模擬電路 單元四　放大電路中的反饋

1、單元四單元四放大電路中的反饋放大電路中的反饋 4.1反饋的基本概念反饋的基本概念及及判斷方法判斷方法 4.2負(fù)反饋放大電路負(fù)反饋放大電路的四種的四種基本組態(tài)基本組態(tài) 4.4深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)分析深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)分析 4.6負(fù)反饋放大電路的負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性穩(wěn)定性 4.3負(fù)反饋對(duì)放大負(fù)反饋對(duì)放大電路的方框圖電路的方框圖 4.5負(fù)反饋對(duì)放大電路負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響性能的影響 童童 詩詩 白白 第第 三三 版版 童童 詩詩 白白 第第 三三 版版 本章本章重點(diǎn)和考點(diǎn)：重點(diǎn)和考點(diǎn)： 1.負(fù)反饋組態(tài)的正確判斷負(fù)反饋組態(tài)的正確判斷 2.深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的計(jì)算深度負(fù)反饋

2、放大電路放大倍數(shù)的計(jì)算 3.負(fù)反饋的作用負(fù)反饋的作用 本章教學(xué)時(shí)數(shù)：本章教學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 童童 詩詩 白白 第第 三三 版版 本章討論的問題：本章討論的問題： 1.什么是反饋？什么是直流反饋和交流反饋？什么是正什么是反饋？什么是直流反饋和交流反饋？什么是正 反饋和負(fù)反饋？為什么要引入反饋？反饋和負(fù)反饋？為什么要引入反饋？ 2.如何判斷電路中有無引入反饋？引入的是直流反饋還如何判斷電路中有無引入反饋？引入的是直流反饋還 是交流反饋？是正反饋還是負(fù)反饋？是交流反饋？是正反饋還是負(fù)反饋？ 3.交流負(fù)反饋有哪四種組態(tài)？如何判斷？交流負(fù)反饋有哪四種組態(tài)？如何判斷？ 4.交流負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式

3、是什么？交流負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式是什么？ 童童 詩詩 白白 第第 三三 版版 本章討論的問題：本章討論的問題： 5.放大電路中引入不同組態(tài)的負(fù)反饋后，將對(duì)性能分別放大電路中引入不同組態(tài)的負(fù)反饋后，將對(duì)性能分別 產(chǎn)生什么樣的影響？產(chǎn)生什么樣的影響？ 6.什么是深度負(fù)反饋？在深度負(fù)反饋下，如何估算反饋什么是深度負(fù)反饋？在深度負(fù)反饋下，如何估算反饋 系數(shù)和放大倍數(shù)？系數(shù)和放大倍數(shù)？ 7.為什么放大電路以三級(jí)為最常見？為什么放大電路以三級(jí)為最常見？ 8.負(fù)反饋愈深愈好嗎？什么是自激振蕩？什么樣的負(fù)負(fù)反饋愈深愈好嗎？什么是自激振蕩？什么樣的負(fù) 反饋容易產(chǎn)生自激振蕩？如何消除自激振蕩？反饋容易產(chǎn)生自

4、激振蕩？如何消除自激振蕩？ 4.1反饋的基本概念反饋的基本概念及及判斷方法判斷方法 4.1.1反饋的基本概念反饋的基本概念 一、什么是反饋一、什么是反饋 在電子設(shè)備中經(jīng)常采用反饋的在電子設(shè)備中經(jīng)常采用反饋的 方法來改善電路的性能，以達(dá)方法來改善電路的性能，以達(dá) 到預(yù)定的指標(biāo)。到預(yù)定的指標(biāo)。 放大電路中的放大電路中的反饋反饋，是指將放大電路輸，是指將放大電路輸 出電量出電量( (輸出電壓或輸出電流輸出電壓或輸出電流) )的一部分的一部分 或全部，或全部，通過一定的反饋網(wǎng)絡(luò)，引回到放通過一定的反饋網(wǎng)絡(luò)，引回到放 大器的輸入端，與原輸入信號(hào)疊加后作為大器的輸入端，與原輸入信號(hào)疊加后作為 輸入信號(hào)去控

5、制輸出，從而使放大器的某輸入信號(hào)去控制輸出，從而使放大器的某 些性能獲得有效改善的過程。些性能獲得有效改善的過程。 。 xi為輸入信號(hào)為輸入信號(hào) xf為為反饋信號(hào)反饋信號(hào) xid為凈輸入信號(hào)為凈輸入信號(hào) 反饋放大電路的方框圖反饋放大電路的方框圖 id o x x a o f x x f fa a a f 1 x . x . i x id f 基本放大電路 a 正向傳輸 反向傳輸 + x . o 反饋網(wǎng)絡(luò) f 是放大器的開環(huán)放大倍數(shù)是放大器的開環(huán)放大倍數(shù) a id x i x f x =- 是反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)是反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù) f 為該放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)為該放大器的閉環(huán)放大倍數(shù) f a 二

6、、正反饋和負(fù)反饋二、正反饋和負(fù)反饋 反饋信號(hào)增強(qiáng)了外加凈輸入反饋信號(hào)增強(qiáng)了外加凈輸入 信號(hào)，使放大電路的放大倍數(shù)提信號(hào)，使放大電路的放大倍數(shù)提 高高 正正反饋反饋 反饋信號(hào)削弱了外加凈輸入信號(hào)，使放大電路的反饋信號(hào)削弱了外加凈輸入信號(hào)，使放大電路的 放大倍數(shù)降低放大倍數(shù)降低 負(fù)反饋負(fù)反饋 負(fù)反饋負(fù)反饋 穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn) 正反饋多用于振蕩電路和脈沖電路中。正反饋多用于振蕩電路和脈沖電路中。 負(fù)反饋多用于改善放大電路的性能。負(fù)反饋多用于改善放大電路的性能。 三、直流反饋和交流反饋三、直流反饋和交流反饋 ( (a) )直流負(fù)反饋直流負(fù)反饋( (b) )交流負(fù)反饋交流負(fù)反饋 交流反饋：反饋

7、信號(hào)中僅有交流成分，僅對(duì)輸入回路中交流反饋：反饋信號(hào)中僅有交流成分，僅對(duì)輸入回路中 的交流成分有影響的交流成分有影響.交流反饋用以改善放大電路的性能。交流反饋用以改善放大電路的性能。 直流反饋：反饋信號(hào)中僅有直流成分，僅對(duì)輸入回路中的直直流反饋：反饋信號(hào)中僅有直流成分，僅對(duì)輸入回路中的直 流成分有影響流成分有影響.直流反饋可穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。直流反饋可穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。 4.1.2反饋的判斷反饋的判斷 一、有無反饋的判斷一、有無反饋的判斷 是否有聯(lián)系輸入、輸出回路的反饋通路；是否有聯(lián)系輸入、輸出回路的反饋通路； 是否影響放大電路的凈輸入。是否影響放大電路的凈輸入。 (a)沒引入反饋的放大電路沒引入

