模電第四部分 放大電路中的反饋

第四部分放大電路中的反饋一、反饋的基本概念與分類三、負(fù)反饋對放大電路性能的影響二、負(fù)反饋放大電路的分析方法

第一講反饋的基本概念與分類一、反饋的基本概念1、反饋放大電路中,將輸出量的一部分或全部經(jīng)過一定的電路送回到輸入回路并影響輸入量的措施。方框圖如下：基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)F+Xo·Xi·Xf·Xid·輸入量輸出量凈輸入量反饋量2、正反饋與負(fù)反饋

如果Xi與Xf作用的結(jié)果，使Xid增大，就稱正反饋；在輸入量Xi不變時(shí)，正反饋將使輸出量Xo增大，A↑。

如果Xi與Xf作用的結(jié)果，使Xid減少，就稱負(fù)反饋；在輸入量Xi不變時(shí)，負(fù)反饋將使輸出量Xo減少，A↓。3、交流反饋與直流反饋

如果反饋量中僅含有直流，就稱直流反饋；如果反饋量中僅含有交流，就稱交流反饋；如果反饋量中交直流都有，則有交、直流反饋同時(shí)存在。交、直流反饋的功能和判斷正負(fù)反饋的功能和判斷負(fù)反饋交、直流負(fù)反饋交流正反饋凈輸入量意義。Rb2Rc1Rb1ReC1C2Rc2RLRb3+VCCC3Rf負(fù)反饋二、負(fù)反饋放大電路的分類

1.分類電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)

2.反饋?zhàn)钁B(tài)的判斷反饋量Xf和輸入量Xi接于同一輸入端電流：將負(fù)載短路，反饋量仍然存在。電壓：將負(fù)載短路，反饋量為零?？偨Y(jié)負(fù)反饋組態(tài)判斷的步驟和方法。反饋量Xf和輸入量Xi接于不同的輸入端并聯(lián)：串聯(lián)：uORL＋－AuIR1uDuF_+uORL＋－AuIR1R2uDuF+_Vi+-Rb2RcRL+-VoRb1+VCCReVs+-+-+VCCReC1C2RbRLVoRsuORL＋－AuIR1R2iDiF+_+-RbRcRL+-Vo+VCCViuORL＋－AuIR1iF_+R2iDVoR1R4R3RLR2+VCCR5R6Vi++__①、電壓串聯(lián)電壓負(fù)反饋:能夠穩(wěn)定輸出電壓。串聯(lián)負(fù)反饋:反饋量與輸入量以電壓形式相疊加,即UD=UI－UF3、各種反饋類型的特點(diǎn)電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？uORL＋－AuIR1R2uDuF+_++__Vs+-Rs②、電流并聯(lián)電流負(fù)反饋:

能夠穩(wěn)定輸出電流。并聯(lián)負(fù)反饋:反饋量與輸入量以電流形式相疊加,即iD=iI－iFuORL＋－AR1iF_+R2iDiIiSRS

4、信號源對反饋效果的影響uD

=uI-uF

則uI最好為恒壓源，即信號源內(nèi)阻RS越小越好。

要想反饋效果明顯，就要求uF變化能有效引起uD的變化。iD

=iI-iF

則iI最好為恒流源，即信號源內(nèi)阻RS越大越好?；苡行б餴D的變化

要想反饋效果明顯，就要求iF變化能有效引起iD的變化。uORL＋－AuIR1R2uDuF+_++__Vs+-RsuORL＋－AR1iF_+R2iDiIiSRS串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋三、負(fù)反饋放大電路增益的表達(dá)式1、閉環(huán)增益的表達(dá)式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)F+Xo·Xi·Xf·Xid·A和F對于不同的組態(tài)具有不同的含義。2、反饋深度的討論一般負(fù)反饋深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约ふ袷幰陨辖Y(jié)論是在單向化條件下得到的。單向化指輸入量只能通過基本放大電路到達(dá)輸出端，不能經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)到達(dá)。既A=0時(shí)，Xo=0。

反饋量只能通過反饋網(wǎng)絡(luò)送回輸入端，不能經(jīng)基本放大電路送回。既F=0時(shí)，Xf

=0。

第二講負(fù)反饋放大電路的分析方法

負(fù)反饋放大電路的分析包括定性分析和定量計(jì)算兩個(gè)方面。定性分析要求讀懂電路圖，確定反饋的類型，分析負(fù)反饋對放大電路性能的改善等。定量計(jì)算就是計(jì)算負(fù)反饋放大電路的性能指標(biāo)。

