第六章負(fù)反饋放大器第一節(jié)負(fù)反饋的基本概念第二節(jié)負(fù)反饋放大器的分類及判斷方法第三節(jié)負(fù)反饋對放大電路性能的影響第四節(jié)負(fù)反饋放大器的分析法一反饋的定義第一節(jié)反饋的概念二單環(huán)反饋放大器的理想模型三基本反饋方程式（一）反饋的定義：反饋——是將輸出信號的一部分或全部通過一定的電路饋送回到放大電路的輸入端，并對輸入信號產(chǎn)生影響。開環(huán)——放大電路無反饋也稱開環(huán)。閉環(huán)——放大電路有反饋也稱閉環(huán)。第一節(jié)反饋的基本概念

一反饋的基本概念：UiReRcUfUdiUo如圖所示反饋電路可分為兩部分：簡化的反饋電路1.基本放大器A：可由單級或多級放大器組成。2.反饋網(wǎng)絡(luò)B：一般由無源網(wǎng)絡(luò)組成。上述反饋放大器的一般形式可由方框圖來概括（二）反饋放大器的構(gòu)成：圖反饋電路的方框圖反饋環(huán)——由基本放大器A和反饋網(wǎng)絡(luò)B構(gòu)成的閉合環(huán)路。所示圖為一單環(huán)反饋放大器的方框圖：XO基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXiB——反饋網(wǎng)絡(luò)；——比較器（相加點(diǎn)）Xi——是輸入信號；Xf——是反饋信號；Xdi

(=Xi－Xf)—為凈輸入信號；X——廣義信號量(電流或電壓)；

——帶傳輸方向的支路；A——基本放大器；反饋環(huán)XO基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXi正向傳輸反向傳輸理想模型的假定：（1）.正向傳輸:信號只經(jīng)過基本放大器，而不經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)。（2）.反向傳輸:信號只經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)，而不經(jīng)過基本放大器。電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例的反饋——稱為電壓反饋；電流反饋：反饋信號的大小與輸出電流成比例的反饋——稱為電流反饋。（三）輸出取樣方式XiRCReRbX0UCC（四）與輸入連接方式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，則為并聯(lián)反饋；否則，為串聯(lián)反饋。例如，對CE組態(tài)放大器來說:Xf并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋反饋信號Xf和Xi加到同一個電極（基極），則為并聯(lián)反饋。反饋信號Xf和Xi未加到同一個電極，則為串聯(lián)反饋Xf（五）反饋極性負(fù)反饋:加入反饋后，凈輸入信號|Xdi|<|Xi|，輸出幅度下降。正反饋:加入反饋后，凈輸入信號|Xdi|>|Xi|,輸出幅度增加。

（六）交流反饋和直流反饋1.反饋信號中只有交流成分時為交流反饋；3.反饋信號只有直流成分時為直流反饋；2.反饋信號中既有交流成分又有直流成分時為交直流反饋。二、基本反饋方程式基本反饋方程式：為分析反饋放大器的基本公式1.放大電路的開環(huán)增益：2.反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)：3.基本反饋方程式：A=Xo/XdiB=Xf/XoAf=A/(1+AB)=A/FXO基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXi推導(dǎo)過程根據(jù)信號的不同物理意義不同。Xi=Xdi+

Xf

=Xdi+ABXdi=(1+AB)Xdi所以Af=Xo/Xi=AXdi

/(1

+AB)Xdi

=A/(1+AB)=A/FXO基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)B-XfXdiXiXf=BX0=ABXdi因?yàn)锳=X0/Xdi;X0=

AXdi

推導(dǎo)過程索引4.反饋深度:深負(fù)反饋下，F(xiàn)1（或AB1），此時反饋方程式可簡化為：因?yàn)镕=1+AB反映了反饋對放大電路影響的程度，所以F稱為反饋深度。三、基本反饋方程式其中，AB稱為環(huán)路增益。F越大，反饋深度越深；Af=A/(1+AB)A/AB=1/B當(dāng)F>1時.使Af<A,為負(fù)反饋；當(dāng)

F1時，使AfA,為正反饋；當(dāng)

F=0時.使Af=,為臨界自激。由于:Af=A/(1+AB)=1/F第二節(jié)負(fù)反饋的分類

負(fù)反饋類型有四種:

