6-2負(fù)反饋對放大器性能的影響6-2-1放大倍數(shù)穩(wěn)定度提高6-2-2放大器通頻帶展寬，線性失真減小6-2-3非線性失真減小，輸入動態(tài)范圍展寬6-2-4減小放大器內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲與干擾的影響2023/12/51模擬電子技術(shù)6-3反饋放大器的分類及對輸入、輸出阻抗的影響6-3-1電壓反饋與電流反饋6-3-2電壓、電流負(fù)反饋對輸出電阻的影響6-3-3串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋6-3-4串聯(lián)、并聯(lián)負(fù)反饋對放大器輸入電阻的影響2023/12/52模擬電子技術(shù)6-4反饋放大器的分析和近似計算6-4-1反饋放大器增益和反饋系數(shù)的定義及近似計算一、串聯(lián)電壓負(fù)反饋二、串聯(lián)電流負(fù)反饋三、并聯(lián)電壓負(fù)反饋四、并聯(lián)電流負(fù)反饋五、深度負(fù)反饋條件下，近似計算法的原理與步驟2023/12/53模擬電子技術(shù)6-4-2集成運算放大器的兩種基本反饋組態(tài)一、集成運算放大器的開環(huán)傳輸特性二、并聯(lián)電壓負(fù)反饋——反相比例放大器1.閉環(huán)增益Auf2.閉環(huán)輸入電阻Rif3.閉環(huán)輸出電阻Rof三、串聯(lián)電壓負(fù)反饋——同相比例放大器2023/12/54模擬電子技術(shù)6―4―3分立元件負(fù)反饋放大器的分析計算一、單級負(fù)反饋放大器電路1.單級串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路2.單級串聯(lián)電流負(fù)反饋電路3.單級并聯(lián)電壓負(fù)反饋電路2023/12/55模擬電子技術(shù)二、多級反饋放大器電路1.串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路2.并聯(lián)電流負(fù)反饋電路3.串聯(lián)電流負(fù)反饋電路4.并聯(lián)電壓負(fù)反饋電路5.串聯(lián)電流正反饋電路三、反饋放大器例題分析2023/12/56模擬電子技術(shù)6-5反饋放大器穩(wěn)定性討論6-5-1負(fù)反饋放大器穩(wěn)定工作的條件6-5-2利用開環(huán)增益的波特圖來判別放大器的穩(wěn)定性2023/12/57模擬電子技術(shù)第六章反饋（1）掌握反饋的基本概念和反饋類型的判斷方法。（2）掌握深度負(fù)反饋條件下放大電路的近似估算法。（3）了解負(fù)反饋對放大電路性能的影響。（4）了解負(fù)反饋放大電路產(chǎn)生自激振蕩的原因、穩(wěn)定判據(jù)和消除自激振蕩的方法。2023/12/58模擬電子技術(shù)6―1反饋的基本概念及基本方程6―1―1什么是反饋反饋：將放大器的輸出量（電流或電壓）通過一定的網(wǎng)絡(luò)，回送到放大器的輸入回路，并同輸入信號一起參與放大器的輸入控制作用，從而使放大器的某些性能獲得有效改善的過程。2023/12/59模擬電子技術(shù)圖6―1負(fù)反饋穩(wěn)定工作點電路2023/12/510模擬電子技術(shù)反饋網(wǎng)絡(luò)F基本放大器A取樣∑比較XfXi′凈輸入信號反饋信號輸出信號輸入信號AfXiXo圖6―2反饋放大器基本框圖

6―1―2反饋放大器的基本框圖注：對一個實際電路，當(dāng)基本放大器的反向傳輸效應(yīng)（與反饋網(wǎng)絡(luò)的反向傳輸效應(yīng)對比）和反饋網(wǎng)絡(luò)的正向傳輸效應(yīng)（與基本放大器的正向傳輸效應(yīng)對比）均可忽略時，才可采用該模型。2023/12/511模擬電子技術(shù)反饋網(wǎng)絡(luò)F基本放大器A∑XfXi′XiXo基本放大器的傳輸增益(開環(huán)增益或開環(huán)放大倍數(shù))反饋放大器的傳輸增益（閉環(huán)增益）反饋網(wǎng)絡(luò)的傳輸系數(shù)(反饋系數(shù))環(huán)路增益(回歸比)

