第五章放大電路中的負(fù)反饋

1、第5章 負(fù)反饋放大電路v5.1 放大電路中的負(fù)反饋放大電路中的負(fù)反饋 v5.2 負(fù)反饋放大器應(yīng)用中的幾個(gè)負(fù)反饋放大器應(yīng)用中的幾個(gè)常見問題常見問題 上次課內(nèi)容上次課內(nèi)容v功放的任務(wù)及特點(diǎn)功放的任務(wù)及特點(diǎn)v功放的分類及各類功放的特點(diǎn)功放的分類及各類功放的特點(diǎn)v實(shí)用功放：交越（正負(fù)半周不對(duì)稱）失真改實(shí)用功放：交越（正負(fù)半周不對(duì)稱）失真改善、自舉電路的引入善、自舉電路的引入v集成電路的特點(diǎn)集成電路的特點(diǎn)v集成運(yùn)算放大電路的組成及特點(diǎn)集成運(yùn)算放大電路的組成及特點(diǎn)v理想運(yùn)放：條件、虛短、虛斷理想運(yùn)放：條件、虛短、虛斷5-1 放大電路中的負(fù)反饋放大電路中的負(fù)反饋凡是將放大電路輸出端的信號(hào)（電壓或電流）凡是將

2、放大電路輸出端的信號(hào)（電壓或電流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號(hào)迭的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號(hào)迭加，從而影響輸出的手段，稱為加，從而影響輸出的手段，稱為反饋反饋。若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為負(fù)反饋負(fù)反饋。若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為正反饋正反饋。這里所說的信號(hào)一般是指交流信號(hào)，這里所說的信號(hào)一般是指交流信號(hào)，所以判斷正負(fù)反饋，就要判斷反饋信號(hào)與所以判斷正負(fù)反饋，就要判斷反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的相位關(guān)系，同相（輸入信號(hào)的相位關(guān)系，同相（反饋信號(hào)與反饋信號(hào)與輸入信號(hào)作用相同輸入信號(hào)作用相同）是）是正反饋正

3、反饋，反相（，反相（反反饋信號(hào)與輸入信號(hào)作用相反饋信號(hào)與輸入信號(hào)作用相反）是）是負(fù)反饋負(fù)反饋。放大器放大器輸出輸出輸入輸入取取+ + 加強(qiáng)輸入信號(hào)加強(qiáng)輸入信號(hào) 正反饋正反饋 用于振蕩器用于振蕩器取取 - - 削弱輸入信號(hào)削弱輸入信號(hào) 負(fù)反饋負(fù)反饋 用于放大器用于放大器開環(huán)開環(huán)閉環(huán)閉環(huán)反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)疊加疊加反饋反饋信號(hào)信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)反饋框圖：反饋框圖：5-1-1 5-1-1 判斷反饋的方法判斷反饋的方法瞬時(shí)極性法瞬時(shí)極性法假設(shè)輸入信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，使某點(diǎn)的電假設(shè)輸入信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，使某點(diǎn)的電壓或某個(gè)元件的電流發(fā)生了變化，依次經(jīng)過放大、反饋壓或某個(gè)元件的電流發(fā)

4、生了變化，依次經(jīng)過放大、反饋后，再回到輸入端，若反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)的作用相后，再回到輸入端，若反饋信號(hào)與原輸入信號(hào)的作用相反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。例例：判斷：判斷R Rf f的反饋的反饋性質(zhì)。性質(zhì)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif是負(fù)反饋是負(fù)反饋 例例：判斷：判斷Rf是否負(fù)反饋是否負(fù)反饋uC1uB2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2 是負(fù)反饋是負(fù)反饋 負(fù)負(fù)反反饋饋交流反饋交流反饋直流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作

5、點(diǎn)穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)5-1-2 5-1-2 負(fù)反饋的類型負(fù)反饋的類型負(fù)反饋的分析步驟負(fù)反饋的分析步驟3. 是否是負(fù)反饋？是否是負(fù)反饋？4. 如果是負(fù)反饋，那么是何種類型的負(fù)如果是負(fù)反饋，那么是何種類型的負(fù)反饋？（判斷反饋的組態(tài)）反饋？（判斷反饋的組態(tài)）1. 找出反饋網(wǎng)絡(luò)（電阻或電阻和電容）。找出反饋網(wǎng)絡(luò)（電阻或電阻和電容）。2. 是交流反饋還是直流反饋？是交流反饋還是直流反饋？1. 交流反饋與直流反饋交流反饋與直流反饋交流反饋和直流反饋：交流反饋和直流反饋：有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用（交流反饋）；有的反饋只對(duì)直流信號(hào)起作作用（交流反饋）；有的反饋只對(duì)直流信號(hào)起作用（直流反饋）

