第六章 放大電路中的反饋

1、第六章第六章 放大電路中的反饋放大電路中的反饋反饋反饋正反饋正反饋負反饋負反饋反饋的極性反饋的極性第第8章章第第6,7章章交流負反饋的組態(tài)交流負反饋的組態(tài)電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋交流正反饋的組態(tài)交流正反饋的組態(tài)電壓串聯(lián)正反饋電壓串聯(lián)正反饋電壓并聯(lián)正反饋電壓并聯(lián)正反饋電流串聯(lián)正反饋電流串聯(lián)正反饋電流并聯(lián)正反饋電流并聯(lián)正反饋反饋反饋直流反饋直流反饋交流反饋交流反饋穩(wěn)定穩(wěn)定Q點點穩(wěn)定交流指標穩(wěn)定交流指標為什么要加交流負反饋？為什么要加交流負反饋？USUiUoRS+_.RL信號源信號源負載負載ouiUAU希望希望,

2、ioRR引入引入電壓串聯(lián)負反饋，可以使電壓串聯(lián)負反饋，可以使,ioRR電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)恒壓源恒壓源改善放大電路的性能改善放大電路的性能,0ioRR 深度電壓串聯(lián)負反饋下深度電壓串聯(lián)負反饋下信號源上無損失信號源上無損失RSS.Io.RLi.oiiIAI希望希望,ioRR引入引入電流并聯(lián)負反饋，可以使電流并聯(lián)負反饋，可以使,ioRR電流放大倍數(shù)電流放大倍數(shù)恒流源恒流源信號源上無損失信號源上無損失深度電流并聯(lián)負反饋下深度電流并聯(lián)負反饋下0,ioRR Io.USUiRS+_.RLoiuiIAU互導(dǎo)放大倍數(shù)互導(dǎo)放大倍數(shù)希望希望,ioRR引入引入電流串聯(lián)負反饋，可以使電流串聯(lián)負反饋，可以使,ioR

3、RRSS.RLi.Uo+_.互阻放大倍數(shù)互阻放大倍數(shù)ouiiUAI希望希望,ioRR引入引入電壓并聯(lián)負反饋，可以使電壓并聯(lián)負反饋，可以使,ioRRUSUiUoRS+_.RL信號源信號源負載負載A隨溫度變化而變化隨溫度變化而變化,EQIb er引入引入負反饋后負反饋后fAAfAA穩(wěn)定穩(wěn)定比比但但fAA放大電路性能的改善以犧牲放大電路性能的改善以犧牲放大倍數(shù)為代價放大倍數(shù)為代價mfmAAbwfbwff減小非線性失真減小非線性失真為什么要加正反饋？為什么要加正反饋？構(gòu)成構(gòu)成振蕩電路振蕩電路RSS.RLi.Uo+_.AxoxiiiiuxiooouxiuiiuuiAAAAAuouu+圖4.4.2 簡化的

4、集成運放低頻等效電路u+u正反饋正反饋xd = xi + xf負反饋負反饋xd = xi xfA= xo / xdF= xf / xoAFxoxixdxf xi 輸入信號輸入信號xd 凈輸入信號凈輸入信號xf 反饋信號反饋信號開環(huán)放大倍數(shù)開環(huán)放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋系數(shù)xo 輸出信號輸出信號可同為電壓（或電流），為電壓（或電流）可同為電壓（或電流），為電壓（或電流）,difxx xox正反饋正反饋xd = xi + xf負反饋負反饋xd = xi xf反饋的極性判斷反饋的極性判斷xf加強了xi的作用xf削弱了xi的作用必須xf與xi同相必須xf與xi同相0AF 0AF 負負反饋反饋閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)

5、放大倍數(shù)ofixAxddfAxxxddoAxxFxdddAxxAFx1AAF0AF fAAAF環(huán)路增益環(huán)路增益1AF反饋深度反饋深度若若深度深度負負反饋反饋深度深度負負反饋下：反饋下：1fAAAFAAF1F與與 無關(guān)無關(guān),即非常穩(wěn)定即非常穩(wěn)定fAA1+AF1因此因此深度深度負負反饋下：反饋下：1fAFofixAx而按定義：而按定義：foxFx已知深度已知深度負負反饋下：反饋下：ooifxxxx即：即：ifxx0difxxx凈輸入量為凈輸入量為0直流反饋直流反饋交流反饋交流反饋僅在直流通路中存在的反饋僅在直流通路中存在的反饋僅在交流通路中存在的反饋僅在交流通路中存在的反饋有直流反饋有直流反饋電路