8、反饋的放大電路(b)引入反饋的放大電路引入反饋的放大電路(c) r的接入沒引入反饋的接入沒引入反饋 反饋極性的判斷方法：反饋極性的判斷方法：瞬時(shí)極性法。瞬時(shí)極性法。 先假定某一瞬間輸入信號(hào)的極性，然后按信號(hào)先假定某一瞬間輸入信號(hào)的極性，然后按信號(hào) 的放大過程，逐級(jí)推出輸出信號(hào)的瞬時(shí)極性，最后的放大過程，逐級(jí)推出輸出信號(hào)的瞬時(shí)極性，最后 根據(jù)反饋回輸入端的信號(hào)對(duì)原輸入信號(hào)的作用，判根據(jù)反饋回輸入端的信號(hào)對(duì)原輸入信號(hào)的作用，判 斷出反饋的極性。斷出反饋的極性。 二、反饋極性的判斷二、反饋極性的判斷 對(duì)分立元件而言，對(duì)分立元件而言，c與與b極性相反，極性相反，e與與b極性相同。極性相同。 對(duì)集成運(yùn)放

9、而言，對(duì)集成運(yùn)放而言， uo與與un極性相反，極性相反， uo與與up極性相同。極性相同。 (動(dòng)畫動(dòng)畫avi9-2.avi) 2、判定方法：、判定方法： （1）先假定外加輸入）先假定外加輸入 信號(hào)電壓信號(hào)電壓ui處于某一瞬處于某一瞬 時(shí)極性。如用時(shí)極性。如用“”號(hào)。號(hào)。 （2）按照信號(hào)單向）按照信號(hào)單向 傳輸?shù)姆较?，同時(shí)傳輸?shù)姆较?，同時(shí) 根據(jù)放大電路基射根據(jù)放大電路基射 同相，基集反相的同相，基集反相的 原則，判斷出反饋原則，判斷出反饋 信號(hào)信號(hào)uf的瞬時(shí)極性。的瞬時(shí)極性。 （3）當(dāng)輸入信號(hào)）當(dāng)輸入信號(hào)ui 和反饋信號(hào)和反饋信號(hào)uf在相同在相同 端點(diǎn)時(shí)，兩者為同極端點(diǎn)時(shí)，兩者為同極 性，為正反

10、饋；二者性，為正反饋；二者 極性相反，為負(fù)反饋。極性相反，為負(fù)反饋。 （4）當(dāng)輸入信號(hào)）當(dāng)輸入信號(hào)ui和反饋信號(hào)和反饋信號(hào)uf不在相同端點(diǎn)，不在相同端點(diǎn)， 兩者同極性，為負(fù)反饋；二者極性相反，為正反饋。兩者同極性，為負(fù)反饋；二者極性相反，為正反饋。 電壓瞬時(shí)極性法電壓瞬時(shí)極性法 圖圖4.2 反饋極性的判斷反饋極性的判斷 反饋放大電路由單級(jí)運(yùn)算放大器構(gòu)成時(shí)，反饋放大電路由單級(jí)運(yùn)算放大器構(gòu)成時(shí)， 反饋信號(hào)送回到反相輸入端的，為反饋信號(hào)送回到反相輸入端的，為負(fù)反饋；負(fù)反饋； 反饋信號(hào)送回到同相輸入端的，為反饋信號(hào)送回到同相輸入端的，為正反饋。正反饋。 圖圖4.2 反饋極性的判斷反饋極性的判斷 瞬時(shí)極

11、性法瞬時(shí)極性法 返回 在放大電路的輸入端，假設(shè)一個(gè)輸入信號(hào)對(duì)地在放大電路的輸入端，假設(shè)一個(gè)輸入信號(hào)對(duì)地 的極性，可用的極性，可用“+”+”、“-”-”或或“”、“” 表示。按信號(hào)傳輸方向依次判斷相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí)表示。按信號(hào)傳輸方向依次判斷相關(guān)點(diǎn)的瞬時(shí) 極性，直至判斷出反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性。如果極性，直至判斷出反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性。如果 反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性使凈輸入減小，則為負(fù)反反饋信號(hào)的瞬時(shí)極性使凈輸入減小，則為負(fù)反 饋；反之為正反饋。饋；反之為正反饋。 例例1 1負(fù)反饋負(fù)反饋 返回 瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法 例例2 2 負(fù)反饋負(fù)反饋 例例3 3 負(fù)反饋負(fù)反饋 例例4 4 正正反饋反饋 例：用瞬時(shí)極性法判斷

12、電路中的反饋極性。例：用瞬時(shí)極性法判斷電路中的反饋極性。 - - 因?yàn)橐驗(yàn)椴畈钅Ｄ］斎腚妷旱容斎腚妷旱?于于輸入輸入電壓與電壓與反饋反饋電壓之電壓之 差，反饋增強(qiáng)了輸入電壓，差，反饋增強(qiáng)了輸入電壓， 所以為所以為正反饋正反饋。 - 反饋信號(hào)削弱了輸入反饋信號(hào)削弱了輸入 信號(hào)，因此為信號(hào)，因此為負(fù)反饋負(fù)反饋。 圖圖 6.1.3 ( (a) )正反饋正反饋 ( (b) )負(fù)反饋負(fù)反饋 例例 vi vo - - + rl r2 r1 (+)(+) (-) (-) 凈輸入量減小凈輸入量減小 vi vo - - + rl r2 r1 (+)(+) (-) (-) 凈輸入量增加凈輸入量增加 a a負(fù)反饋負(fù)

13、反饋 b b正反饋正反饋 vo - - + r4 r5 r3 - - + vi r1 r2 反饋通路反饋通路 反饋通路反饋通路 級(jí)間反饋通路級(jí)間反饋通路 (+)(+) (+) (+) (-) 凈輸入量減小凈輸入量減小 c c級(jí)間負(fù)反饋級(jí)間負(fù)反饋 反饋通路反饋通路本級(jí)反饋通路本級(jí)反饋通路 分立元件電路反饋極性的判斷分立元件電路反饋極性的判斷 圖圖6.1.4分立元件放大電路反饋極性的判斷分立元件放大電路反饋極性的判斷 反饋通路反饋通路 凈輸入量減小凈輸入量減小 負(fù)反饋負(fù)反饋 原則：對(duì)分立元件而言，原則：對(duì)分立元件而言，c與與b極性極性相反相反，e與與b極性極性相同相同。 三、交流反饋和直流反饋三、

14、交流反饋和直流反饋 1、定義、定義 （1）直流反饋）直流反饋 反饋信號(hào)中只包含直流成分。反饋信號(hào)中只包含直流成分。 直流負(fù)反饋穩(wěn)定直流負(fù)反饋穩(wěn)定q點(diǎn)，動(dòng)態(tài)參數(shù)無影響。點(diǎn)，動(dòng)態(tài)參數(shù)無影響。 （2）交流反饋）交流反饋 反饋信號(hào)中只包含交流成分。反饋信號(hào)中只包含交流成分。 交流負(fù)反饋改善動(dòng)態(tài)參數(shù)，不影響交流負(fù)反饋改善動(dòng)態(tài)參數(shù)，不影響q點(diǎn)。點(diǎn)。 （3）交直流反饋）交直流反饋 既有直流量又有既有直流量又有交流交流量。量。 交直流負(fù)反饋既可穩(wěn)定交直流負(fù)反饋既可穩(wěn)定q點(diǎn)又可改善動(dòng)態(tài)參數(shù)點(diǎn)又可改善動(dòng)態(tài)參數(shù) 2、判定方法、判定方法 直流通路中，如果反饋回路存在，即為直流反饋。直流通路中，如果反饋回路存在，即為直

