1、第四章第四章 放大電路中的反饋放大電路中的反饋4.1 4.1 基本概念基本概念4.2 4.2 負反饋對放大電路性能的影響負反饋對放大電路性能的影響4.3 4.3 負反饋放大電路的計算負反饋放大電路的計算4.4 4.4 反饋放大電路工程應(yīng)用技術(shù)反饋放大電路工程應(yīng)用技術(shù)4.1.1、反饋的基本概念、反饋的基本概念輸入量：輸入量：u ui i、u ubebe、i ib b反饋反饋輸出電壓或電流（一部分或全部），通過一定的電路形式（反饋輸出電壓或電流（一部分或全部），通過一定的電路形式（反饋網(wǎng)絡(luò)）引回到輸入回路，對輸入電壓或電流產(chǎn)生影響的過程。網(wǎng)絡(luò)）引回到輸入回路，對輸入電壓或電流產(chǎn)生影響的過程。4.1

2、 基本概念基本概念輸出量：輸出量：u uo o、u ucece、i ic c正向傳輸正向傳輸信號從輸入端到輸出端的傳輸信號從輸入端到輸出端的傳輸TUBEICICUEIB+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeIC穩(wěn)定工作點電路：穩(wěn)定工作點電路：UB一一定定4.1.2、反饋的分類、反饋的分類（1）正反饋與負反饋）正反饋與負反饋負反饋負反饋放大電路引入反饋后，反饋信號削弱了放大電路引入反饋后，反饋信號削弱了外加輸入信號的作用，使放大倍數(shù)降低。（可外加輸入信號的作用，使放大倍數(shù)降低。（可改改善電路性能指標）善電路性能指標）正反饋正反饋反饋信號增強了外加反饋信號增強了外加輸入

3、信號的作用，輸入信號的作用，使放大倍數(shù)有所提高。（可提高放大倍數(shù)）使放大倍數(shù)有所提高。（可提高放大倍數(shù)）直流反饋直流反饋若電路將直流量反饋到輸入回路，則若電路將直流量反饋到輸入回路，則稱直流反饋。稱直流反饋。（2）直流反饋與交流反饋）直流反饋與交流反饋 該電路引入直流反饋的目的，是為了穩(wěn)定靜態(tài)工該電路引入直流反饋的目的，是為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點作點Q。交流反饋交流反饋若電路將若電路將交流量反饋到輸入回路，交流量反饋到輸入回路，則稱交流反饋。則稱交流反饋。（如去掉電容（如去掉電容Ce）交流反饋，影響電路的交流反饋，影響電路的交流工作性能交流工作性能。直流反饋直流反饋交流反饋交流反饋+CTRb1CCR

4、b1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeICic（3）電壓反饋和電流反饋）電壓反饋和電流反饋電壓反饋電壓反饋反饋信號取自輸出電壓，即反饋信反饋信號取自輸出電壓，即反饋信號與輸出電壓成正比。號與輸出電壓成正比。電流反饋電流反饋反饋信號取自輸出電流，即反饋信反饋信號取自輸出電流，即反饋信號與輸出電流成正比。號與輸出電流成正比。串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋放大電路的輸入回路中，反饋信號與放大電路的輸入回路中，反饋信號與 外加輸入信號以電壓形式相疊加，即二者串聯(lián)外加輸入信號以電壓形式相疊加，即二者串聯(lián)并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋放大電路的輸入回路中，反饋信號與放大電路的輸入回路中，反饋信號與 外加輸入信號以電流形式相

5、疊加，即二者并聯(lián)外加輸入信號以電流形式相疊加，即二者并聯(lián). .（4）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋負反饋放大器的四種類型負反饋放大器的四種類型負反饋類型有四種組態(tài)負反饋類型有四種組態(tài): : 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋 電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋 電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋 電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋4.1.3、反饋的判別、反饋的判別（1）識別放大電路中有無反饋的方法）識別放大電路中有無反饋的方法看是否存在反饋通路。看是否存在反饋通路。電路中只有正向傳輸，沒有反電路中只有正向傳輸，沒有反向傳輸，稱為向傳輸，稱為開環(huán)狀態(tài)。開環(huán)狀態(tài)。正向傳輸正向傳輸信號從輸入端到信號從輸入端到輸出端