6、電路直流通路直流通路交流通路交流通路無交流反饋無交流反饋有交流反饋有交流反饋無直流反饋無直流反饋交流反饋的有無交流反饋的有無有無有無交流交流反饋通路反饋通路反饋量對凈輸入量有無影響反饋量對凈輸入量有無影響判據(jù)判據(jù)無反饋通路無反饋通路有交流反饋有交流反饋無交流反饋無交流反饋判斷步驟判斷步驟:1. 判斷有無判斷有無交流反饋交流反饋;2. 判斷反饋的判斷反饋的組態(tài)組態(tài);3. 判斷反饋的判斷反饋的極性極性AFxixdxfxouiudufuoFARLusRS+-AuiufuiufidiiifuouiAFRLRSisAiiifiiifuoudufuiioFARLusRS+-RuiuoioidiiifAFR

7、LRSisRxd = xi xf如為電壓，則是如為電壓，則是,difxx x如為電流，則是如為電流，則是,difxx x回路形式回路形式肯定在輸入回路的肯定在輸入回路的某個某個節(jié)點節(jié)點上上輸入端判斷法輸入端判斷法:看反饋支路是否與看反饋支路是否與ui有有交叉點（節(jié)點）交叉點（節(jié)點）：若有若有交叉點交叉點，則為，則為并聯(lián)并聯(lián)反饋；反饋；若無若無交叉點交叉點，則為，則為串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋輸出端判斷法輸出端判斷法:讓讓uo=0，若反饋不存在了，則為若反饋不存在了，則為電壓電壓反饋反饋若反饋仍然存在，則為若反饋仍然存在，則為電流電流反饋反饋簡易簡易輸出端判斷法輸出端判斷法:如如uo是對地的電壓，則看反饋

8、支路是否與是對地的電壓，則看反饋支路是否與uo有有交叉點交叉點：若有若有交叉點交叉點，則為，則為電壓電壓反饋反饋若無若無交叉點交叉點，則為，則為電流電流反饋反饋反饋反饋(xf)與輸入與輸入(xi)分別分別加在基本放大器（運放）的加在基本放大器（運放）的2個輸個輸入端（入端（b,e 或或uP,uN )上上, 串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋 (uf, ui)反饋反饋(xf)與輸入與輸入(xi)同時同時加在基本放大器（運放）的加在基本放大器（運放）的1個輸個輸入端（入端（b,e 或或uP,uN)上上, 并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋 (if, ii)簡易簡易輸入端判斷法輸入端判斷法:信號信號 x均以電壓均以電壓 u 的形式出現(xiàn)

9、的形式出現(xiàn)AFxoxixdxfFAuiudufuoRLusRS+-框圖框圖電壓，電壓，KVL(回路形式回路形式),difu u u反饋支路與反饋支路與ui無無交叉點交叉點(節(jié)點節(jié)點)在放大器輸出端在放大器輸出端在放大器輸入端在放大器輸入端當當uo=0時，反饋不存在了時，反饋不存在了電壓電壓反饋反饋F與與A并聯(lián)并聯(lián)FAuiudufuoRLusRS+-反饋反饋(uf)與輸入與輸入(ui)分別分別加在加在A的的2個輸入端上個輸入端上foxFx注意：注意：對對串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋,求求uf（）時，要斷開（）時，要斷開ui，uf，ud回路回路fouuuuFofixAxoiuuuufA因為深度因為深度負負反饋

10、下：反饋下：1fAF這里：這里：1uufuuAF0dx 0du FAuiudufuoRLusRS+-oufiuAuuufA虛短虛短虛斷虛斷uf例圖例圖輸出端輸出端:uo=0時，反饋不存在了，時，反饋不存在了，電壓電壓反饋；反饋；(uo是對地的電壓，反饋支路與是對地的電壓，反饋支路與uo有有交叉點交叉點,電壓電壓反饋反饋)輸入端輸入端:反饋支路與反饋支路與ui無交叉點，無交叉點，串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋(輸入加在輸入加在uP，反饋加在，反饋加在uN ，串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋)2. 組態(tài)判斷組態(tài)判斷1.有交流反饋有交流反饋uiu oRLRFR1uiu oRLRFR13. 極性判斷：用瞬時極性法極性判斷：用瞬時極