反饋深度D=1+AF6―1―3反饋放大器的基本方程2023/12/512模擬電子技術(shù)反饋放大器的基本方程反饋網(wǎng)絡(luò)F基本放大器A∑XfXi′XiXo2023/12/513模擬電子技術(shù)結(jié)論（1）負(fù)反饋使放大器的增益下降了（1+AF）倍；（2）反饋深度D=1+AF，表征反饋強弱；D1或AF

1

——深反饋條件（3）深反饋條件下，2023/12/514模擬電子技術(shù)6―2負(fù)反饋對放大器性能的影響

6―2―1負(fù)反饋使放大倍數(shù)穩(wěn)定度提高A不穩(wěn)定Af穩(wěn)定反饋網(wǎng)絡(luò)F基本放大器A∑XfXi′XiXo2023/12/515模擬電子技術(shù)開環(huán)放大倍數(shù)相對穩(wěn)定度為閉環(huán)放大倍數(shù)相對穩(wěn)定度為若近似以增量代替微分，則：通常用放大倍數(shù)的相對變化量來衡量放大器的穩(wěn)定性。2023/12/516模擬電子技術(shù)例1設(shè)計一個負(fù)反饋放大器，要求閉環(huán)放大倍數(shù)Af=100，當(dāng)開環(huán)放大倍數(shù)A變化±10%時，Af的相對變化量在±0.5%以內(nèi)，試確定開環(huán)放大倍數(shù)A及反饋系數(shù)F值。所以因為解：因為所以由于所以2023/12/517模擬電子技術(shù)6-2-2負(fù)反饋使放大器通頻帶展寬，線性失真減小有源低通濾波器令則同理2023/12/518模擬電子技術(shù)無反饋放大器的頻率響應(yīng)有負(fù)反饋放大器的頻率響應(yīng)增益AIAI-3dBAIfAIf-3dBfLfH無反饋放大器的帶寬f(頻率)圖6―3負(fù)反饋改善放大器頻率響應(yīng)的示意圖fLf負(fù)反饋放大器的帶寬fHf2023/12/519模擬電子技術(shù)圖6―4

