn)定性越好。不過值得注意的是：反饋類型不一樣，穩(wěn)定的增益是不同的。

電壓串聯(lián)負(fù)反饋能穩(wěn)定電壓增益，電流并聯(lián)負(fù)反饋能穩(wěn)定電流增益，而電壓并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定的是電阻增益、電流串聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定的是電導(dǎo)增益。

即負(fù)反饋使增益穩(wěn)定度提高。2、改變輸入、輸出電阻（也可從物理意義上講）

輸入電阻(Ri=R//Rif)（主要與輸入端的反饋方式有關(guān)）

串聯(lián)負(fù)反饋基放輸入電阻：環(huán)路增益：反饋電路輸入電阻：引入串聯(lián)負(fù)反饋，使輸入電阻增大，深度串聯(lián)負(fù)反饋的輸入電阻→∞。信號源最好采用電壓源。結(jié)論

并聯(lián)負(fù)反饋基放輸入電阻：環(huán)路增益：反饋電路輸入電阻：引入并聯(lián)負(fù)反饋，使輸入電阻減小。深度并聯(lián)負(fù)反饋的輸入電阻→0。信號源最好采用電流源。結(jié)論

□輸出電阻（主要與輸出端的反饋方式有關(guān)）

電壓負(fù)反饋令xsf=0i+-vo基放Ro

xfxs

Ast

xs

反饋網(wǎng)絡(luò)+-Ro

：考慮反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)載效應(yīng)后，基放輸出電阻。Ast

：負(fù)載開路時，基本放大器源增益。由定義得Rof電路模型：由圖得：引入電壓負(fù)反饋，使輸出電阻減小，深度電壓負(fù)反饋條件下，其輸出電阻→0，能穩(wěn)定輸出電壓vo結(jié)論

電流負(fù)反饋Asn

：負(fù)載短路時，基本放大器源增益。由定義得Rof電路模型：由圖得：引入電流負(fù)反饋，使輸出電阻增大，深度電流負(fù)反饋，其輸出電阻→∞，能穩(wěn)定輸出電流io結(jié)論Ro

：考慮反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)載效應(yīng)后，基放輸出電阻。令xsf=0+-vo基放Ro

xfxs

Ast

xs

反饋網(wǎng)絡(luò)+-3、減小頻率失真（或擴(kuò)展通頻帶）

由于負(fù)反饋降低了電路增益靈敏度，因此放大器可在更寬的通頻帶范圍內(nèi)維持增益不變。設(shè)基放為單極點系統(tǒng)：則：若反饋網(wǎng)絡(luò)反饋系數(shù)為：則閉環(huán)系統(tǒng):其中：引入負(fù)反饋后，上限角頻率增大為原來的1+Akf倍。注意：通頻帶的擴(kuò)展是以降低增益為代價的。

其中：引入負(fù)反饋后，下限角頻率降低為原來的1/(1+Akf)倍。則閉環(huán)系統(tǒng):())/(1IwwwLjAjA-=：若基放系統(tǒng)函數(shù)基本放大器vofvifvfv

i例如：一基本放大器，輸入正弦信號時，輸出產(chǎn)生失真。引入負(fù)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)注意：負(fù)反饋只能減小反饋環(huán)內(nèi)的失真，若輸入信號本身產(chǎn)生失真，反饋電路無能為力。vo失真減小。4、減小非線性失真

5、噪聲性能（用信噪比不變來衡量）同減小非線性失真一樣，引入負(fù)反饋可減小噪聲。注意：負(fù)反饋在減小噪聲的同時，有用信號以同樣的倍數(shù)在減小，其信噪比不變。因此，噪聲性能不變。綜上所述，負(fù)反饋對放大器性能影響主要表現(xiàn)為：