6、的傳輸輸出端的傳輸反向傳輸反向傳輸信號從輸出端到信號從輸出端到輸入端的傳輸輸入端的傳輸既有正向傳輸，又有反饋既有正向傳輸，又有反饋 稱為稱為閉環(huán)狀態(tài)閉環(huán)狀態(tài)。uu+f1oi+RRuuo+i信號的正向傳輸信號的正向傳輸信號的正向傳輸信號的正向傳輸（2）判別交直流反饋的方法）判別交直流反饋的方法 反饋通路存在于直流通路中，則為直流反饋；反饋通反饋通路存在于直流通路中，則為直流反饋；反饋通路存在于交流通路中，則為交流反饋。路存在于交流通路中，則為交流反饋。uu+1A+RfRoiC22R1C交、直流反饋交、直流反饋交流反饋交流反饋注意電容的注意電容的“隔直通交隔直通交”作作用！用?。?）判別串、并聯(lián)反

7、饋的方法）判別串、并聯(lián)反饋的方法串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的兩個電極。有：入回路的兩個電極。有：ud = ui -uf 并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一個電極。有：入回路的同一個電極。有：id = ii -if 此時反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關(guān)系。此時反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關(guān)系。此時反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系。此時反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系。 對于三極管電路：對于三極管電路：T輸入量反饋量輸入量反饋量T 若反饋信號與輸入信號同時加在

8、三極管的基極或發(fā)射若反饋信號與輸入信號同時加在三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋。極，則為并聯(lián)反饋。 若反饋信號與輸入信號一個加在基極一個加在發(fā)射極若反饋信號與輸入信號一個加在基極一個加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。則為串聯(lián)反饋。T輸入量反饋量T輸入量反饋量 對于運放電路：對于運放電路： 若反饋信號與輸入信號同時加在同相端或反相端為并若反饋信號與輸入信號同時加在同相端或反相端為并聯(lián)反饋。聯(lián)反饋。 若反饋信號與輸入信號一個加在同相端一個加在反相若反饋信號與輸入信號一個加在同相端一個加在反相端則為串聯(lián)反饋。端則為串聯(lián)反饋。反饋量+u+uA輸入量反饋量u+輸入量u+A輸入量+A+u反饋量u+uA+u輸入量反

9、饋量例題例題4:試判斷下列電路中引入的反饋是串聯(lián)反饋試判斷下列電路中引入的反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。還是并聯(lián)反饋。VV+A+uOiu1RR2CC+V3R+V-+_+ccuOui1RR23R4RVVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6U+VUcc2RR1Ouiu（4）判別電壓反饋與電流反饋）判別電壓反饋與電流反饋 假設(shè)輸出端交流短路（假設(shè)輸出端交流短路（RL=0），即），即uo=0，若，若反饋信號消失了，則為電壓反饋；若反饋信號仍反饋信號消失了，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存在，則為電流反饋。然存在，則為電流反饋。電壓反饋：電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比反饋信號的大小與輸出電壓成

10、比 例。例。判斷方法判斷方法輸出短路法：輸出短路法：電流反饋：電流反饋：反饋信號的大小與輸出電流成比反饋信號的大小與輸出電流成比 例。例。例題例題3:試判斷下列電路中引入的反饋是電試判斷下列電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋。壓反饋還是電流反饋。+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-f+R1bCCTCRVRu+-Lo-+uieC2Su+-RSf-u+VVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6+_+V-+cciuuO1RR23RR4R56Ru-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi（5 5）反饋極性的判別）反饋極性的判別正負反饋正負反饋判定方法

11、判定方法“瞬時極性法瞬時極性法”例題例題:試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。對于串聯(lián)反饋：對于串聯(lián)反饋：輸入量與反饋量作用在不同的兩點上，若輸入量與輸入量與反饋量作用在不同的兩點上，若輸入量與反饋量的瞬時極性相同為負反饋，瞬時極性相反為正反饋。反饋量的瞬時極性相同為負反饋，瞬時極性相反為正反饋。對于并聯(lián)反饋：對于并聯(lián)反饋：輸入量與反饋量作用在同一點上，若反饋元件兩端輸入量與反饋量作用在同一點上，若反饋元件兩端瞬時極性相反為負反饋，瞬時極性相同為正反饋。瞬時極性相反為負反饋，瞬時極性相同為正反饋。+V+_-+1R5R6RccRO2u4uRi3R7R3CC1C

