第七章反馈放大电路

7.1反馈的基本概念与分类7.2负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式7.3负反馈对放大电路性能的改善7.4负反馈放大电路的分析方法7.5负反馈放大电路的稳定问题学习指导小结反馈在电子电路中应用极为广泛。按照极性的不同，反馈可分为负反馈和正反馈两种类型，它们在电子电路中的作用不同。在所有实用的放大电路中都要适当地引入负反馈，用以改善放大电路的一些性能指标。正反馈会造成放大电路的工作不稳定，但在波形产生（即振荡）电路中则要引入正反馈，以满足自激振荡的件。主要内容:(1)反馈的基本概念、分类及特点(2)负反馈对放大电路性能的影响(3)负反馈放大电路的稳定问题学习指导基本要求:(1)正确理解反馈的基本概念，负反馈放大电路增益的一般表达式，4种反馈组态及其特点。(2)能用瞬时极性法判别正、负反馈及反馈类型，正确解释负反馈对放大电路性能的影响。(3)近似计算深度负反馈放大电路的增益。(4)了解负反馈放大电路产生自激的原因和条件，能用稳定裕度的概念分析反馈放大电路的稳定性。学习目标:•会看，会判断反馈的类型和极性,会定性分析其作用。•会引，会根据需要正确引入反馈。•会算，会估算深度负反馈放大电路的闭环增益。•会消振，会通过实验调试消除反馈放大电路中的自激振荡。学习方法:反馈放大电路是本课程的重点，也是难点。为达到本章的学习目标，首先必须针对几个电路实例，深入掌握一些重要的基本概念，如反馈、反馈网络、反馈信号、净输入信号、开环与闭环、直流和交流反馈、负反馈和正反馈(即反馈的极性)、电压和电流反馈、串联和并联反馈。在此基础上，用瞬时极性法、输出短路法等方法判断反馈的极性和反馈的类型，掌握负反馈对放大电路性能的影响，并以此为依据引入符合要求的反馈。不仅要会定性分析反馈，还要会定量计算，这样才能更加深入地理解在放大电路中引入负反馈的重要性。基本公式表明了开环和闭环增益之间的关系。它是在中频区推导出来的，其中的（1+）决定了反馈对放大电路性能的影响程度，在的条件下，可由估算放大电路的闭环增益。负反馈放大电路中的自激振荡是必须要加以消除的，因此，要清楚自激振荡产生的原因及条件，从而懂得如何消除自激振荡。7.1反馈的基本概念与分类7.1.1基本概念7.1.2四种类型的反馈组态1.反馈2.内部反馈和外部反馈3.正反馈与负反馈4.级间反馈与本级反馈5.交流反馈与直流反馈6.串联反馈与并联反馈7.电压反馈与电流反馈1.电压串联负反馈2.电流并联负反馈3.电压并联负反馈4.电流串联负反馈5.电压和电流负反馈的特点6.信号源对反馈效果的影响7.四种反馈组态中各信号量的比较放大电路A输入信号（Ui或Ii）输出信号（Uo或Io）反馈网络F反馈信号（Uf或If）将输出信号取出一部分或全部送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。+反馈:正向传输反向传输放大电路有反馈也称闭环放大电路无反馈也称开环，7.1.1基本概念1.反馈7.1.1基本概念1.反馈将电子系统输出回路的电量(电压或电流)，送回到输入回路的过程称之为反馈。vIvO+-RLvIvO+-RLR2R1反馈通路—信号反向传输的渠道开环——无反馈通路闭环——有反馈通路反馈通路（反馈网络）信号的正向传输判断有无反馈的方法：看有无联系输出和输入的电路元素。7.1.1基本概念hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反馈外部反馈2.内部反馈和外部反馈7.1.1基本概念3.正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。另一角度正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率（正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。动画一例vIvO-+RLR2R1(+)(+)(-)(-)(-)净输入量vIvO-+RLR2R1(+)(+)(-)(-)净输入量负反馈正反馈vO-+R4R5R3-+vIR1R2反馈通路反馈通路级间反馈通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)净输入量级间负反馈反馈通路本级反馈通路4.级间反馈与本级反馈7.1.1基本概念5.交流反馈与直流反馈vIvO-+C2C1R1R2(+)(+)(+)(+)交、直流负反馈(+)交流正反馈判别方法：根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。它取决于反馈通路。引入直流负反馈的目的主要是稳定静态工作点引入交流负反馈的目的主要是改善放大电路的性能增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C7.1.1基本概念5.交流反馈与直流反馈增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE17.1.1基本概念5.交流反馈与直流反馈输入端：反馈信号在输入端的联接分为串联和并联两种方式。iX并联：反馈量和fX输入量接于同一输入端。接于不同的输入端。iX串联：反馈量和fX输入量fXiXfXiXfXiXfXiX7.1.1基本概念6.串联反馈与并联反馈联反馈。电流的方式叠加，为并叠加，为串联反馈；以的方式馈量和净输入量以电压在输入端，输入量、反FINiiiFIDuuu并联反馈串联反馈7.1.1基本概念6.串联反馈与并联反馈输出端：反馈信号在输出端分为取电压和取电流两种方式。7.1.1基本概念7.电压反馈与电流反馈判别方法电压：将负载短路，反馈信号为零。电流：将负载短路，反馈信号仍然存在。为电流反馈。若反馈量依然存在，则，则为电压反馈；，若反馈量随之为令输出电压为00电压反馈电流反馈7.1.1基本概念7.