11、性法注意：注意：對對串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋,求求uf (F)時，要斷開時，要斷開ui，uf，ud回路回路+ufuf削弱了削弱了ui的作用的作用負負反饋反饋fuuouFu11FRRRuiu oRLRFR1深度深度負負反饋下：反饋下：ouufiuAuuf1. uo與與RL無關(guān)，恒壓源無關(guān)，恒壓源2. 與集成運放無關(guān)，只與反饋電阻有關(guān)，即非常穩(wěn)定與集成運放無關(guān)，只與反饋電阻有關(guān)，即非常穩(wěn)定/oiuu3. 開環(huán)時開環(huán)時 ，因此加上深度負反饋后，因此加上深度負反饋后， 下降很多下降很多/oioduuA /oiuu0du 虛短虛短1uuF虛斷虛斷11RRRFAFxoxixdxfxo以電壓以電壓 uo 的形式出現(xiàn)

12、的形式出現(xiàn)xi, xf, xd以電以電流流 ii , if, id 的形式出現(xiàn)的形式出現(xiàn)在放大器輸入端在放大器輸入端在放大器輸出端在放大器輸出端uiidiiAFRLifRSisuo在放大器輸入端在放大器輸入端電流，電流，KCL(節(jié)點形式節(jié)點形式) , ,difi i i反饋支路與反饋支路與ui有有交叉點（節(jié)點）交叉點（節(jié)點）并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋uiidiiAFRLifRSisuo反饋與反饋與ui都加在的同一點都加在的同一點（交叉點）（交叉點）上上在放大器輸出端在放大器輸出端F與與A相并聯(lián)相并聯(lián)當當uo=0時，反饋不存在了時，反饋不存在了電壓電壓反饋反饋foxFxfoiuiuFofixAxoiuiu

13、ifA注意：注意：對對并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋,求求if(F)時，要讓時，要讓輸入端的輸入端的交叉點（節(jié)點）交叉點（節(jié)點）接地接地uiidiiAFRLifRSisuoui因為深度因為深度負負反饋下：反饋下：1fAF0dx 這里：這里：1uifiuAF0di sisui RousfsuAuidiiAFRLifRSisuoidiiAFRLifRSusuoui+-oisui RuifsAR0iu 虛斷虛斷虛短虛短riidiriuir虛短虛短虛斷虛斷虛斷虛斷負負反饋下反饋下深度并聯(lián)深度并聯(lián)負負反饋反饋深度串聯(lián)深度串聯(lián)負負反饋反饋深度深度負負反饋下反饋下虛斷虛短同時存在虛斷虛短同時存在虛短虛短例圖例圖RLuiu

14、oRFR1iiif2. 組態(tài)判斷組態(tài)判斷1.有交流反饋有交流反饋輸出端輸出端:uo=0時，反饋不存在了，時，反饋不存在了，電壓電壓反饋；反饋；(uo是對地的電壓，反饋支路與是對地的電壓，反饋支路與uo有有交叉點交叉點,電壓電壓反饋反饋)；輸入端輸入端:反饋支路與反饋支路與ui有有交叉點交叉點，并聯(lián)并聯(lián)反饋；反饋；(輸入輸入ui和反饋都加在和反饋都加在u(交叉點交叉點)上，上，并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋)uiuoRFR1iiif+_3. 極性判斷：用瞬時極性法極性判斷：用瞬時極性法注意：注意： 對對并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋,求求if (F)時，要讓時，要讓輸入端的輸入端的交叉點（節(jié)點）交叉點（節(jié)點）接地接地if削