12、2C4uu+RofA+i1RVVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6VV+A+uOiu1RR2CC+V3RU+VUcc2RR1Ouiu基本放大電路基本放大電路AdX oX 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FfX 放大放大：doXXA 迭加：迭加：fidXXX 1.方框圖：方框圖：A稱為開環(huán)稱為開環(huán)放大倍數(shù)放大倍數(shù)iX + 反饋反饋：ofXXF AF稱為閉環(huán)放大倍數(shù)稱為閉環(huán)放大倍數(shù)AF=Xo / Xi輸出信號輸出信號輸入信號輸入信號反饋信號反饋信號凈輸入信號凈輸入信號F稱為反饋系數(shù)稱為反饋系數(shù)設(shè)設(shè)Xf與與Xi同相同相4.1.4. 反饋的一般表示法反饋的一般表示法負反饋放大器負反饋放大器（二）反饋的基本關(guān)系

13、式（二）反饋的基本關(guān)系式閉環(huán)放大倍數(shù)：閉環(huán)放大倍數(shù)：開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)：doXXA 反饋系數(shù)反饋系數(shù)：ofXXF 輸入信號迭加：輸入信號迭加：fidXXX AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF) =XoA11A+F=A1+AF關(guān)于反饋深度的討論關(guān)于反饋深度的討論一般負反饋一般負反饋稱為反饋深度稱為反饋深度FA 1FAAA 1F時，時， 11 )1( FA， FAA 時，時， 11 )2( FA深度負反饋深度負反饋正反饋正反饋時，時， 11 )3( FA， FAA 自激振蕩自激振蕩時，時， 01 )4( FA， F A4.2 負反饋對放大電路性能的

14、影響負反饋對放大電路性能的影響 提高增益的穩(wěn)定性提高增益的穩(wěn)定性 減少非線性失真減少非線性失真 擴展頻帶擴展頻帶 改變輸入電阻和輸出電阻改變輸入電阻和輸出電阻 在在放大器放大器中引中引入負反饋入負反饋 降低了放大倍數(shù)降低了放大倍數(shù) 使放大器的性能得以改善：使放大器的性能得以改善：4.2.1 降低放大倍數(shù)降低放大倍數(shù)根據(jù)以上公式，可知閉環(huán)放大倍根據(jù)以上公式，可知閉環(huán)放大倍數(shù)減小為開環(huán)放大倍數(shù)的數(shù)減小為開環(huán)放大倍數(shù)的FA11FAAA 1F4.2.2. 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)時閉環(huán)時FAAA 1F則則2F)1(1AFdAdA 只考慮幅值有只考慮幅值有AFAA 1FAdAAFAd

15、A 11FF另一方面，另一方面， 在深度負反饋條件下在深度負反饋條件下FA1F 即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。線性元件組成時，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。即閉環(huán)放大倍數(shù)的相對變化量，只有其開環(huán)相對變即閉環(huán)放大倍數(shù)的相對變化量，只有其開環(huán)相對變化量的化量的 即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了1+AF倍倍FA114.2.3. 減小非線性失真以及抑制干擾和噪聲減小非線性失真以及抑制干擾和噪聲Auiufuiuoud加反饋前加反饋前加反饋后加反饋后AF+ 失真失真改善改善uouo動畫演示動

16、畫演示4.2.4. 4.2.4. 展寬頻帶展寬頻帶 放大電路加入負反饋后，增益下降，但通頻帶卻加寬了。放大電路加入負反饋后，增益下降，但通頻帶卻加寬了。 無反饋時放大器的通頻帶：無反饋時放大器的通頻帶： fbw= f HfL f H 有反饋時放大器的通頻帶：有反饋時放大器的通頻帶： fbwf= f HffLf f Hf可以證明：可以證明：fbwf = (1+AF) fbw放大器的一個重要特性：放大器的一個重要特性：增益與通頻帶之積為常數(shù)。增益與通頻帶之積為常數(shù)。 即：即： Amf fbwf= Am fbw020lg|A|（dB）F（Hz） Am fL fH fLf fHf Amf4.2.5.4

