1、第6章負反饋放大器電路，6.1概述6.2負反饋放大器電路的框圖和一般關(guān)系6.3負反饋對放大器電路性能的影響6.4負反饋放大器電路的穩(wěn)定性6.1.1反饋的基本概念6.1.2反饋的分類6.1.3負反饋的四種配置，6.1概述、6.1.1反饋的基本概念，什么是反饋？首先，看右邊的圖：在圖中，re兩端的電壓反映了輸出環(huán)路中電流的大小和變化。由此得出反饋的概念：放大電路中的信號傳輸是從輸入端到輸出端，這個方向稱為前向傳輸。反饋是取出部分或全部輸出信號，將其送回放大電路的輸入電路，然后在作用于放大電路的輸入端之前，將其與原始輸入信號相加或相減。6.1.2反饋的分類和判斷，增加正反饋：的反饋后，凈輸入信號增加

2、，輸出幅度增加，等效增益增加。在添加來自負反饋：的反饋后，凈輸入信號降低，輸出幅度降低，等效增益降低。根據(jù)反饋極性的不同，判斷方法：首先假設(shè)輸入信號是某一瞬時極性，然后逐步推導(dǎo)出該瞬時信號在電路其他相關(guān)點的相位。正反饋和負反饋，例如，判斷什么是正反饋在下圖(a)和(b)什么是負反饋？輸入電壓vI被施加到集成運算放大器的反相端(-)并且瞬時極性被設(shè)置為正(這意味著瞬時信號在該點的變化增加)；那么輸出電壓的瞬時極性是負的(瞬時信號在該點的變化正在減小)；反饋電壓vF通過將輸出端除以電阻R1和R3獲得。因此，反饋電壓提高了輸入電壓并增加了放大系數(shù)。輸入電壓vI施加到集成運算放大器的同相端()，瞬時極

3、性設(shè)置為正(這意味著瞬時信號在此點的變化增加)；那么輸出電壓的瞬時極性也是正的(瞬時信號在這一點上的變化正在增加)；反饋電壓vF通過將輸出端除以電阻R3和R4獲得。因此，反饋電壓削弱了輸入電壓的效果，并增大和減小了放大系數(shù)。正反饋可以增加輸出幅度，而負反饋可以降低輸出幅度。在定義了串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋后，正反饋和負反饋可以通過以下規(guī)則來判斷：當(dāng)反饋信號和輸入信號加到輸入回路(并聯(lián)反饋)的一點時，瞬時極性與正反饋相同，而瞬時極性與負反饋相反；正反饋和負反饋的第二種判斷方法：當(dāng)正反饋、負反饋、反饋信號和輸入信號作用于輸入回路的兩個不同點(串聯(lián)反饋)時，瞬時極性相同的負反饋和瞬時極性相反的正反饋。對于

4、三極管，這兩點是基極和發(fā)射極，對于運算放大器，它們是同相輸入和反相輸入。上述輸入信號和反饋信號的瞬時極性是指地，以便進行比較。判斷方法：根據(jù)反饋量本身的交流和DC性質(zhì)。DC反饋：反饋量僅包括直接流量；交換反饋：反饋金額中只有交換；交流/DC反饋：如果反饋量既有直流又有交流。2。例如，DC反饋和交流反饋：下圖(a)和(b)中的DC反饋是什么？什么是溝通反饋？在圖中所示的運算放大器電路中，Rf和Cf網(wǎng)絡(luò)通過高頻，阻斷低頻，而網(wǎng)絡(luò)中的R2只有DC分量，因此它是DC反饋。在圖中所示的運算放大器電路中，只有Rf和Cf的交流分量通過，因此這種反饋是交流反饋。DC反饋功能可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點，但對放大電路的動

5、態(tài)參數(shù)(如放大系數(shù)、通帶、輸入輸出電阻)沒有影響示例：確定下圖(a)和(b)中顯示的是什么電壓反饋？什么是當(dāng)前反饋？R1上的反饋電壓vF是運算放大器的輸出電壓vo，通過將電壓除以R1、Rf和Cf網(wǎng)絡(luò)獲得，表明反饋量和輸出電壓vo是電壓反饋?；蛘?，如果輸出端短路，vF=0，這意味著反饋量不存在。Rf和Cf網(wǎng)絡(luò)中的電流，iF=io，是電流反饋。或者，短路輸出端，反饋量仍然存在，這就是電流反饋。一般來說，反饋元件直接連接到電壓反饋的輸出端。反饋元件是電流反饋，只要它們不直接連接到輸出。(特別說明：負載不是放大器，因此不能算作反饋元件。)，電壓和電流反饋的簡單判斷方法，4。串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋，并聯(lián)反饋