引起頻率失真的因素必須包含在反饋環(huán)之內(nèi)2023/12/520模擬電子技術(shù)6-2-3負(fù)反饋使非線性失真減小，輸入動態(tài)范圍展寬2023/12/521模擬電子技術(shù)io0ubeA＋Xi.Xo.－＋－xo0t0txi基本放大器io0ubeAFtxoXo.∑t0xi＋－Xi.Xf.0txi′xf0tXi.′0圖6―5負(fù)反饋改善非線性失真的工作原理示意圖(a)無反饋(b)負(fù)反饋使非線性失真減小輸入動態(tài)范圍展寬負(fù)反饋對非線性失真的影響.avi負(fù)反饋對非線性失真的影響(示波器圖).avi2023/12/522模擬電子技術(shù)非線性失真系數(shù)非線性失真減小，輸入動態(tài)范圍展寬只在非線性失真不是十分嚴(yán)重的情況下才是正確的。（此時，輸入信號和反饋回來的諧波信號不發(fā)生相互作用，即不產(chǎn)生新的頻率分量。）2023/12/523模擬電子技術(shù)6-2-4負(fù)反饋可以減小放大器內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲與干擾的影響利用負(fù)反饋抑制放大器內(nèi)部噪聲及干擾的機理與減小非線性失真是一樣的。負(fù)反饋輸出噪聲下降(1+AF)倍。如果輸入信號本身不攜帶噪聲和干擾，且其幅度可以增大，輸出信號分量保持不變，那么放大器的信噪比將提高(1+AF)倍。2023/12/524模擬電子技術(shù)(1)負(fù)反饋使放大器的放大倍數(shù)下降，但增益穩(wěn)定度提高，頻帶展寬，非線性失真減小，內(nèi)部噪聲干擾得到抑制，且所有性能改善的程度均與反饋深度(1+AF)有關(guān)。(2)被改善的對象就是被取樣的對象。例如，反饋取樣的是輸出電流，則有關(guān)輸出電流的性能得到改善；反之，取樣對象是輸出電壓，則有關(guān)輸出電壓的性能得到改善。負(fù)反饋的特點(3)負(fù)反饋只能改善包含在負(fù)反饋環(huán)節(jié)以內(nèi)因素引起的放大器性能下降，對反饋環(huán)以外的，與輸入信號一起進(jìn)來的失真、干擾、噪聲及其它不穩(wěn)定因素是無能為力的。2023/12/525模擬電子技術(shù)6-3反饋放大器的分類及對輸入、輸出阻抗的影響負(fù)反饋對于輸入、輸出阻抗的影響僅限于負(fù)反饋環(huán)內(nèi)。正反饋對于輸入、輸出阻抗的影響與負(fù)反饋相反。2023/12/526模擬電子技術(shù)6-3-1電壓反饋與電流反饋(a).AFRLUoXf.節(jié)點型連接形式電壓取樣圖6-6電壓反饋和電流反饋UCCRC2uoRE2RC1RE1RfuiRB1RB2V2V12023/12/527模擬電子技術(shù)6-3-1電壓反饋與電流反饋(a).AFRLUoXf.節(jié)點型連接形式UCCRC2uoRE2RC1RE1RfuiRB1RB2V2V1電壓取樣圖6-6電壓反饋和電流反饋2023/12/528模擬電子技術(shù)(b)Io..AFRLUoXf.回路型連接形式電流取樣圖6-6電壓反饋和電流反饋6-3-1電壓反饋與電流反饋UCCRC2uoRE2RC1RE1RfuiRB1RB2V2V12023/12/529模擬電子技術(shù)(b)Io..AFRLUoXf.回路型連接形式電流取樣圖6-6電壓反饋和電流反饋6-3-1電壓反饋與電流反饋UCCRC2uoRE2RC1RE1RfuiRB1RB2V2V12023/12/530模擬電子技術(shù)6-3-2電壓反饋和電流反饋對輸出電阻的影響圖6―7電壓負(fù)反饋放大器輸出電阻的計算2023/12/531模擬電子技術(shù)電壓負(fù)反饋使輸出電阻變小。2023/12/532模擬電子技術(shù)圖6―8電流負(fù)反饋放大器輸出電阻的計算2023/12/533模擬電子技術(shù)電流負(fù)反饋使輸出電阻變大。2023/12/534模擬電子技術(shù)6-3-3串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋ARiF＋－Ui.－RifUf＋－＋Ui′Ii...(a)串聯(lián)反饋若為負(fù)反饋回路型連接形式圖6―9串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋框圖2023/12/535模擬電子技術(shù).ARiF＋－Ui.RifIiIi.′If.圖6―9串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋框圖(b)并聯(lián)反饋節(jié)點型連接形式若為負(fù)反饋2023/12/536模擬電子技術(shù)ARiF＋－Ui.－RifUf＋－＋Ui′Ii...串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻變大6-3-4串聯(lián)和并聯(lián)負(fù)反饋對放大器輸入電阻的影響2023/12/537模擬電子技術(shù).ARiF＋－Ui.RifIiIi.′If.并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻變小2023/12/538模擬電子技術(shù)Ui.AFUo.＋－－＋Uf.Ui.′AFUo.Us.RsIi.If.Ii.′圖6―12四種典型的負(fù)反饋組態(tài)電路(a)串聯(lián)電壓負(fù)反饋(b)串聯(lián)電流負(fù)反饋(c)并聯(lián)電壓負(fù)反饋(d)并聯(lián)電流負(fù)反饋AFUo.IoUs.RsIi.Ii.′If..AFUo.＋－Ui.－＋Uf.Ui.′Io＋－.2023/12/539模擬電子技術(shù)反饋組態(tài)的判斷.avi瞬時極性法.avi