17、.2.5.改變輸入、輸出電阻改變輸入、輸出電阻 (1) (1) 串聯(lián)負反饋使輸入電阻增加串聯(lián)負反饋使輸入電阻增加 無無反饋時：反饋時： 有有反饋時：反饋時：idiii=iuiuR )(1iAFR iiif=iuRifd=iuu iod=iFuu idd=iAFuu id)1(=iAFu +RiuooR-Riu+-+duii+o-uLRAi+Ro+oLiuiA+ouRu-dRiu+-RRfu-f+R1ifi1 1、對輸入電阻的影響、對輸入電阻的影響(2)(2)并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小并聯(lián)負反饋使輸入電阻減小 無無反饋時：反饋時： 有有反饋時：反饋時：diiii=iuiuR iiif=iuRfdi

18、=iiu Fiiuodi=AFiiuddi= )1(=diAFiu AFR 1=i+ARu-Li+uoRiR-Rd+-+diuoifouiRffii+uoLiRu-uiuAo+Rid-R+-oi+Rdii2. 2. 對輸出電阻的影響對輸出電阻的影響 電壓負反饋電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓（當負載變化時）穩(wěn)定輸出電壓（當負載變化時）恒壓源恒壓源輸出電阻小。輸出電阻小。(1) (1) 電壓負反饋使輸出電阻減小電壓負反饋使輸出電阻減小 電流負反饋電流負反饋穩(wěn)定輸出電流（當負載變化時）穩(wěn)定輸出電流（當負載變化時）恒流源恒流源輸出電阻大。輸出電阻大。(2) (2) 電流負反饋使輸出電阻提高電流負反饋使輸出電阻

19、提高（一）信號源內(nèi)阻與負反饋效果的關(guān)系（一）信號源內(nèi)阻與負反饋效果的關(guān)系 4.2.6.4.2.6.反饋效果反饋效果與與信號源信號源和負載的關(guān)系和負載的關(guān)系ud = ui -uf 所以串聯(lián)負反饋適用于所以串聯(lián)負反饋適用于RS 小的場合。小的場合。 要想反饋效果要想反饋效果明顯，就要求明顯，就要求uf變化能有效引起變化能有效引起ud的變化的變化。uu-+uf-1R+uLd-R+o+AfR-u+S-i+uRs串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋id = ii -if所以并聯(lián)負反饋適用于所以并聯(lián)負反饋適用于RS 大大的場合。的場合。 要想反饋效果明顯，就要求要想反饋效果明顯，就要求if變化能有效引起變化能有效引起id

20、的變化。的變化。uuAs-R+oRR+Lf+isiidifi并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋（二）負載電阻與負反饋的（二）負載電阻與負反饋的關(guān)系關(guān)系電壓負反饋適用于負載電阻大的場合。電壓負反饋適用于負載電阻大的場合。電流負反饋適用于負載電阻小大的場合。電流負反饋適用于負載電阻小大的場合。4.3 負反饋放大電路的計算負反饋放大電路的計算 本節(jié)本節(jié)重點討論深度負反饋條件下的近似計算重點討論深度負反饋條件下的近似計算1. 估算的依據(jù)估算的依據(jù) 深度負反饋：深度負反饋：即，深度負反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋系數(shù)即，深度負反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋系數(shù)有關(guān)。有關(guān)。 11 FA由由FAAA 1F得得FFAA1 11

21、 FA 方法一：方法一：4.3.1. 估算電壓增益估算電壓增益 方法二：方法二：FAAA 1F根據(jù)根據(jù)FFAA1 將將ioFXXA ofXXF 代入上式代入上式得得即：輸入量近似等于反饋量即：輸入量近似等于反饋量凈輸入量近似等于零凈輸入量近似等于零 由此可得深度負反饋條件下，基本放大電路由此可得深度負反饋條件下，基本放大電路“虛短虛短”、“虛斷虛斷”的概念的概念或或ifXX 0fid XXX深度負反饋條件下：深度負反饋條件下：Xd=Xi-Xf0u+=u-（運放電路）（運放電路）ue=ub（三極管電路）（三極管電路）(1)“虛短虛短”ud0(2)“虛斷虛斷”id0ii+=ii-=0 （運放電路）

