注冊(cè)電氣工程師考試學(xué)習(xí)資料放大器中的反饋

6放大電路中的反饋考試大綱要求：2.4了解反饋的概念、類型及極性；電壓串聯(lián)型負(fù)反饋的分析計(jì)算2.5了解正負(fù)反饋的特點(diǎn)；其它反饋類型的電路分析；不同反饋類型對(duì)性能的影響；自激的原因及條件2.6了解消除自激的方法，去耦電路6.1反饋的基本概念一、基本概念（一）反饋的定義反饋是指將輸出量的一部分或全部，按一定的方式送回到輸入回路，來影響輸入量（電壓或電流）的一種連接方式凈輸入量開環(huán)增益閉環(huán)增益反饋系數(shù)共有四種不同的單位放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)混合取樣總輸入量反饋信號(hào)輸出信號(hào)一、基本概念（二）電路中的反饋形式1、反饋與反饋通路（1）我們判斷一個(gè)電路是否有反饋，是通過分析它是否存在反饋通路而進(jìn)行的，而反饋通路是跨接在輸出和輸入間的網(wǎng)絡(luò)。（2）若電路中不存在反饋——開環(huán)反饋通路（反饋網(wǎng)絡(luò)）信號(hào)的正向傳輸（3）若電路中存在反饋——閉環(huán)hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe內(nèi)部反饋外部反饋2、交流反饋與直流反饋若反饋信號(hào)中只包含直流成份——直流反饋若反饋信號(hào)中只包含交流成份——交流反饋3、內(nèi)部反饋與外部反饋4、本級(jí)反饋與級(jí)間反饋一、基本概念（二）電路中的反饋形式5、正反饋與負(fù)反饋——正反饋，使加強(qiáng)，使放大倍數(shù)增加——負(fù)反饋，使減小，使放大倍數(shù)降低一、基本概念（二）電路中的反饋形式6.1.1負(fù)反饋的一般表達(dá)式一、反饋的表示方法（一）方框圖信號(hào)源輸出信號(hào)反饋放大電路的輸入信號(hào)反饋信號(hào)基本放大電路的輸入信號(hào)（凈輸入信號(hào)）信號(hào)的正向傳輸信號(hào)的反向傳輸信號(hào)在反饋網(wǎng)絡(luò)中的正向傳輸信號(hào)在基本放大電路中的反向傳輸一、反饋的表示方法（一）方框圖一、反饋的表示方法（一）方框圖單向化信號(hào)的正向傳輸信號(hào)的反向傳輸三個(gè)假定1、與流經(jīng)基本放大器的正向傳輸信號(hào)相比，通過反饋網(wǎng)絡(luò)的正向傳輸信號(hào)（直接傳輸），可以忽略不計(jì)。2、與反饋網(wǎng)絡(luò)的反向傳輸信號(hào)相比，通過基本放大器的反向傳輸信號(hào)（內(nèi)部反饋）可以忽略不計(jì)。3、反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)F與信號(hào)源內(nèi)阻Rs及負(fù)載電阻RL無關(guān)。2、閉環(huán)增益的一般表達(dá)式即一、反饋的表示方法（二）表達(dá)式推導(dǎo)1、正反饋：負(fù)反饋：其中稱為環(huán)路增益為增加反饋后,放大器的增益下降的倍數(shù),叫做反饋深度.3、反饋深度的討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度正反饋?zhàn)约ふ袷幰?、反饋的表示方法（二）表達(dá)式推導(dǎo)深度負(fù)反饋6.1.2反饋的類型與判斷二、根據(jù)輸入輸出連接方式的不同，反饋可以分為四種類型電壓并聯(lián)反饋電流串聯(lián)反饋電流并聯(lián)反饋電壓串聯(lián)反饋一、反饋的分類:正反饋與負(fù)反饋負(fù)反饋具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用，這種作用可以克服外界不穩(wěn)定因素的影響，自動(dòng)的使輸出信號(hào)維持穩(wěn)定，改善放大器的頻率響應(yīng)、減小放大器的非線性失真，按照要求改變放大器的輸入和輸出電阻正反饋不但沒有自動(dòng)的調(diào)節(jié)作用，反而使放大器的性能惡化，破壞放大器的正常的工作，在放大器中要力爭(zhēng)避免。

判斷電路中反饋的正、負(fù)極性用瞬時(shí)極性法：（1）按中頻段考慮，即不考慮電路中所有的電容對(duì)相位的影響。（2）用正、負(fù)號(hào)（+、-）或箭頭（↑、↓）表示電路中各關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)“地”的電位的瞬時(shí)極性（或瞬時(shí)變化），這種表示要符合放大器的基本原理。

