第六章放大电路中的反馈.

1第六章放大电路中的反馈6.1反馈的基本概念及判断方法6.2负反馈放大电路的四种基本组态6.3负反馈放大电路的方块图及一般表达式6.4深度负反馈放大电路放大倍数的分析6.5负反馈对放大电路性能的影响26.1反馈的基本概念及判断方法在电子线路中将输出信号（电压或电流）的一部分或全部通过一定的电路环节（反馈网络）引回到输入端，与输入信号叠加从而影响净输入量的措施称为反馈。放大网络：放大信号反馈网络：传输反馈信号6.1.1反馈的基本概念图6.1反馈放大电路方框图基本放大器XiXi′反馈网络XoXf....+-放大网络A反馈网络F..iXiX：输入量；：净输入量；：反馈量，：输出量fXoX&3或者说引回的信号削弱了净输入信号，就称为负反馈；若引回的信号增强了净输入信号，就称为正反馈。负反馈的作用：稳定静态工作点(直流)；稳定放大倍数；改善输入电阻和输出电阻；扩展通频带;改善输出信号波形。引入反馈的放大电路称为闭环放大电路，未引入反馈的放大电路叫做开环放大电路。基本放大器XiXi′反馈网络XoXf....+-放大网络A反馈网络F..这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。4●反馈的分类按极性分：正反馈：引入反馈后使净输入量增大的反馈。负反馈：引入反馈后使净输入量减小的反馈。按反馈性质分：直流反馈：只对直流信号起反馈作用的反馈。交流反馈：只对交流信号起反馈作用的反馈。按采样方式分：电压反馈：反馈信号取自于输出电压的反馈。电流反馈：反馈信号取自于输出电流的反馈。按求和方式分：串联反馈：在输入端以电压方式叠加，影响净输入电压的反馈。并联反馈：在输入端以电流方式叠加，影响净输入电流的反馈。按反馈范围分：本级反馈：只在本级放大电路之内的反馈。级间反馈：多级放大电路之间的反馈。5负反馈交流负反馈直流负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Q负反馈的分类用于改善放大电路性能负反馈的四种反馈组态：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61.有无反馈的判断方法：找反馈通路无反馈有反馈6.1.2反馈的判断若放大电路中存在将输出回路与输入回路相连接的通路，并由此影响放大电路的净输入量，则表明电路引入了反馈。72.正负反馈的判断方法：瞬时极性法①先假定输入信号的瞬时对地极性②判断输出信号的瞬时极性③推出反馈信号的瞬时极性④看反馈信号对输入信号的影响增强--正反馈削弱--负反馈●若反馈信号和输入信号在不同端子引入，两者极性相同为负反馈，极性相反为正反馈。●若反馈信号和输入信号在同一端子引入时，两者极性相同为正反馈，极性相反为负反馈。8正反馈负反馈-+R1R2uOuIAiNiF正反馈9Rf引入两级间负反馈+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+VCCuoui+–T1T2RfRE1CRE2引入本级负反馈例如下图：C´10交流反馈3.直流反馈与交流反馈的判断方法：看反馈存在于直流通路还是交流通路中。直流通路C1+-1Ruiuo2RA交流通路C1+-1Ruiuo2RA交、直流反馈画出直流通路和交流通路C1C2+-1Ruiuo2RA11直流反馈交流无反馈交直流反馈交流反馈12Rf引入交流级间反馈,负反馈。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+VCCuoui+–T1T2RfRE1CRE2引入直流本级反馈,负反馈。若增加旁路电容C΄后，Rf对交流信号不起反馈作用。