負(fù)反饋(第3章)講課

電子技術(shù)

第三章放大電路中的負(fù)反饋模擬電路部分第三章放大電路中的負(fù)反饋§3.1負(fù)反饋的概念§3.2負(fù)反饋的類型及分析方法§3.3負(fù)反饋對(duì)放大電路的影響§3.1負(fù)反饋的概念

凡是將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)迭加，就稱為反饋。若引回的信號(hào)削弱了輸入信號(hào)，就稱為負(fù)反饋。若引回的信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)，就稱為正反饋。這里所說(shuō)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)與輸入信號(hào)的相位關(guān)系，同相是正反饋，反相是負(fù)反饋。放大器輸出輸入取+加強(qiáng)輸入信號(hào)正反饋用于振蕩器取-削弱輸入信號(hào)負(fù)反饋用于放大器開(kāi)環(huán)閉環(huán)負(fù)反饋的作用：穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；穩(wěn)定放大倍數(shù)；提高輸入電阻；降低輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶。反饋網(wǎng)絡(luò)±疊加反饋信號(hào)實(shí)際被放大信號(hào)反饋框圖：(1)正反饋——反饋信號(hào)加強(qiáng)輸入信號(hào)的作用，使凈輸入信號(hào)大于原輸入信號(hào)。3.正反饋與負(fù)反饋正反饋往往把放大器轉(zhuǎn)變?yōu)檎袷幤鞣答伨W(wǎng)絡(luò)基本放大電路A.F.Xo.+XidXiXf...(2)負(fù)反饋——反饋信號(hào)削弱輸入信號(hào)的作用，使凈輸入信號(hào)小于原輸入信號(hào)。負(fù)反饋改善放大電路的性能負(fù)反饋廣泛應(yīng)用于電子技術(shù)、自控等領(lǐng)域之中?；痉糯箅娐稟.F.Xo.+XidXiXf...d.反饋信號(hào)削弱了輸入信號(hào)(uId<

uI)為負(fù)反饋。e.反饋信號(hào)增強(qiáng)了輸入信號(hào)(uId>

uI)為正反饋。⊕A.F.+uIuIduOuF反饋網(wǎng)絡(luò)基本放大電路反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)：放大：反饋：疊加：負(fù)反饋框圖：基本放大電路Ao反饋回路F+–輸出信號(hào)輸入信號(hào)反饋信號(hào)差值信號(hào)基本放大電路Ao反饋回路F+–——開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)——閉環(huán)放大倍數(shù)——反饋系數(shù)負(fù)反饋放大器的一般關(guān)系：基本放大電路Ao反饋回路F+–反饋深度(值越大,負(fù)反饋越深)定義：負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)當(dāng)AoF>>1時(shí)，結(jié)論：當(dāng)AoF>>1

很大時(shí)，負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無(wú)關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。ufud例：Rf

