放大电路的负反馈.

第六章放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈内容提要1、反馈的基本概念2、四种负反馈类型的分析3、负反馈对放大电路性能的影响4、负反馈放大电路的分析计算5、负反馈放大电路自激振荡放大电路中的负反馈重点1、负反馈概念及其作用；2、深度负反馈条件下电压放大倍数的计算。难点负反馈类型的判断放大电路中的负反馈§6.1反馈的基本概念§6.1.1反馈概念的建立反馈:将放大电路的输出量的一部分或全部,通过一定的方式,反送到放大电路的输入回路中去.图中将输出电流()反馈回输入回路，改变UBEQ，使稳定。电流负反馈式工作点稳定电路CQIEQICQI放大电路中的负反馈§6.1.2反馈的分类一、正反馈和负反馈正反馈：反馈信号增强了外加输入信号，使放大电路的放大倍数提高。负反馈：反馈信号削弱了外加输入信号，使放大电路的放大倍数减小。反馈极性的判断方法：瞬时极性法。在放大电路的输入端，假设一个输入信号对地的极性，可用“+”、“-”表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。放大电路中的负反馈例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。A）因为差模输入电压等于输入电压与反馈电压之差，反馈增强了输入电压，所以为正反馈。B）因为差模输入电压等于输入电压与反馈电压之差，反馈削弱了输入电压，所以为负反馈。A图B图放大电路中的负反馈二、直流反馈和交流反馈反馈信号只有交流成分时为交流反馈；反馈信号只有直流成分时为直流反馈；既有交流成分又有直流成分时为交直流反馈。（A）直流反馈（B）交流反馈放大电路中的负反馈三、电压反馈和电流反馈•电压反馈：如果反馈信号取自输出电压，则为电压反馈；电压负反馈的反馈信号与输出电压成比例；•电流反馈：反馈信号取自输出电流，则为电流反馈，电流负反馈的反馈信号与输出电流成比例。•判断方法：输出短路法将输出电压“短路”，若反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。放大电路中的负反馈四、串联反馈和并联反馈反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式求和，为串联反馈；如果二者以电流形式求和，为并联反馈。串联反馈并联反馈放大电路中的负反馈§6.1.3负反馈的四种组态一、电压串联负反馈例：如右图反馈支路Rf反馈信号Uf输出取样为电压输入求和为电压净输入信号减小该电路为电压串联负反馈.fi..iUUU电压串联负反馈§放大电路中的负反馈电压串联负反馈方框图1、电压放大倍数：'io..UUAuu2、反馈系数：of..UUFuu上图中：.oF11f.URRRU所以反馈系数：F11o.f.RRRUUFuu参数分析：放大电路中的负反馈二、电压并联负反馈例：如右上图反馈支路Rf反馈信号If输出取样为电压输入求和为电流净输入信号减小该电路为电压并联负反馈参数：放大倍数反馈系数：.f.i.iIIIR1电压并联负反馈电压并联负反馈方框图io..IUAuiF.of.RUIFo.f.1RUIFiu放大电路中的负反馈三、电流串联负反馈例：如右上图反馈支路Rf反馈信号Uf输出取样为电流输入求和为电压净输入信号减小该电路为电压串联负反馈参数：放大倍数反馈系数：'io..UIAiu电流串联负反馈电流串联负反馈方框图Fo.f.RIU.fi..iUUUFo.f.RIUFui放大电路中的负反馈四、电流并联负反馈例：如右上图反馈支路Rf、R3反馈信号If输出取样为电流输入求和为电流净输入信号减小该电路为电压串联负反馈参数：放大倍数反馈系数：电流并联负反馈电流并联负反馈方框图.f.i.iIIIF33o.f.RRRIIio..IIAiiF33o.f.RRRIIFii放大电路中的负反馈例1：试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。