闭环增益闭环电压增益在深度负反馈条件下

1FundamentalofElectronicTechnologyCTGU27.1反馈的基本概念与分类7.2负反馈放大电路的四种组态7.4负反馈对放大电路性能的影响7.5深度负反馈条件下的近似计算7.8负反馈放大电路的稳定性7.3负反馈放大电路增益的一般表达式7.6负反馈放大电路设计7.7负反馈放大电路的频率响应3掌握负反馈放大器的类型及组态分析；掌握负反馈对放大器性能的影响；掌握深度负反馈放大器的近似估算法；47.1反馈的基本概念与分类反馈电路中的反馈形式类型四种组态的判断方法7.1.1基本概念7.1.2四种类型的反馈组态各种反馈类型的特点信号源对反馈效果的影响57.1.1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。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反馈外部反馈67.1.1基本概念1.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72.电路中的反馈形式（1）交流反馈与直流反馈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。取决于反馈通路。例vIvO-+C2C1R1R2(+)(+)(+)(+)交、直流负反馈(+)交流正反馈82.电路中的反馈形式（2）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）。9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10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。判断方法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2.电路中的反馈形式（3）串联反馈与并联反馈11输出端：反馈信号在输出端分为取电压和取电流两种方式。判断方法电流：将负载短路，反馈量仍然存在。电压：将负载短路，反馈量为零。2.电路中的反馈形式（4）电压反馈与电流反馈12例7.2负反馈放大电路的四种组态13例7.2负反馈放大电路的四种组态14例7.2负反馈放大电路的四种组态15例电流并联负反馈7.2负反馈放大电路的四种组态16例7.2负反馈放大电路的四种组态17例电压并联负反馈7.2负反馈放大电路的四种组态18例7.2负反馈放大电路的四种组态19例电流串联负反馈7.2负反馈放大电路的四种组态20A.电压串联RLvOvFvIDvO电压负反馈：稳定输出电压串联反馈：输入端电压求和（KVL）各种反馈类型的特点-vI+vID+vF=0输入端有vID=vI-vF即7.2负反馈放大电路的四种组态21各种反馈类型的特点B.电流并联RLiOiFiIDiO电流负反馈：稳定输出电流并联反馈：输入端电流求和（KCL）其他两种组态有类似的结论iI-iID-iF=0输入端有iID=iI-iF即7.2负反馈放大电路的四种组态227.3负反馈放大电路增益的一般表达式7.3.1负反馈放大电路的方框图7.3.2负反馈放大电路增益的一般表达式•环路增益•反馈深度的讨论•表达式推导•构成•信号的单向化传输237.3.1负反馈放大电路的方框图1.构成信号源输出信号反馈放大电路的输入信号反馈信号基本放大电路的输入信号（净输入信号）Xo基本放大A电路Xid反馈网络FXf–+XiXs变换网络K242.信号的单向化传输Xo基本放大A电路Xid反馈网络FXf–+XiXs变换网络K信号的正向传输信号的反向传输7.3.1负反馈放大电路的方框图单向化257.3.2负反馈放大电路增益的一般表达式1.表达式推导开环增益（考虑反馈网络的负载效应）XsXf–FXoAK+XiXididoXXAofXXF反馈系数ioFXXA闭环增益因为idXiXfX所以ioFXXAfidoXXXFXAXXooo/已知FAAA1F即闭环增益的一般表达式又因为siXKX所以soFSXXAKXX/ioFAK对信号源的增益267.3.2负反馈放大电路增益的一般表达式1.表达式推导XsXf–FXoAK+XiXidX信号在四种反馈组态中的具体形式电压串联电压并联电流串联电流并联idXiXfXoXidViVfVoVidIiIfIoIoVidViVfVoIidIiIfI272.反馈深度的讨论一般负反馈7.3.2负反馈放大电路增益的一般表达式称为反馈深度FA1FAAA1F时，11)1(FA，FAA时，11)2(FA深度负反馈正反馈时，11)3(FA，FAA自激振荡时，01)4(FA，FA283.环路增益7.3.2负反馈放大电路增益的一般表达式FAVVab环路电压增益=0iXffiidXXXXend297.4负反馈对放大电路性能的影响•提高增益的稳定性•减少非线性失真•扩展频带•对输入电阻和输出电阻的影响•为改善性能引入负反馈的一般原则•分析负反馈放大电路的一般步骤307.4.1提高增益的稳定性闭环时FAAA1F则2F)1(1AFdAdA只考虑幅值有AFAA1FAdAAFAdA11FF即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍另一方面在深度负反馈条件下FA1F即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。