一電流串聯(lián)負(fù)反饋二電壓串聯(lián)負(fù)反饋三電流并聯(lián)負(fù)反饋四電壓并聯(lián)負(fù)反饋分析反饋的屬性、求電壓增益等動態(tài)參數(shù)。判斷反饋類型（或組態(tài)）的方法1．判斷是電流反饋還是電壓反饋—用輸出電壓短路法：輸出電壓短路法：令輸出電壓u0=0,若Xf=0，則為電壓反饋；否則為電流反饋。2．判斷是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋—用饋入信號連接方式法：饋入信號連接方式法：若反饋信號Xf串入輸入回路，則為串聯(lián)反饋；否則為并聯(lián)反饋。3．判斷是正反饋還是負(fù)反饋—用瞬時極性法瞬時極性法：設(shè)定信號輸入端的瞬時極性，沿反饋回路（A入

A出

B入

B出）標(biāo)定瞬時極性,若Xf的極性使得凈輸入信號增大則為正反饋；否則為負(fù)反饋。一電流串聯(lián)負(fù)反饋（一）判斷反饋類型：1.找反饋網(wǎng)絡(luò)：存在反向傳輸渠道(Re)。2.電壓與電流反饋：令u0=0時,Uf0，故為電流反饋3.串聯(lián)與并聯(lián)反饋：Uf串入輸入回路，故為串聯(lián)反饋。4.反饋極性：（瞬時極性法）Udi(=Ui-Uf)減小，故為負(fù)反饋結(jié)論：此電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋。UiUoUccUfRbRcRe++（步驟）AGUiUfReRcRbUdi+-+-IoBR電流串聯(lián)負(fù)反饋的一般形式（二）可將電流串聯(lián)負(fù)反饋電路寫成一般形式：（二）增益和反饋系數(shù)的表示方法：對于電流串聯(lián)負(fù)反饋:XoIo;Xf

Uf

；Xdi

Udi

。AG=

輸出電流／輸入電壓；具有電導(dǎo)量綱（mA/v），

——AG稱為互導(dǎo)增益。1.開環(huán)互導(dǎo)增益：2.閉環(huán)互導(dǎo)增益：3.反饋系數(shù)：AG=

Io／

Udi；AGf

=

Io／

Ui；BR=

Uf

／

Io；AGUiUfReRcRbUdi+-+-IoBR5．反饋深度：4．基本反饋方程式：本例中：F

=

1+BRAG；AGf

=

Io/UiBR=

Uf／Io=IoRe／Io=

Re；=AG/

(1+BRAG)無量綱轉(zhuǎn)換為電壓增益為：AUf

=

Uo/Ui=IoR’L

/Ui=AGf

R’LAGUiUfReRcRbUdi+-+-IoBR二電壓串聯(lián)負(fù)反饋（一）判斷反饋類型：（步驟）1.找反饋網(wǎng)絡(luò)：存在反向傳輸渠道(Re、Rf)。2.電壓與電流反饋：令Uo=0時,Uf=0，故為電壓反饋。3.串聯(lián)與并聯(lián)反饋：4.反饋極性：（用瞬時極性法）結(jié)論：此電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路++-UiUo+UccUfRbRc1ReRc2Re+-RfUf串入輸入回路，故為串聯(lián)反饋。Udi(=Ui-Uf)減小，故為負(fù)反饋+AUUiUfReRcRbUdi+-+-UoBURf+-電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路的一般形式（二）可將電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路寫成一般形式：（三）增益和反饋系數(shù)的表示方法：對于電壓串聯(lián)負(fù)反饋:Xo

Uo

;Xf

Uf

;Xdi

Udi。AU=

輸出電壓／輸入電壓；無量綱1.開環(huán)電壓增益：2.閉環(huán)電壓增益：3.反饋系數(shù)：AU=

Uo/UdiAUf

=

Uo/UiBU=

Uf／Uo無量綱AUUiUfReRcRbUdi+-+-UoBURf+-5.反饋深度：4.基本反饋方程式：本例中：F

=

1+AUBUAUfBU=Re1/(Re1+Rf

)=AU/

（1+AUBU）無量綱AUUiUfReRcRbUdi+-+-UoBURf+-AUf

=

Uo/Ui6.閉環(huán)電壓增益：三電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路--+（一）判斷反饋類型：（步驟）1.找反饋網(wǎng)絡(luò)：存在反向傳輸渠道(Re2

