7反饋放大電路7.1反響的根本概念與分類7.3負(fù)反響放大電路增益的一般表達(dá)式7.4負(fù)反響對(duì)放大電路性能的影響7.5深度負(fù)反響條件下的近似計(jì)算7.2負(fù)反響放大電路的四種組態(tài)7.6負(fù)反響放大電路設(shè)計(jì)7.7負(fù)反響放大電路的頻率響應(yīng)7.8負(fù)反響放大電路的穩(wěn)定性7.1反響的根本概念與分類7.1.2直流反響與交流反響7.1.3正反響與負(fù)反響7.1.4串聯(lián)反響與并聯(lián)反響7.1.1什么是反響7.1.5電壓反響與電流反響7.1.1什么是反響將電子系統(tǒng)輸出回路的電量〔電壓或電流〕送回到輸入回路的過程。hfeibicvceibvbehrevcehiehoe內(nèi)部反響外部反響輸出信號(hào)反響放大電路的輸入信號(hào)反響信號(hào)根本放大電路的輸入信號(hào)〔凈輸入信號(hào)〕7.1.1什么是反響框圖反響通路——信號(hào)反向傳輸?shù)那篱_環(huán)——無(wú)反響通路閉環(huán)——有反響通路判斷電路是否存在反響通路7.1.1什么是反響反響通路〔本級(jí)〕反響通路〔本級(jí)〕反響通路〔級(jí)間〕7.1.2直流反響與交流反響根據(jù)反響到輸入端的信號(hào)是交流，還是直流，或同時(shí)存在，來進(jìn)展判別。直流反響交、直流反響7.1.2直流反響與交流反響(a)直流通路(b)交流通路7.1.3正反響與負(fù)反響正反響：輸入量不變時(shí)，引入反響后輸出量變大了。負(fù)反響：輸入量不變時(shí)，引入反響后輸出量變小了。從輸出端看從輸入端看正反響：引入反響后，使凈輸入量變大了。負(fù)反響：引入反響后，使凈輸入量變小了。凈輸入量可以是電壓，也可以是電流。7.1.3正反響與負(fù)反響判別方法：瞬時(shí)極性法。即在電路中，從輸入端開場(chǎng)，沿著信號(hào)流向，標(biāo)出某一時(shí)刻有關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓變化的斜率〔正斜率或負(fù)斜率，用“+〞、“-〞號(hào)表示〕。凈輸入量減小凈輸入量增大負(fù)反響正反響反響通路反響通路級(jí)間反響通路凈輸入量減小級(jí)間負(fù)反響7.1.3正反響與負(fù)反響7.1.3正反響與負(fù)反響反響通路凈輸入量減小本級(jí)負(fù)反響7.1.4串聯(lián)反響與并聯(lián)反響由反響網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸入端的連接方式判定串聯(lián)：輸入以電壓形式求和〔KVL〕-vi+vid+vf=0即vid=vi-vf并聯(lián)：輸入以電流形式求和〔KCL〕ii-iid-if=0即iid=ii-if串聯(lián)并聯(lián)判斷電路中的級(jí)間交流反響是串聯(lián)反響還是并聯(lián)反響7.1.4串聯(lián)反響與并聯(lián)反響并聯(lián)反響級(jí)間反響通路xf(if)判斷電路中的級(jí)間交流反響是串聯(lián)反響還是并聯(lián)反響7.1.4串聯(lián)反響與并聯(lián)反響串聯(lián)反響級(jí)間反響通路xf(vf)7.1.5電壓反響與電流反響電壓反響與電流反響由反響網(wǎng)絡(luò)在放大電路輸出端的取樣對(duì)象決定電壓反響：反響信號(hào)xf和輸出電壓成比例，即xf=Fvo電流反響：反響信號(hào)xf與輸出電流成比例，即xf=Fio并聯(lián)構(gòu)造串聯(lián)構(gòu)造7.1.5電壓反響與電流反響電壓負(fù)反響RLvoxf