⊕⊕⊕⊕○经Rf加在发射极E1上的反馈电压Vf与输入电压Vi是串联关系，故为串联负反馈。+vf-解：根据瞬时极性法判断该电路为负反馈。输出回路反馈信号与电压成比例，是电压反馈。输入回路反馈信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同为负反馈。放大电路中的负反馈电压串联负反馈例2：试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。○⊕⊕○○解:根据瞬时极性法电路是负反馈。反馈信号vf和输入信号vi加在运放A1的两个输入端，故为串联反馈。反馈信号与输出电压成比例，故为电压反馈。反馈信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同为负反馈。交直流串联电压负反馈放大电路中的负反馈例3：试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。解：根据瞬时极性法判断iIiI'○○⊕⊕⊕★输入信号与反馈信号是并联的形式，所以是并联负反馈。反馈信号和输入信号加于输入回路同一点时，瞬时极性相反是负反馈。★反馈信号取自与输出电流，所以是电流负反馈。fI○放大电路中的负反馈电流并联负反馈例4：反馈信号和输入信号加于输入回路同一点时，瞬时极性相反是负反馈。试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。输入信号与反馈信号是并联的形式，所以是并联负反馈。解：根据瞬时极性法判断放大电路中的负反馈反馈信号取自与输出电流，所以是电流负反馈。电流并联负反馈例5：电流串联负反馈试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。反馈信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同为负反馈。解：根据瞬时极性法判断放大电路中的负反馈例6：试判断电路的反馈组态。解:根据瞬时极性法经Rf加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加在T1两个输入电极，故为串联反馈。交流电压串联负反馈。经电阻R1加在基极B1上的是直流电流并联负反馈。放大电路中的负反馈1.输出端：看反馈信号是取自输出电压还是输出电流。如果取自输出电压—电压反馈；如果取自输出电流—电流反馈。2.输入端：看整个反馈放大器的输入端、基本放大器的输入端、反馈网络的输出端，这三个端口之间的关系，如果是并联关系—并联反馈；如果是串联关系—串联反馈。3.采用瞬时极性法:判断反馈信号是增强了基本放大器的输入信号还是削弱了基本放大器的输入信号，判断是正反馈还是负反馈。放大电路中的负反馈反馈类型的判别输出端：反馈信号是取自输出电压——电压反馈。电压放大电路中的负反馈反馈类型的判别输入端：整个反馈放大器的输入端、基本放大器的输入端、反馈网络的输出端，这三个端口之间的关系是串联——串联反馈电压串联放大电路中的负反馈反馈类型的判别用瞬时极性法判断是正反馈还是负反馈电压串联负反馈iV'iVfV放大电路中的负反馈反馈类型的判别首先，输出端：反馈信号是取自输出电流——电流反馈。电流放大电路中的负反馈反馈类型的判别输入端：整个反馈放大器的输入端、基本放大器的输入端、反馈网络的输出端，这三个端口之间的关系是串联——串联反馈电流串联放大电路中的负反馈反馈类型的判别电流串联用瞬时极性法判断是正反馈还是负反馈iV'iVfV负反馈放大电路中的负反馈反馈类型的判别输出端：反馈信号是取自输出电流——电流反馈。电流放大电路中的负反馈反馈类型的判别电流输入端：整个反馈放大器的输入端、基本放大器的输入端、反馈网络的输出端，这三个端口之间的关系是并联——并联反馈并联放大电路中的负反馈反馈类型的判别电流并联用瞬时极性法判断是正反馈还是负反馈iIfI'iI负反馈放大电路中的负反馈反馈类型的判别输出端：反馈信号是取自输出电压——电压反馈。