反饋類型匯總分類依據(jù)反饋類型反饋范圍流通信號反饋極性連接形式本級級間直流交流正反壓串壓并流串流并2023/12/540模擬電子技術(shù)6-4反饋放大器的分析和近似計算6-4-1四種組態(tài)反饋放大器特征增益和特征反饋系數(shù)的定義及近似計算反饋網(wǎng)絡(luò)F基本放大器A∑XfXi′XiXo物理量反饋類型輸入端輸出端電壓電流串聯(lián)并聯(lián)Ui

U'i

UfIi

I'i

IfUoIo2023/12/541模擬電子技術(shù)

一、串聯(lián)電壓負(fù)反饋2023/12/542模擬電子技術(shù)

二、串聯(lián)電流負(fù)反饋2023/12/543模擬電子技術(shù)三、并聯(lián)電壓負(fù)反饋2023/12/544模擬電子技術(shù)四、并聯(lián)電流負(fù)反饋2023/12/545模擬電子技術(shù)五、深度負(fù)反饋條件下，近似計算法的原理與步驟

1.原理串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋2023/12/546模擬電子技術(shù)求Xf的方法：串聯(lián)斷路；并聯(lián)短路；

2.步驟（1）判斷反饋類型；（2）求Xi、Xf的表達(dá)式；（3）依據(jù)Xi≈

Xf求Auf的表達(dá)式；2023/12/547模擬電子技術(shù)圖6―13集成運算放大器開環(huán)傳輸特性6-4-2集成運算放大器的兩種基本反饋阻態(tài)一、集成運算放大器的開環(huán)傳輸特性－＋AuUidUCC－UEEUo

(a)運放符號Au∞UoUCC－UEE0Uid＝U－－U＋(b)開環(huán)傳輸特性2023/12/548模擬電子技術(shù)二、并聯(lián)電壓負(fù)反饋——反相比例放大器＋AuUoR2∑Ii′IfIiR1Ui－UCCAuf＝－R2/R1－UEEUoUi0(a)電路(b)閉環(huán)傳輸特性1.閉環(huán)增益Auf2023/12/549模擬電子技術(shù)2.閉環(huán)輸入電阻Rif＋AuuoR2∑Ii′IfIiR1ui－3.閉環(huán)輸出電阻Rof2023/12/550模擬電子技術(shù)＋AuUoR2R1Ui－＋－＋－uf(a)電路UCCAuf＝1+R2/R1－UEEUoUi0(b)閉環(huán)傳輸特性三、串聯(lián)電壓負(fù)反饋——同相比例放大器2023/12/551模擬電子技術(shù)圖6―17運放構(gòu)成的電壓跟隨器_+AuUoUi=Ui2023/12/552模擬電子技術(shù)6―4―3分立元件負(fù)反饋放大器的分析計算一、單級負(fù)反饋放大器電路串聯(lián)反饋，輸入支路斷路RBUCC+C1+_UiC2+REUfRL+_UoiU￠2023/12/553模擬電子技術(shù)RBUCC+C1+_UiC2Ui'RERL+UfRofRCIc2023/12/554模擬電子技術(shù)并聯(lián)反饋，反饋點對地短路R2UCC+_C2RERL_Uo+++CER1If.IiRCiU￠iI￠2023/12/555模擬電子技術(shù)二、多級反饋放大器電路2023/12/556模擬電子技術(shù)2023/12/557模擬電子技術(shù)(a)R4＋－Ui.Ui.′R3＋－Uo.Uf.V1(b)＋－Ui.V1R3||R4＋－Uf＝.R3R3＋R4Uo＝FUo..圖6―20等效到第一級射極的反饋電壓(a)輸入回路等效；(b)戴維南等效電路本級反饋直通效應(yīng)2023/12/558模擬電子技術(shù)2.并聯(lián)電流負(fù)反饋電路2023/12/559模擬電子技術(shù)2023/12/560模擬電子技術(shù)3.串聯(lián)電流負(fù)反饋電路2023/12/561模擬電子技術(shù)2023/12/562模擬電子技術(shù)4.并聯(lián)電壓負(fù)反饋電路2023/12/563模擬電子技術(shù)2023/12/564模擬電子技術(shù)三、反饋放大器例題分析例2電路如圖6―27所示。這是一個兩級放大器，第一級為場效應(yīng)管差分放大器，第二級為運放構(gòu)成的反相比例放大器。(1)為進(jìn)一步提高輸出電壓穩(wěn)定度，試正確引入反饋。(2)計算沒有引入反饋時放大倍數(shù)。(3)計算引入反饋后的閉環(huán)放大倍數(shù)Auf=?(4)若一定要求引入并聯(lián)電壓負(fù)反饋，電路應(yīng)如何改接?2023/12/565模擬電子技術(shù)圖6―27例2電路2023/12/566模擬電子技術(shù)2023/12/567模擬電子技術(shù)6―5反饋放大器穩(wěn)定性討論6―5―1負(fù)反饋放大器穩(wěn)定工作的條件若A、F都是常數(shù)，則2023/12/568模擬電子技術(shù)-------產(chǎn)生自激振蕩