xidvo電壓負(fù)反響穩(wěn)定輸出電壓xf=Fvo，

xid=xi－xf7.1.5電壓反響與電流反響電流負(fù)反響RLioxf

xidio電流負(fù)反響穩(wěn)定輸出電流xf=Fio，

xid=xi－xf7.1.5電壓反響與電流反響判斷方法：負(fù)載短路法將負(fù)載短路，反響量仍然存在——電流反響。將負(fù)載短路〔未接負(fù)載時(shí)輸出對(duì)地短路〕，反響量為零——電壓反響。電壓反響電流反響反響通路反響通路7.1.5電壓反響與電流反響電壓反響反響通路end7.2負(fù)反響放大電路的四種組態(tài)7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反響放大電路7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反響放大電路7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反響放大電路7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反響放大電路反響組態(tài)判斷舉例〔交流〕信號(hào)源對(duì)反響效果的影響7.2.1電壓串聯(lián)負(fù)反響放大電路輸入以電壓形式求和〔KVL〕：vid=vi-vf穩(wěn)定輸出電壓特點(diǎn)：電壓控制的電壓源7.2.2電壓并聯(lián)負(fù)反響放大電路輸入以電流形式求和〔KCL〕：iid=ii-if穩(wěn)定輸出電壓電流控制的電壓源特點(diǎn)：7.2.3電流串聯(lián)負(fù)反響放大電路輸入以電壓形式求和〔KVL〕：vid=vi-vf穩(wěn)定輸出電流電壓控制的電流源特點(diǎn)：7.2.4電流并聯(lián)負(fù)反響放大電路輸入以電流形式求和〔KCL〕：iid=ii-if穩(wěn)定輸出電流電流控制的電流源特點(diǎn)：電壓負(fù)反響：穩(wěn)定輸出電壓，具有恒壓特性串聯(lián)反響：輸入端電壓求和〔KVL〕電流負(fù)反響：穩(wěn)定輸出電流，具有恒流特性并聯(lián)反響：輸入端電流求和〔KCL〕特點(diǎn)小結(jié)：反響組態(tài)判斷舉例〔交流〕(+)(-)(+)(+)級(jí)間電壓串聯(lián)負(fù)反響(+)反響組態(tài)判斷舉例〔交流〕電壓并聯(lián)負(fù)反響直流反響交、直流反響反響組態(tài)判斷舉例〔交流〕(+)(+)(-)(+)(+)(+)電流串聯(lián)負(fù)反響串聯(lián)負(fù)反響信號(hào)源對(duì)反響效果的影響vid=vi-vf那么vi最好為恒壓源，即信號(hào)源內(nèi)阻Rs越小越好。要想反響效果明顯，就要求vf變化能有效引起vid的變化。信號(hào)源對(duì)反響效果的影響并聯(lián)負(fù)反響iid=ii-if那么ii最好為恒流源，即信號(hào)源內(nèi)阻Rs越大越好。要想反響效果明顯，就要求if變化能有效引起iid的變化。end7.3負(fù)反響放大電路增益的一般表達(dá)式1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式2.反響深度討論1.閉環(huán)增益的一般表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益因?yàn)樗蚤]環(huán)增益的一般表達(dá)式即7.3負(fù)反響放大電路增益的一般表達(dá)式負(fù)反響放大電路中各種信號(hào)量的含義7.3負(fù)反響放大電路增益的一般表達(dá)式2.反響深度討論一般負(fù)反響稱為反饋深度深度負(fù)反響正反響自激振蕩一般情況下，A和F都是頻率的函數(shù)，當(dāng)考慮信號(hào)頻率的影響時(shí)，Af、A和F分別用、和表示。即end7.3負(fù)反響放大電路增益的一般表達(dá)式7.4負(fù)反響對(duì)放大電路性能的影響7.4.2減小非線性失真7.4.3抑制反響環(huán)內(nèi)噪聲7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響7.4.1提高增益的穩(wěn)定性7.4.1提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)對(duì)A求導(dǎo)得只考慮幅值有另一方面,在深度負(fù)反響條件下即閉環(huán)增益只取決于反響網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反響網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時(shí)，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。負(fù)反響的組態(tài)不同，穩(wěn)定的增益不同〔Avf、Arf、Agf、Aif〕即閉環(huán)增益相對(duì)變化量是開環(huán)時(shí)的7.4.2減小非線性失真閉環(huán)時(shí)增益減小，線性度變好。只能減少環(huán)內(nèi)放大電路產(chǎn)生的失真，如果輸入波形本身就是失真的，即使引入負(fù)反響，也無(wú)濟(jì)于事。1——開環(huán)特性2——閉環(huán)特性7.4.3抑制反響環(huán)內(nèi)噪聲比原有的信噪比提高了倍電壓的信噪比增加一前置級(jí)并認(rèn)為該級(jí)為無(wú)噪聲的新的信噪比7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響串聯(lián)負(fù)反響1.對(duì)輸入電阻的影響開環(huán)輸入電阻Ri=vid/ii因?yàn)関f=F·xoxo=A·vid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii所以vi=vid+vf=(1+AF