6、：的反饋信號和輸入信號被施加到放大器電路的輸入電路的相同電極；反饋信號和串聯(lián)反饋：的輸入信號被施加到放大電路的輸入環(huán)路的兩個電極。對于三極管，反饋信號和輸入信號同時加到輸入三極管的基極或發(fā)射極，這就是并聯(lián)反饋；一個在基極，一個在發(fā)射極是串聯(lián)反饋。對于運算放大器，如果反饋信號和輸入信號同時加到同相輸入端或反相輸入端，則是并聯(lián)反饋；一個加到同相輸入端，另一個加到反相輸入端，用于串聯(lián)反饋。6 . 1 . 3負反饋的四種配置，對于負反饋，根據(jù)輸出端反饋信號的不同采樣方法和輸入回路中的求和形式，有四種配置，分別是：電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋。讓我們用例子來說明如何判斷。1。

7、電壓串聯(lián)負反饋，R1上的電壓降為零，電阻射頻引入反饋，反饋電壓vF由R2和射頻上的輸出電壓vo分壓得到，屬于電壓反饋；集成運算放大器的差模輸入電壓(凈輸入電壓)VID為VI-VF，反饋電壓削弱了外部輸入電壓的影響，降低了放大倍數(shù)，為負反饋；Vi和vf連接在輸入環(huán)路的不同端，它們是串聯(lián)反饋。因此，配置為電壓串聯(lián)負反饋。2。電流串聯(lián)負反饋，反饋電壓vf=ioRf取自輸出電流，即電流反饋。集成運算放大器的差模輸入電壓(凈輸入電壓)為vid=vi-vf，為串聯(lián)反饋。反饋是瞬時極性法的負反饋。因此，這種配置是電流串聯(lián)負反饋。3。電壓并聯(lián)負反饋，反饋電流if取自輸出電壓v0，即電壓反饋。凈輸入電流為iid

8、=ii-if，即并聯(lián)反饋。反饋是瞬時極性法的負反饋?？梢钥闯?，這種配置是電壓并聯(lián)負反饋。4。電流并聯(lián)負反饋，反饋電流if取自輸出電流i0，即電流反饋。凈輸入電流為iid=ii-if，即并聯(lián)反饋。反饋是瞬時極性法的負反饋。因此，這種配置是電流并聯(lián)的負反饋。例6.1:判斷Rf是否為負反饋，如果是，判斷反饋的配置。uo，if，ib=i if，uo，這個電路是電壓并聯(lián)負反饋，它在DC也起作用。問：如何提供三極管的靜態(tài)工作點？可以在反饋回路中增加一個DC阻斷電容嗎？不能！射頻為三極管提供靜態(tài)電流！Rf功能：1。提供靜態(tài)工作點。2.DC負反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點。3.交流負反饋穩(wěn)定放大倍數(shù)。在例6.2中，判斷R

9、f是否為負反饋，如果是，則判斷反饋的配置。例6.2:判斷Rf是否為負反饋，如果是，判斷反饋的配置。電流分流負反饋。它也適用于DC，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點。例6.3嘗試判斷圖6.3所示電路的反饋配置。根據(jù)瞬時極性法，見圖中的紅色 和-符號，它可以是因為反饋信號和輸入信號被施加到運算放大器A1的兩個輸入端，所以它是串聯(lián)反饋。示例6。4、因為反饋信號與輸出電壓成正比，所以是電壓反饋。結(jié)論：交流/DC串聯(lián)電壓負反饋。動畫9-1、動畫9-2和示例6.5:判斷所示電路中RE1和RE2的負反饋效果。對于交流電，RE2不起作用，對于交流電和DC，RE1起作用，電流被串聯(lián)反饋。另外，看幾個例子：思考，例6.6判斷R

10、f是否是負反饋，如果是，判斷反饋的類型。電壓串聯(lián)負反饋(交流反饋)，C1，Rb1，RC1，RB21，RB22，RC2，T1，電流串聯(lián)正反饋，例6.7判斷圖中所示電路Rf的反饋類型。電流并聯(lián)負反饋(交流和DC反饋)，例6.8:判斷電路中RE1和RE2的負反饋效果，如圖所示。1。交流信號負反饋：RE1:串聯(lián)電流。2。對于DC信號，RE1和RE2都在DC起作用，靜態(tài)工作點通過反饋穩(wěn)定。反饋過程：例6.9:判斷RE3在電路中的負反饋效果，如圖所示。電流的串聯(lián)負反饋對DC沒有影響。示例6.10:回答以下問題。例6.10電路圖，計算靜態(tài)下運算放大器的共模輸入電壓；要實現(xiàn)串聯(lián)電壓反饋，Rf應(yīng)該連接在哪里？為

11、了實現(xiàn)串聯(lián)電壓的負反饋，如何確定運算放大器輸入端的極性？引入電壓串聯(lián)負反饋后，求出閉環(huán)電壓放大系數(shù)。解決方案：靜態(tài)時運算放大器的共模輸入電壓，即靜態(tài)時T1和T2的集電極電位。示例6.10電路圖，Ic1=Ic2=Ic3 /2，解決方案：可以將差分放大器電路作為運算放大器a的輸入級。輸入信號施加到T1的基極。為了實現(xiàn)串聯(lián)反饋，反饋信號必須施加到B2。因此，為了實現(xiàn)串聯(lián)電壓反饋，Rf應(yīng)連接到B2。由于解決方案是串聯(lián)反饋，反饋和輸入信號連接到差分放大器的兩個輸入端。要實現(xiàn)負反饋，它必須是同極性信號。差分放大器輸入的瞬時極性見圖中的紅色標(biāo)簽。根據(jù)串聯(lián)反饋的要求，可以確定B2的極性，如圖中綠色標(biāo)簽所示，從