定量計(jì)算的方法一般有等效電路法、方框圖法和近似估算法。一、等效電路法

從原理上講適用于所有的負(fù)反饋放大電路，但考慮到分析過程的難易程度，特別適用于簡單的單級負(fù)反饋放大電路。二、放框圖法方框圖法的指導(dǎo)思想就是將負(fù)反饋放大電路分解成基本放大電路和反饋網(wǎng)絡(luò)兩部分。并求出基本放大電路的A、Ri、Ro和反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)F，然后利用關(guān)系式求出Af、Rif、Rof。方框圖法物理概念清楚，但計(jì)算、畫圖麻煩，從原理上講適用于所有的負(fù)反饋放大電路。三、深度負(fù)反饋下放大倍數(shù)的估算法1、深度負(fù)反饋的特點(diǎn)又因所以有深度負(fù)反饋下2、反饋網(wǎng)絡(luò)的分析UORL＋－AUiR1R2UdUf+_電壓串聯(lián)＋－＋＋－UORL＋－AUiR1UdUf_+電流串聯(lián)＋＋＋－－－UORL＋－AIiR1If_+R2IdIo電流并聯(lián)UORL＋－AIiR1R2IdIf+_電壓并聯(lián)3、放大倍數(shù)的分析閉環(huán)電壓增益①、利用計(jì)算FA&&1F≈②、利用

直接計(jì)算ioVFVVA&&&=oV&fV&≈ioVFVVA&&&=經(jīng)判斷是電壓串聯(lián)負(fù)反饋uORL＋－AuIR1R2uDuF+_IfIf（R1+R2）=If

R1uORL＋－AuIR1uDuF_+閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益①、利用計(jì)算FA&&1F≈oV&fV&=ioVFVVA&&&=fLRR=oI&oI&②、利用

直接計(jì)算ioVFVVA&&&=經(jīng)判斷是電流串聯(lián)負(fù)反饋IoRL=Vi閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益①、利用計(jì)算FA&&1F≈②、利用

直接計(jì)算ioVFVVA&&&=fI&R2－siRI&==R2fI&－sRfI&經(jīng)判斷是電壓并聯(lián)負(fù)反饋uORL＋－AusRsR2iDiF+_uIiI這求的是源電壓放大倍數(shù)閉環(huán)增益閉環(huán)電壓增益siLoRIRI&&==LoRI&fI&sR①、利用計(jì)算FA&&1F≈-R1//R2R1oI&fI&=②、利用

直接計(jì)算ioVFVVA&&&=經(jīng)判斷是電流并聯(lián)負(fù)反饋uORL＋－AuIR1iF_+R2iDiIiORif和Rof如何計(jì)算Rb2Rc1Rb1ReC1C2Rc2RLRb3+VCCC3RfuoR1R4R3R2+VCCR5uI+_-VCCT2T1T3VoR1R4R3RLR2+VCCR5R6Vi++__

第三講負(fù)反饋對放大電路性能的影響

放大電路中引入負(fù)反饋后使其增益降低了（1+FA）倍，但是這個(gè)犧牲卻換來了許多性能得到改善。一、穩(wěn)定放大倍數(shù)有即閉環(huán)增益相對變化量比開環(huán)減小了1+AF倍可從電壓、電流負(fù)反饋能夠穩(wěn)定Vo、Io理解。因?yàn)閂i不變時(shí)，Vo、Io較穩(wěn)定，增益自然也穩(wěn)定。得二、減小非線性失真

通過定性和定量分析可說明減小的程度是（1+FA）倍。Xo·基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)F+Xi·Xf·Xid·負(fù)反饋只能減小內(nèi)部非線性所引起的失真，對于輸入量固有失真以及隨輸入量一起輸入的干擾和噪聲它無能為力Xf·Xid·Xi·Xo·Xof·上限頻率展寬1+AF倍下限頻率降低1+AF倍三、展寬通頻帶

通過定性和定量分析都可說明通頻帶展寬了。定量計(jì)算得出通頻帶展寬了（1+FA）倍。引入負(fù)反饋后,各種原因(包括頻率的變化)引起的放大倍數(shù)的變化都將減少,所以展寬通頻帶。利用放大電路幅頻特性曲線也可說明加入反饋后頻帶展寬了。組態(tài)不同展寬的頻帶不同。四、改變輸入和輸出電阻1、串聯(lián)負(fù)反饋增大輸入電阻2、并聯(lián)負(fù)反饋減小輸入電阻得Rif

=（1+FA）Ri根據(jù)ViIidRi

=ViIiRif

=得Rif=Ri1+FA1根據(jù)VidIiRi

=ViRif=Ii串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大（1+FA）倍，但并不包括偏置電阻Rb，實(shí)際的輸入電阻應(yīng)為Rif//Rb，增加的并不明顯置。如何從電路結(jié)構(gòu)上理解Ri的變化3、電壓負(fù)反饋減小輸出電阻4、電流負(fù)反饋增大輸出電阻從反饋效果上理解：

電壓型負(fù)反饋能夠穩(wěn)定輸出電壓，所以輸出電阻減小；電流型負(fù)反饋能夠穩(wěn)定輸出電流，所以輸出電阻增加。增大或減?。?+FAO）倍電流負(fù)反饋使輸出電阻增大（1+FAO）倍，但并不包括電阻RC，實(shí)際的輸出電阻應(yīng)為ROf//RC，增加的并不明顯。如何從