共射極放大器：集電極與基極電位反相；共基極放大器：集電極與發(fā)射極電位同相；共集極放大器：發(fā)射極與基極電位同相；集成運(yùn)放電路：看xf是加在同相端還是反相端（3）要逐級(jí)進(jìn)行。最后看反饋到輸入端的信號(hào)的瞬時(shí)極性，若與原輸入信號(hào)的位相相同，則為正反饋，若與原輸入信號(hào)的位相相反，則為負(fù)反饋。三、正、負(fù)反饋的判斷的方法正反饋與負(fù)反饋判斷舉例(+)(+)(-)(-)(-)反饋通路負(fù)反饋負(fù)反饋(+)(+)(-)(-)(-)凈輸入量反饋通路(+)(+)(-)(-)凈輸入量正反饋反饋通路級(jí)間反饋通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)凈輸入量級(jí)間負(fù)反饋反饋通路本級(jí)反饋通路正反饋與負(fù)反饋判斷舉例(+)(+)(+)(+)交、直流負(fù)反饋(+)交流正反饋交、直流反饋判斷舉例負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響同反饋的類型有關(guān)，當(dāng)考慮到信號(hào)源和負(fù)載時(shí)，負(fù)反饋放大器包含四個(gè)部分：信號(hào)源Ug基本放大器A反饋網(wǎng)絡(luò)F輸入端：反饋信號(hào)在輸入端的聯(lián)接分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式。輸出端：反饋信號(hào)在輸出端分為取電壓和取電流兩種方式。四、輸入、輸出端的反饋形式的判斷輸入端的判斷可以使用結(jié)點(diǎn)法和定義法輸出端的判斷使用短路法或者開路法反饋信號(hào)與輸出電壓成正比——電壓反饋；反饋信號(hào)與輸入信號(hào)串聯(lián)——串聯(lián)反饋；在輸入端以電壓的形式相加減。反饋信號(hào)與輸出電流成正比——電流反饋；反饋信號(hào)與輸入信號(hào)并聯(lián)——并聯(lián)反饋；在輸入端以電流的形式相加減。1、輸入端判斷的定義法結(jié)點(diǎn)法：反饋網(wǎng)絡(luò)與輸入網(wǎng)絡(luò)在輸入端沒有結(jié)點(diǎn)為電壓反饋，否則為電流反饋。并聯(lián)：反饋量輸入量接于同一輸入端。（1）、取樣方式的判斷——輸出短路法將放大器輸出端短路，看反饋信號(hào)是否存在

若存在——電流反饋不存在——電壓反饋接于不同的輸入端。串聯(lián)：反饋量輸入量2、輸出端的反饋的判斷（2）、取樣方式的判斷——輸出開路法將放大器輸出端開路，看反饋信號(hào)是否存在

若存在——電壓反饋不存在——電流反饋1、電壓串聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)(+)(+)(-)RfRe1Re1RfAkf特點(diǎn)：（1）該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋若取樣為電壓，則以電壓的形式出現(xiàn)。若為串聯(lián)反饋，則、、以電壓的形式出現(xiàn)UfUfU‘iUo例子1：1、電壓串聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)(+)(+)(-)RfRe1特點(diǎn)：（1）該電路為電壓串聯(lián)負(fù)反饋若取樣為電壓，則以電壓的形式出現(xiàn)。若為串聯(lián)反饋，則、、以電壓的形式出現(xiàn)（2）反饋系數(shù)∴（3）電壓負(fù)反饋使輸出電壓穩(wěn)定→Ube↑UO↑RL↓→UO↓→Uf↓電壓負(fù)反饋：穩(wěn)定輸出電壓例子1：串聯(lián)反饋：輸入端電壓求和（KVL）Ui=U’i+Uf輸入端有U’i=Ui-Uf即2、電壓串聯(lián)負(fù)反饋R1RrRL(+)(+)(+)UfUiU‘iUo取樣為電流，則以電流的形式出現(xiàn)。為串聯(lián)反饋，則、、以電壓的形式出現(xiàn)3、電流串聯(lián)負(fù)反饋(+)(+)(+)UiRLRfESRS+RCAKU’iUOUf(+)(+)I0該電路為電流串聯(lián)負(fù)反饋3、電流串聯(lián)負(fù)反饋(+)(+)RLRfESRS+RC反饋系數(shù)——負(fù)反饋電流負(fù)反饋使輸出電流穩(wěn)定β↑→IC↑→Uf↑→Ube↓→Ib↓IC↓4、電壓并聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)RLRfESRS+ECAK4、電壓并聯(lián)負(fù)反饋反饋系數(shù)——負(fù)反饋電壓負(fù)反饋使輸出電壓穩(wěn)定(+)(-)RLRfESRS+EC該電路為電壓并聯(lián)負(fù)反饋若取樣為電壓，則以電壓的形式出現(xiàn)。若為并聯(lián)反饋，則、、以電流的形式出現(xiàn)IfIbIi5、電流并聯(lián)負(fù)反饋(+)(-)(-)AKRLAKf該電路為電流并聯(lián)負(fù)反饋Re2RfRe1反饋系數(shù)——負(fù)反饋電壓負(fù)反饋使輸出電壓穩(wěn)定IfIbIiRe2RfRe15、電流并聯(lián)負(fù)反饋1.有無反饋是否存在把輸出回路和輸入回路連接起來的支路。2.交流反饋與直流反饋反饋存在于直流或交流或交直流通路中。3.正反饋與負(fù)反饋

瞬時(shí)極性法。4.

