1、第三章第三章 負反饋放大器負反饋放大器輸入量：輸入量：ui、ube、ib反饋反饋將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），以一定將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），以一定的方式送回到輸入回路的過程。的方式送回到輸入回路的過程。3.1 反饋的基本概念反饋的基本概念輸出量：輸出量：uo、uce、ic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一一定定一、概念一、概念 開環(huán)與閉環(huán)開環(huán)與閉環(huán)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

2、，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的傳輸輸出端的傳輸反向傳輸反向傳輸信號從輸信號從輸出端到輸入端的傳輸出端到輸入端的傳輸既有正向傳輸，又有反饋稱為既有正向傳輸，又有反饋稱為閉閉環(huán)狀態(tài)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反饋傳輸反饋傳輸(通路通路)（反饋網(wǎng)絡(luò)）（反饋網(wǎng)絡(luò)）二、反饋類型和判別方法二、反饋類型和判別方法1、判別有無反饋、判別有無反饋 觀察放大電路輸出端和輸入端是否有反饋網(wǎng)絡(luò)觀察放大電路輸出端和輸入端是否有反饋網(wǎng)絡(luò)或元件連接。或元件連接。+CTb1CCRbVL+uoR-u+-

3、ib2CcR+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeIC例：基本放大器，無反饋，凈輸例：基本放大器，無反饋，凈輸入量入量ube=ui，電壓放大倍數(shù)為：電壓放大倍數(shù)為：2.負反饋與正反饋負反饋與正反饋負反饋負反饋輸入量不變時，引入反饋后使凈輸入量減小，輸入量不變時，引入反饋后使凈輸入量減小，放大倍數(shù)減小。放大倍數(shù)減小。引入反饋后，凈輸入量引入反饋后，凈輸入量ube =ui- uf ，電壓放大倍數(shù)為：電壓放大倍數(shù)為：可見，凈輸入量減小，放大倍數(shù)減小，所以是負反饋?？梢?，凈輸入量減小，放大倍數(shù)減小，所以是負反饋。正反饋正反饋輸入量不變時，引入反饋后使凈輸入量增加，輸入量不變

4、時，引入反饋后使凈輸入量增加，放大倍數(shù)增加。放大倍數(shù)增加。+u-TRuLcCCob1+.RCb2Cb1+ViR-beu+-ebeLu)(1RrRAbeLurRA+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-判別方法判別方法:“瞬時極性法瞬時極性法” ： 假設(shè)某一瞬時，在放大電路的輸入端加入一個假設(shè)某一瞬時，在放大電路的輸入端加入一個正極性的輸入信號，按信號傳輸方向依次判斷相正極性的輸入信號，按信號傳輸方向依次判斷相關(guān)點的瞬時極性，直至判斷出反饋信號的瞬時極關(guān)點的瞬時極性，直至判斷出反饋信號的瞬時極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小，則性。如果反饋信號的

5、瞬時極性使凈輸入減小，則為負反饋；反之為正反饋。為負反饋；反之為正反饋。VVV-fARi+duu-f-R+u1+uRo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。3.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該電路引入直流反饋的目的，是為了穩(wěn)定靜態(tài)工是為了穩(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+CTRb

6、1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeICic 解：根據(jù)反饋到輸入端的信號是交流還是直流還是同時解：根據(jù)反饋到輸入端的信號是交流還是直流還是同時存在，來進行判別。存在，來進行判別。例：判斷下圖中有哪些反饋回路，是交流反饋還是直流反饋。例：判斷下圖中有哪些反饋回路，是交流反饋還是直流反饋。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”作用！作用！本級反饋本級反饋反饋只存在于某一級放大器中反饋只存在于某一級放大器中 級間反饋級間反饋反饋存在于兩級以上的放大器中反饋存在于兩級以上的放大器中例例4.本級反饋與級間反

7、饋本級反饋與級間反饋VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1級間反饋級間反饋本級反饋本級反饋本級反饋本級反饋5. 電壓反饋與電流反饋電壓反饋與電流反饋取樣方式不同取樣方式不同 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例。反饋信號的大小與輸出電壓成比例。判斷方法判斷方法 1）輸出短路法：）輸出短路法：電流反饋：電流反饋：反饋信

8、號的大小與輸出電流成比例。反饋信號的大小與輸出電流成比例。2）寫出反饋信號的表達式，若該表達式正比于電壓）寫出反饋信號的表達式，若該表達式正比于電壓Uo則為電壓反饋；若正比于電流則為電壓反饋；若正比于電流Io,則為電流反饋則為電流反饋VVV-fARi+duu-f-R+u1+uRooffURRRU11電壓負反饋電壓負反饋u-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi電流負反饋電流負反饋 對于分立元件對于分立元件,如果是共發(fā)射極電路如果是共發(fā)射極電路,凡是從凡是從發(fā)射極引回發(fā)射極引回的反饋是的反饋是電流反饋電流反饋, 在在集電極引回集電極引回的反饋是的反饋是電壓反饋電壓反饋+CTRb1CCR

9、b1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-f電流負反饋電流負反饋6.6. 串聯(lián)反饋和串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋比較方式比較方式串聯(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

10、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)

11、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輸入量反饋量例例:試判斷下列電路中引入的反饋是串聯(lián)反饋還是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。并聯(lián)反饋。VV+A+uOiu1RR2CC+V3R電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-電流串聯(lián)電流串聯(lián)+R1bCCTCRVRu+-Lo-+uieC2Su+-RSf-u+射極輸出器是電壓串聯(lián)負反饋射極輸出器是電壓串聯(lián)負反饋 電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋VVV-fARi+duu-f-R+u1+uRo例題例題試判斷下列電路中的反饋組態(tài)。

12、試判斷下列電路中的反饋組態(tài)。電壓并聯(lián)負反饋。電壓并聯(lián)負反饋。VCC_CIRCLEVCC_CIRCLE+A+LRRfifid1i1Ruoiu電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋uu-1AiiR+i+oidifiofRRLR+-電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋u-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi負反饋放大器的四種類型負反饋放大器的四種類型 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)

13、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同相同相三三. 負反饋放大電路的方框圖負反饋放大電路的方框圖負反饋放大器負反饋放大器2. 負反饋放大器的一般關(guān)系負反饋放大器的一般關(guān)系閉環(huán)放大倍數(shù)：閉環(huán)放大倍數(shù)：放大放大：doXXA 反饋反饋：ofXXF 迭加：迭加：fidXXX AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF) =XoA11A+F=A1+AF3. 關(guān)于反饋深度的討論關(guān)于反饋深度

14、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 A3.2 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 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 在放大器中引在放大器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) 使使放大器的性能得以改善：放大器的性能得以改善：一一. 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)

15、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 1FAdAAFAdA 11FF即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了1+AF倍倍另一方面另一方面: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。2. 改善放大器的非線性失真改善放大器的非線性失真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uouo3.

16、 3. 擴展放大器的通頻帶擴展放大器的通頻帶 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. 4. 負反饋對

17、輸入電阻的影響負反饋對輸入電阻的影響 (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+R1ifi(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=iiu Fuiuodi= AFiiuddi= )1(=diAFiu AFR 1=i+ARu-Li+uoRiR-Rd+-+diuoifouiRffii+uoLiRu-uiuAo+Rid-R+-oi+Rdii5. 5. 負反饋對輸出電阻的影響負反饋對輸出電阻的影響 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