降低增益，提高增益穩(wěn)定度，減小非線性失真，改變輸入、輸出電阻，展寬頻帶等

基本放大器引入負(fù)反饋的原則：在電路輸出端：若要求電路vo穩(wěn)定或Ro小應(yīng)引入電壓負(fù)反饋。若要求電路io穩(wěn)定或Ro大應(yīng)引入電流負(fù)反饋。在電路輸入端：若要求Ri大或從信號源索取的電流小引入串聯(lián)負(fù)反饋。若要求Ri小或從信號源索取的電流大引入并聯(lián)負(fù)反饋。反饋效果與信號源內(nèi)阻RS的關(guān)系：若電路采用RS較小的電壓源激勵應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋若電路采用RS較大的電流源激勵應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋反饋效果與增益的關(guān)系：若要穩(wěn)定電壓增益應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋若要穩(wěn)定電導(dǎo)增益應(yīng)引入電流串聯(lián)負(fù)反饋7.2.2、負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的基本放大器一、負(fù)反饋放大器性能的分析步驟1、判斷反饋類型2、畫考慮反饋網(wǎng)絡(luò)負(fù)載效應(yīng)后的基本放大器3、在基本放大器中求出Ri

、Ro

、A、kf等4、根據(jù)Rif、Rof、Af與Ri

、Ro

、A、kf

的關(guān)系求出Rif、Rof、Af等。5、求出源電壓增益AVfS畫輸入回路

(令xo=0)在反饋結(jié)構(gòu)輸出端為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，即電壓反饋時，就將輸出端短路(令vof=0）畫輸出回路在反饋結(jié)構(gòu)輸入端為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，即并聯(lián)反饋時，就將輸入端短路（令vif=0)在反饋結(jié)構(gòu)輸入端為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，即串聯(lián)反饋時，就將輸出端短路（令iif=0)二、畫基本放大器的方法：（消除反饋結(jié)構(gòu)中的反饋作用）在反饋結(jié)構(gòu)輸出端為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，即電流反饋時，就將輸出開路（令iof=0)根據(jù)反饋類型確定kf

含義，并計算kf；確定Afs(=xo/xs)含義，并計算。AvkfvRS+-vs+-vivfv

i+-+-RL+-vo1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋開環(huán)電壓增益電壓反饋系數(shù)閉環(huán)電壓增益當(dāng)電路滿足深度負(fù)反饋條件時：或ArkfgRL+-voRSiSiiifii

2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋開環(huán)互阻增益互導(dǎo)反饋系數(shù)閉環(huán)互阻增益當(dāng)電路滿足深度負(fù)反饋條件時：或AgkfrRLioRS+-vs+-vivfv

i+-+-3.電流串聯(lián)負(fù)反饋開環(huán)互導(dǎo)增益互阻反饋系數(shù)閉環(huán)互導(dǎo)增益當(dāng)電路滿足深度負(fù)反饋條件時：或RSiSiiifii

AikfiRLio4.電流并聯(lián)負(fù)反饋開環(huán)電流增益電流反饋系數(shù)閉環(huán)電流增益當(dāng)電路滿足深度負(fù)反饋條件時：或7.2.3負(fù)反饋結(jié)構(gòu)的方框圖計算

vsRC1vo+-+-RE1RLRC2RfRST1T2+-vf例1圖示電路，試在深度負(fù)反饋條件下估算Avfs

該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大器。解：將輸入端交流開路，即將T1管射極斷開：0//2?=cofoRRR：因此有例2圖示電路，試在深度負(fù)反饋條件下估算Avfs

該電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋放大器。解：將輸入端交流短路，即將T1管基極交流接地：則因此isRC1vo+-RLRC2RfRST1T2ifRE2io例3圖示電路，試在深度負(fù)反饋條件下估算Avfs

該電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。(1)解：將反相輸入端交流接地：該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。(2)解：將反相輸入端交流開路：-+AR1Rf+-vsvoif（圖1）-+AR1Rf+-vsvo-+vf（圖2）RiRifRof例7-2-2已知負(fù)反饋放大器如圖7-2-7（a）所示，其中，各個場效應(yīng)管和三極管均處于小信號放大狀態(tài)。其中rds1→∞，rce2→∞

（1）請給出該反饋的放大器電壓增益Av=vo/vi

、輸入電阻Ri、輸出電阻Ro的表達(dá)式；（2）在深度負(fù)反饋條件下，給出該反饋的放大器電壓增益、輸入電阻、輸出電阻的表達(dá)式。電流串聯(lián)負(fù)反饋第二，對反饋電路的指標(biāo)進(jìn)行分析解：第一，對電路反饋類型進(jìn)行判斷

