1、主講：王彥武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院二00七年四月第第4 4章章 負反響放大電路負反響放大電路 本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：4.1 反響的根本概念反響的根本概念 4.2 反響類型及反響極性的判別反響類型及反響極性的判別 4.3 負反響對放大電路性能的影響負反響對放大電路性能的影響 4.4 深度負反響放大電路的估算深度負反響放大電路的估算 4.5 本章小結(jié)本章小結(jié) 4.1 反響的根本概念反響的根本概念 4.1.1 反響的定義反響的定義 4.1.2 負反響方框圖及根本關(guān)系式負反響方框圖及根本關(guān)系式 4.1.3 負反響的負反響的4種根本組態(tài)種根本組態(tài) 反響：將放大電路輸出量電壓或電流的部分或全部，經(jīng)過一定

2、的方式送回到放大電路的輸入端,從而影響輸入信號的過程。 回送到輸入端的信號稱為反響信號. 反響的極性：反響信號使放大電路的凈輸入信號減弱，那么稱之為負反響；反之那么是正反響。 4.1.1 4.1.1 反響的定義反響的定義 4.1.2 4.1.2 負反響系統(tǒng)方框圖負反響系統(tǒng)方框圖 和普通關(guān)系式和普通關(guān)系式一、系統(tǒng)方框圖一、系統(tǒng)方框圖: :Xi：凈輸入信號Xi：原輸入信號Xo：輸出信號Xf：反響信號fiixxx 4.1.2 4.1.2 負反響系統(tǒng)方框圖負反響系統(tǒng)方框圖 和普通關(guān)系式和普通關(guān)系式Xi：凈輸入信號Xi：原輸入信號Xo：輸出信號Xf：反響信號fiixxxioxxA 反響系數(shù):ofxxF

3、iofxxA 閉環(huán)放大倍數(shù): 開環(huán)放大倍數(shù): 4.1.2 4.1.2 負反響系統(tǒng)方框圖負反響系統(tǒng)方框圖 和普通關(guān)系式和普通關(guān)系式 ofxxF iofxxAfiixxxioxxAiiioiifioiofAFxxAxFxxAxxxxxxA故 4.1.2 4.1.2 負反響系統(tǒng)方框圖負反響系統(tǒng)方框圖 和普通關(guān)系式和普通關(guān)系式 負反響放大電路的普通關(guān)系式：AFAA1iof xx其中：1+AF稱為反響深度，當1+AF1時，稱為深度負反響，此時有：FAFAAFAA11f 一一. .取樣方式取樣方式取樣方式：反響網(wǎng)絡(luò)與放大電路輸出回取樣方式：反響網(wǎng)絡(luò)與放大電路輸出回路的銜接方式路的銜接方式. .據(jù)取樣方式不

4、同分為電壓反響和電流反據(jù)取樣方式不同分為電壓反響和電流反響響 4.1.3 4.1.3 負反響的負反響的4 4種根本組種根本組態(tài)態(tài) 電壓反響：對交流信號而言，此時根本電壓反響：對交流信號而言，此時根本放大器、反響網(wǎng)絡(luò)、負載三者是并聯(lián)的放大器、反響網(wǎng)絡(luò)、負載三者是并聯(lián)的。 反響信號反響信號xf取樣于輸出電壓取樣于輸出電壓uo的部分的部分或全部，即或全部，即xf與與uo成正比。成正比。 4.1.3 4.1.3 負反響的負反響的4 4種根本組種根本組態(tài)態(tài)電流反響：對交流信號而言，此時根本放電流反響：對交流信號而言，此時根本放大器、反響網(wǎng)絡(luò)、負載三者是串聯(lián)的大器、反響網(wǎng)絡(luò)、負載三者是串聯(lián)的. 反響信號：

5、反響信號：xf取樣于輸出電流取樣于輸出電流io的部的部分或全部，即分或全部，即xf與與io成正比。成正比。 二二. .比較方式比較方式比較方式：反響網(wǎng)絡(luò)與放大電路輸入回比較方式：反響網(wǎng)絡(luò)與放大電路輸入回路的銜接方式路的銜接方式. .據(jù)比較方式不同分為串聯(lián)反響和并聯(lián)反據(jù)比較方式不同分為串聯(lián)反響和并聯(lián)反響響 4.1.3 4.1.3 負反響的負反響的4 4種根本組種根本組態(tài)態(tài) 串聯(lián)反響：對交流信號而言，反響網(wǎng)絡(luò)、信號源、根本放大器三者是串聯(lián)的。 在串聯(lián)反響中反響信號是電壓,要求信號源是恒定的電壓源。 4.1.3 4.1.3 負反響的負反響的4 4種根本組種根本組態(tài)態(tài) 并聯(lián)反響：對交流信號而言，反響網(wǎng)