、RE1組成反饋網(wǎng)絡(luò)，反饋系數(shù)：+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf§3.2負(fù)反饋的類型及分析方法§3.2.1負(fù)反饋的類型一、電壓反饋和電流反饋電壓反饋：反饋信號(hào)取自輸出電壓信號(hào)。電流反饋：反饋信號(hào)取自輸出電流信號(hào)。電壓負(fù)反饋：可以穩(wěn)定輸出電壓、減小輸出電阻。電流負(fù)反饋：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，可以分為電壓反饋和電流反饋。b.電流反饋反饋信號(hào)與輸出電流成正比反饋信號(hào)來(lái)源于輸出電流特點(diǎn)方框圖RL反饋網(wǎng)絡(luò)放大電路XidXfIo???c.判斷電壓和電流反饋的方法a.令輸出電壓為零（輸出短路）若反饋信號(hào)Xf=FUo=0,則為電壓反饋。...若反饋信號(hào)Xf=FUo0,則為電流反饋。...反饋網(wǎng)絡(luò)輸出短路=0Uo..基本放大電路AF.Xo.+XidXiXf...Io.RLuoRLuo電壓反饋采樣的兩種形式：采樣電阻很大電流反饋采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf采樣電阻很小根據(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。串聯(lián)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)電壓比較。并聯(lián)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)電流比較。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。二、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋2.串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋特點(diǎn)反饋網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)于輸入回路反饋信號(hào)為電壓反饋網(wǎng)絡(luò)放大電路Uid?Uf?Ui?Xo?方框圖a.串聯(lián)反饋b.并聯(lián)反饋特點(diǎn)反饋網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)于輸入回路反饋信號(hào)為電流方框圖反饋網(wǎng)絡(luò)放大電路Xo?IidIf??Ii?Ui?–+R1iifibib=i-if并聯(lián)反饋ufuiubeube=ui-uf串聯(lián)反饋三、交流反饋與直流反饋交流反饋：反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用。直流反饋：反饋只對(duì)直流起作用。若在反饋網(wǎng)絡(luò)中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時(shí)反饋只對(duì)交流起作用。在起反饋?zhàn)饔玫碾娮鑳啥瞬⒙?lián)旁路電容，可以使其只對(duì)直流起作用。有的反饋只對(duì)交流信號(hào)起作用；有的反饋只對(duì)直流信號(hào)起作用；有的反饋對(duì)交、直流信號(hào)均起作用。增加隔直電容C后，Rf只對(duì)交流起反饋?zhàn)饔?。注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C增加旁路電容C后，Rf只對(duì)直流起反饋?zhàn)饔?。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1負(fù)反饋交流反饋直流反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電流并聯(lián)負(fù)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)負(fù)反饋的分類小結(jié)§3.2.2負(fù)反饋的分析方法分析步驟：3.是否負(fù)反饋？4.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)）1.找出反饋網(wǎng)絡(luò)（電阻）。2.是交流反饋還是直流反饋？一、反饋類型的判斷電壓反饋與電流反饋判別方法：電壓反饋一般從后級(jí)放大器的集電極采樣。電流反饋一般從后級(jí)放大器的發(fā)射極采樣。并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋判別方法：并聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管基極。串聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管發(fā)射極。注意：直流反饋中，輸出電壓指UCE，輸出電流指IE或IC。3.負(fù)反饋放大電路的四種基本類型a.電壓串聯(lián)負(fù)反饋方框圖RLUo?Uid?Uf?Ui?++++??AF____b.電壓并聯(lián)負(fù)反饋方框圖RLUo?Ui?++??AFR1IidIf??Ii?__c.電流串聯(lián)負(fù)反饋方框圖RLUid?Uf?Ui?+++??AFIo?___d.電流并聯(lián)負(fù)反饋方框圖RLUi?+??AFR1IidIf??Ii?Io?_電壓反饋一般從后級(jí)放大器的集電極采樣電流反饋一般從后級(jí)放大器的發(fā)射極采樣并聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管基極串聯(lián)反饋的反饋信號(hào)接于晶體管發(fā)射極分立元件電流電壓反饋判別電壓反饋一般直接從運(yùn)放的輸出端采樣電流反饋一般不直接從運(yùn)放輸出端采樣

串并聯(lián)反饋判別并聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)接在信號(hào)輸入端串聯(lián)反饋反饋網(wǎng)絡(luò)接在非信號(hào)輸入端集成電路電流電壓反饋判別