)vid閉環(huán)輸入電阻Rif=vi/ii引入串聯(lián)負(fù)反響后，輸入電阻增加了。7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響并聯(lián)負(fù)反響1.對(duì)輸入電阻的影響閉環(huán)輸入電阻引入并聯(lián)負(fù)反響后，輸入電阻減小了。注意:反響對(duì)輸入電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。例如圖中R1不在環(huán)內(nèi)但是當(dāng)R1>>

時(shí)，反饋對(duì)Rif幾乎沒有影響。7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影響電壓負(fù)反響2.對(duì)輸出電阻的影響閉環(huán)輸出電阻電壓負(fù)反響而Xid=-Xf=-Fvt

忽略反響網(wǎng)絡(luò)對(duì)it的分流所以引入電壓負(fù)反響后，輸出電阻減小了。7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響2.對(duì)輸出電阻的影響電流負(fù)反響閉環(huán)輸出電阻引入電流負(fù)反響后，輸出電阻增大了。注意:反響對(duì)輸出電阻的影響僅限于環(huán)內(nèi)，對(duì)環(huán)外不產(chǎn)生影響。負(fù)反響對(duì)放大電路性能的改善，是以犧牲增益為代價(jià)的，且僅對(duì)環(huán)內(nèi)的性能產(chǎn)生影響。串聯(lián)負(fù)反響——并聯(lián)負(fù)反響——電壓負(fù)反響——電流負(fù)反響——特別注意表7.4.1的內(nèi)容增大輸入電阻減小輸入電阻減小輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓增大輸出電阻，穩(wěn)定輸出電流7.4.4對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響end7.5深度負(fù)反響條件下的近似計(jì)算1.深度負(fù)反響的特點(diǎn)2.舉例1.深度負(fù)反響的特點(diǎn)即，深度負(fù)反響條件下，閉環(huán)增益只與反響網(wǎng)絡(luò)有關(guān)由于則又因?yàn)榇肷鲜降谩惨渤憺閤fxi〕凈輸入量近似等于零由此可得深度負(fù)反響條件下，根本放大電路“兩虛〞的概念輸入量近似等于反響量〔xid0〕1.深度負(fù)反響的特點(diǎn)串聯(lián)負(fù)反響，輸入端電壓求和深度負(fù)反響條件下xid=xi-xf0虛短虛斷虛短虛斷并聯(lián)負(fù)反響，輸入端電流求和vid=