15、弱了削弱了ii的作用的作用負負反饋反饋fiuoiFu1FR RLuiuoRFR1iiif深度深度負負反饋下：反饋下：ouifiuAi0di 虛斷虛斷oufiuAu1oiui R1uifAR1iuFusfA虛短虛短深度深度負負反饋下反饋下RLFRAFxoxixdxfxo以電以電流流 io 的形式出現(xiàn)的形式出現(xiàn)xi, xf, xd以電以電壓壓ui , uf, ud 的形式出現(xiàn)的形式出現(xiàn)在放大器輸入端在放大器輸入端在放大器輸出端在放大器輸出端uoFAudufRLusRSuiio+-在放大器輸出端在放大器輸出端F與與A串聯(lián)串聯(lián)當當uo=0時，反饋仍然存在時，反饋仍然存在uoFAudufRLusRSui

16、io+-電壓，電壓，KVL(回路形式回路形式),difu u u反饋支路與反饋支路與ui無無交叉點交叉點在放大器輸入端在放大器輸入端反饋與輸入加在的不同點上反饋與輸入加在的不同點上uoFAudufRLusRSuiio+-foxFxfouiuiFofixAxoiiuiufA因為深度因為深度負負反饋下：反饋下：1fAF這里：這里：1iufuiAF0dx 0du oufiuAuoLii RuiufLA RRuo1RRLuiiouf1.有交流反饋有交流反饋輸出端輸出端:uo=0時，反饋仍然存在，時，反饋仍然存在，電流電流反饋反饋輸入端輸入端:反饋支路與反饋支路與ui無交叉點，無交叉點，串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋

17、 ui加在加在uP, 反饋加在反饋加在uN, 串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋2. 組態(tài)判斷組態(tài)判斷1RRLuiiouf3. 極性判斷：用瞬時極性法極性判斷：用瞬時極性法+uf削弱了削弱了ui的作用的作用負負反饋反饋uofuiouFi1R1RRLuiioufuo深度深度負負反饋下：反饋下：oiufiiAu0du 虛短虛短oufiuAuoLii RuiufLA R1uiFR用虛短虛斷做用虛短虛斷做PNuuiuLoNRuRu10iLouRRu11RRL11R信號信號 x 均以電流均以電流 i 的形式出現(xiàn)的形式出現(xiàn)AFxoxixdxfuouiAFioRLidiiifRSisuouiAFioRLidiiifRSis在

18、放大器輸入端在放大器輸入端反饋支路與反饋支路與ui有有交叉點（節(jié)點）交叉點（節(jié)點）并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋反饋與反饋與ui都加在的同一點都加在的同一點（交叉點）（交叉點）上上在放大器輸出端在放大器輸出端F與與A串聯(lián)串聯(lián)當當uo=0時，反饋仍然存在時，反饋仍然存在uouiAFioRLidiiifRSisfoxFxfoiiiiFofixAxoiiiiifAAFioRLidiiifRSisuiuoAFioRLidiiifRSus+-uiuo因為深度因為深度負負反饋下：反饋下：1fAF0dx 這里：這里：1iifiiAF0di sisui RousfsuAuoLisi Ri RiifLsA RR0iu Ruo

19、RL+ioR1RFRiiifui1.有交流反饋有交流反饋2. 組態(tài)判斷組態(tài)判斷輸出端輸出端:uo=0時，反饋仍然存在，時，反饋仍然存在，電流電流反饋；反饋；輸入端輸入端:反饋支路與反饋支路與ui有有交叉點交叉點，并聯(lián)并聯(lián)反饋；反饋；(輸入輸入ui和反饋都加在和反饋都加在u上，上，并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋)RL+ioR1RFRiiifuo3. 極性判斷：用瞬時極性法極性判斷：用瞬時極性法if削弱了削弱了ii的作用的作用負負反饋反饋+-fiioiFiFRRR uiRL+ioR1RFRiiifuiuo深度深度負負反饋下：反饋下：oiifiiAi0di 1iiF虛斷虛斷oufiuAu1oLii Ri R1ii

20、fLARRusfAR用虛短虛斷做用虛短虛斷做對單運放構(gòu)成的電路對單運放構(gòu)成的電路反饋通路反饋通路“-”：負反饋：負反饋反饋通路反饋通路“+”：正反饋：正反饋對多級運放構(gòu)成的電路，仍需按對多級運放構(gòu)成的電路，仍需按“瞬時極性法瞬時極性法”判斷。判斷。uo=0時，反饋不存在，時，反饋不存在，電壓電壓反饋反饋反饋支路與反饋支路與ui無無交叉點交叉點，串聯(lián)串聯(lián)反饋；反饋；-正正反饋反饋uf-+Rfuo=0時，反饋不存在，時，反饋不存在，電壓電壓反饋反饋反饋與輸入都加在的反饋與輸入都加在的b極，極，并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋iiif+-負負反饋反饋1iufFR 深度深度負負反饋下：反饋下：ouifiuAi1iuF