例7-2-3已知負(fù)反饋放大器如圖7-2-11（a）所示，其中，各個場效應(yīng)管和三極管均處于小信號放大狀態(tài)。其中rce1=rce2=rce3=rce4→∞，。請在深度負(fù)反饋條件下，給出該反饋的放大器電阻源增益（vo/is)Ri反饋類型為電壓串聯(lián)負(fù)反饋解：將輸入端交流開路，得+vf-fBBoffvRRRvvk+==：則7.3負(fù)反饋放大器的穩(wěn)定性Akfxofxifxfx

i

實際上，放大器在中頻區(qū)施加負(fù)反饋時，有可能因Akf

在高頻區(qū)的附加相移（主要是管子的極間電容引起的）使負(fù)反饋變?yōu)檎答?，引起電路自激。一、判別穩(wěn)定性的準(zhǔn)則反饋放大器頻率特性：若在某一頻率上:放大器自激自激振幅條件

自激相位條件

說明

自激時，即使xi=0，但由于xi

=xf

，因此反饋電路在無輸入時，仍有信號輸出。

不自激條件:當(dāng)或時，或當(dāng)時，或注意：只要設(shè)法破壞自激的振幅條件或相位條件之一，放大器就不會產(chǎn)生自激。

穩(wěn)定裕量

要保證負(fù)反饋放大器穩(wěn)定工作，還需使它遠(yuǎn)離自激狀態(tài)，遠(yuǎn)離程度可用穩(wěn)定裕量表示。當(dāng)時，相位裕量當(dāng)時，增益裕量

g—增益交界角頻率；

—相位交界角頻率。

相位裕量圖解分析法假設(shè)放大器施加的是電阻性反饋，kf

為實數(shù)：由得在A(

)或T(

)波特圖上—找

g在A(

)波特圖上，作1/kf(dB)的水平線，交點即

g注：1/kf(dB)的水平線稱增益線。在T(

)波特圖上，與水平軸[T(

)=0dB]的交點，即

g根據(jù)

g在相頻曲線上——找

T(

g)判斷相位裕量若放大器穩(wěn)定工作若放大器工作不穩(wěn)定例1已知A(j

)波特圖，判斷電路是否自激。(1/kf)dB

g

T(

g)（1）在A(

)波特圖上作1/kf(dB)的水平線。分析：（2）找出交點，即

g（3）在

T(

)波特圖上，找出

T(

g)（4）因此電路穩(wěn)定工作，不自激。由于A(

)/dB

o

T(

)

o-180o-90o例2已知T(j

)波特圖，判斷電路是否自激。

T(

g)（1）由T(

)波特圖與橫軸的交點，找出

g分析：（2）由

g在

T(

)波特圖上，找出

T(

g)（3），因此電路自激。由于T(

)/dB

o

T(

)

o-180o

g

利用幅頻特性漸近波特圖判別穩(wěn)定性一無零三極系統(tǒng)波特圖如下，分析

g落在何處系統(tǒng)穩(wěn)定。0

p20.1

p110

p3

A(

)

-90

p1

p3-180

-270

p2

p1A

(

)/dB

2040600

p3-20dB/十倍頻-40dB/十倍頻-60dB/十倍頻80放大器必穩(wěn)定工作?；?/p>

g落在

P1與

P2之間只要

g落在斜率為：（-20dB/十倍頻）的下降段內(nèi)，

g則

P2=10

P1，

P3=10

P2結(jié)論：在多極點的低通系統(tǒng)中，若

P3

10

P2，則只要

g落在斜率為（-20dB/十倍頻）的下降段內(nèi)，或

g落在

P1與

P2之間，放大器必穩(wěn)定工作。解決方法：采用相位補(bǔ)償技術(shù)。在中頻區(qū)，反饋系數(shù)kf

越大，反饋越深，電路性能越好。在高頻區(qū)，kf

越大，相位裕量越小，放大器工作越不穩(wěn)定；在中頻增益AI基本不變的前提下，設(shè)法拉長

P1與

P2之間的間距，或加長斜率為“-20dB/十倍頻”線段的長度，使得kf增大時，即使信號到達(dá)第二極點時，相頻特性最多位移135o，幅頻特性相對中頻則下降到0dB或0dB以下，即電路不可能出現(xiàn)自激。具體方法如下：相位補(bǔ)償基本思想：①

簡單電容補(bǔ)償②

彌勒電容補(bǔ)償

滯后補(bǔ)償技術(shù)

超前補(bǔ)償技術(shù)