15、流反饋。 在交流通路中，如果反饋回路存在，即為交流反饋。在交流通路中，如果反饋回路存在，即為交流反饋。 如果在直、交流通路中，反饋回路都存在，即為交、直如果在直、交流通路中，反饋回路都存在，即為交、直 流反饋。流反饋。 rf、re2直流負(fù)反饋直流負(fù)反饋 rf、re2交流負(fù)反饋交流負(fù)反饋 圖圖4.3 直流直流反饋和交流反饋反饋和交流反饋 直流反饋與交流反饋的判斷直流反饋與交流反饋的判斷 圖圖6.1.5直流反饋與交流反饋的判斷（一）直流反饋與交流反饋的判斷（一） (a)電路電路(b)直流通路直流通路(c)交流通路交流通路 直流反饋直流反饋無交流反饋無交流反饋 返回 輸入輸入 端引端引 入反入反 饋

16、的饋的 方式方式 并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在反饋信號(hào)與輸入信號(hào)加在 放大電路輸入回路的同一輸入端放大電路輸入回路的同一輸入端 串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加在反饋信號(hào)和輸入信號(hào)加在 放大電路輸入回路的兩個(gè)不同輸入端放大電路輸入回路的兩個(gè)不同輸入端 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以 電流的形式進(jìn)行比較電流的形式進(jìn)行比較 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以反饋信號(hào)與輸入信號(hào)以 電壓的形式進(jìn)行比較電壓的形式進(jìn)行比較 四、并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋的判斷四、并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋的判斷 判斷方法：判斷方法：將輸入回路的反饋節(jié)點(diǎn)對(duì)地短將輸入回路的反饋節(jié)點(diǎn)對(duì)地短 路，若輸入信號(hào)仍能送入到放大電路中

17、，路，若輸入信號(hào)仍能送入到放大電路中， 則為串聯(lián)反饋；若輸入信號(hào)不能再送入到則為串聯(lián)反饋；若輸入信號(hào)不能再送入到 放大電路中，則為并聯(lián)反饋。放大電路中，則為并聯(lián)反饋。 返回 例例 題題 串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋 例例1 1例例2 2例例3 3 串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋 例例4 4 并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋 1.1.串聯(lián)反饋的特點(diǎn)：串聯(lián)反饋的特點(diǎn)： 以電壓求和方式反映以電壓求和方式反映 反饋對(duì)輸入的影響；反饋對(duì)輸入的影響； 如果信號(hào)源是一個(gè)恒壓源（如果信號(hào)源是一個(gè)恒壓源（vi一定），一定），vf 越大，放越大，放 大電路得到的輸入電壓越小，反饋效果越強(qiáng)。如果信號(hào)大電路得到的輸入電壓越小，反饋效果越強(qiáng)。如

18、果信號(hào) 源是一個(gè)恒流源，則源是一個(gè)恒流源，則vd與與vf 無關(guān)，反饋將不起作用。無關(guān)，反饋將不起作用。 vd =vi - vf 說明：說明： 串聯(lián)反饋信號(hào)源內(nèi)阻越小越好。串聯(lián)反饋信號(hào)源內(nèi)阻越小越好。 ii + - vd + - vi + - vf a f rl + - vo 2.2.并聯(lián)反饋的特點(diǎn)：并聯(lián)反饋的特點(diǎn)： 并聯(lián)反饋信號(hào)源內(nèi)阻越大越好。并聯(lián)反饋信號(hào)源內(nèi)阻越大越好。 以電流求和方以電流求和方 式反映反饋對(duì)式反映反饋對(duì) 輸入的影響；輸入的影響； 如果信號(hào)源是一個(gè)恒壓源，則如果信號(hào)源是一個(gè)恒壓源，則id與與if 無關(guān)，反饋將不無關(guān)，反饋將不 起作用。起作用。 如果信號(hào)源是一個(gè)恒流源（如果信號(hào)

19、源是一個(gè)恒流源（ii一定），一定），if 越大，放越大，放 大電路得到的輸入電流越小，反饋效果越強(qiáng)。大電路得到的輸入電流越小，反饋效果越強(qiáng)。 id =ii - if 說明：說明： + - vs if rs iiid rl + - vo a f 返回 輸出輸出 端獲端獲 取反取反 饋的饋的 方式方式 電壓反饋：電壓反饋： 反饋信號(hào)的取樣對(duì)象是輸出反饋信號(hào)的取樣對(duì)象是輸出 電壓，稱為電壓反饋。電壓，稱為電壓反饋。 電流反饋：電流反饋： 反饋信號(hào)的取樣對(duì)象是輸出反饋信號(hào)的取樣對(duì)象是輸出 電流，稱為電流反饋。電流，稱為電流反饋。 判別方法判別方法 將輸出端交流短路，若反饋信號(hào)消將輸出端交流短路，若反饋

20、信號(hào)消 失，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)仍失，則為電壓反饋；若反饋信號(hào)仍 然存在，則為電流反饋。然存在，則為電流反饋。 可以穩(wěn)定輸出電壓可以穩(wěn)定輸出電壓 可以穩(wěn)定輸出電流可以穩(wěn)定輸出電流 五、電壓反饋與電流反饋五、電壓反饋與電流反饋 電壓反饋電壓反饋 反饋信號(hào)從輸出電壓反饋信號(hào)從輸出電壓uo采樣。采樣。 電流反饋電流反饋 反饋信號(hào)從輸出電流反饋信號(hào)從輸出電流io采樣。采樣。 圖圖4.3 電壓電壓反饋和電流反饋反饋和電流反饋 判定方法判定方法 反饋信號(hào)采樣點(diǎn)與輸出電壓在相同端點(diǎn)的是電壓反饋。反饋信號(hào)采樣點(diǎn)與輸出電壓在相同端點(diǎn)的是電壓反饋。 反饋信號(hào)采樣點(diǎn)與輸出電壓在不同端點(diǎn)的是電流反饋。反饋信號(hào)采樣

21、點(diǎn)與輸出電壓在不同端點(diǎn)的是電流反饋。 圖圖4.4 電壓電壓與電流反饋的判斷與電流反饋的判斷 返回 例例 題題 例例1 1 電壓反饋電壓反饋 例例2 2 電流反饋電流反饋 例例3 3 電流反饋電流反饋 六：反饋的四種基本組態(tài)六：反饋的四種基本組態(tài) 一、電壓串聯(lián)負(fù)反饋一、電壓串聯(lián)負(fù)反饋 圖圖 6.2.2電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路 反饋信號(hào)與輸出電壓成反饋信號(hào)與輸出電壓成 正比，集成運(yùn)放的凈輸入電正比，集成運(yùn)放的凈輸入電 壓等于輸入電壓與反饋電壓壓等于輸入電壓與反饋電壓 之差，之差， . f i . i uuu . o f1 1 f . u rr r u 電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)、電流