、Rf)。2.電壓與電流反饋：3.串聯(lián)與并聯(lián)反饋：反饋信號以If出現(xiàn)，為并聯(lián)反饋。4.反饋極性：（用瞬時極性法）Idi(=Ii-If)減小故為負(fù)反饋結(jié)論：此電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋。令u0=0時,If0，故為電流反饋UiUo+UccIfRbRc1Rc2Re2+-RfIiIdiIoIfAIUiIfRe2Rc2IiIdiIoBIRf電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路的一般形式（二）可將電流并聯(lián)負(fù)反饋電路寫成一般形式：對于電流并聯(lián)負(fù)反饋:XoIo;XiIiXdi

Idi。AI=

輸出電流／輸入電流;無量綱1.開環(huán)電流增益：2.閉環(huán)電流增益：3.反饋系數(shù)：AI=

Io/IdiAIf=

Io/IiBI=

If／Io無量綱無量綱無量綱（三）增益和反饋系數(shù)的表示方法：5.反饋深度：4.基本反饋方程式：本例中：F

=

1+BIAI；AIf=

Io/IiBI=

If/Io=Re2/(Re2

+Rf

)；=AI/

（1+BIAI）無量綱轉(zhuǎn)換成電壓增益:Auf=Uo／Ui=－IoRL’／IiRif=－AIfRL’／Rif引入反饋后的輸入電阻UiUo+UccIfRbRc1Rc2Re2+-RfIiIdiIo四電壓并聯(lián)負(fù)反饋（一）判斷反饋類型：（步驟）1.找反饋網(wǎng)絡(luò)：存在反向傳輸渠道(Rf)。2.電壓與電流反饋：用前述的方法判斷(電壓反饋)。3.串聯(lián)與并聯(lián)反饋：用前述的方法判斷(并聯(lián)反饋)。4.反饋極性：用瞬時極性法判斷Idi(=Ii-If)減小，故為負(fù)反饋.結(jié)論：此電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路圖+-UiUoEc.RfRcIfAUUiRcIdiUoBR+-ARUiRcUoRf+ARIiIf電壓并聯(lián)負(fù)反饋的一般形式（二）可將電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路寫成一般形式：（三）增益和反饋系數(shù)的表示方法：對于電壓并聯(lián)負(fù)反饋:Xo

Uo

;XiIi;Xdi

Idi。AR=

輸出電壓／輸入電流；量綱(v/mA)，故稱為互阻增益。1.開環(huán)電壓增益：2.閉環(huán)電壓增益：3.反饋系數(shù)：AR=

Uo／Idi；ARf

=

Uo／Ii；BG=

If／Uo；無量綱電阻量綱電阻量綱5.反饋深度：4.基本反饋方程式：本例中：F

=

1+BGAR；ARf

=

Uo/IiBG=

If/Uo=-1/

Rf；=AR/

（1+BGAR）無量綱轉(zhuǎn)換成電壓增益為Auf＝Uo／Ui＝U0／IiRif＝Arf／Rif引入反饋后的輸入電阻UiUoEc.RfRcIfUo-IfRf

注意重點(diǎn)例題1:試判斷圖所示電路的反饋組態(tài)。解:

據(jù)瞬時極性法，見圖中的紅色“+”、“-”號，可知:1.

經(jīng)電阻R1加在基極B1上的是直流并聯(lián)負(fù)反饋。

例題1圖2.經(jīng)Rf

加在E1上的是交流負(fù)反饋。反饋信號和輸入信號加在T1兩個輸入電極，故為串聯(lián)反饋。

索引結(jié)論：是直流電流并聯(lián)負(fù)反饋。因反饋信號與輸出電流成比例，故又為電流反饋。結(jié)論：交流電壓串聯(lián)負(fù)反饋。第三節(jié)負(fù)反饋對放大電路性能的影響二、負(fù)反饋對輸入電阻的影響三、負(fù)反饋對輸出電阻的影響四、負(fù)反饋對通頻帶的影響五、負(fù)反饋對非線性失真的影響六、信號源內(nèi)阻對反饋放大器的影響一、負(fù)反饋對增益的影響七、負(fù)反饋對噪聲、干擾和溫漂的影響一負(fù)反饋可提高增益的穩(wěn)定性無論何種負(fù)反饋，閉環(huán)增益都比開環(huán)增益下降1+AB倍，但不同的反饋組態(tài)A、B的量綱不同。1.定性分析：由于各種因素的影響:Xf