6、絡(luò)、信號源、根本放大器三者是并聯(lián)的。 在并聯(lián)反響中反響信號是電流,要求信號源是恒定的電流源。 三三. .負反響的負反響的4 4種組態(tài)種組態(tài) 按照取樣和比較方式的不同，反按照取樣和比較方式的不同，反響放大器就有四種不同的類型，分別是響放大器就有四種不同的類型，分別是: :電壓串聯(lián)反響、電壓并聯(lián)反響、電壓串聯(lián)反響、電壓并聯(lián)反響、電流串聯(lián)反響、電流并聯(lián)反響。電流串聯(lián)反響、電流并聯(lián)反響。 4.1.3 4.1.3 負反響的負反響的4 4種根本組種根本組態(tài)態(tài)4.2 4.2 反響的判別反響的判別 4.2.1 反響極性的判別反響極性的判別 4.2.2 反響類型的判別反響類型的判別 4.2.3 舉例分析舉例分析

7、 4.2.1 4.2.1 反響極性的判別反響極性的判別一、反響及反響元件的識別 判別放大電路有無反響的方法是：察看電路中能否存在銜接在輸出回路和輸入回路之間的元件，即能否存在反響。 在確定存在反響的前提下，再找出反響元件，并確認反響通路。反響電路舉例 4.2.1 4.2.1 反響極性的判別反響極性的判別4.2.1 4.2.1 反響極性的判別反響極性的判別二、直流反響和交流反響的判別二、直流反響和交流反響的判別1 1直流反響：假設(shè)反響環(huán)內(nèi)，直直流反響：假設(shè)反響環(huán)內(nèi)，直流分量可以流通，那么該反響環(huán)可以流分量可以流通，那么該反響環(huán)可以產(chǎn)生直流反響。產(chǎn)生直流反響。2 2交流反響：假設(shè)反響環(huán)內(nèi)，交交流反

8、響：假設(shè)反響環(huán)內(nèi)，交流分量可以流通，那么該反響環(huán)可以流分量可以流通，那么該反響環(huán)可以產(chǎn)生交流反響。產(chǎn)生交流反響。4.2.1 4.2.1 反響極性的判別反響極性的判別三、反響極性的判別三、反響極性的判別 反響極性的斷定通常用反響極性的斷定通常用“瞬時極性法瞬時極性法 ：1 1在根本放大器輸入端，假定輸入在根本放大器輸入端，假定輸入信號為某一瞬時極性。信號為某一瞬時極性。2 2根據(jù)各級放大電路輸出與輸入信根據(jù)各級放大電路輸出與輸入信號之間的相位關(guān)系，判別出反響信號的號之間的相位關(guān)系，判別出反響信號的極性。極性。3 3斷定在反響信號的影響下，凈輸斷定在反響信號的影響下，凈輸入信號的變化趨勢。入信號的

9、變化趨勢。一、電壓反響和電流反響判別一、電壓反響和電流反響判別 斷定方法之一：假設(shè)輸出或負載斷定方法之一：假設(shè)輸出或負載短路法。將反響放大電路的輸出端對地短路法。將反響放大電路的輸出端對地短路，假設(shè)反響信號隨之消逝，那么判短路，假設(shè)反響信號隨之消逝，那么判別為電壓反響；否那么為電流反響。別為電壓反響；否那么為電流反響。 斷定方法之二：按電路銜接的構(gòu)造特斷定方法之二：按電路銜接的構(gòu)造特點來斷定。在輸出通路中，假設(shè)放大電點來斷定。在輸出通路中，假設(shè)放大電路的輸出端與反響網(wǎng)絡(luò)的取樣端處于同路的輸出端與反響網(wǎng)絡(luò)的取樣端處于同一個放大器件的一樣電極，那么為電壓一個放大器件的一樣電極，那么為電壓反響；否那