反饋的組態(tài)

輸出端：并聯(lián)取電壓；串連取電流。輸入端：串聯(lián)分壓 ；并聯(lián)分流。反饋類型的判別總結(jié)6.2負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善一、反饋的表示方法（一）方框圖信號(hào)源輸出信號(hào)反饋放大電路的輸入信號(hào)反饋信號(hào)基本放大電路的輸入信號(hào)（凈輸入信號(hào)）（一）提高增益的穩(wěn)定性閉環(huán)時(shí)則只考慮幅值有即閉環(huán)增益相對(duì)變化量比開環(huán)減小了1+Akf倍另一方面在深度負(fù)反饋條件下即閉環(huán)增益只取決于反饋網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)反饋網(wǎng)絡(luò)由穩(wěn)定的線性元件組成時(shí)，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善例：1+Akf=100時(shí)，A=1000±10%即dA/A=10%

則Af=10±0.1%（二）減少非線性失真二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善AAK大小大小大小大小若輸入信號(hào)本身就是失真波形，是不能靠引入負(fù)反饋來改善的。只有放大器內(nèi)部所產(chǎn)生的非線性失真用負(fù)反饋改善才有效。典型的電壓放大器的開環(huán)傳輸特性曲線如圖紅線所示，輸出與輸入之間的關(guān)系為非線性的關(guān)系，在深度負(fù)反饋的條件下，輸出與輸入的關(guān)系近似為反饋系數(shù)的倒數(shù)，可以近似看作一條直線，說明輸出與輸入幾乎成線性關(guān)系，即減小了非線性失真。二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善（二）減少非線性失真（三）抑制噪聲和干擾（能夠抑制反饋環(huán)內(nèi)的噪聲）二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善注意：

1、放大電路引入負(fù)反饋后，信噪比并沒有提高

2、若干擾或噪聲與輸入信號(hào)同時(shí)由外界引入，靠負(fù)反饋無濟(jì)于事。開環(huán)幅頻響應(yīng)上限頻率擴(kuò)展1+AK倍下限頻率降低1+Akf倍閉環(huán)幅頻響應(yīng)（四）擴(kuò)展頻帶二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善因?yàn)锳f=A/F，成比例減少引入負(fù)反饋后使通頻帶擴(kuò)展了F倍（五）對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善1、混合對(duì)輸入電阻的影響（1）串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加Rifui'Ri

uiuf(+)(-)(+)(-)Ii無反饋時(shí)：∴引入串聯(lián)負(fù)反饋后：∴若取樣是電壓：則若取樣是電流：則結(jié)論：（五）對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善1、混合對(duì)輸入電阻的影響（2）并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小Rifui'Ri

uiIi無反饋時(shí)：∴引入并聯(lián)負(fù)反饋后：∴若取樣是電壓：則若取樣是電流：則結(jié)論：（五）對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善2、取樣對(duì)輸出電阻的影響（1）電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小電壓串聯(lián)負(fù)反饋的情況Io此時(shí)：Avt為不考慮RL時(shí)基本放大器的電壓增益在不考慮F對(duì)I0的分流的情況下：ui'Ro

uf(+)(-)(+)(-)Avtui‘uo（五）對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善2、取樣對(duì)輸出電阻的影響（1）電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小電壓并聯(lián)負(fù)反饋的情況Io此時(shí)：Art為不考慮RL時(shí)基本放大器的互阻增益在不考慮F對(duì)I0的分流的情況下：結(jié)論：Ro

uoArtii‘（五）對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善2、取樣對(duì)輸出電阻的影響（2）電流負(fù)反饋使輸出電阻增大電流串聯(lián)負(fù)反饋的情況Io此時(shí)：Agn為不考慮RL時(shí)基本放大器的電壓增益ui'Ro

uf(+)(-)(+)(-)uoAgnui‘在忽略反饋網(wǎng)絡(luò)上的壓降的情況下：即∴（五）對(duì)輸入電阻和輸出電阻的影響二、負(fù)反饋對(duì)放大器性能的改善2、取樣對(duì)輸出電阻的影響（2）電流負(fù)反饋使輸出電阻增大電流并聯(lián)負(fù)反饋的情況Io