滯后補(bǔ)償技術(shù)簡單電容補(bǔ)償—降低

P1補(bǔ)償方法：將補(bǔ)償電容C

并接在集成運(yùn)放產(chǎn)生第一個極點角頻率的節(jié)點上，使

P1降低到

d。AdiRCC

P1降低到

d

反饋增益線下移

穩(wěn)定工作允許的kf增大。

p2

p1A

(

)/dB

0

p3AvdI

d20lg(1/kf)可見，接入補(bǔ)償電容后，極點頻率降低了。

簡單電容補(bǔ)償缺點：補(bǔ)償電容C

數(shù)值較大（

F量級），集成較困難。當(dāng)很小時密勒電容補(bǔ)償—降低

P1、增大

P2補(bǔ)償方法：將補(bǔ)償電容C

跨接在三極管B極與C極之間，利用密勒倍增效應(yīng)，使

P1降低，拉長

P1與

P2之間的間距。這種補(bǔ)償方法又稱極點分離術(shù)。集成運(yùn)放F007電路中采用了這種技術(shù)。密勒電容補(bǔ)償優(yōu)點：用較小的電容（PF量級），即可達(dá)到補(bǔ)償目的。超前補(bǔ)償技術(shù)補(bǔ)償思路：在

P2附近，引入一個具有超前相移的零點，以抵消原來的滯后相移，使得在不降低

P1的前提下，拉長

P1與

P2之間的間距。

p2

p1A

(

)/dB

0

p3AvdI-20dB/十倍頻

P-+AR1Rf+-Vs(s)Vo(s)R2則其中C

在反饋電阻Rf上并接補(bǔ)償電容C

。補(bǔ)償方法：利用零點角頻率

Z將

P2抵消，可將斜率為“-20dB/十倍頻”的下降段，延長到

P3。假設(shè)運(yùn)放為無零三極系統(tǒng)，且

P1<

P2<

P3選擇合適的C

，使

p2

p1A

(

)/dB

0

p3AvdI-20dB/十倍頻

P相位補(bǔ)償技術(shù)在寬帶放大器中的應(yīng)用密勒電容補(bǔ)償超前電容補(bǔ)償vIVCCR1voR2T1T2T3RLRE1RE3RfCfCcT4T4T5R3R4R5T6T7T8CBMC-1553集成寬帶放大器內(nèi)部電路Av

=100fH

=45MHz7.4集成反饋放大結(jié)構(gòu)的小信號運(yùn)用分析根據(jù)集成運(yùn)放自身所處的工作狀態(tài)，運(yùn)放應(yīng)用電路分：線性應(yīng)用電路和非線性應(yīng)用電路兩大類。線性應(yīng)用電路-+AZ1Zfvovs1vs2iZ1或Zf采用非線性器件（如三極管），則可構(gòu)成對數(shù)、反對數(shù)、乘法、除法等運(yùn)算電路。Z1或Zf采用線性器件(R、C)，則可構(gòu)成加、減、積分、微分等運(yùn)算電路。組成：集成運(yùn)放外加深度負(fù)反饋。因負(fù)反饋作用，使運(yùn)放小信號工作，故運(yùn)放處于線性狀態(tài)。

非線性應(yīng)用電路-+AvovIVREF組成特點：運(yùn)放開環(huán)工作。

由于開環(huán)工作時運(yùn)放增益很大，因此較小的輸入電壓，即可使運(yùn)放輸出進(jìn)入非線區(qū)工作。例如電壓比較器。6.1.1集成運(yùn)放理想化條件下兩條重要法則理想運(yùn)放

失調(diào)和漂移

0

推論因則因則說明：相當(dāng)于運(yùn)放兩輸入端“虛短路”。虛短路不能理解為兩輸入端短接，只是(v–-v+)的值小到了可以忽略不計的程度。實際上，運(yùn)放正是利用這個極其微小的差值進(jìn)行電壓放大的。同樣，虛斷路不能理解為輸入端開路，只是輸入電流小到了可以忽略不計的程度。相當(dāng)于運(yùn)放兩輸入端“虛斷路”。實際運(yùn)放低頻工作時特性接近理想化，因此可利用“虛短、虛斷”運(yùn)算法則分析運(yùn)放應(yīng)用電路。此時，電路輸出只與外部反饋網(wǎng)絡(luò)參數(shù)有關(guān)，而不涉及運(yùn)放內(nèi)部電路。集成運(yùn)放基本應(yīng)用電路反相放大器-+AR1Rf+-vsvoifi1類型：電壓并聯(lián)負(fù)反饋