6、；有的反饋對(duì)交、直流信號(hào)均起用（直流反饋）；有的反饋對(duì)交、直流信號(hào)均起作用（交直流反饋）。作用（交直流反饋）。若在反饋網(wǎng)絡(luò)中若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容串接隔直電容，則可以隔斷，則可以隔斷直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥嗽谄鸱答佔(zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容并聯(lián)旁路電容，可，可以旁路其交流作用，使其只對(duì)直流起作用。以旁路其交流作用，使其只對(duì)直流起作用。增加隔直電容增加隔直電容C C后，后，R Rf f只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔谩Ｖ粚?duì)交流起反饋?zhàn)饔?。注：本電路中注：本電路中C1、C2、C3也起到隔直作用，是耦合電容。也起到隔直作用，是耦合電容。+C1RB1RC

7、1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+UCCuoui+T1T2RfRE1C增加旁路電容增加旁路電容C C后，后，R RE1E1只對(duì)直流起反饋?zhàn)饔?。只?duì)直流起反饋?zhàn)饔谩+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+UCCuoui+T1T2RfRE12. 電壓反饋和電流反饋電壓反饋和電流反饋電壓反饋：電壓反饋：反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào)反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào),反饋量與輸出反饋量與輸出信號(hào)的電壓量成比例。信號(hào)的電壓量成比例。電流反饋：電流反饋：反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào)，反饋量與輸出反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào)，反饋量與輸出信號(hào)的電流量成比例。信號(hào)的電流量成比例。電壓負(fù)反饋：電壓負(fù)反

8、饋：可以穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻?？梢苑€(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻。電流負(fù)反饋：電流負(fù)反饋：可以穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻。可以穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻。根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓根據(jù)反饋所采樣的信號(hào)不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。反饋和電流反饋。RLuoRLuo電壓反饋采樣的兩種形式電壓反饋采樣的兩種形式：采樣電阻采樣電阻電流反饋采樣的兩種形式電流反饋采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf采樣電阻采樣電阻根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式根據(jù)反饋信號(hào)在輸入端與輸入信號(hào)比較形式的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的不同，可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。串聯(lián)反饋：串聯(lián)反饋：反

9、饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)，即反饋電壓信號(hào)與輸入信號(hào)電壓相加減。電壓信號(hào)與輸入信號(hào)電壓相加減。并聯(lián)反饋：并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)，即反饋信號(hào)電流與輸入信號(hào)電流相加減。信號(hào)電流與輸入信號(hào)電流相加減。串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；串聯(lián)反饋使電路的輸入電阻增大；并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。并聯(lián)反饋使電路的輸入電阻減小。3.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋iifibib=i-if并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋ufuiubeube=ui-uf串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋例例：判斷反饋的類型：判斷反饋的類型+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋電壓反饋

10、并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋此電路引入的是電壓并聯(lián)負(fù)反饋。此電路引入的是電壓并聯(lián)負(fù)反饋。例例：判斷反饋的類型：判斷反饋的類型電流反饋電流反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋uC1uB2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2此電路引入的是電流并聯(lián)負(fù)反饋。此電路引入的是電流并聯(lián)負(fù)反饋。反饋判斷舉例反饋判斷舉例并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋電壓反饋電壓反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋電壓反饋電壓反饋電壓并聯(lián)反饋電壓并聯(lián)反饋電壓串聯(lián)反饋電壓串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋電壓反饋電壓反饋電壓串聯(lián)反饋電壓串聯(lián)反饋電流串聯(lián)反饋電流串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋電壓反饋電壓反饋負(fù)反饋負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋fiduuu反饋取自輸出電反饋取

