1、,模擬電子技術(shù)第5章 負反饋放大電路,范立南 恩莉 代紅艷 李雪飛 中國水利水電出版社,第5章 負反饋放大電路,5.1 反饋的基本概念 5.2 負反饋放大電路的表達式 5.3 負反饋對放大電路性能的影響 5.4 負反饋放大電路的自激振蕩,所謂反饋，就是將放大的輸出信號（電壓或電流）的一部分或全部，通過電路的耦合或適當?shù)姆答伨W(wǎng)絡(luò)送回到放大器的輸入回路中。當反饋信號使輸入信號加強時稱為正反饋，削弱時稱為負反饋。反饋放大電路的組成框圖如圖所示。,5.1 反饋的基本概念 5.1.1 反饋的基本概念和類型,5.1.2 電路中的反饋形式,1反饋與反饋通路 判斷一個電路是否有反饋，是通過分析電路是否存在反饋

2、通 路而進行的。 上圖所示電路的信號從輸入經(jīng)放大器到輸出，只有一個流 向，無其他路徑，所以不存在反饋，,下圖所示電路除了放大器之外，還有一個由R2連接在輸出與 輸入之間的通路。輸出信號與輸入信號可雙向傳輸，但由于 經(jīng)放大器后輸出信號遠大于輸入信號，所以通過R2的主要信 號是從輸出端反饋回到輸入端的信號，即反饋通路，這種情 況稱閉環(huán)放大器。,2正反饋與負反饋及其判別 在閉環(huán)放大電路中，由于反饋的作用，使輸入量受到影響， 輸出量也必定受到影響，結(jié)果有二種： 一種是輸出量比無反饋時變大了，這種情況稱正反饋； 一種是輸出量比無反饋時變小了，這種情況稱負反饋。 兩者作用不同，效果不同，應(yīng)首先判斷電路存在

3、的反饋是正 反饋還是負反饋，方法為瞬時極性法。,瞬時極性法：將反饋量與輸入端的連接處斷開，在輸入端設(shè) 某一瞬時極性為“+”（或“”），也可用“”（或“”）表 示。按此瞬時極性依次判斷放大電路輸出端的極性和反饋輸 出的極性，再與輸入端比較，若使凈輸入信號增大則為正反 饋，若使凈輸入信號減小則為負反饋。,3直流反饋與交流反饋 在放大電路中存在直流分量和交流分量，若反饋回來的信號 是直流量，則會對電路的直流性能產(chǎn)生影響（如靜態(tài)工作 點），稱直流反饋。 若反饋回來的信號是交流量，則會對電路的交流性能產(chǎn)生影 響（如A、Ri、R0），稱交流反饋。 若反饋回來的信號既有直流量又有交流量，則對放大電路的 交直

4、流性能均有影響，稱交直流反饋。,4串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋 反饋信號可以是電壓信號和電流信號，輸入信號也可以是電 壓信號或電流信號，反饋信號與輸入信號在輸入回路進行比 較時，可以有電壓形式相加減或電流形式相加減以得到凈輸 入信號。 若以電壓形式相加減稱串聯(lián)反饋，表明輸入信號，反饋信號 和凈輸入信號相串聯(lián)。 若以電流形式相加減稱并聯(lián)反饋，表明輸入信號、反饋信 號、凈輸入信號相并聯(lián)。,5電壓反饋與電流反饋 電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓，即反饋信號與輸出電壓 成正比； 電流反饋：反饋信號取自輸出電流，即反饋信號與輸出電流 成正比。 判斷方法為輸出端“短路”法：將輸出端短路，若反饋信號取 自輸出電壓，則反

5、饋信號因輸出端短路而不存在了，即為電 壓反饋；反之，反饋信號仍存在，為電流反饋。在輸入信號 一定時，電壓負反饋可以穩(wěn)定輸出電壓，電流負反饋可以穩(wěn) 定輸出電流。,例：判斷靜態(tài)工作點穩(wěn)定電路是否存在反饋，是正反饋還是 負反饋，是交流反饋還是直流反饋，是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反 饋，是電壓反饋還是電流反饋。,解：按瞬時極性法判斷為負反饋，極性如圖所示，引入Re 后，凈輸入信號減小，(Ube)。 在輸入回路中， 與Ube，Uf以電壓形式相加減。 ，為串聯(lián)反饋。 反饋信號中既有直流成份，又有交流成份，故為交直流反 饋。 將輸出端短路，反饋路號Uf仍存在，說明Uf不是取自輸出電 壓，而是取自輸出電流，故為電流反

6、饋。,例：判斷圖示電路的反饋類型。 解：按瞬時極性可依次推出各處電壓的極性，如圖所示。 A1、A2通過Rf2引入的整體反饋為電壓并聯(lián)負反饋。 A1本級局部反饋為電壓串聯(lián)負反饋。 A2本級局部反饋為電壓并聯(lián)負反饋。,5.1.3 反饋放大電路的4種組態(tài),1電壓串聯(lián)負反饋 電壓串聯(lián)負反饋電路如圖示，電壓串聯(lián)負反饋電路的輸出 量、輸入量和反饋量都是電壓，串聯(lián)反饋用電壓求和的方式 來反映反饋對輸入信號的影響。 設(shè)輸入電壓為Ui，反饋電壓為Uf，則凈輸入電壓 。 當Ui一定時，Uf越大， 越小，說明負反饋作用越強。 若輸出短路，則反饋電壓不存在了，所以是電壓反饋。,電壓串聯(lián)負反饋電路的輸出量為電壓，輸入量