22、并聯(lián)電壓串聯(lián)、電壓并聯(lián)、電流串聯(lián)、電流并聯(lián) 二、電流串聯(lián)負(fù)反饋二、電流串聯(lián)負(fù)反饋 圖圖 6.2.3電流串聯(lián)負(fù)反饋電路電流串聯(lián)負(fù)反饋電路 反饋信號(hào)與輸出電流成正比，反饋信號(hào)與輸出電流成正比， 凈輸入電壓等于外加輸入信號(hào)凈輸入電壓等于外加輸入信號(hào) 與反饋信號(hào)之差與反饋信號(hào)之差 . f i . i uuu f o . f . riu （2）串聯(lián)負(fù)反饋電路的輸入電流很小，適用于輸入信號(hào)為）串聯(lián)負(fù)反饋電路的輸入電流很小，適用于輸入信號(hào)為 恒壓源或近似恒壓源的情況。恒壓源或近似恒壓源的情況。 （1）電壓負(fù)反饋能夠穩(wěn)定輸出電壓，電流負(fù)反饋能夠穩(wěn)定）電壓負(fù)反饋能夠穩(wěn)定輸出電壓，電流負(fù)反饋能夠穩(wěn)定 輸出電流。輸

23、出電流。 小結(jié)小結(jié) 三、電壓并聯(lián)負(fù)反饋三、電壓并聯(lián)負(fù)反饋 圖圖 6.2.4電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路 反饋信號(hào)與輸出電壓成正比，凈輸入電流等于外加反饋信號(hào)與輸出電壓成正比，凈輸入電流等于外加 輸入電流與反饋電流之差輸入電流與反饋電流之差 . f . i . i iii f . o f . r u i 四、電流并聯(lián)負(fù)反饋四、電流并聯(lián)負(fù)反饋 圖圖 6.2.5電流并聯(lián)負(fù)反饋電路電流并聯(lián)負(fù)反饋電路 反饋信號(hào)與輸出電反饋信號(hào)與輸出電 流成正比，凈輸入電流流成正比，凈輸入電流 等于外加輸入信號(hào)與反等于外加輸入信號(hào)與反 饋信號(hào)之差：饋信號(hào)之差： . f . ii iii f3 3 o . f .

24、rr ri i 返回 例例 題題 例例1 1電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋例例2 2電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋例例3 3電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋例例4 4電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋 反饋?zhàn)钁B(tài)的判斷反饋?zhàn)钁B(tài)的判斷 i x 并聯(lián)：反饋量并聯(lián)：反饋量和和 f x 輸入量輸入量 接于同一輸入端。接于同一輸入端。 f x i x f x i x 接于不同的輸入端。接于不同的輸入端。 i x 串聯(lián)：反饋量串聯(lián)：反饋量和和 f x 輸入量輸入量 f x i x f x i x 電流：將電流：將負(fù)載負(fù)載短路，反饋量仍然存在。短路，反饋量仍然存在。 電壓：將電壓：將負(fù)載負(fù)載短路，反饋量為零。短路，反饋量為

25、零。 一、電壓負(fù)反饋與電流負(fù)反饋的判斷一、電壓負(fù)反饋與電流負(fù)反饋的判斷 令輸出電壓為零，反饋電流不存在，所以是令輸出電壓為零，反饋電流不存在，所以是 電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋 令輸出電壓為零，反饋電流仍存在，所以是令輸出電壓為零，反饋電流仍存在，所以是 電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋 二、串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判斷（略）二、串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判斷（略） 例例4.2.1判斷反饋的組態(tài)。判斷反饋的組態(tài)。 反饋通路：反饋通路：t、 r2與與r1 交、直流反饋交、直流反饋 瞬時(shí)極性法判斷：瞬時(shí)極性法判斷：負(fù)負(fù)反饋反饋 輸出端看：輸出端看：電流電流負(fù)反饋負(fù)反饋 輸入端看：輸入端看：串聯(lián)串聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋 電路引入交、直

26、流電流串聯(lián)負(fù)反饋電路引入交、直流電流串聯(lián)負(fù)反饋 例例4.2.2判斷反饋的組態(tài)。判斷反饋的組態(tài)。 圖圖6.2.9例例6.2.2電路圖電路圖 反饋通路：反饋通路： t3 、 r4與與r2 交、直流反饋交、直流反饋 瞬時(shí)極性法判斷：瞬時(shí)極性法判斷：負(fù)負(fù)反饋反饋 輸出端看：輸出端看：電壓電壓負(fù)反饋負(fù)反饋 輸入端看：輸入端看：串聯(lián)串聯(lián)負(fù)反饋負(fù)反饋 電路引入交、直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路引入交、直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋 反饋類型判斷反饋類型判斷 上述電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋 上述電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋上述電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋 上述電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋上述電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋 上述電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋上述電路為電壓并聯(lián)負(fù)反

27、饋 指出圖所示各放大電路中的反饋環(huán)節(jié)，判別其指出圖所示各放大電路中的反饋環(huán)節(jié)，判別其 反饋極性和類型。反饋極性和類型。 (a) 電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋 ；(b) 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋 - + + + uo - - + + ui r1 r2 r3 rl r4 (a) - + + + uo - - + + ui r1 r2 r3 rl r4 (b) 4.3.1負(fù)反饋放大電路的方框圖表示法負(fù)反饋放大電路的方框圖表示法 圖圖6.3.1反饋放大電路方框圖反饋放大電路方框圖 . f . o . i xxx，分 別分 別 為輸入信號(hào)、輸出信為輸入信號(hào)、輸出信 號(hào)和反饋信號(hào)；號(hào)和反饋信號(hào)； 開環(huán)

28、開環(huán)放大倍數(shù)放大倍數(shù): . a 無反饋時(shí)放大網(wǎng)絡(luò)的放大倍數(shù)；無反饋時(shí)放大網(wǎng)絡(luò)的放大倍數(shù)； 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?i . o . x x a o . f . x x f . f . ii xxx 4.3負(fù)反饋放大電路的方框圖及一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路的方框圖及一般表達(dá)式 所以：所以： )()( . o . i . f . i . i . o xfxaxxaxax 閉環(huán)放大倍數(shù)：閉環(huán)放大倍數(shù)：: . f a fa a x x a 1 . i . o . f 電路的環(huán)路放大倍數(shù)：電路的環(huán)路放大倍數(shù)： i . f . x x fa o . f . x x f 反饋系數(shù)：反饋系數(shù)： . fa . f fa a

29、x x a 1 . i . o . f 若若11 fa ffa a fa a a 1 1 . . f 深度負(fù)反饋深度負(fù)反饋 結(jié)論：深度負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)主要由反饋結(jié)論：深度負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)主要由反饋 網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)決定，能保持穩(wěn)定。網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)決定，能保持穩(wěn)定。 若若 ， 01 fa 則則 f a 自激振蕩自激振蕩 4.3.2負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式負(fù)反饋放大電路的一般表達(dá)式 閉環(huán)放大倍數(shù)：閉環(huán)放大倍數(shù)： af a a f 1 在中頻段，在中頻段，af、a和和f均為實(shí)數(shù)均為實(shí)數(shù) 返回 反饋深度反饋深度 1af 稱稱 為為 反反 饋饋 深深 度度 當(dāng)當(dāng) 1+af1時(shí)，時(shí)，afa

