電子電路反饋

第5章反饋放大電路及其穩(wěn)定性分析5.1反饋的基本概念與分類5.2負反饋對放大電路性能的改善5.3深度負反饋放大電路的分析計算5.4負反饋放大電路的穩(wěn)定性分析及頻率補償5.1反饋的基本概念與分類

1.

什么是反饋電子電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入量，稱為反饋。一、反饋的基本概念怎樣引回是從輸出電壓還是輸出電流引出反饋影響輸入電壓還是輸入電流多少怎樣引出反饋量是僅僅決定于輸出量的物理量，而與輸入量無關。有無反饋的判斷:“找聯(lián)系”：找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，若有則有反饋，否則無反饋。引入反饋了嗎？將輸出電壓全部反饋回去無反饋“找聯(lián)系”：是找輸出回路與輸入回路的聯(lián)系，不僅是輸出端與輸入端的聯(lián)系！既在輸入回路又在輸出回路，因而引入了反饋。2.正反饋和負反饋從反饋的結果來判斷，凡反饋的結果使輸出量的變化減小的為負反饋，否則為正反饋；引入反饋后其變化是增大？還是減??？引入反饋后其變化是增大？還是減小？凡反饋的結果使凈輸入量減小的為負反饋，否則為正反饋。正、負反饋（反饋極性）的判斷：“看反饋的結果”，即凈輸入量是被增大還是被減小。瞬時極性法：給定的瞬時極性（某一時刻對地的極性），并以此為依據，逐級判斷電路中各相關點的電流流向和電壓極性，從而得到的極性；的極性→的極性→、、的疊加關系RＦR1ＡRL+-Uo+-UiRＦR1ＡRL+-Uo+-Ui(+)(+)(+)(+)(-)(-)正反饋負反饋VCCRCRB1VBQI1RB2REBI2ICQUEQ(≈ICQRE)

UBEQ(=UBQ-UEQ)IBQICQRE起直流負反饋作用，其值越大，反饋越強，Q點越穩(wěn)定。IC通過RE轉換為ΔUE影響UBE3.直流反饋和交流反饋直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。交流負反饋直流負反饋直流反饋和交流反饋的判斷:僅有直流反饋僅有交流反饋“看通路”，即看反饋是存在于直流通路還是交流通路。設電路中所有電容對交流信號均可視為短路。交、直流反饋共存僅有直流反饋+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+VCCuoui+–T1T2RFRE1C僅有交流反饋C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+VCCuoui+–T1T2RFRE14.局部反饋和級間反饋只對多級放大電路中某一級起反饋作用的稱為局部反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸入回路的稱為級間反饋。通過R3引入的是局部反饋通過R4引入的是級間反饋通常，重點研究級間反饋或稱總體反饋。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2C3C2uoui+–T1RFRE1+VCC二、交流負反饋的四種組態(tài)

1、電壓反饋和電流反饋將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電壓反饋，即將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電流反饋，即描述放大電路和反饋網絡在輸出端的連接方式，即反饋網絡的取樣對象。電壓反饋和電流反饋的判斷：輸出電壓短路法：令輸出電壓為0，若反饋量隨之為0，則為電壓反饋；若反饋量依然存在，則為電流反饋。電路引入了電壓反饋僅受基極電流的控制電路引入了電流負反饋反饋電流2、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋描述放大電路和反饋網絡在輸入端的連接方式，即輸入量、反饋量、凈輸入量的疊加關系。--串聯(lián)反饋--并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷：

