第3章 放大電路中的反饋

第3章放大電路中的反饋3.1基本概念3.2負(fù)反饋對放大電路性能的影響3.3負(fù)反饋放大電路的計算3.4反饋放大電路工程應(yīng)用技術(shù)3.1.1、反饋的基本概念輸入量：ui、ube、ib反饋——輸出電壓或電流（一部分或全部），通過一定的電路形式（反饋網(wǎng)絡(luò)）引回到輸入回路，對輸入電壓或電流產(chǎn)生影響的過程。3.1基本概念輸出量：uo、uce、ic正向傳輸——信號從輸入端到輸出端的傳輸TUBEICICUEIB穩(wěn)定工作點(diǎn)電路：UB一定3.1.2、反饋的分類（1）正反饋與負(fù)反饋負(fù)反饋——放大電路引入反饋后，反饋信號削弱了外加輸入信號的作用，使放大倍數(shù)降低。（可改善電路性能指標(biāo)）正反饋——反饋信號增強(qiáng)了外加輸入信號的作用，使放大倍數(shù)有所提高。（可提高放大倍數(shù)）直流反饋——若電路將直流量反饋到輸入回路，則稱直流反饋。（2）直流反饋與交流反饋該電路引入直流反饋的目的，是為了穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)Q。交流反饋——若電路將交流量反饋到輸入回路，則稱交流反饋。（如去掉電容Ce）交流反饋，影響電路的交流工作性能。直流反饋交流反饋ic（3）電壓反饋和電流反饋電壓反饋—反饋信號取自輸出電壓，即反饋信號與輸出電壓成正比。電流反饋—反饋信號取自輸出電流，即反饋信號與輸出電流成正比。串聯(lián)反饋—放大電路的輸入回路中，反饋信號與外加輸入信號以電壓形式相疊加，即二者串聯(lián)并聯(lián)反饋—放大電路的輸入回路中，反饋信號與外加輸入信號以電流形式相疊加，即二者并聯(lián).（4）串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋負(fù)反饋放大器的四種類型負(fù)反饋類型有四種組態(tài):

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3.1.3、反饋的判別

（1）識別放大電路中有無反饋的方法

——看是否存在反饋通路。電路中只有正向傳輸，沒有反向傳輸，稱為開環(huán)狀態(tài)。正向傳輸——信號從輸入端到輸出端的傳輸反向傳輸——信號從輸出端到輸入端的傳輸既有正向傳輸，又有反饋稱為閉環(huán)狀態(tài)。信號的正向傳輸信號的正向傳輸（2）判別交直流反饋的方法反饋通路存在于直流通路中，則為直流反饋；反饋通路存在于交流通路中，則為交流反饋。交、直流反饋交流反饋?zhàn)⒁怆娙莸摹案糁蓖ń弧弊饔茫。?）判別串、并聯(lián)反饋的方法串聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的兩個電極。有：ud

=ui-uf

并聯(lián)反饋：反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一個電極。有：id=ii-if

此時反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關(guān)系。此時反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系。

對于三極管電路：

若反饋信號與輸入信號同時加在三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋。

若反饋信號與輸入信號一個加在基極一個加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。

對于運(yùn)放電路：

若反饋信號與輸入信號同時加在同相端或反相端為并聯(lián)反饋。

若反饋信號與輸入信號一個加在同相端一個加在反相端則為串聯(lián)反饋。例題4:試判斷下列電路中引入的反饋是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。（4）判別電壓反饋與電流反饋

假設(shè)輸出端交流短路（RL=0），即uo=0，若反饋信號消失了，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存在，則為電流反饋。電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例。判斷方法——輸出短路法：電流反饋：反饋信號的大小與輸出電流成比例。例題3:試判斷下列電路中引入的反饋是電壓反饋還是電流反饋。（5）反饋極性的判別正負(fù)反饋判定方法——“瞬時極性法”例題:試判斷下列電路中反饋支路的反饋極性。對于串聯(lián)反饋：輸入量與反饋量作用在不同的兩點(diǎn)上，若輸入量與反饋量的瞬時極性相同為負(fù)反饋，瞬時極性相反為正反饋。對于并聯(lián)反饋：輸入量與反饋量作用在同一點(diǎn)上，若反饋元件兩端瞬時極性相反為負(fù)反饋，瞬時極性相同為正反饋?；痉糯箅娐稟反饋網(wǎng)絡(luò)F放大：迭加：1.方框圖：A稱為開環(huán)放大倍數(shù)+–

反饋：AF稱為閉環(huán)放大倍數(shù)AF=Xo/Xi輸出信號輸入信號反饋信號凈輸入信號F稱為反饋系數(shù)設(shè)Xf與Xi同相3.1.4.反饋的一般表示法負(fù)反饋放大器（二）反饋的基本關(guān)系式閉環(huán)放大倍數(shù)：開環(huán)放大倍數(shù)：反饋系數(shù)：輸入信號迭加：AF=Xo/Xi=Xo/(Xd+Xf)=Xo/(+XoF)=XoA11A+F=A1+AF關(guān)于反饋深度的討論一般負(fù)反饋稱為反饋深度深度負(fù)反饋正反饋?zhàn)约ふ袷?.2負(fù)反饋對放大電路性能的影響

提高增益的穩(wěn)定性減少非線性失真擴(kuò)展頻帶改變輸入電阻和輸出電阻

在放大器中引入負(fù)反饋

降低了放大倍數(shù)