10、么為電流反響。反響；否那么為電流反響。4.2.2 4.2.2 反響類型的判別反響類型的判別四、串聯(lián)反響和并聯(lián)反響的判別四、串聯(lián)反響和并聯(lián)反響的判別 斷定方法之一：斷定方法之一：“察看法。假設(shè)察看法。假設(shè)信號輸入端和反響網(wǎng)絡(luò)的比較端接在信號輸入端和反響網(wǎng)絡(luò)的比較端接在同一個放大器件的一樣電極上，那么同一個放大器件的一樣電極上，那么為并聯(lián)反響；否那么，為串聯(lián)反響。為并聯(lián)反響；否那么，為串聯(lián)反響。 斷定方法之二：是采用輸入假設(shè)斷定方法之二：是采用輸入假設(shè)短路法來判別，即將放大電路輸入端短路法來判別，即將放大電路輸入端的輸入端短接法。假設(shè)反響信號能加的輸入端短接法。假設(shè)反響信號能加到根本放大器的輸入端

11、，為串聯(lián)反響；到根本放大器的輸入端，為串聯(lián)反響；否那么，為并聯(lián)反響。否那么，為并聯(lián)反響。4.2.2 4.2.2 反響類型的判別反響類型的判別分析步驟：1找出反響元件，確認反響通路，區(qū)分是本級反響還是越級反響；2判別是交流反響還是直流反響；3根據(jù)瞬時極性法，判別是正反響還是負反響；4根據(jù)輸出回路的取樣方式，判別是電壓反響還是電流反響；5根據(jù)輸入回路的比較方式，判別是串聯(lián)反響還是并聯(lián)反響。4.2.3 4.2.3 舉例分析舉例分析 幾種反響電路一 4.2.3 4.2.3 舉例分析舉例分析 幾種反響電路二 4.2.3 4.2.3 舉例分析舉例分析4.3 4.3 負反響對放大電路負反響對放大電路性能的影

12、響性能的影響 4.3.1 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 4.3.2 減小非線性失真和抑制噪聲減小非線性失真和抑制噪聲 及干擾及干擾 4.3.3 擴展通頻帶擴展通頻帶 4.3.4 負反響對輸入電阻的影響負反響對輸入電阻的影響 4.3.5 負反響對輸出電阻的影響負反響對輸出電阻的影響 引入負反響以后，放大電路放大倍數(shù)穩(wěn)定性的提高通常用相對變化量來衡量。AFAAAFAAFAAFdAdA1111111 f2f由于 ，所以求導(dǎo)得：AFAA1 fAdAAFAdA11 ff即：4.3.1 4.3.1 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性由于電路中存在非線性器件，會導(dǎo)致輸出波形產(chǎn)生一定的非線性

13、失真。假設(shè)在放大電路中引入負反響后，其非線性失真就可以減小。需求指出的是，負反響只能減小放大電路本身產(chǎn)生的非線性失真，而對輸入信號的非線性失真，負反響是無能為力的。4.3.2 4.3.2 減小非線性失真和減小非線性失真和 抑制噪聲及干擾抑制噪聲及干擾 放大電路的噪聲是由放大電路中各元器件內(nèi)部載流子不規(guī)那么的熱運動引起的。而干擾來自于外界要素的影響，如高壓電網(wǎng)、雷電等的影響。負反響的引入可以減小噪聲和干擾，但輸出端的信號也將按同樣規(guī)律減小，結(jié)果輸出端的信號與噪聲的比值稱為信噪比并沒有提高。4.3.2 4.3.2 減小非線性失真和減小非線性失真和 抑制噪聲及干擾抑制噪聲及干擾 由于負反響可以提高放

14、大倍數(shù)的穩(wěn)定性，所以引入負反響后，在低頻區(qū)和高頻區(qū)放大倍數(shù)的下降程度將減小，從而使通頻帶展寬。 引入負反響后，可使通頻帶展寬約1+AF倍。4.3.3 4.3.3 擴展通頻帶擴展通頻帶4.3.4 4.3.4 負反響對輸入電阻的負反響對輸入電阻的 影響影響一、串聯(lián)負反響使輸入電阻提高 引入串聯(lián)負反響后，輸入電阻可以提高1+AF倍。即：iifr11rAF 式中：ri為開環(huán)輸入電阻 rif為閉環(huán)輸入電阻4.3.4 4.3.4 負反響對輸入電阻的負反響對輸入電阻的 影響影響二、并聯(lián)負反響使輸入電阻減小 引入并聯(lián)負反響后，輸入電阻減小為開環(huán)輸入電阻的1/ (1+AF ) 倍。 即：iifr11rAF4.3