vi-

vf

0iid=

ii-

if

0vid=

iidri

02.舉例電壓串聯(lián)負(fù)反響反響系數(shù)實(shí)際上該電路就是第2章介紹的同相比例放大電路，該結(jié)果與第2章所得結(jié)果一樣設(shè)電路滿足深度負(fù)反響條件，試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解：根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)增益〔就是閉環(huán)電壓增益〕2.舉例(例7.5.1)電壓串聯(lián)負(fù)反響設(shè)電路滿足深度負(fù)反響條件，試寫出該電路的閉環(huán)電壓增益表達(dá)式。解：根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)電壓增益2.舉例(例7.5.4)電流并聯(lián)負(fù)反響設(shè)電路滿足深度負(fù)反響條件，試寫出該電路的閉環(huán)增益和閉環(huán)源電壓增益表達(dá)式。解：根據(jù)虛短、虛斷閉環(huán)增益所以閉環(huán)電壓增益注意：假設(shè)io參考方向不同，將影響閉環(huán)增益的結(jié)果又因?yàn)閕R解:〔3〕閉環(huán)增益例7.5.5…〔3〕求大環(huán)反響的閉環(huán)增益以及對(duì)信號(hào)源的閉環(huán)電壓增益；…電壓并聯(lián)負(fù)反響根據(jù)虛短、虛斷0V2.舉例end7.6負(fù)反響放大電路設(shè)計(jì)7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反響放大電路的一般步驟7.6.2設(shè)計(jì)舉例7.6.1設(shè)計(jì)負(fù)反響放大電路的一般步驟1.選定需要的反響類型2.確定反響系數(shù)的大小3.適中選擇反響網(wǎng)絡(luò)中的電阻阻值4.通過仿真分析，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)是否滿足要求信號(hào)源性質(zhì)對(duì)輸出信號(hào)的要求對(duì)輸入、輸出電阻的要求對(duì)信號(hào)變換的要求〔V-V、V-I、I-V、I-I〕深度負(fù)反饋時(shí)盡量減小反響網(wǎng)絡(luò)對(duì)根本放大電路的負(fù)載效應(yīng)7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反響的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0～5V，內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。運(yùn)放的Avo=104，Ri=5kΩ，Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。解:驅(qū)動(dòng)電路需要將電壓vs轉(zhuǎn)換為電流io1已知LED的光強(qiáng)度——流過LED的電流io1線性——電壓信號(hào)vs線性選用電流串聯(lián)負(fù)反響電路光電隔離器解:選用電流串聯(lián)負(fù)反響電路所以Rf=1kΩ又因?yàn)楦鶕?jù)虛斷有深度負(fù)反饋時(shí)7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反響的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0～5V，內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。運(yùn)放的Avo=104，Ri=5kΩ，Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。解:仿真電路io1與vs的呈線性關(guān)系，io1=10-3vs，放大電路滿足設(shè)計(jì)要求。end7.6.2設(shè)計(jì)舉例例7.6.2設(shè)計(jì)一個(gè)帶負(fù)反響的光電隔離器的驅(qū)動(dòng)電路。設(shè)vs的變化范圍為0～5V，內(nèi)阻Rs=500Ω。要求LED的io1=10-3vs(A)。運(yùn)放的Avo=104，Ri=5kΩ，Ro=100Ω。設(shè)計(jì)后仿真檢驗(yàn)發(fā)光二極管的電流。7.7負(fù)反響放大電路的頻率響應(yīng)7.7.2增益-帶寬積7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式根本放大電路的高頻響應(yīng)比開環(huán)時(shí)增加了為基本放大電路通帶增益根據(jù)閉環(huán)增益表達(dá)式有（設(shè)反饋網(wǎng)絡(luò)為純阻網(wǎng)絡(luò)）——通帶閉環(huán)增益其中同理可得——閉環(huán)上限頻率比開環(huán)時(shí)減小了——閉環(huán)下限頻率引入負(fù)反響后，放大電路的通頻帶展寬了7.7.1頻率響應(yīng)的一般表達(dá)式例7.7.1的波特圖開環(huán)增益反響系數(shù)為0.01時(shí)反響系數(shù)為0.1時(shí)反響系數(shù)為1時(shí)7.7.2增益-帶寬積放大電路的增益-帶寬積為常數(shù)閉環(huán)增益-帶寬積開環(huán)增益-帶寬積end7.8負(fù)反響放大電路的穩(wěn)定性*7.8.2頻率補(bǔ)償7.8.1負(fù)反響放大電路的自激振蕩及

穩(wěn)定工作的條件7.8.1負(fù)反響放大電路的自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件1.自激振蕩現(xiàn)象在不加任何輸入信號(hào)的情況下，放大電路仍會(huì)產(chǎn)生一定頻率的信號(hào)輸出。2.產(chǎn)生原因在高頻區(qū)或低頻區(qū)產(chǎn)生的附加相移達(dá)到180，使中頻區(qū)的負(fù)反饋在高頻區(qū)或低頻區(qū)變成了正反饋，當(dāng)滿足了一定的幅值條件時(shí)，便產(chǎn)生自激振蕩。3.自激振蕩條件自激振蕩反饋深度即又得自激振蕩條件幅值條件相位條件〔附加相移〕注：輸入端求和的相位〔-1〕不包含在內(nèi)閉環(huán)增益7.8.1負(fù)反響放大電路的自激振蕩及穩(wěn)定工作的條件4.穩(wěn)定工作條件破壞自激振蕩條件或當(dāng)反響網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)，f=0。其中Gm——幅值裕度，一般要求Gm≤