引入了并聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋1）電壓串聯(lián)負反饋3、

四種反饋組態(tài)：注意量綱○+○+○-○+反饋極性判斷中的注意問題：反饋量僅僅決定于輸出量，而和輸入量無關。在反饋極性判斷時，可將輸出量視為作用于反饋網絡的獨立源，不要從輸入量得到反饋量的極性?！?○+○-○+電壓串聯(lián)一般連接方法：反饋支路是電阻分壓的形式反饋支路和輸出端直接相連反饋支路與輸入端分別連接在三極管b、e兩側，場效應管g、s兩側，運放+、-兩側特例：VCCRB1us+-RL+-uoRB2RErS++C1C22）電壓并聯(lián)負反饋RE3RC3+VCCRC2-VEERFR1uiR1uoiiif○+○+○-電壓并聯(lián)一般連接方法：反饋支路是電阻直接跨接在輸入端輸出端間反饋支路和輸出端直接相連反饋支路和輸入端直接連接3）電流并聯(lián)負反饋○+○-○-電流并聯(lián)一般連接方法：反饋支路是電阻并聯(lián)分流反饋支路和與輸出端分別連接在三極管c、e兩側，場效應管d、s兩側，運放負載兩側反饋支路與輸入端直接連接4）電流串聯(lián)負反饋○+○+○+○+電流串聯(lián)一般連接方法：反饋支路是電阻串并聯(lián)反饋支路和與輸出端分別連接在三極管c、e兩側，場效應管d、s兩側，運放負載兩側反饋支路與輸入端分別連接在三極管b、e兩側，場效應管g、s兩側，運放+、-兩側特例：例：試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的交流負反饋。串聯(lián)反饋電壓反饋負反饋并聯(lián)反饋電流反饋負反饋例：在圖示電路中能夠引入哪些組態(tài)的交流負反饋？只可能引入電壓并聯(lián)或電流串聯(lián)兩種組態(tài)的交流負反饋。正負反饋的判斷方法總結：接法輸入輸出相位共射（共源）bc反相共集（共漏）be同相共基ec同相運放+

同相運放-反相差放同一個放大管的輸入，輸出反相差放不一個放大管的輸入，輸出同相凈輸入電壓指晶體管b-e間或場效應管g-s間或運放+，-的電位差凈輸入電流指晶體管的基極電流（射極電流）或場效應管的柵極（源極）電流或運放同相輸入端或反相輸入端的電流正負反饋的判斷方法二：電流并聯(lián)反饋電流串聯(lián)反饋○+○-○-負正○-○+○+○+電壓并聯(lián)反饋正○+○+○-○+電壓串聯(lián)反饋負○+○-○+電流串聯(lián)反饋電流并聯(lián)反饋○+○-○-負○-○+○-負○-5.3深度負反饋放大電路的分析計算一、負反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達式基本放大電路的放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋放大電路的放大倍數(shù)環(huán)路放大倍數(shù)斷開反饋，且考慮反饋網絡的負載效應決定反饋量和輸出量關系的所有元件所組成的網絡反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)負反饋放大電路的基本放大電路反饋網絡方框圖中信號是單向流通的。二、深度負反饋的實質凈輸入量可忽略不計1、電壓串聯(lián)負反饋三、深度負反饋下Auuf,Rif,Rof的估算虛短虛短虛短虛斷○+○+○-○+R’ifRif環(huán)外電阻虛短虛短虛斷2）電壓并聯(lián)負反饋虛短虛短虛斷必須存在RE3RC3+VCCRC2-VEERFR1uiR1uoiiif○+○+○-虛短虛短虛斷虛地虛斷虛短虛短虛地3）電流串聯(lián)負反饋虛短虛短虛短虛斷○+○+○+○+虛短虛短虛短虛

斷ie4）電流并聯(lián)負反饋虛短虛短虛斷深度負反饋條件下四種組態(tài)負反饋放大電路的電壓放大倍數(shù)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)5.2負反饋對放大電路性能的改善提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性展寬頻帶改變輸入電阻和輸出電阻減小非線性失真引入負反饋的一般原則一、提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性在中頻段，放大倍數(shù),反饋系數(shù)均為實數(shù)。二、展寬頻帶引入負反饋后的幅頻特性fLfHfLffHf三、減小非線性失真

設基本放大電路的輸出信號與輸入信號同相。凈輸入信號的正半周幅值小于負半周幅值可以證明，在引入負反饋前后輸出量基波幅值相同的情況下，非線性失真減小到基本放大電路的1/(1＋AF)。四、改變輸入電阻和輸出電阻1.