11、自輸出電流為電流反饋流為電流反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋uo_+ + R2ui+-RL+-ioud-+uf-+RF 負(fù)反饋負(fù)反饋反饋取自輸出電流反饋取自輸出電流,為電流反饋為電流反饋反饋信號(hào)與輸反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入入信號(hào)在輸入端以電流的形端以電流的形式做比較式做比較,為并為并聯(lián)反饋聯(lián)反饋RFuo+-RLR_+ + R1R2ui+-fdiii1ioi1idifiR電流并聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋 負(fù)反饋負(fù)反饋反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：放大：放大：dooXXA反饋：反饋：ofXXF疊加：疊加：fidXXX基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXi

12、X+輸出信號(hào)輸出信號(hào)輸入信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)反饋信號(hào)差值信號(hào)差值信號(hào)5-1-3 負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響一、對(duì)放大倍數(shù)的影響一、對(duì)放大倍數(shù)的影響基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+dooXXA開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)ioFXXA閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)ofXXF反饋系數(shù)反饋系數(shù)負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：基本放大基本放大電路電路AodXoX反饋回路反饋回路FfXiX+oodofdfoioFAFXXXXXXXXXA111FAAoo1FAo1反饋深度反饋深度定義：定義：dfXX、同相，所以同相，所以0|FAo則有：

13、則有：oFAA負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。負(fù)反饋使放大倍數(shù)下降。引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。引入負(fù)反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。FAAAooF1FAAAdAAdoooFF11(2)FAAAooF1中，中，dfofdooXXXXXXFA(1)(3) 若若1FAo稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)稱為深度負(fù)反饋，此時(shí)FAF1在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。在深度負(fù)反饋的情況下，放大倍數(shù)只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。二、改善波形的失真二、改善波形的失真Aouiuo加反饋前加反饋前加反饋后加反饋后ufuiuiAoF+ 改善改善vouo三、對(duì)輸入、輸出電阻的影響三、對(duì)輸入、輸出電阻的影響1. 串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入

14、電阻增加：串聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻增加：2. 并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減小：并聯(lián)負(fù)反饋使電路的輸入電阻減?。豪缋?射極輸出器射極輸出器理解：理解：串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了串聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中串聯(lián)了一個(gè)電阻，故輸入電阻增加。一個(gè)電阻，故輸入電阻增加。理解：理解：并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了并聯(lián)負(fù)反饋相當(dāng)于在輸入回路中并聯(lián)了一條支路，故輸入電阻減小。一條支路，故輸入電阻減小。3. 電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻減小：電壓負(fù)反饋使電路的輸出電阻減?。豪缋? :射極輸出器射極輸出器理解：理解：電壓負(fù)反饋的目的是阻止電壓負(fù)反饋的目的是阻止 vo的變化，即的變化，即穩(wěn)定輸出

15、電壓穩(wěn)定輸出電壓。放大電路可等效為放大電路可等效為右圖框中的電壓源：右圖框中的電壓源：很明顯，輸出電阻越小，輸出電壓就越穩(wěn)定（負(fù)載電阻改變對(duì)很明顯，輸出電阻越小，輸出電壓就越穩(wěn)定（負(fù)載電阻改變對(duì)輸出電壓影響越小）輸出電壓影響越?。?即電壓負(fù)反饋能減小電路的輸出阻抗。即電壓負(fù)反饋能減小電路的輸出阻抗。roesouoRL理解：理解：電流負(fù)反饋的目的是阻止電流負(fù)反饋的目的是阻止 io的變化，即的變化，即穩(wěn)定輸出電流穩(wěn)定輸出電流。放大電路可等效為放大電路可等效為右圖框中電流源：右圖框中電流源：很明顯：輸出電阻越大很明顯：輸出電阻越大，輸出電流就越穩(wěn)定（負(fù)載輸出電流就越穩(wěn)定（負(fù)載電阻改變對(duì)輸出電流影響越