15、.4 4.3.4 負反響對輸入電阻的負反響對輸入電阻的 影響影響一、電壓負反響使輸出電阻減小一、電壓負反響使輸出電阻減小 放大電路引入電壓負反響后，放大電路引入電壓負反響后，輸出電壓的穩(wěn)定性提高了，即電路輸出電壓的穩(wěn)定性提高了，即電路具有恒壓特性。具有恒壓特性。 引入電壓負反響后，輸出電阻引入電壓負反響后，輸出電阻rofrof減小到原來的減小到原來的1/1/1+AF1+AF倍。倍。4.3.5 4.3.5 負反響對輸出電阻的負反響對輸出電阻的 影響影響二、電流負反響使輸出電阻增大 放大電路引入電流負反響后，輸出電流的穩(wěn)定性提高了，即電路具有恒流特性。 引入電流負反響后，使輸出電阻rof增大到原來

16、的1+AF倍。4.3.5 4.3.5 負反響對輸出電阻的負反響對輸出電阻的 影響影響三、負反響選取的原那么三、負反響選取的原那么1要穩(wěn)定靜態(tài)任務(wù)點要穩(wěn)定靜態(tài)任務(wù)點,應(yīng)引入直流負應(yīng)引入直流負反響。反響。2要改善交流性能，應(yīng)引入交流負要改善交流性能，應(yīng)引入交流負反響。反響。3要穩(wěn)定輸出電壓，應(yīng)引入電壓負要穩(wěn)定輸出電壓，應(yīng)引入電壓負反響；反響； 要穩(wěn)定輸出電流，應(yīng)引入電流負要穩(wěn)定輸出電流，應(yīng)引入電流負反響。反響。4要提高輸入電阻，應(yīng)引入串聯(lián)負要提高輸入電阻，應(yīng)引入串聯(lián)負反響；反響； 要減小輸入電阻，應(yīng)引入并聯(lián)負要減小輸入電阻，應(yīng)引入并聯(lián)負反響。反響。4.3.5 4.3.5 負反響對輸出電阻的負反響對

17、輸出電阻的 影響影響4.4 4.4 深度負反響放大電深度負反響放大電 路的估算路的估算 4.4.1 深度負反響的特點深度負反響的特點 4.4.2 深度負反響放大倍數(shù)的估算深度負反響放大倍數(shù)的估算 一、串聯(lián)負反響的估算條件 反響深度1+AF1的負反響，稱為深度負反響。通常，只需是多級負反響放大電路，都可以以為是深度負反響.此時有： FAFAFAAA11f 故：xixf ioxxf AoxxfF4.4.1 4.4.1 深度負反響的特點深度負反響的特點一、串聯(lián)負反響的估算條件 由于深度負反響有：xixf 所以對于深度串聯(lián)負反響有： uiuf 稱之為“虛短 由于串聯(lián)負反響的閉環(huán)輸入電阻增 大，在深度負

18、反響條件下: ii 0 稱之為“虛斷 0iu4.4.1 4.4.1 深度負反響的特點深度負反響的特點二、并聯(lián)負反響的估算條件 由于深度負反響有：xixf 對于深度并聯(lián)負反響有： iiif 或稱之為“虛斷 并聯(lián)負反響的閉環(huán)輸入電阻減 小，在 深度負反響條件下: ui 0 稱之為“虛短 4.4.1 4.4.1 深度負反響的特點深度負反響的特點例4-2 估算圖4-8所示反響放大電路的電壓放大倍數(shù)Auf。4.4.2 4.4.2 深度負反響放大倍數(shù)深度負反響放大倍數(shù)的估算的估算解：1圖中所示放大電路，Rf構(gòu)成越級電壓串聯(lián)負反響，因此可以為是深度負反響，即有uiuf。因此其反響系數(shù)為： fe1e1ofRRRFuue1fe1foioufRRRAuuuu4.4.2 4.4.2 深度負反響放大倍數(shù)深度負反響放大倍數(shù)的估算的估算2在圖4-8b所示放大電路中，可以判別 構(gòu)成電流串聯(lián)負反響在深度負反響條件下，有uiuf。 由于uf= ie uo=ioRcieRc，所以有：eReReoeeofRRFiiiueceecofoioufRRRRA iiuuuu4.4.2 4.4.2 深度負反響放大倍數(shù)深度負反響放大倍數(shù)的估算的估算4.5 4.5 本章小結(jié)本章小結(jié) 一反響的類型1按反響的極性劃分為正反響和負反響兩種。2按交、