Xdi

2.定量分析：X0

(Xi保持不變)AX0

A

有反饋時增益的穩(wěn)定性比無反饋時提高了(1+AB)倍。對基本反饋方程式求導(dǎo)有等式兩邊同時除以Af

，得到：二負(fù)反饋對通頻帶的影響放大電路加入負(fù)反饋后增益下降，但通頻帶卻加寬了./Hz20lgA020406080/dB101010101010101234567f負(fù)反饋對通頻帶的影響通頻帶:

f=fH－fL

fH無反饋有反饋無反饋時，增益為80dB,頻帶寬度為

f

(如圖)加負(fù)反饋后,增益降到60dB,頻帶寬度變?yōu)闉?/p>

ff

(如圖)

f

ff三負(fù)反饋對非線性失真的影響負(fù)反饋可以改善放大電路的非線性失真，但是只能改善反饋環(huán)內(nèi)產(chǎn)生的非線性失真。

圖負(fù)反饋對非線性失真的影響AUUiU0UdiUiUfAUAUU0無反饋加負(fù)反饋四負(fù)反饋對輸入電阻的影響

(1)串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加串聯(lián)負(fù)反饋輸入端形式如圖：式中ri=rdi為無反饋時的電阻。串聯(lián)負(fù)反饋對輸入電阻的影響負(fù)反饋對輸入電阻的影響與反饋加入的方式有關(guān):有反饋的輸入電阻：則有：rif>ri

。并聯(lián)負(fù)反饋輸入端的形式如圖：并聯(lián)負(fù)反饋對輸入電阻的影響(2)并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小有反饋的輸入電阻：無反饋的輸入電阻：五負(fù)反饋對輸出電阻的影響求輸出電阻的等效電路：1.將輸入信號源短路。2.將負(fù)載電阻RL’開路，在輸出端加一個測試電壓

Uot（產(chǎn)生測試電流Iot）。（一）電壓負(fù)反饋對輸出電阻的影響USUfRcRLAUOUdiUdi++--1.電壓串聯(lián)負(fù)反饋RLRcRofRof’Rof’=Rof//Rc畫求Ro的等效電路稱開路電壓增益.2.電壓并聯(lián)負(fù)反饋求輸出電阻的等效電路如圖RSIfRiR0IdiAR0IdiU0UotIot++--稱開路互阻增益：Rof’=Rof//RcRof結(jié)論：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小。與輸入端的連接方式無關(guān)(二)電流負(fù)反饋對輸出電阻的影響1.電流并聯(lián)負(fù)反饋稱短路電流增益.Rof’=Rof//RcAI0IdiRof求輸出電阻的等效電路如圖1.電流串聯(lián)負(fù)反饋:Rof’=Rof//Rc同理可以推得：考慮RC的影響:結(jié)論：電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。與輸入端的連接方式無關(guān)其中（3）電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小。與輸入端的連接方式無關(guān)。（4）電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。與輸入端的連接方式無關(guān)。(2)并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小，與取樣內(nèi)容無關(guān)。

(1)串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加，與取樣內(nèi)容無關(guān)。結(jié)論：負(fù)反饋對輸入、輸出電阻的影響：六信號源內(nèi)阻對反饋放大器的影響（1）.串聯(lián)反饋：信號源須采用低內(nèi)阻Rs,才能得到反饋效果。（2）.并聯(lián)反饋：信號源須采用高內(nèi)阻Rs,才能得到反饋效果。(同理)Ausf