7、和反饋量為電 壓，則定義 ，反饋系數(shù)為 。反饋系數(shù)越大 表示反饋作用越強 。,5.1.3 反饋放大電路的4種組態(tài),2電壓并聯(lián)負反饋 電壓并聯(lián)負反饋電路如圖示，電壓并聯(lián)負反饋電路的輸出 量為電壓，輸入量和反饋量都是電流，并聯(lián)反饋用電流求和 的方式來反映反饋對輸入信號的影響。 設(shè)輸入電流為 ，反饋電流為 ，則凈輸入電流 。 越大， 越小，說明負反饋作用越強。,電壓并聯(lián)負反饋電路的輸出量為電壓，輸入量和反饋量為電 流，則定義 ，反饋系數(shù)為 。反饋系數(shù)越大 表示反饋作用越強 。,3電流串聯(lián)負反饋 電流串聯(lián)負反饋電路如圖示，輸出量為電流，反饋信號與輸 出電流成正比，在輸入回路中反饋量與輸入量以電壓形式相

8、 加減，所以放大倍數(shù)為 ，反饋系數(shù)為 。,4電流并聯(lián)負反饋 電流并聯(lián)負反饋電路如圖示，其輸出量為電流，反饋信號與 輸出電流成正比，在輸入回路中，反饋量與輸入量以電流形 式相加減，所以放大倍數(shù)為 ，反饋系數(shù)為 。,5.2 負反饋放大電路的表達式 5.2.1 負反饋放大電路的一般表達式,圖示為反饋放大電路的組成框圖 ：,5.2.2 負反饋放大電路的計算,1簡單負反饋電路的計算 簡單負反饋放大電路可用以前學(xué)過的知識進行分析計算，比 如工作點穩(wěn)定電路，這是一個電流串聯(lián)負反饋電路，利用h 參數(shù)等效電路進行計算，,2深度負反饋電路的計算 對于經(jīng)常遇到的深度負反饋電路，可以根據(jù) 來進行近 似計算，使計算過程

9、簡化。 當 時， ， ，即 。,5.3 負反饋對放大電路性能的影響 5.3.1 引入負反饋對放大倍數(shù)的影響,引入負反饋后，放大倍數(shù)是未引入負反饋時的 倍， 而 在負反饋時是大于1的，即引入負反饋后放大倍數(shù) 下降了。,5.3.2 引入負反饋可提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性,引入負反饋后，放大倍數(shù)的相對變化量比未引入負反饋時的 放大倍數(shù)相對變化量減小了，是原來的 倍。,5.3.3 對輸入電阻和輸出電阻的影響,串聯(lián)負反饋的輸入電阻為： 說明串聯(lián)負反饋可以提高放大器的輸入電阻。 在并聯(lián)反饋的情況下： 說明并聯(lián)負反饋可以減小放大器的輸入電阻。,2對輸出電阻的影響 輸出電阻是從放大器的輸出端往放大器內(nèi)部看的等效電阻

10、， 不包括負載電阻，基本放大器(無反饋)的輸出電阻 。 電流反饋時的輸出電阻為： 說明引入電流負反饋可提高放大器的輸出電阻，穩(wěn)定輸出電 流。 電壓反饋時的輸出電阻為： 說明電壓負反饋可減少輸出電阻，穩(wěn)定輸出電壓。,5.3.4 減小非線性失真,無反饋時輸入的正弦波信號可經(jīng)基本放大電路后產(chǎn)生失真， 使正半周幅度值變大，負半周幅值減小。引入負反饋后，經(jīng) 反饋網(wǎng)絡(luò)后的反饋信號與輸入信號進行比較（相減）凈輸入 信號變成了正半周幅值小，負半周幅值大，凈輸入信號經(jīng)放 大，使輸出波形的失真程度得到一定的補償，,5.3.5 擴展通頻帶,由于引入負反饋后，放大電路的放大倍數(shù)下降了（1+AF） 倍。對于同樣大小的輸入信號，在中頻段由于輸出信號大， 因而反饋信號也大，于是凈輸入信號變小，從而輸出信號降 低較多。在低頻段和高頻段由于輸出信號小，反饋信號也 小，于是凈輸入信號被削弱的少，從而輸出信號降低的少， 即原來使放大倍數(shù)下降3dB的頻率，加負反饋時不到3dB(設(shè) 低頻段)，也就是加寬了通頻帶。,5.4 負反饋放大電路的自激振蕩,產(chǎn)生自激振蕩的原因主要是由于某些元件（如電容、電感） 在輸入信號頻率不同時，產(chǎn)生附加相位移，使原來設(shè)計的負 反饋電路變成正反饋電路，比如在阻容耦合放大電路中，每 增加一個RC回路最大相移增加90（或-90），若有三個 RC回路，其相移可