因則反相輸入端“虛地”。因則由圖輸出電壓表達(dá)式：輸入電阻輸出電阻因因深度電壓負(fù)反饋，同相放大器-+AR1Rf+-vsvoifi1類型：電壓串聯(lián)負(fù)反饋

因則注：同相放大器不存在“虛地”。因由圖輸出電壓表達(dá)式：輸入電阻輸出電阻因深度電壓負(fù)反饋，因則

同相跟隨器

-+A+-vsvo由圖得因由于所以，同相跟隨器性能優(yōu)于射隨器。加、減運(yùn)算電路反相加法器

7.4.1基本運(yùn)算電路分析-+AR2Rf+-vs2voifi2R1i1+-vs1因則因則即整理得

同相加法器

-+AR2Rf+-vs1voR1+-vs2R3利用疊加原理：則減法器Rf-+AR3vs1voR2vs2R1令vs2=0，則令vs1=0，當(dāng)差模輸入電阻Rif=R1+R2積分和微分電路有源積分器-+ARC+-vsvo則有源微分器-+ARC+-vsvotvs0輸入方波積分輸出三角波vot0微分輸出尖脈沖tvo0if-+ARfC+-vsvoic-+ARC+-vsvoiciR第7章反饋放大結(jié)構(gòu)與應(yīng)用波形變換

對數(shù)、反對數(shù)變換器對數(shù)變換器

-+AR+-vsvo利用運(yùn)算法得：由于整理得缺點：vo受溫度影響大、動態(tài)范圍小。vs必須大于0。反對數(shù)變換器利用運(yùn)算法則得由于整理得缺點：vo受溫度影響大。vs必須小于0。-+AR+-vsvoT儀器放大器是用來放大微弱差值信號的高精度放大器。

特點：KCMR很高、Ri

很大，Av

在很大范圍內(nèi)可調(diào)。三運(yùn)放儀器放大器

由得由得由減法器A3得：整理得vI1+-A1R2-+A2R1vo1vOvI2-+A3R2R3R4R3R4ivo2例1：用集成運(yùn)放實現(xiàn)以下運(yùn)算關(guān)系解：比較得：選RF1=20k

，得：R1=100k

，R3=15.4k

；選RF2=100k

，得：R4=100k

，R2=10k

。習(xí)題7-14電路如下圖所示。已知A1、A2為運(yùn)算放大器（集成增益器件），晶體管T1、T2特性相同，有

=50，rbe=1.3k

，電位器滑動端位于中間位置，電容C1、C2對信號短路。（1）當(dāng)輸入電壓Vi=0.1V時，求輸出電壓Vo；（2）是否可以通過電位器滑動端的變化，即通過人為的非對稱輸入回路實現(xiàn)電路無失調(diào)；（3）該電路存在哪些反饋？其作用分別是什么？

解：這是一個三級放大電路。第一級差分放大電路，第二級運(yùn)放構(gòu)成的減法器，第三級運(yùn)放構(gòu)成的同相跟隨器。第一級差分放大電路的放大倍數(shù)習(xí)題7-15求下電路的輸入輸出關(guān)系表達(dá)式。

(b)

(a)

解：(a)

(b)

最后要說明的是：在本章中，最重要的概念就是“虛短”和“虛斷”這兩個概念及其運(yùn)用。R2

A1R1uI1uO1R3uI2R2R1

A2uOu1＋u1－u2＋u1－i1i2i3i4i5例2：求下電路的輸入輸出關(guān)系表達(dá)式。

將i3

和i4

代入上式，經(jīng)整理可得7.4.2小信號的頻域分析舉例——有源濾波器

我們知道，濾波電路是一種以頻率大小為依據(jù)的信號頻率選擇電路，其主要用于濾除輸入信號中無用頻率分量，保留有用頻率分量的功能電路。在圖下中，輸入信號由頻率較低的有用信號和高頻干擾信號構(gòu)成，輸出信號則是經(jīng)低通濾波電路（LPF）處理后，獲得的僅含輸入信號中低頻分量的有用信號。濾波器的功能：對頻率進(jìn)行選擇,過濾掉噪聲和干擾信號，保留下