反饋網(wǎng)絡(luò)F基本放大器A∑XfXi′XiXo.....2023/12/569模擬電子技術(shù)-------振蕩的振幅條件-------振蕩的相位條件反饋網(wǎng)絡(luò)F基本放大器A∑XfXi′XiXo.....2023/12/570模擬電子技術(shù)幅度裕度相位裕度－180°AB圖6―28用環(huán)路增益來判斷穩(wěn)定性增益交界頻率f0相位交界頻率f

自激穩(wěn)定判斷方法附加相移0f環(huán)路增益0f(頻率）2023/12/571模擬電子技術(shù)6-5-2利用開環(huán)增益的波特圖來判別放大器的穩(wěn)定性＋－R2R1Uo.Ui.2023/12/572模擬電子技術(shù)-45°|A(jω)|(開環(huán))-20dB/10倍頻程-135°-40dB/10倍頻程-225°穩(wěn)定不穩(wěn)定（閉環(huán)）Af＝F1fA＝F1′′(不穩(wěn)定)-60dB/10倍頻程0.010.11101001000A/dB806040200-20-40f/kHz圖6―29用開環(huán)特性波特圖來判斷放大器的穩(wěn)定性若閉環(huán)增益線交于開環(huán)增益線穩(wěn)定若閉環(huán)增益線交于及以下開環(huán)增益線自激2023/12/573模擬電子技術(shù)在低頻和中頻區(qū)：2023/12/574模擬電子技術(shù)作業(yè)6-16-86-116-156-176-18(1)、(2)2023/12/575模擬電子技術(shù)負(fù)反饋放大器的定量計算方法1.等效電路法2.拆環(huán)分析法3.深度負(fù)反饋條件下的近似計算2023/12/576模擬電子技術(shù)正向傳輸效應(yīng)負(fù)載效應(yīng)電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大器中反饋網(wǎng)絡(luò)的等效電路＋－Ui＋－UoRR2k2UiI2I1k1Uo1IfAF電壓并聯(lián)負(fù)反饋示意圖+_+_反饋效應(yīng)并聯(lián)短路求Xf的方法2023/12/577模擬電子技術(shù)正向傳輸效應(yīng)負(fù)載效應(yīng)電流串聯(lián)負(fù)反饋放大器中反饋網(wǎng)絡(luò)的等效電路電流串聯(lián)負(fù)反饋示意圖

AF+_+_+_+_＋－U1＋－U2RR2k2IiIoIik1Io1＋－＋