30、，相當(dāng)于負(fù)反饋相當(dāng)于負(fù)反饋 當(dāng)當(dāng) 1+af 1時(shí)，時(shí)，afa，相當(dāng)于正反饋相當(dāng)于正反饋 當(dāng)當(dāng) 1+af 1時(shí)，稱為深度負(fù)反饋時(shí)，稱為深度負(fù)反饋 fa a x x a 1 . i . o . f 若若 ， 01 fa 則則 f a 自激振蕩自激振蕩 4.4.1 深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì)深度負(fù)反饋的實(shí)質(zhì) 放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)： i o f x x a 深度負(fù)反饋放大電路的深度負(fù)反饋放大電路的 閉環(huán)電壓放大倍數(shù)：閉環(huán)電壓放大倍數(shù)： f a 1 f o f x x f 而而 f o i o x x x x 所以所以得得 fi xx 對(duì)于串聯(lián)負(fù)反饋：對(duì)于串聯(lián)負(fù)反饋：并聯(lián)負(fù)反饋：

31、并聯(lián)負(fù)反饋： fi uu fi ii 結(jié)論：結(jié)論：根據(jù)負(fù)反饋組態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)墓剑辉俑鶕?jù)根據(jù)負(fù)反饋組態(tài)，選擇適當(dāng)?shù)墓?；再根?jù) 放大電路的實(shí)際情況，列出關(guān)系式后，直接估算閉環(huán)電放大電路的實(shí)際情況，列出關(guān)系式后，直接估算閉環(huán)電 壓放大倍數(shù)。壓放大倍數(shù)。 4.4深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的分析深度負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的分析 凈輸入信號(hào)凈輸入信號(hào) 近似為零，即運(yùn)算放大近似為零，即運(yùn)算放大 器同相輸入端與反相輸入端的電位近似相器同相輸入端與反相輸入端的電位近似相 等，兩輸入端間似乎短路但并沒有真正的等，兩輸入端間似乎短路但并沒有真正的 短路，稱為短路，稱為“虛短虛短”。 閉環(huán)輸入電阻閉環(huán)輸入電阻 ，

32、即閉環(huán)放大電路的輸，即閉環(huán)放大電路的輸 入電流近似為零，入電流近似為零， ，兩輸入端似乎，兩輸入端似乎 開路但并沒有真正的開路，稱為開路但并沒有真正的開路，稱為“虛斷虛斷”。 id u if r 0 ii 0 fiid xxx 二二.深度負(fù)反饋放大電路性能深度負(fù)反饋放大電路性能 的估算的估算 例例1： 解：圖解：圖3-26屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路，屬于電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路， 由于集成運(yùn)放的開環(huán)增益很大，所以反饋為深由于集成運(yùn)放的開環(huán)增益很大，所以反饋為深 度負(fù)反饋。因此有：度負(fù)反饋。因此有： 利用集成運(yùn)放利用集成運(yùn)放“虛斷虛斷”的特點(diǎn)有的特點(diǎn)有 反饋系數(shù)為：反饋系數(shù)為： 0 id u fi uu

33、o f f u rr r u 1 1 fo f rr r u u f 1 1 所以所以 電壓串聯(lián)負(fù)反饋閉環(huán)放大倍數(shù)就是閉環(huán)電壓電壓串聯(lián)負(fù)反饋閉環(huán)放大倍數(shù)就是閉環(huán)電壓 放大倍數(shù)，所以閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：放大倍數(shù)，所以閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為： 因?yàn)樯疃却?lián)負(fù)反饋，故有因?yàn)樯疃却?lián)負(fù)反饋，故有 因?yàn)樯疃入妷贺?fù)反饋，故有因?yàn)樯疃入妷贺?fù)反饋，故有 11 1 1 1 r r r rr f a ff f 1 1 r r aa f fuf if r 0 o r 例例4.4.1 如圖如圖6.2.8，已知，已知r110k，r2100 k，r r3 32 2 k，r rl l5 5 k。求解在深度負(fù)反饋條件下的求解在深

34、度負(fù)反饋條件下的a auf uf. . 圖圖6.2.8例例6.4.1電路圖電路圖 解：解： 反饋通路反饋通路： t、 r3、 r2與與r1 電路引入電路引入電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋 i rrr r i r 321 3 1 10 321 3 11 ri rrr r riu rf l f rrrr rr u u f )( 321 31 0 30 )(1 31 321 rr rrrr f a l uf 例例4.4.2在圖在圖6.2.9所示電路中，已知所示電路中，已知r210k， r4100 k，求解在深度負(fù)反饋條件下的求解在深度負(fù)反饋條件下的a auf uf 圖圖6.2.9例例6.4.2電路圖電

35、路圖 反饋通路反饋通路： t3 、 r4與與r2 電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋 42 2 0 rr r u u f f uu 111 1 2 40 r r fu u a uui uuf 電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) 例例4.4.3a 4.4.3a 估算深負(fù)反饋運(yùn)放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。估算深負(fù)反饋運(yùn)放的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)。 解：解： 該電路為該電路為電壓并聯(lián)電壓并聯(lián) 負(fù)反饋負(fù)反饋，在深度負(fù)反饋條件，在深度負(fù)反饋條件 下：下： fi ii ， 1 i i r u i f o f r u i 1 i f o r u r u 得得 則閉環(huán)則閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：電壓放大倍數(shù)為： 11. 0 2

36、0 2 . 2 1 f i o f r r u u a u 例例 6.4.3a電路電路圖圖 該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋 o 32 3 f u rr r u 5 . 2 2 3 11 1 3 2 f r r f a u 32 3 o f rr r u u f 故 在在深度負(fù)反饋條件下深度負(fù)反饋條件下 例例 6.4.3 ( (b) )電路圖電路圖 例例4.4.3b4.4.3b： 例例 6.4.4 電路圖電路圖 該電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋，該電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋， 在深度負(fù)反饋條件下：在深度負(fù)反饋條件下： fi ii f3 3 l o f3 3o f rr r r u rr ri i

37、1 i i r u i 故：故： 1 i f3 3 l o r u rr r r u 閉環(huán)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為：電壓放大倍數(shù)為： 9 . 5 1 . 51 )101 . 5(2)( 31 f3l i o f rr rrr u u a u 例例4.4.44.4.4 4.5負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響 4.5.1穩(wěn)定放大倍數(shù)穩(wěn)定放大倍數(shù) 引入負(fù)反饋后，在輸入信號(hào)一定的情況下，當(dāng)電路引入負(fù)反饋后，在輸入信號(hào)一定的情況下，當(dāng)電路 參數(shù)變化、電源電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，放大電路參數(shù)變化、電源電壓波動(dòng)或負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，放大電路 輸出信號(hào)的波動(dòng)減小，即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。輸出信號(hào)的