例如下图：C´13【例】输出量：IC净输入量：UBE静态工作点稳定原理反馈量：URE直流负反馈UBE＝UB－URE分压偏置式静态工作点稳定电路uIRB1+VCCRCC1C2RB2RERLuO+-+-++++C´141、电压反馈与电流反馈电压反馈—反馈信号取自输出电压,稳定输出电压。判别法一：输出短路法。使uo=0(RL短路)，若反馈消失为电压反馈，否则就是电流反馈。电流反馈—反馈信号取自输出电流,稳定输出电流。判别法二：按电路结构判定。在交流通路中，若放大器的输出端和反馈网络的取样处在同一个放大器的同一个电极上，则为电压反馈，否则为电流反馈。6.2负反馈放大电路四种组态的判断15RB1RCC1C2RB2RERL+++UCCuiuo++––esRB+UCCC1C2RERLui+–uo+–+++–RS通过RE将输出电压反馈到输入通过RE将输出电流反馈到输入ui´16电压反馈与电流反馈的判断（一）电压负反馈17电流负反馈电压反馈与电流反馈的判断（二）182、串联反馈和并联反馈串联反馈：反馈信号与输入信号以电压相比较的形式在输入端出现。uid=uiuf特点：反馈信号和输入信号在不同节点引入。并联反馈：反馈信号与输入信号以电流相比较的形式在输入端出现。iid=iiif特点：反馈信号和输入信号在同一节点引入。AFiiifisiidRSRSAFuiuidufus19串联负反馈并联负反馈串联反馈与并联反馈的判断20-+uIRFRuORA-+uIRFRuORAxi与xf在相同端故并联反馈vO-+R4R5R3-+vIR1R2xixoxi与xf在不同端故串联反馈21R1V1R5R4V2C3RL＋－UoUCCR2＋－UiC2RS＋－ISR3xi与xf在相同端故并联反馈RCUCCRB1+ui-RERB2+uo-RL+uf-xi与xf在不同端故串联反馈RCUCCRB1+-RE2RB2CET+uo-RLui+uf-RE122分析步骤：3.是否负反馈？瞬时极性法！1.找出反馈网络(通常为电阻网络)。2.分析是交流反馈还是直流反馈？看有无串联C3、反馈组态的判断4.是负反馈！那么是何种类型的负反馈？即判断反馈组态——包括判断是电压、电流反馈，串联、并联反馈。23电流串联交直流负反馈电流串联交直流负反馈电压串联交直流负反馈24电压并联交直流负反馈电流并联交直流负反馈251.两个反馈都是负反馈。2.Rf1引入电流反馈；Rf2引入电压反馈。反馈消失反馈仍存在3.Rf1引入并联反馈；Rf2引入串联反馈。Rf1：电流并联交直流负反馈Rf2：电压串联交流负反馈电压串联负反馈电流并联负反馈26反馈组态的判断：3.是否负反馈？瞬时极性法！1.找出反馈网络(通常为电阻网络)。2.分析是交流反馈还是直流反馈？看有无串联C复习4.是负反馈！那么是何种类型的负反馈？即判断反馈组态——包括判断是电压、电流反馈，串联、并联反馈。27基本放大电路：oiXAX=¢&&&反馈网络：ofXXF=求和网络：iifXXX¢=-&&&——开环放大倍数——反馈系数——闭环放大倍数负反馈放大电路：环路放大倍数：fiXAFX=¢&&&&ofiXAX=&&&6.3.1负反馈电路的方块图6.3负反馈放大电路的方块图及一般表达式任何负反馈放大电路均可用方块图表示28电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈6.3.2四种反馈组态电路的方块图29P273不同的反馈组态，的物理意义不同，量纲也不同，电路实现的控制关系不同，因而功能也就不同。fAFA&&&、和306.3.3负反馈放大电路放大倍数的一般表达式'111'oofififiooXXAXXXXXFAXX==+==++&&&&&&&&&&&&FAA=11fAAAF=+fA&在中频段，、和均为实数，因此F&A&当电路引入负反馈时，有AF0若电路引入深度负反馈，即1+AF1，则11fAAAFF=?