放大电路中的负反馈电压反馈类型的判别电压输入端：整个反馈放大器的输入端、基本放大器的输入端、反馈网络的输出端，这三个端口之间的关系是并联——并联反馈并联放大电路中的负反馈反馈类型的判别电压并联iIfI'iI用瞬时极性法判断是正反馈还是负反馈正反馈放大电路中的负反馈反馈类型的判别电压串联负反馈iV'iVfV放大电路中的负反馈§6.1.4反馈的一般表达式反馈放大电路方框图.f.o.iXXX，，分别为输入信号、输出信号和反馈信号；开环放大倍数:.A无反馈时放大网络的放大倍数；i.o.XXAo.f.XXF.f.iiXXX则闭环增益:.fAFAAXXA1.i.o.f放大电路中的负反馈FAAXXA1.i.o.f11FA若fAA则11FA若这种反馈为负反馈fAA则若，01FA则fA电路自激振荡若11FAFFAAFAAA11...f这种反馈为正反馈放大电路中的负反馈§6.2负反馈对放大电路性能的影响.负反馈是改善放大电路性能的重要技术措施，广泛应用于放大电路和反馈控制系统之中。.电路引入负反馈后1、提高放大倍数稳定性2、减小非线性失真和抑制干扰3、展宽频带4、改变输入和输出电阻放大电路中的负反馈§6.2.1提高放大倍数的稳定性根据反馈的一般表达式FAAA1f在中频范围内，AFAA1f求出放大倍数的相对变化量：AAAFAAd11dff由于1+AF1,可见引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了(1+AF)倍放大电路中的负反馈例:当电路闭环增益为40dB时，基本放大电路的A变化10%，Af相应变化为1%，此电路的开环增益为多少?解:由题意得1.0,01.0AdAAdAffdBAf40AAAFAAd11dff根据求出101AF再根据反馈一般表达式即可求出A放大电路中的负反馈AFAA1f§6.2.2减小非线性失真和抑制干扰1.非线性失真Bi0BEuttQ合成波二次谐波基波当输入信号为正弦波时，输出信号的波形可能不再是一个真正的正弦波，而将产生或多或少的非线性失真，当信号幅度比较大时，非线性失真现象更为明显。放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈§6.2.3展宽通频带放大电路中的负反馈引入负反馈后，放大电路的中频放大倍数减小为无反馈时的1/；而上限频率提高到无反馈时的倍。下限频率降低为无反馈时的1/。)1(mFA)1(FAm)1(mFA结论：引入负反馈后，放大电路的上限频率提高，下限频率降低，因而通频带展宽。BWFABW)1(mf在下图中可以较直观看出负反馈对通频带和放大倍数的影响放大电路中的负反馈§6.2.4改变输入电阻和输出电阻一、负反馈对输入电阻的影响1、串联负反馈使输入电阻增大iiiIURiiifIUR得：iif)1(RFAR结论:引入串联负反馈后，输入电阻增大为无反馈时的倍。)1(FA串联负反馈对输入电阻的影响放大电路中的负反馈2、并联负反馈使输入电阻减小..fiiIIIiiiIURiiifiiiiifIFAIUIIUIURFARR1iif得：并联负反馈对输入电阻的影响放大电路中的负反馈二、负反馈对输出电阻的影响1、电压负反馈使输出电阻减小Li,0oooRXIURoffiiUFXXXX输出电阻为：时当0iXooooioooUFARIXARIU得：FARIURoooof1电压反馈对输出电阻的影响放大电路中的负反馈2、电流负反馈使输出电阻增大电流负反馈使输出电阻的影响ooooiooooIFARUXARUIoof)1(RFARoffiiIFXXXX放大电路中的负反馈§6.3负反馈放大电路的分析计算对于深度负反馈放大电路其闭环增益可采用估算的方法FA1f§6.3.1利用关系式估算闭环电压增益如果负反馈放大电路满足的条件，则闭环电压放大倍数为：FAf111FAuuuuFA1f因此对于电压串联负反馈电路其闭环增益为放大电路中的负反馈§6.3.2利用关系式估算闭环电压放大倍数放大电路的闭环电压放大倍数：iofXXA深度负反馈放大电路的闭环电压放大倍数：FA1fofXXF而　foioXXXX　　所以　得　fiXX对于串联负反馈：并联负反馈：fiUUfiIIifXX放大电路中的负反馈例:估