电压反馈与电流反馈反馈类别的小结反馈信号的极性正反馈：负反馈：反馈信号使放大器的净输入信号增强反馈信号使放大器的净输入信号减小反馈信号的属性直流反馈交流反馈混合反馈反馈的取样信号电压反馈电流反馈反馈在输入端的引入方式并联反馈串联反馈7.1.1基本概念负反馈交流反馈直流反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈稳定静态工作点7.1.2四种类型的反馈组态重点讨论交流负反馈的四种组态3.是否负反馈？4.是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）1.找出反馈网络（电阻）2.是交流反馈还是直流反馈？7.1.2四种类型的反馈组态反馈类型的分析步骤动画二动画三1、电压串联负反馈判断反馈的类型1.找出反馈网络—Rf和Re12.判断反馈的类型+-Uf+-Udi(3)将输出对地短路，反馈消失，因此是电压反馈。(4)输入信号和反馈信号分别加在三极管的b、e，为串联反馈。(2)假定输入电压的瞬时极性为正，反馈电压的瞬时极性也为正，Udi=Ui-UfUi,因此是负反馈。+--++(1)电路中无电容，因此是交直流反馈电路1判断反馈的类型Rf和Re1组成两级放大电路的交直流电压串联负反馈。Re1又是T1本级的电流串联负反馈Re2是T2本级的电流串联负反馈称为级间反馈电路中存在三个反馈环，分析时以级间反馈作为主要反馈环。1、电压串联负反馈电路1+-Uf+-Udi方框图+-UiRbAU+-UdiRc+-Uo-FURe+UfRf1、电压串联负反馈电路1+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rfubeube三极管的集电极与基极相位相反电压串联负反馈电路2负反馈uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf电路2电压负反馈的重要特点是电路的输出电压趋于维持恒定。电路3++++运放输出的极性与同相输入端的极性相同，与反相输入端的极性相反。电压串联负反馈负反馈电路4++-++电压串联负反馈负反馈2、电流并联负反馈判断反馈的类型1.找出反馈网络—Rf和Re22.判断反馈的类型(3)将输出对地短路，反馈仍存在，因此是电流反馈。(4)输入信号和反馈信号都加在三极管的基极，故为并联反馈(2)由瞬时极性法可判断：If的方向由输入流入Rf，Idi=Ii-IfIi，因此是负反馈。+---(1)电路中无电容，因此是交直流反馈。IoIiIdiIf反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。电路1+-UiAIIdiRc2BIRfRe2IoIiIf方框图电流反馈并联反馈iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2电路2++--负反馈电流并联负反馈电流负反馈的重要特点是电路的输出电流趋于维持恒定。电路3+--isiIiIDiFioiID=iI-iF电流并联负反馈负反馈+-+-isiB1iFio电流并联负反馈负反馈iB1=is-iF电路4IoEC3、电压并联负反馈判断反馈的类型1.找出反馈网络—Rf2.判断反馈的类型(3)将输出对地短路，反馈消失，因此是电压反馈。(4)输入信号和反馈信号都加在三极管的基极，故为并联反馈。(2)由瞬时极性法可判断：If的方向由输入流入Rf，Idi=Ii-IfIi，因此是负反馈。+-(1)电路中无电容，因此是交直流反馈。If反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。电路1+-UiARIdiRc2BGRfIiIf+-UoIoEC方框图+-isiIiIDiFiID=iI-iF电压并联负反馈负反馈电路24、电流串联负反馈UoUiEC判断反馈的类型1.找出反馈网络即与输入回路有关，又与输出回路有关的网络。—ReIoUfUdi2.判断反馈的类型①判断是电压反馈还是电流反馈电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比例；电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比例。由电路知Uf=IoRe，与输出电流Io成正比，因此是电流反馈电路1判断反馈的类型2.判断反馈的类型②判断是串联反馈还是并联反馈反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，则为并联反馈；反之，加在放大电路输入回路的两个电极，则为串联反馈。反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射极，则为并联反馈；一个加在基极，另一个加在发射极则为串联反馈。UoUiECIoUfUdi电路中输入信号Ui加在基极，反馈信号Uf加在发射极，因此是串联反馈瞬时极性法：在放大电路的输入端，假设一个输入信号的电压极性，可用“+”、“-”。按信号传输方向经基本放大器反馈网络判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时电压极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。电流串联负反馈判断反馈的类型2.判断反馈的类型③判断是正反馈还是负反馈UoUiECIoUfUdi+-+Udi=Ui-UfUi即由于反馈的引入削弱了净输入信号，因此是负反馈电流串联负反馈判断反馈的类型2.判断反馈的类型④判断是直流反馈还是交流反馈电容观察法：反馈通路如存在隔直电容，则为交流反馈反馈通路如存在旁路电容，则为直流反馈反馈通路不存在电容，则为交直流混合反馈UoUiECIoUfUdi显然，反馈为交直流混合反馈综合前面分析可知：该电路反馈元件Re引入的是交直流、电流串联负反馈UoUiUfUdi方框图+-UiRbBRRe+-UfAG+-UdiRc由交流通路得到UoUiECIoUfUdiIo电路2vS++++vIvFvIDvID=vI-vF电流串联负反馈负反馈电路3vS++-+vFiDiSvgs=vI-vF电流串联负反馈负反馈A.电压串联负反馈RLvOvFvIDvO电压负反馈：稳定输出电压5.电压和电流负反馈的特点RLiOiFiIDiO电流负反馈：稳定输出电流B.电流并联负反馈6.信号源对反馈效果的