串并聯(lián)反饋判別反饋類型的判別由運(yùn)算放大器組成的電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路⊕FRLR2+A+uOuI++R1____3．電流串聯(lián)負(fù)反饋a.判斷反饋網(wǎng)絡(luò)輸入回路輸出回路反饋網(wǎng)絡(luò)FiO+A+uO+++RRL_____判斷負(fù)反饋的方法——瞬時(shí)極性法假設(shè)輸出端信號(hào)有一定極性的瞬時(shí)變化，依次經(jīng)過(guò)反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號(hào)與原輸出信號(hào)的變化極性相反，則為負(fù)反饋。反之為正反饋。如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開(kāi)始。如果是電流反饋，則要從輸出電流的微小變化開(kāi)始。判斷時(shí)在輸入端也要反映出反饋信號(hào)與輸入信號(hào)的比較關(guān)系。例1：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此電路是電壓串聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流不起作用。分析中用到了三極管的集電極與基極相位相反這一性質(zhì)。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rfubeube這里分析的是交流信號(hào)，不要與直流信號(hào)混淆。分析中用到的電壓、電流要在電路中標(biāo)出。并且注意符號(hào)的使用規(guī)則。如果反饋對(duì)交直流均起作用，可以用全量。當(dāng)為交流反饋時(shí)，瞬時(shí)極性法所判斷的也是相位的關(guān)系。電路中兩個(gè)信號(hào)的相位不是同相就是反相，因此若兩個(gè)信號(hào)都上升，它們一定同相；若另一個(gè)信號(hào)下降而另一個(gè)上升，它們一定反相。例2：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋并聯(lián)反饋uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，對(duì)直流也起作用。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif問(wèn)題：三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)如何提供？能否在反饋回路加隔直電容？不能！Rf為三極管提供靜態(tài)電流！Rf

的作用：1.提供靜態(tài)工作點(diǎn)。2.直流負(fù)反饋，穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。3.交流負(fù)反饋，穩(wěn)定放大倍數(shù)。例3：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流反饋并聯(lián)反饋iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2例4：判斷Rf是否負(fù)反饋，若是，判斷反饋的組態(tài)。電流并聯(lián)負(fù)反饋。對(duì)直流也起作用，可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2例5：判斷如圖電路中RE1、RE2的負(fù)反饋?zhàn)饔谩CRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie電流串聯(lián)反饋RE2對(duì)交流反饋不起作用1.對(duì)交流信號(hào)：ieueube=ui-ueibieRE1：電流串聯(lián)負(fù)反饋。2.對(duì)直流信號(hào)：RE1、RE2對(duì)直流均起作用，通過(guò)反饋穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)。反饋過(guò)程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UB–UEIBIE例6：判斷如圖電路中RE3的負(fù)反饋?zhàn)饔谩?UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=ui–ufuc1uc2ib3ie3電流串聯(lián)負(fù)反饋。二、負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)方法一：當(dāng)電路比較簡(jiǎn)單時(shí)，可直接用微變等效電路分析。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：放大倍數(shù)穩(wěn)定性的比較：=60時(shí),

Ao

=-93=50時(shí),Ao

=-77=60時(shí),AF=-19.4=50時(shí),AF

=-18.6無(wú)負(fù)反饋時(shí)：有負(fù)反饋時(shí)：RB1=100kRB2=33kRE=2.4kRE1=100RC=5kRL=5k=60EC=15Vrbe=1.62k性能比較：結(jié)論:(1)輸入電阻提高了。

(2)放大倍數(shù)減小了，但穩(wěn)定了，即受晶體管的影響減小。無(wú)RF有RF

放大倍數(shù)-93-19.4輸入電阻1.52k5.9k

輸出電阻5k5k

RB1=100kRB2=33kRE=2.4kRE1=100RC=5kRL=5k=60EC=15Vrbe=1.62k方法二：從負(fù)反饋電路的閉環(huán)放大倍數(shù)的公式出發(fā)。先計(jì)算Ao和F。計(jì)算AF。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：F-0.1/(5//5)=-0.04RB1=100kRB2=33kRE=2.4kRE1=100RC=5kRL=5k=60EC=15Vrbe=1.62k與方法一的計(jì)算結(jié)果基本相同。方法三：放大倍數(shù)的近似計(jì)算。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例1：若（1+

）RF>>rbe,則與方法一比較：在深度負(fù)反饋下，兩種方法結(jié)果一致。RB+ECC1C2RERLuiuo例2：射極跟隨器性能：（1）放大倍數(shù)1（2）輸入電阻大（3）輸出電阻小反饋形式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大倍數(shù)的近似計(jì)算：若（1+

）R′L>>rbe

,則AF

1因?yàn)閡f

=uo，所以F=uf

/uo=1（1）用公式：（2）用反饋放大器進(jìn)行