38、波動(dòng)減小，即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。 放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高的程度與反饋深度有關(guān)。放大倍數(shù)穩(wěn)定性提高的程度與反饋深度有關(guān)。 fa a a 1 . . f 在在中頻范圍內(nèi)，中頻范圍內(nèi)， af a a 1 f a a afa ad 1 1d f f 放大倍數(shù)的相對(duì)變化量：放大倍數(shù)的相對(duì)變化量： 結(jié)論：引入負(fù)反饋后，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了結(jié)論：引入負(fù)反饋后，放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了 (1 + af) 倍。倍。 例：例：在電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大在電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大 電路中，電路中， k18 k210 f 1 5 r ra， 估算反饋系數(shù)和反饋深度估算反饋系數(shù)和反饋深度f ；)1(fa 估算放大電路的閉環(huán)電壓放大倍

39、數(shù)估算放大電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)； f a 如果開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)如果開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) a 的相對(duì)變化量為的相對(duì)變化量為 10%，此時(shí)閉環(huán)電壓放大倍數(shù)，此時(shí)閉環(huán)電壓放大倍數(shù) af 的相對(duì)變化量等于多的相對(duì)變化量等于多 少？少？ 解：解： 反饋系數(shù)反饋系數(shù)1 . 0 182 2 f1 1 o f rr r u u f 反饋深度反饋深度45 101 . 01011 fa 閉環(huán)閉環(huán)放大倍數(shù)放大倍數(shù) 10 10 10 1 4 5 . . f fa a a af 的的相對(duì)變化量相對(duì)變化量 %001. 0 10 %10d 1 1d 4 f f a a afa a 結(jié)論：當(dāng)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)變化結(jié)論

40、：當(dāng)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)變化 10% 時(shí)，時(shí)， 電壓放大倍數(shù)的相對(duì)變化量只有電壓放大倍數(shù)的相對(duì)變化量只有 0.000 1%，而穩(wěn)，而穩(wěn) 定性提高了一萬倍。定性提高了一萬倍。 返回 負(fù)負(fù) 反反 饋饋 的的 優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn) 負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響與反饋加入的方式負(fù)反饋對(duì)輸入電阻的影響與反饋加入的方式 有關(guān)有關(guān)，即與串聯(lián)或并聯(lián)反饋有關(guān)，而與電壓即與串聯(lián)或并聯(lián)反饋有關(guān)，而與電壓 或電流反饋無關(guān)?；螂娏鞣答仧o關(guān)。 負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響與獲取反饋信號(hào)的負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響與獲取反饋信號(hào)的 方式有關(guān)方式有關(guān)，即與電壓或電流反饋有關(guān)，而與即與電壓或電流反饋有關(guān)，而與 串聯(lián)或并聯(lián)反饋無關(guān)。串聯(lián)或并聯(lián)反饋無關(guān)。

41、5.改變輸入電阻和輸出電阻改變輸入電阻和輸出電阻 不同類型的負(fù)反饋，對(duì)輸入電阻、輸出電阻的影響不同。不同類型的負(fù)反饋，對(duì)輸入電阻、輸出電阻的影響不同。 一、對(duì)輸入電阻的影響一、對(duì)輸入電阻的影響 1. 串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻 i i i i u r i ii i fi i i if i ufau i uu i u r 得：得： iif )1(rfar 結(jié)論：引入結(jié)論：引入串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋后，后，輸入電阻增大輸入電阻增大為無為無 反饋時(shí)的反饋時(shí)的 倍。倍。)1(fa 圖圖 6.5.1 2. 并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻 . fii iii i i i i

42、u r ii i fi i i i if ifai u ii u i u r fa r r 1 i if 得：得： 結(jié)論：引入結(jié)論：引入并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋后，后，輸入電阻減小輸入電阻減小為無負(fù)反為無負(fù)反 饋時(shí)的饋時(shí)的 1/ 。)1(fa 圖圖 6.5.3并聯(lián)負(fù)反饋對(duì)并聯(lián)負(fù)反饋對(duì) ri 的影響的影響 二、負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響二、負(fù)反饋對(duì)輸出電阻的影響 1. 電壓負(fù)反饋減小輸出電阻電壓負(fù)反饋減小輸出電阻 li ,0 o o of rx i u r offii ufxxxx 放大電路的輸出電阻定義為：放大電路的輸出電阻定義為： 時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)0 i x oooioo ufarixariu 得：得： f

43、a r i u r 1 o o o of 結(jié)論：引入結(jié)論：引入電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋后，放大電路的后，放大電路的輸出電阻減小輸出電阻減小 到無反饋時(shí)的。到無反饋時(shí)的。 )1( 1 fa 圖圖 6.5.4 fi xx rof 2. 電流負(fù)反饋增大輸出電阻電流負(fù)反饋增大輸出電阻 圖圖 6.5.5 of fii ifx xxx oo o o io o o o ifa r u xa r u i 結(jié)論：引入結(jié)論：引入電流負(fù)反饋電流負(fù)反饋后，放大電路的后，放大電路的輸出電阻增輸出電阻增 大大到無反饋時(shí)的到無反饋時(shí)的 倍。倍。)1( of a oof )1 (rfar 綜上所述綜上所述,可得如下結(jié)論：可得如下

44、結(jié)論： (1). 反饋信號(hào)與外加輸入信號(hào)的求和方式只對(duì)放大反饋信號(hào)與外加輸入信號(hào)的求和方式只對(duì)放大 電路的輸入電阻有影響：串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大；電路的輸入電阻有影響：串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大； 并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小。并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小。 (2). 反饋信號(hào)在輸出端的采樣方式只對(duì)放大電路的反饋信號(hào)在輸出端的采樣方式只對(duì)放大電路的 輸出電阻有影響：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減??；電流負(fù)輸出電阻有影響：電壓負(fù)反饋使輸出電阻減??；電流負(fù) 反饋使輸出電阻增大。反饋使輸出電阻增大。 (3). 串聯(lián)負(fù)反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻；電串聯(lián)負(fù)反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻；電 流負(fù)反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)

45、的輸出電阻。流負(fù)反饋只增大反饋環(huán)路內(nèi)的輸出電阻。 (4). 負(fù)反饋對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響程度，與負(fù)反饋對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響程度，與 反饋深度有關(guān)。反饋深度有關(guān)。 4.5.3展寬頻帶展寬頻帶 由于負(fù)反饋可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，因而對(duì)于由于負(fù)反饋可以提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性，因而對(duì)于 頻率不同而引起的放大倍數(shù)下降，也可以改善。頻率不同而引起的放大倍數(shù)下降，也可以改善。 設(shè)設(shè)無無反饋時(shí)放大電路在中、高頻段的放大倍數(shù)分別反饋時(shí)放大電路在中、高頻段的放大倍數(shù)分別 為為 ，上限頻率為，上限頻率為 f ； ； hm aa 和和 h m h j1 f f a a hf f m aa 和和 引入反饋系數(shù)

46、為的負(fù)反饋后，放大電路在中、引入反饋系數(shù)為的負(fù)反饋后，放大電路在中、 高頻段的放大倍數(shù)分別為高頻段的放大倍數(shù)分別為 ，上限頻率為，上限頻率為 fhf。 f hf mf hm m m h m m h m h m h h hf j1 )1( j1 1 j1 j1 1 j1 1 f f a ffa f fa a f f fa a f f f a f f a fa a a 所以：所以： fa a a m m mf 1 hmhf )1(ffaf 可見，引入負(fù)反饋后，放大電路的中頻放大倍可見，引入負(fù)反饋后，放大電路的中頻放大倍 數(shù)減小為無反饋時(shí)的數(shù)減小為無反饋時(shí)的1 /；而；而上限頻率提上限頻率提 高高到