22、（運放電路）ib=0（三極管電路）（三極管電路）“虛短虛短”與與“虛斷虛斷”-u-R+fu+R-u+1fAd+i+-u+fui+-TfR+u-du+A+ifRiifiii+i-i+T-i+ufRiiibif4.4 反饋放大電路工程應(yīng)用反饋放大電路工程應(yīng)用4.4.1、負反饋的合理引入、負反饋的合理引入（一）取樣對象和接入方式的選擇（一）取樣對象和接入方式的選擇 要穩(wěn)定直流量要穩(wěn)定直流量引直流負反饋引直流負反饋 要穩(wěn)定交流量要穩(wěn)定交流量引交流負反饋引交流負反饋 要穩(wěn)定輸出電壓要穩(wěn)定輸出電壓 引電壓負反饋引電壓負反饋 要穩(wěn)定輸出電流要穩(wěn)定輸出電流 引電流負反饋引電流負反饋 要增大輸入電阻要增大輸入電

23、阻 引串聯(lián)負反饋引串聯(lián)負反饋 要減小輸入電阻要減小輸入電阻 引并聯(lián)負反饋引并聯(lián)負反饋一 般 原 則（二）反饋組態(tài)的選擇（二）反饋組態(tài)的選擇目的目的反饋組態(tài)選擇反饋組態(tài)選擇得到電壓控制的電壓源得到電壓控制的電壓源電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋得到電流控制的電流源得到電流控制的電流源電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋將電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電流將電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電流電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋將電流轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電壓將電流轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電壓電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋1. 自激振蕩現(xiàn)象自激振蕩現(xiàn)象 在不加輸入信號的情況下，放大電路仍會產(chǎn)在不加輸入信號的情況下，放大電路仍會產(chǎn)生一定頻率的信號輸出。生一定頻率的信號輸出。（一）

24、自激的產(chǎn)生（一）自激的產(chǎn)生+iL+u-+u放大器放大器-oR 4.4.2、負反饋放大電路的穩(wěn)定性問題、負反饋放大電路的穩(wěn)定性問題fidXXX 基本放大電路基本放大電路AdX oX 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FfX iX + 產(chǎn)生自激振蕩的原因產(chǎn)生自激振蕩的原因 中頻時：中頻時： |idXX 高頻或低頻時，放大器產(chǎn)生的附加相移達到高頻或低頻時，放大器產(chǎn)生的附加相移達到180時。時。為負反饋。為負反饋。 |idXX 變?yōu)檎答仭Ｗ優(yōu)檎答仭?此時，若滿足此時，若滿足|dfXX 則則Xi=0，仍會有輸出信號。，仍會有輸出信號。 （二）自激的條件（二）自激的條件1FA幅值條件幅值條件180) 12(fan相位條

25、件相位條件（附加相移）（附加相移）基本放大電路基本放大電路AdX oX 反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)FfX iX + fdXX 0ddXFAX 自激振蕩條件：自激振蕩條件：1 FA分解為幅值條件與相位條件：分解為幅值條件與相位條件：由以上分析知：由以上分析知：（三）自激的防止（三）自激的防止使電路不易同時滿足自使電路不易同時滿足自激振蕩的相位條件和幅度條件激振蕩的相位條件和幅度條件 環(huán)路內(nèi)包含的放大電路最好小于三環(huán)路內(nèi)包含的放大電路最好小于三級級 盡可能使各級電路參數(shù)分散盡可能使各級電路參數(shù)分散 減小反饋系數(shù)或反饋深度。減小反饋系數(shù)或反饋深度。（四）自激的消除（四）自激的消除 電容補償法電容補償法 同前例，為了對它進行頻率補償，在產(chǎn)生主極點的電容同前例，為了對它進行頻率補償，在產(chǎn)生主極點的電容旁邊并聯(lián)電容旁邊并聯(lián)電容C P，這樣使，這樣使fp1發(fā)生了改變，令發(fā)生了改變，令 f p2 、fp3不變。不變。Z2PH105)(21CCRf1p10+1C3A2A1A1R2RR3C23CSuuoPCCP五、放大電路中的寄生反饋五、放大電路中的寄生反饋 寄生反饋寄生反饋無意之中存在的反饋現(xiàn)象無意之中存在的反饋現(xiàn)象（一）公共電