16、小）電阻改變對(duì)輸出電流影響越?。?所以電流負(fù)反饋能所以電流負(fù)反饋能提高電路的輸出阻抗。提高電路的輸出阻抗。4. 電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻增加：電流負(fù)反饋使電路的輸出電阻增加：roisoioRL題：圖為某錄音機(jī)的前置放大級(jí)。由于磁頭輸出的錄音信號(hào)題：圖為某錄音機(jī)的前置放大級(jí)。由于磁頭輸出的錄音信號(hào)幅值與磁頭內(nèi)磁通變化率成正比，所以磁帶中錄音信號(hào)頻率幅值與磁頭內(nèi)磁通變化率成正比，所以磁帶中錄音信號(hào)頻率越高，感應(yīng)電勢(shì)就越大，頻率越低，感應(yīng)電勢(shì)就越小。為均越高，感應(yīng)電勢(shì)就越大，頻率越低，感應(yīng)電勢(shì)就越小。為均衡放大器的頻率響應(yīng)，就要求放大器的放大倍數(shù)在頻率低時(shí)衡放大器的頻率響應(yīng)，就要求放大器的放大倍數(shù)

17、在頻率低時(shí)要大，頻率高時(shí)要小。試分析電路采用了什么措施來達(dá)到上要大，頻率高時(shí)要小。試分析電路采用了什么措施來達(dá)到上述目的。電容述目的。電容C C1 1、C C2 2和和C C3 3的容量足夠大，可視為交流短路。的容量足夠大，可視為交流短路。頻率高，頻率高，C C4 4、C C5 5容抗小，容抗小，220220上的反饋分量大，上的反饋分量大，反饋?zhàn)饔脧?qiáng)，電壓放大倍反饋?zhàn)饔脧?qiáng)，電壓放大倍數(shù)下降；而頻率較低時(shí)，數(shù)下降；而頻率較低時(shí)，電容容抗較大，則電阻電容容抗較大，則電阻上反饋分量小，反饋?zhàn)饔蒙戏答伔至啃。答佔(zhàn)饔孟陆?，放大倍?shù)相對(duì)提高，下降，放大倍數(shù)相對(duì)提高，從而達(dá)到錄音機(jī)要求。從而達(dá)到錄音機(jī)要求

18、。本次課內(nèi)容本次課內(nèi)容v反饋的基本概念反饋的基本概念v反饋組態(tài)反饋組態(tài)v反饋的判斷反饋的判斷v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 上次課內(nèi)容上次課內(nèi)容反饋的基本概念反饋的基本概念反饋組態(tài)反饋組態(tài)反饋判斷反饋判斷反饋對(duì)放大器性能的影響反饋對(duì)放大器性能的影響uiAuidufF uoRlRfusrs(a)串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋AF uoRlRfusrsisiidif(b)并聯(lián)負(fù)反饋并聯(lián)負(fù)反饋5-2 反饋放大器應(yīng)用中常見的幾個(gè)問題反饋放大器應(yīng)用中常見的幾個(gè)問題 負(fù)反饋類型的選擇 深度負(fù)反饋指標(biāo)的估算 反饋放大電路的穩(wěn)定5-2-1 5-2-1 反饋類型的選擇反饋類型的選擇 要穩(wěn)定放大器的某個(gè)

19、量，就采用某個(gè)量的要穩(wěn)定放大器的某個(gè)量，就采用某個(gè)量的負(fù)反饋方式。負(fù)反饋方式。 根據(jù)對(duì)輸入、輸出電阻的要求選擇反饋類根據(jù)對(duì)輸入、輸出電阻的要求選擇反饋類型。型。 根據(jù)信號(hào)源及負(fù)載確定反饋類型。根據(jù)信號(hào)源及負(fù)載確定反饋類型。（信號(hào)源（信號(hào)源為恒壓源時(shí)采用串聯(lián)反饋，恒流源時(shí)采用并聯(lián)反為恒壓源時(shí)采用串聯(lián)反饋，恒流源時(shí)采用并聯(lián)反饋；增加負(fù)載能力時(shí)采用電壓反饋，要求恒流源饋；增加負(fù)載能力時(shí)采用電壓反饋，要求恒流源輸出時(shí)采用電流反饋。）輸出時(shí)采用電流反饋。）5-2-2 5-2-2 深度負(fù)反饋指標(biāo)的估算深度負(fù)反饋指標(biāo)的估算 一、深度負(fù)反饋放大器的特點(diǎn)：一、深度負(fù)反饋放大器的特點(diǎn)： 閉環(huán)放大倍數(shù)由反饋網(wǎng)絡(luò)決定；閉環(huán)放大倍數(shù)