47、無反饋時(shí)的倍。到無反饋時(shí)的倍。 )1( mf a )1(fa m 同理，可推導(dǎo)出引入負(fù)反饋后，放大電路的同理，可推導(dǎo)出引入負(fù)反饋后，放大電路的下下 限頻率降低限頻率降低為無反饋時(shí)的為無反饋時(shí)的 1 /。)1( mf a 結(jié)論：結(jié)論：引入負(fù)反饋后，放大電路的上限頻率提高，引入負(fù)反饋后，放大電路的上限頻率提高， 下限頻率降低，因而下限頻率降低，因而通頻帶展寬通頻帶展寬。 fbwf=fhf-flffhf fbw=fh-flfh 基本放大電路的基本放大電路的通頻帶通頻帶 反饋放大電路的反饋放大電路的通頻帶通頻帶 bwmbwf )1 (ffaf a lg20 m lg20a 3db mf lg20a 3

48、db flfh fbw flffhf fbwf 負(fù)反饋對(duì)通頻帶和放大倍數(shù)的影響負(fù)反饋對(duì)通頻帶和放大倍數(shù)的影響 f xf 負(fù)反饋負(fù)反饋減小了波形失真減小了波形失真 加入加入 負(fù)反饋負(fù)反饋 無負(fù)反饋無負(fù)反饋 f xf a xixo xo 大大 小小 xi a 接近正弦波接近正弦波 預(yù)預(yù)失真失真 + i x 4.5.4減小非線性失真和抑制干擾減小非線性失真和抑制干擾 同樣道理，負(fù)反饋可抑制放大電路內(nèi)部噪聲。同樣道理，負(fù)反饋可抑制放大電路內(nèi)部噪聲。 圖圖 6.5.7 4.5.5 放大電路中引入負(fù)反饋的一般原則放大電路中引入負(fù)反饋的一般原則 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能方面的影響，均與反饋深負(fù)反饋對(duì)放大電路性能

49、方面的影響，均與反饋深 度有關(guān)。度有關(guān)。 負(fù)反饋放大電路的分析以定性分析為主，定量分負(fù)反饋放大電路的分析以定性分析為主，定量分 析為輔。析為輔。 電路設(shè)計(jì)時(shí)，引入負(fù)反饋的一般原則電路設(shè)計(jì)時(shí)，引入負(fù)反饋的一般原則 （1）為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)引入）為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)引入直流負(fù)反饋；直流負(fù)反饋； 為了改善電路的動(dòng)態(tài)性能，應(yīng)引入為了改善電路的動(dòng)態(tài)性能，應(yīng)引入交流負(fù)反饋。交流負(fù)反饋。 （3）根據(jù)負(fù)載對(duì)放大電路輸出量的要求，即負(fù)載對(duì)其）根據(jù)負(fù)載對(duì)放大電路輸出量的要求，即負(fù)載對(duì)其 信號(hào)源的要求，決定引入電壓負(fù)反饋或電流負(fù)反饋。信號(hào)源的要求，決定引入電壓負(fù)反饋或電流負(fù)反饋。 當(dāng)負(fù)載需要穩(wěn)定的電壓信號(hào)時(shí)，

50、應(yīng)引入當(dāng)負(fù)載需要穩(wěn)定的電壓信號(hào)時(shí)，應(yīng)引入電壓負(fù)反饋；電壓負(fù)反饋； 當(dāng)負(fù)載需要穩(wěn)定的電流信號(hào)時(shí)，應(yīng)引入當(dāng)負(fù)載需要穩(wěn)定的電流信號(hào)時(shí)，應(yīng)引入電流負(fù)反饋。電流負(fù)反饋。 （2）根據(jù)信號(hào)源的性質(zhì)引入串聯(lián)負(fù)反饋，或者并）根據(jù)信號(hào)源的性質(zhì)引入串聯(lián)負(fù)反饋，或者并 聯(lián)負(fù)反饋聯(lián)負(fù)反饋。 當(dāng)信號(hào)源為恒壓源或內(nèi)阻較小的電壓源時(shí)當(dāng)信號(hào)源為恒壓源或內(nèi)阻較小的電壓源時(shí)， 為增大放大電路的輸入電阻，以減小信號(hào)源的輸為增大放大電路的輸入電阻，以減小信號(hào)源的輸 出電流和內(nèi)阻上的壓降，應(yīng)引入出電流和內(nèi)阻上的壓降，應(yīng)引入串聯(lián)負(fù)反饋串聯(lián)負(fù)反饋。當(dāng)當(dāng) 信號(hào)源為恒流源或內(nèi)阻較大的電壓源時(shí)，信號(hào)源為恒流源或內(nèi)阻較大的電壓源時(shí)，為減小為減小 電

51、路的輸入電阻，使電路獲得更大的輸入電流，電路的輸入電阻，使電路獲得更大的輸入電流， 應(yīng)引入應(yīng)引入并聯(lián)負(fù)反饋。并聯(lián)負(fù)反饋。 例例5 負(fù)反饋綜合例題負(fù)反饋綜合例題 如圖所示電路：如圖所示電路： （1）要提高輸入電阻，）要提高輸入電阻， 減小輸出電阻，反饋應(yīng)減小輸出電阻，反饋應(yīng) 如何接入如何接入?確定運(yùn)放輸確定運(yùn)放輸 入端的極性并計(jì)算引入入端的極性并計(jì)算引入 深度負(fù)反饋后的閉環(huán)電深度負(fù)反饋后的閉環(huán)電 壓放大倍數(shù)壓放大倍數(shù)avf。 （2）要減小輸入電阻，要減小輸入電阻， 穩(wěn)定輸出電壓，反饋應(yīng)穩(wěn)定輸出電壓，反饋應(yīng) 如何接入如何接入?確定運(yùn)放輸確定運(yùn)放輸 入端的極性并計(jì)算引入入端的極性并計(jì)算引入 深度負(fù)反

52、饋后的閉環(huán)電深度負(fù)反饋后的閉環(huán)電 壓放大倍數(shù)壓放大倍數(shù)avf 。 例5(1) 2 1 b f i o vf r r v v a + - vi vo rb1 rf rb2 等效電路：等效電路： 例5(2) 1b f i o vf r r v v a - + vi vo rb1 rf rb2 等效電路：等效電路： 例例 電路如圖電路如圖6.5.8所示，為了達(dá)到下列目的，分別說明應(yīng)所示，為了達(dá)到下列目的，分別說明應(yīng) 引入哪種組態(tài)的負(fù)反饋以及電路如何連接。引入哪種組態(tài)的負(fù)反饋以及電路如何連接。 （3）將輸入電流）將輸入電流ii轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的輸出電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的輸出電壓uo。 （1）減小放大電路從信號(hào)源索