21、ousfsuAuoisui RuifsARuo=0時，反饋不存在，時，反饋不存在，電壓電壓反饋反饋反饋加在反饋加在T1的的e極，輸入加在極，輸入加在T1的的b極極串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋+-+負負反饋反饋11eefRRR深度深度負負反饋下：反饋下：ufuufAA1uuFoiuuuffuuouFuuo=0時，反饋不存在，時，反饋不存在，電壓電壓反饋反饋反饋加在反饋加在T1的的e極，輸入加在極，輸入加在T1的的b極極串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋uf+fuuouFu1深度深度負負反饋下：反饋下：ufuufAA1uuFoiuu1負負反饋反饋uo=0時，反饋仍然存在，時，反饋仍然存在，電流電流反饋反饋反饋加在反饋加在T1的

22、的e極，輸入加在極，輸入加在T1的的b極極串聯(lián)串聯(lián)反饋反饋ufio+-+負負反饋反饋fR 深度深度負負反饋下：反饋下：oiufiiAu1uiFoufiuAu/ocLii RRu/iufcLA RRfuiouFi+-RsusRc1Re2RLRc2Re1C2C3C1Vccuoui判斷組態(tài)，極性，求，判斷組態(tài)，極性，求，/osuuRfuo=0時，反饋仍然存在，時，反饋仍然存在，電流電流反饋反饋反饋與輸入都加在反饋與輸入都加在T1的的b極，極，并聯(lián)并聯(lián)反饋反饋iiifio+-+-負負反饋反饋fiioiFi22eefRRR深度深度負負反饋下：反饋下：oiifiiAi1iiFousfsuAu2/ocLis

23、i RRi R2/cLiifsRRARiouf+uf+-+iiif+-iouf+-+-作業(yè)：作業(yè)：6.4(d)(h)6.5(a)(b)(e)(f)(g)6.6, 6.7, 6.8, 6.9AFxoxixdxf-無負反饋無負反饋0.707 AumAufffLfH有負反饋有負反饋AuAufmAum0.707 AufmfLffHfBWfBWBWf 1 AF BW加入負反饋使放大器加入負反饋使放大器的通頻帶展寬的通頻帶展寬0Aufuouiuiuoud負反饋負反饋改善了波形失真改善了波形失真 = 1 1+ AFdAfAfdA A FA加入加入負反饋負反饋無負反饋無負反饋串聯(lián)串聯(lián)負反饋負反饋提高提高輸入電

24、阻輸入電阻 rif ri并聯(lián)并聯(lián)負反饋負反饋降低降低輸入電阻輸入電阻 rif ro電壓電壓負反饋負反饋降低降低輸出電阻輸出電阻 rof ro因為：電壓負反饋穩(wěn)定了輸出電壓。因為：電壓負反饋穩(wěn)定了輸出電壓。因為：電流負反饋穩(wěn)定了輸出電流。因為：電流負反饋穩(wěn)定了輸出電流。 放大電路中引入負反饋的一般原則放大電路中引入負反饋的一般原則 為穩(wěn)定靜態(tài)工作點為穩(wěn)定靜態(tài)工作點 引入引入“直流負反饋直流負反饋” 為改善交流性能（穩(wěn)定為改善交流性能（穩(wěn)定Au、展寬、展寬fbw等）等） 引入引入“交流負反饋交流負反饋” 為穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻為穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻 引入引入“電壓負反饋電壓負反饋” 為穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻為穩(wěn)定輸出電流、增大輸出電阻 引入引入“電流負反饋電流負反饋” 為增大輸入電阻（信號源為電壓源時）為增大輸入電阻（信號源為電壓源時） 引入引入“串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋” 為減小輸入電阻（信號源為電流源時）為減小輸入電阻（信號源為電流源時） 引入引入“并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋”按書按書P262表表6.3.1引入合適組態(tài)的負反饋引入合適組態(tài)的負反饋 當需要進行信號變換（當需要進行信號變換（u i