對輸入電阻的影響串聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋增大輸入電阻，并聯(lián)負反饋減小輸入電阻串聯(lián)負反饋對輸入電阻影響的討論引入串聯(lián)負反饋，使引入反饋的支路的等效電阻增大到原來的（1＋AF）倍。引入串聯(lián)負反饋，對圖示兩電路的輸入電阻所產生的影響一樣碼？Rb1支路在引入反饋前后對輸入電阻的影響有無變化？2、對輸出電阻的影響

對輸出電阻的影響僅與反饋網絡與基本放大電路輸出端的接法有關，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。電壓負反饋減小輸出電阻，電流負反饋增大輸出電阻。VCCRCRB1es+-RL+-uoRB2RErS++C1C2ic

ue(≈icRE)

ube(=ui-ue)ibic電流負反饋穩(wěn)定輸出電流，增大輸出電阻電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓，減小輸出電阻電流負反饋對輸出電阻影響的討論引入電流負反饋，使引出反饋的支路的等效電阻增大到原來的（1＋AF）倍。五、引入負反饋的原則直流負反饋穩(wěn)定Q點交流負反饋改善動態(tài)性能穩(wěn)定輸出電壓(或減小輸出電阻)電壓負反饋穩(wěn)定輸出電流(或增大輸出電阻)電流負反饋增大輸入電阻串聯(lián)負反饋增小輸入電阻并聯(lián)負反饋信號源是內阻很小的電壓源串聯(lián)負反饋信號源是內阻很大的電流源并聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋使電壓信號轉換成與之成穩(wěn)定關系的電壓信號使電壓信號轉換成與之成穩(wěn)定關系的電流信號使電流信號轉換成與之成穩(wěn)定關系的電壓信號使電流信號轉換成與之成穩(wěn)定關系的電流信號電流串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋5.4負反饋放大電路的穩(wěn)定性分析及頻率補償

一、自激振蕩產生的原因及條件

1、自激振蕩現(xiàn)象：

無外加信號，輸出一定頻率一定幅值的信號。負反饋放大電路自激振蕩的頻率在低頻段或高頻段。2、自激振蕩原因：

左圖中：中頻區(qū),A相位0度、F相位0度，構成負反饋放大電路。在低頻段或高頻段，若存在一個頻率f0，當

f＝f0時基本放大器的附加相移為180，信號f=f0附加相位移180度在電擾動下，如合閘通電，必含有頻率為f0的信號，對于f=f0的信號，產生正反饋過程：輸出量逐漸增大，直至達到動態(tài)平衡，電路產生了自激振蕩。3、自激振蕩的條件起振條件為完整的單級共射放大電路的頻率響應f-180°fHfL-225°-270°ffHfL-20dB/十倍頻程-135°-90°20dB/十倍頻程二、負反饋放大電路穩(wěn)定性的分析附加相位移小于90度單級放大電路不會產生自激振蕩；兩級放大電路當頻率趨于無窮大或趨于零時，雖然滿足相位條件，但不滿足幅度條件，所以也不會產生自激振蕩；三級及以上放大電路，對于某個頻率的信號，既滿足相位條件，也滿足幅度條件，產生自激振蕩。三、負反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷fcf0fcf0環(huán)路增益的頻率特性滿足起振條件電路不穩(wěn)定電路穩(wěn)定f0＜fc，電路不穩(wěn)定，會產生自激振蕩；f0＞

fc，電路穩(wěn)定，不會產生自激振蕩。fcf0電路穩(wěn)定Gm幅值裕度φm相位裕度

Gm≤－10dB，且φm≥45o，負反饋放大電路才具有可靠的穩(wěn)定性。

例：已知負反饋放大電路為了使放大電路穩(wěn)定工作，反饋系數(shù)的上限值為多少？0A()f-90-180-27010210A

()/dBf2040600801031041-20-20dB/10倍頻-20dB/10倍頻-40dB/10倍頻-60dB/10倍頻0A()f-90-180-27010210A

()/dBf2040600801031041-20-40dB/10