53、取的電流并增強(qiáng)帶負(fù)載能力。）減小放大電路從信號(hào)源索取的電流并增強(qiáng)帶負(fù)載能力。 （2）將輸入電流）將輸入電流i1轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定線性關(guān)系的輸出電流轉(zhuǎn)換成與之成穩(wěn)定線性關(guān)系的輸出電流io。 (2)應(yīng)引入電流并聯(lián)負(fù)反饋。應(yīng)引入電流并聯(lián)負(fù)反饋。 電路中將與、與、與分別連接。電路中將與、與、與分別連接。 (3)應(yīng)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋。應(yīng)引入電壓并聯(lián)負(fù)反饋。 電路中應(yīng)將與、與、與分別連接。電路中應(yīng)將與、與、與分別連接。 (1)應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。應(yīng)引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋。 電路中將與、與、與分別連接。電路中將與、與、與分別連接。 5.1集成運(yùn)算放大電路概述集成運(yùn)算放大電路概述 集成電路簡(jiǎn)稱集成電路簡(jiǎn)稱 ic

54、( (integrated circuit) ) 集成電路按集成電路按 其功能分其功能分 數(shù)字集成電路數(shù)字集成電路 模擬集成電路模擬集成電路 模擬集成模擬集成 電路類型電路類型 集成運(yùn)算放大器；集成運(yùn)算放大器；集成功率放大器；集成功率放大器； 集成高頻放大器集成高頻放大器；集成中頻放大器；集成中頻放大器； 集成比較器集成比較器；集成乘法器；集成乘法器；集成穩(wěn)壓集成穩(wěn)壓 器器；集成數(shù)；集成數(shù)/?；蚰Ｄ；蚰?數(shù)轉(zhuǎn)換器等。數(shù)轉(zhuǎn)換器等。 單元五單元五 集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用 集成電路的外形集成電路的外形 集成電路的外形集成電路的外形 ( (a) )雙列直插式雙列直插式( (b) )圓

55、殼式圓殼式 ( (c) )扁平式扁平式 5.2集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)集成運(yùn)放的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 一一. 對(duì)稱性好，適用于構(gòu)成差分放大電路。對(duì)稱性好，適用于構(gòu)成差分放大電路。 二二. 集成電路中電阻，其阻值范圍一般在幾十歐到幾集成電路中電阻，其阻值范圍一般在幾十歐到幾 十千歐之間，如需高阻值電阻時(shí)，要在電路上另想辦法。十千歐之間，如需高阻值電阻時(shí)，要在電路上另想辦法。 三三. 在芯片上制作三極管比較方便，常常用三極管在芯片上制作三極管比較方便，常常用三極管 代替代替電阻電阻( (特別是大電阻特別是大電阻) )。 四四. 在芯片上制作比較大的電容和電感非常困難，在芯片上制作比較大的電容和電感非常困難，

56、 電路通常采用直接耦合電路方式。電路通常采用直接耦合電路方式。 五五. 集成電路中的集成電路中的 npn 、 pnp管的管的 值差別較大，值差別較大， 通常通常 pnp 的的 10 。常采用復(fù)合管的形式。常采用復(fù)合管的形式。 一、輸入級(jí)一、輸入級(jí) 差分電路，大大減少溫漂。差分電路，大大減少溫漂。 二、中間級(jí)二、中間級(jí)采用采用有源負(fù)載的共發(fā)射極電路，增益大。有源負(fù)載的共發(fā)射極電路，增益大。 三、輸出級(jí)三、輸出級(jí) 互補(bǔ)對(duì)稱互補(bǔ)對(duì)稱 電路，帶負(fù)載能力強(qiáng)電路，帶負(fù)載能力強(qiáng) 四、偏置電路四、偏置電路 電流源電路，為各級(jí)提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。電流源電路，為各級(jí)提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。 輸入級(jí)輸入級(jí) 偏置電路

57、偏置電路 中間級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí) + uo uid 5.3集成運(yùn)放電路的組成及其各部分的作用集成運(yùn)放電路的組成及其各部分的作用 實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大電路。實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大電路。 圖圖 4.1.1集成運(yùn)算的基本組成集成運(yùn)算的基本組成 5.4集成運(yùn)放的電壓傳輸特性集成運(yùn)放的電壓傳輸特性 圖 4.1.2集成運(yùn)放的符號(hào)和電壓傳輸特性 uo=f(up-un) + aod up un uo uo up-un 集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端分別為同相輸入端集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端分別為同相輸入端u up p和反向輸入端和反向輸入端u un n。 電壓傳輸特性電壓傳輸特

58、性 輸出電壓與其兩個(gè)輸入端的電壓輸出電壓與其兩個(gè)輸入端的電壓 之間存在線性放大關(guān)系，即之間存在線性放大關(guān)系，即 )( od o np uuau 集成運(yùn)放的工作區(qū)域集成運(yùn)放的工作區(qū)域 線性區(qū)域：線性區(qū)域：運(yùn)放加入深度負(fù)反饋運(yùn)放加入深度負(fù)反饋 aod為差模開環(huán)放大倍數(shù)為差模開環(huán)放大倍數(shù) 非線性區(qū)域：非線性區(qū)域：運(yùn)放常處于開環(huán)狀態(tài)或加入正反饋運(yùn)放常處于開環(huán)狀態(tài)或加入正反饋 輸出電壓只有兩種可能的情況：輸出電壓只有兩種可能的情況：+uom或 或-uom uom為輸出電壓的飽和電壓。為輸出電壓的飽和電壓。 uo up-un +uom -uom 5.5 5.5 集成運(yùn)放的線性應(yīng)用集成運(yùn)放的線性應(yīng)用 1.基

59、本運(yùn)算電路：基本運(yùn)算電路： 常見的基本運(yùn)算電路有比例運(yùn)算、加常見的基本運(yùn)算電路有比例運(yùn)算、加 法、減法、微積分和乘法運(yùn)算等法、減法、微積分和乘法運(yùn)算等 * r2 = r1 / rf 由于由于“虛斷虛斷”，i+= 0，u+ = 0； 由于由于“虛短虛短”， u = u+ = 0 “虛地虛地” 由由 ii = if ，得得 f o 1 i r uu r uu i f i o f r r u u au 反相輸入端反相輸入端“虛地虛地”，電路的輸入電阻為，電路的輸入電阻為rif = r1 圖圖 7.2.1 1.基本電路基本電路(電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋) 一、反相比例運(yùn)算電路一、反相比例運(yùn)算電路

60、i i f o u r r u 引入引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋，電路的輸出電阻為，電路的輸出電阻為r0f =0 2.t型網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算電路型網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算電路 圖圖7.2.2 t型網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算電路型網(wǎng)絡(luò)反相比例運(yùn)算電路 電阻電阻r2 、 r3和和r4構(gòu)成構(gòu)成 t形網(wǎng)絡(luò)電路形網(wǎng)絡(luò)電路 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)n的電流方程為的電流方程為 2 2 m 1 i i r u r u i 31 2 3 m 3 u rr r r u i i4 = i2 + i3輸出電壓輸出電壓 u0= -i2 r2 i4 r4 所以所以 將將各電流代入上式各電流代入上式 i 3 42 i 42 o ) / 1 (u