+Af几乎与A无关，仅仅取决于反馈网络引入负反馈后放大倍数Af减小为基本放大倍数A的1/(1+AF)31323334351oouififiuUUAIIF===&&&&&&1fiuoIFUR==-&&&11ooousfsisfsiussUUUAUIRIRRFRR==?=?-&&&&&&&&361ooiififiiIIAIIF=?&&&&&&212fiioIRFIRR==-+&&&121(1)oooLusfsisfsLLiissUUIRAUIRIRRRRFRRR==?=?-+?&&&&&&&&3738394041426.5负反馈对放大电路性能的影响（1）降低放大倍数1fAAAF=+（2）提高放大倍数的稳定性)1(dd2fAFAA=AAAFAAd11dff=Af的相对变化量A的相对变化量AAAAAFdd11ff负反馈，例如，1+AF=100，dA/A=10%则，dAf/Af=（10%）1000.1%放大倍数稳定性提高了100倍。43（3）减少波形的非线性失真uf加入负反馈无负反馈FufAuiuo+–uiduo大小略大略小略小略大uiA接近正弦波改善了波形失真44（4）展宽频带宽度引入负反馈使电路的通频带宽度增加(1)FoBAFB=+fABoAoAFBF45（5）对输入、输出电阻的影响一、对输入电阻的影响iifiifiiiiUUUAFUURIII¢¢+¢+===ifi(1)RAFR=+深度负反馈：ifR串联负反馈使输入电阻增大iiiURI¢=串联负反馈:46并联负反馈使输入电阻减小iiiififiiiUUURIIIIAFI===ⅱ?++AFRR=1iif深度负反馈：0ifRiiiURI=¢并联负反馈:47二、负反馈对输出电阻的影响1)电压负反馈oof1RRAF\=+深度负反馈：0ofRoofoURI=()(1)ooooooUAFUAFUIRR--+==而电路的输出等效为恒压源电压负反馈具有稳定输出电压,使输出电阻减小的作用482)电流负反馈ofo(1)RAFR=+深度负反馈：ofRoofoURI=()ooooUIAFIR=+-而1oooURIAF=+电路的输出等效为恒流源电流负反馈具有稳定输出电流，使输出电阻增大的作用49类型定义判别方法对性能影响直流负反馈反馈信号为直流信号直流通路存在反馈稳定静态工作点交流负反馈反馈信号为交流信号交流通路存在反馈改善放大电路性能正反馈反馈信号使净输入信号加强串联反馈：作用在不同节点的ui和uf瞬时极性相反并联反馈：作用在同一节点的ii和if瞬时极性相同放大倍数增加，电路工作可能不稳定负反馈反馈信号使净输入信号减弱串联反馈：作用在不同节点的ui和uf瞬时极性相同并联反馈：作用在同一节点的ii和if瞬时极性相反放大倍数减小，改善电路性能本级反馈反馈返送本级反馈信号仅限本级改善本级性能级间反馈反馈信号返送到输入级输入回路反馈信号与后级输出回路有联系改善总电路各项性能表6.150类型定义判别方法对性能影响电压负反馈反馈信号从输出电压取样，即与uo成正比。反馈信号通过元件连线从输出端取出。或负载短路，反馈消失稳定输出电压，减小输出电阻。电流负反馈反馈信号从输出电流取样，即与io成正比。反馈信号与输出端无联系。或负载短路，反馈依然存在。稳定输出电流u，增大输出电阻。串联负反馈反馈信号与输入信号在输入回路中以电压相加减的形式出现。输入信号和反馈信号在不同节点引入（例如三极管b、e极，运放的同相输入端。增大输入电阻并联负反馈反馈信号与输入信号在输入回路中以电流相加减的形式出现。输入信号和反馈信号在同一节点引入（例如三极管基极b、运放的反相输入端。减小输入电阻51本章小结1、反馈组态的判断2、深度负反馈放大电路放大倍数的分析3、负反馈对放大电路性能的影响