=Aus/(1+AusBu)Aus=Au

ri

/(Rs+ri)AIsf

=AIs

/(1+AIs

BI)AIs

=AI

Rs/(Rs+ri)（Rs=

，Aus0，F(xiàn)=1失去反饋效果）七負(fù)反饋對噪聲、干擾和溫漂的影響負(fù)反饋對噪聲、干擾和溫漂有抑制作用。負(fù)反饋只對反饋環(huán)內(nèi)的噪聲和干擾有抑制作用，且必須加大輸入信號才使抑制作用有效。原理同負(fù)反饋對放大電路非線性失真的改善。5.4.1等效電路法等效電路法是不考慮反饋放大電路的組態(tài)和類型，直接畫出電路的交流等效電路，列出電流電壓方程，再用電路分析的方法求解負(fù)反饋放大電路的性能指標(biāo)的一種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，不管電路多么復(fù)雜，只要等效電路正確，就能求出“精確的結(jié)果”。當(dāng)然，電路復(fù)雜時，計算工作量很大，單憑手工計算是很難完成的，需要借助于計算機(jī)輔助分析工具進(jìn)行。5.4.2方框圖分析法5.4.1等效電路法等效電路法是不考慮反饋放大電路的組態(tài)和類型，直接畫出電路的交流等效電路，列出電流電壓方程，再用電路分析的方法求解負(fù)反饋放大電路的性能指標(biāo)的一種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，不管電路多么復(fù)雜，只要等效電路正確，就能求出“精確的結(jié)果”。當(dāng)然，電路復(fù)雜時，計算工作量很大，單憑手工計算是很難完成的，需要借助于計算機(jī)輔助分析工具進(jìn)行。5.4.2方框圖分析法方法：不考慮反饋放大電路的組態(tài)和類型，直接畫出電路的交流等效電路，列出電流電壓方程，再用電路分析的方法求解負(fù)反饋放大電路的性能指標(biāo)的一種方法。優(yōu)點(diǎn)：不管電路多么復(fù)雜，只要等效電路正確，就能求出“精確的結(jié)果”。缺點(diǎn)：電路復(fù)雜時，計算工作量很大，單憑手工計算是很難完成的，需要借助于計算機(jī)輔助分析工具進(jìn)行。一、等效電路法第四節(jié)負(fù)反饋放大器的分析方法基本思想：將負(fù)反饋放大器分為基本放大器A和反饋網(wǎng)絡(luò)B;求得基本放大器參數(shù);再考慮負(fù)反饋對放大器性能的影響，即可求得負(fù)反饋放大器的相應(yīng)參數(shù)（如Af、Rif、Rof）。二、方框圖分析法分析步驟：1.判斷反饋組態(tài)；2.畫基本放大器電路（需考慮反饋網(wǎng)絡(luò)B對基本放大電路輸入、輸出的負(fù)載作用）；3.由基放電路求A?

、Ri、Ro、B?等；4.求F=(1+A?S0B?)；5.求負(fù)反饋放大器的參數(shù)（Avf、Rif’、Rof’）。與反饋組態(tài)有關(guān)，例如對電流串聯(lián)負(fù)反饋：取AG、BR

1.求B網(wǎng)絡(luò)對基本放大器輸入回路的負(fù)載作用時：凡電壓反饋，令Uo=0，從輸入端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。凡電流反饋，令I(lǐng)o=0，從輸入端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。

2.求B網(wǎng)絡(luò)對基本放大器輸出回路的負(fù)載作用時：凡串聯(lián)反饋，令I(lǐng)i=0，從輸出端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用。凡并聯(lián)反饋，令

Ui=0，從輸出端看反饋網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載作用?；痉糯笃麟娐返漠嫹ǎ豪弘妷捍?lián)負(fù)反饋的一個原理圖：（一）、判別反饋類型：屬電壓串聯(lián)負(fù)反饋；故采用電壓源信號。（二）、畫基本放大電路：UsT1+EcRbRc1Re1Rc2Dz+-RfT2RsRLC電壓串聯(lián)負(fù)反饋（電路圖）按上述原則可得：2.求輸出電路：1.求輸入電路：方框圖分析法例IsRsRe1RC2RL’RfT1UoT2RC1Re1RfUo1圖04.19電壓串聯(lián)負(fù)反饋（交流通路）3.求出拆除反饋網(wǎng)絡(luò)后等效電路：(三)、基本放大電路計算：1.T1級：電壓增益為：假定T1T2參數(shù)相同T1級等效負(fù)載：RL1=Rc1//hie2;

(忽略Dz影響)發(fā)射極電阻：RE1=Re1//RfIsRsRe1RC2RL’RfT1UoT2RC1Re1RfUo12.T2級：兩級開環(huán)總增益為：IsRsRe1RC2RL’RfT1UoT2RC1Re1RfUo12.反饋深度：3.基本反饋方程式：F

=

1+BUAU；AUf

1/BU=(Re1

+Rf

)/Re1BU=

Uf/Uo=Re1/(Re1

+Rf

)；AUf

=AU/

F(四)、反饋放大電路計算：1.反饋系數(shù)：UsT1+EcRbRc1Re1Rc2Dz+-RfT2RsRLC在深度反饋下：4.輸入阻抗：(1).基本放大器的輸入電阻：ri=

hie+(1+hfe)RE1(2).串聯(lián)反饋的輸入電阻：rif=

ri1(1+BUAU)(3).考慮偏置電阻時：rif’=

rif

//Rb可見串聯(lián)負(fù)反饋Rb

對輸入阻抗影響很大。UsT1+EcRbRc1Re1Rc2Dz+-RfT2RsRLC5.輸出阻抗：ro=(Re1+Rf)

//(1/hoe)

Re1+Rf因而：rof=

ro

/(1+AUSOBU)；r’of=

r