317.4.2减少非线性失真闭环时增益减小，线性度变好。32A开环幅频响应7.4.4扩展频带)1(HHFAF上限频率扩展1+AF倍AF1LLF下限频率降低1+AF倍闭环幅频响应HHFFA337.4.5对输入电阻和输出电阻的影响串联负反馈——增大输入电阻并联负反馈——减小输入电阻电压负反馈——减小输出电阻，稳定输出电压电流负反馈——增大输出电阻，稳定输出电流表7.4.1（自看）34为改善性能引入负反馈的一般原则•要稳定直流量——引直流负反馈•要稳定交流量——引交流负反馈•要稳定输出电压——引电压负反馈•要稳定输出电流——引电流负反馈•要增大输入电阻——引串联负反馈•要减小输入电阻——引并联负反馈35分析负反馈放大电路的一般步骤(1)找出信号放大通路和反馈通路(2)用瞬时极性法判断正、负反馈(3)判断交、直流反馈(4)判断反馈阻态(5)标出输入量、输出量及反馈量(6)估算深度负反馈条件下电路的VFFAAF、、367.5深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈的特点各种反馈组态的近似计算举例371.深度负反馈的特点即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关11FA由于FAAA1F则FFAA1又因为ioFXXAofXXFifXX代入上式得输入量近似等于反馈量0fiidXXX净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念38串联负反馈，输入端电压求和。0fiidVVV0iididrVI深度负反馈条件下虚短虚断0fiidIII0iididrIV虚短虚断并联负反馈，输入端电流求和。0fiidXXXfIiIidIidV+-idIidV+-fIiIfViVidIidV+-fViVidIidV+-1.深度负反馈的特点392.各种反馈组态的近似计算（1）电压串联负反馈利用虚短和虚断的概念得知0iIVs–+RsVi–+Vid–+Vf–+R1R2–+IiVo–+RLriAVOVidro+–ofVVVF211RRR则反馈系数为ioVFVVAV1F121RR闭环电压增益402.各种反馈组态的近似计算（1）电压串联负反馈*闭环输入电阻iiifIVRifidIVViVoidIFVViVoidifIFVVR当负载开路，且忽略反馈网络的负载效应时Vs–+RsVi–+Vid–+Vf–+R1R2–+IiVo–+RLriAVOVidro+–iVidVOidIFVAViVidVidIFVAViidVV)1(IVFAVOVAAiVV)1(rFA比无反馈时增加了倍1VVFARif41*闭环输出电阻VVoof1FArRVs–+RsVi–+Vid–+Vf–+R1R2–+IiVo–+RLriAVOVidro+–比无反馈时减小了倍1VVFARof2.各种反馈组态的近似计算（1）电压串联负反馈42（2）电流并联负反馈利用虚短和虚断可知RIIRI)(offfofIIIFfRRR反馈系数为ioIFIIAI1FRRf1闭环增益RsidIRf+–RRLfIiIsIoIoV+-NPRssV+-闭环电压增益soVFVVAsiLoRIRIsLIFRRAsLf)1(RRRR0PNVV则2.各种反馈组态的近似计算43（3）电压并联负反馈ofGVIFf1R则反馈系数为ioRFIVAG1FfR闭环增益闭环电压增益soVFVVAsiioVIIVsRF1RAsfRRRSRfRL–+idIfIiIsIoVPN+-RSsV+-0PNVV利用虚短和虚断可知2.各种反馈组态的近似计算44（4）电流串联负反馈ofRIVFfR则反馈系数为ioGFVIAR1Ff1R闭环增益闭环电压增益ioVFVVAooioIVVILGFRAfLRR0PNII利用虚短和虚断可知RsRfiORL+––+oVNP+-sViVidVfV–+–+–+2.各种反馈组态的近似计算45例电路如图所示，近似计算它的电压增益。ofRIVFeRioGFVIAR1Fe1R闭环增益闭环电压增益ioVFVVAooioIVVI)(cGFRAecRRRcReRb1Rb2C1C2VCCvsRs+-+-vo解：忽略基极直流偏置电路后的交流通路如下图所示。电路为电流串联负反馈则反馈系数为efIV注：电路必须满足深度负反馈条件才有此结论在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知0BEVebec)1(RrR46例求：(1)大环组态；(2)二、三级局部组态；闭环增益闭环电压增益0BEV在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知解：(1)电压并联负反馈则反馈系数为(3)深度负反馈下大环的闭环电压增益。(2)T2电流串联负反馈T3电流串联负反馈T2和T3级间电流串联正反馈(3)0b1IofGVIFf1RioRFIVAG1FfRsoVFVVAsiioVIIVsRF1RAsfRR47例求：(1)判断反馈组态；在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知解：(1)电压串联负反馈(2)深度负反馈下大环的闭环电压增益。(2)闭环电压增益fiVV则反馈系数为o3878fVRRRVo3655pVRRRVo434pVRR