12、而可以確定運算放大器輸入端的極性。6.10電路圖，求解：找到閉環(huán)電壓增益后引入電壓串聯(lián)負反饋可以把差分放大器和運算放大器作為一個整體來對待。為了確保運算放大器綠色標(biāo)簽的極性，B1等效于同相輸入端，B2等效于反向輸入端。因此，該電路相當(dāng)于同相輸入比例運算電路。因此，電壓增益是6.2負反饋放大電路的方框圖和一般關(guān)系，6.2.1負反饋方框圖6.2.2負反饋放大電路增益6.2.3四種負反饋配置的方框圖，6.2.4負反饋電路放大倍數(shù)的計算，和6.2.1負反饋方框圖，所有這些都用復(fù)數(shù)表示，因為實際電路的相移應(yīng)該加以考慮。因為，閉環(huán)放大系數(shù)，凈輸入，閉環(huán)放大系數(shù)，反饋系數(shù)，6.2.2負反饋放大電路增益，它反

13、映了反饋對放大電路的影響。它可以分為以下三種情況：(1)當(dāng)1相當(dāng)于負反饋時；(2)當(dāng)1相當(dāng)于正反饋時；(3)當(dāng)=0時，等于零輸入，仍然有輸出，所以稱為“自激態(tài)”。深度負反饋，環(huán)路增益是指由放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)形成的環(huán)路增益。當(dāng)為1時，稱為深度負反饋，相當(dāng)于1 1。因此，閉環(huán)放大系數(shù)為：也就是說，在深度負反饋條件下，閉環(huán)放大系數(shù)近似等于反饋系數(shù)的倒數(shù)，基本上與有源器件的參數(shù)無關(guān)。一般來說，反饋網(wǎng)絡(luò)由無源元件組成，其穩(wěn)定性優(yōu)于有源元件，因此放大器具有較高的穩(wěn)定性，(3)當(dāng)它們既有電壓信號又有電流信號時，有尺寸，也有放大倍數(shù)的特殊名稱。3。應(yīng)該說明的是：6.2.3四個反饋配置電路的框圖。對于不同配置的

14、負反饋放大電路，反饋網(wǎng)絡(luò)的開環(huán)放大系數(shù)和反饋系數(shù)的物理意義和維數(shù)是不同的，因此統(tǒng)稱為廣義放大系數(shù)和廣義反饋系數(shù)。6.2.4深度負反饋電路的放大計算，1。電壓串聯(lián)負反饋，結(jié)論：2。電流系列負反饋，結(jié)論：3。電壓并聯(lián)負反饋，結(jié)論：4。電流并聯(lián)負反饋，結(jié)論：因為A1和A2以相反的相位輸入，所以可以確定輸入信號和輸出信號之間的極性關(guān)系。該電路相當(dāng)于同相比例運算電路，因此：例6.11，計算圖中所示電路的電壓放大倍數(shù)。實例6.11電路圖，6.3負反饋對放大電路性能的影響，6.3.1放大系數(shù)穩(wěn)定性的提高，6.3.2非線性失真的降低和干擾的抑制，6.3.3反饋回路信噪比的提高，6.3.4放大電路頻率特性的提高

15、，6.3.1放大系數(shù)穩(wěn)定性的提高，Af的相對變化，A和放大系數(shù)的相對變化，6.3.2非線性失真的降低，增加負反饋，F(xiàn)，VF，VO，稍大，稍小接近正弦波，改善波形失真，減少失真動畫演示，6.3.3改善放大電路的頻率特性，當(dāng)沒有反饋時：BW=fH fL fH，引入反饋，fH，BW，AF (f)，AMF，0.707 AMF，F(xiàn)LF，F(xiàn)HF，BWF，可以證明：FHF=(1 AF) FH，F(xiàn)LF=FL/(1 AF)，F(xiàn)H=(1 AF)，引入負反饋后，閉環(huán)電壓放大Amf=10。 反饋深度是多少？此時負反饋放大器電路的通帶是多少？什么是增益帶寬積？解決方案：由于反饋深度為：通帶寬度為：帶增益積為：6.3.5，這將改變放大器電路的輸入和輸出電阻。1.對輸入電阻的影響。(1)串聯(lián)負反饋增加了輸入電阻。深度負反饋：理解：串聯(lián)負反饋相當(dāng)于在輸入環(huán)路中(2)并聯(lián)負反饋降低輸入電阻，深度負反饋：理解：并聯(lián)負反饋相當(dāng)于在輸入環(huán)路中并聯(lián)一個支路，因此輸入電阻降低。a是負載打開時的電源電壓放大倍數(shù)。理解：電壓負反饋的目的是防止電壓變化，穩(wěn)定輸出電壓。當(dāng)放大器電路空載時，它可以是等效的。右圖中的電壓源是：輸出電阻越小，輸出電壓