使放大器的性能得以改善：3.2.1降低放大倍數(shù)根據(jù)以上公式，可知閉環(huán)放大倍數(shù)減小為開環(huán)放大倍數(shù)的FAAA&&&&+=1F3.2.2.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性閉環(huán)時則只考慮幅值有另一方面，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，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。即閉環(huán)放大倍數(shù)的相對變化量，只有其開環(huán)相對變化量的即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了1+AF倍3.2.3.減小非線性失真以及抑制干擾和噪聲Auiufuiuoud加反饋前加反饋后AF+–

失真改善uouo動畫演示3.2.4.展寬頻帶放大電路加入負(fù)反饋后，增益下降，但通頻帶卻加寬了。

無反饋時放大器的通頻帶：fbw=fH－fL

fH

有反饋時放大器的通頻帶：fbwf=fHf－fLf

fHf可以證明：fbwf

=(1+AF)fbw放大器的一個重要特性：增益與通頻帶之積為常數(shù)。即：

Amf×fbwf=Am×fbw020lg|A|（dB）F（Hz）

Am

fL

fH

fLf

fHf

Amf3.2.5.改變輸入、輸出電阻(1)串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增加

無反饋時：

有反饋時：1、對輸入電阻的影響(2)并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小

無反饋時：

有反饋時：2.對輸出電阻的影響

電壓負(fù)反饋→穩(wěn)定輸出電壓（當(dāng)負(fù)載變化時）→恒壓源→輸出電阻小。(1)電壓負(fù)反饋使輸出電阻減小

電流負(fù)反饋→穩(wěn)定輸出電流（當(dāng)負(fù)載變化時）→恒流源→輸出電阻大。(2)電流負(fù)反饋使輸出電阻提高（一）信號源內(nèi)阻與負(fù)反饋效果的關(guān)系

3.2.6.反饋效果與信號源和負(fù)載的關(guān)系ud

=ui-uf

所以串聯(lián)負(fù)反饋適用于RS

小的場合。

要想反饋效果明顯，就要求uf變化能有效引起ud的變化。串聯(lián)負(fù)反饋id=ii-if所以并聯(lián)負(fù)反饋適用于RS大的場合。

要想反饋效果明顯，就要求if變化能有效引起id的變化。并聯(lián)負(fù)反饋（二）負(fù)載電阻與負(fù)反饋的關(guān)系

電壓負(fù)反饋適用于負(fù)載電阻大的場合。電流負(fù)反饋適用于負(fù)載電阻小大的場合。3.3負(fù)反饋放大電路的計算

本節(jié)重點(diǎn)討論深度負(fù)反饋條件下的近似計算1.

估算的依據(jù)深度負(fù)反饋：即，深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)增益只與反饋系數(shù)有關(guān)。由得方法一：3.3.1.估算電壓增益

方法二：根據(jù)將代入上式得即：輸入量近似等于反饋量凈輸入量近似等于零由此可得深度負(fù)反饋條件下，基本放大電路“虛短”、“虛斷”的概念或深度負(fù)反饋條件下：Xd=Xi-Xf≈0u+=u-（運(yùn)放電路）ue=ub（三極管電路）(1)“虛短”——ud≈0(2)“虛斷”——id≈0ii+=ii-=0

（運(yùn)放電路）ib=0（三極管電路）“虛短”與“虛斷”3.4反饋放大電路工程應(yīng)用3.4.1、負(fù)反饋的合理引入（一）取樣對象和接入方式的選擇要穩(wěn)定直流量——引直流負(fù)反饋要穩(wěn)定交流量——引交流負(fù)反饋要穩(wěn)定輸出電壓——引電壓負(fù)反饋要穩(wěn)定輸出電流——引電流負(fù)反饋要增大輸入電阻——引串聯(lián)負(fù)反饋要減小輸入電阻——引并聯(lián)負(fù)反饋一般原則（二）反饋組態(tài)的選擇目的反饋組態(tài)選擇得到電壓控制的電壓源電壓串聯(lián)負(fù)反饋得到電流控制的電流源電流并聯(lián)負(fù)反饋將電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電流電流串聯(lián)負(fù)反饋將電流轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電壓電壓并聯(lián)負(fù)反饋1.自激振蕩現(xiàn)象

在不加輸入信號的情況下，放大電路仍會產(chǎn)生一定頻率的信號輸出。（一）自激的產(chǎn)生3.4.2、負(fù)反饋放大電路的穩(wěn)定性問題基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)F+–×

產(chǎn)生自激振蕩的原因中頻時：高頻或低頻時，放大器產(chǎn)生的附加相移達(dá)到180°時。為負(fù)反饋。變?yōu)檎答?。此時，若滿足則Xi=0，仍會有輸出信號。（二）自激的條件幅值條件相位條件（附加相移）基本放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)F+–×自激振蕩條件：分解為幅值條件與相位條件：由以上分析知：（三）自激的防止—使電路不易同時滿足自激振蕩的相位條件和幅度條件環(huán)路內(nèi)包含的放大電路最好小于三級盡可能使各級電路參數(shù)分散減小反饋系數(shù)或反饋深度。（四）自激的消除——

電容補(bǔ)償法同前例，為了對它進(jìn)行頻率補(bǔ)償，在產(chǎn)生主極點(diǎn)的電容旁邊并聯(lián)電容CP，這樣使fp1發(fā)生了改變，令

fp2

、fp3不變。五、放大電路中的寄生反饋寄生反饋—無意之中存在的反饋現(xiàn)象（一）公共電源內(nèi)阻引起的寄生反饋及其抑制方法改善電源，減小內(nèi)阻；加去耦電路（二）分布電容引起的寄生反饋及其抑制方法安裝放大電路時，使導(dǎo)線盡量短，且布線要合理（三）地線電阻引起的寄生反饋及其抑制方法盡量縮短各接地點(diǎn)的距離，或采用一點(diǎn)接地本章小結(jié)1．將電子系統(tǒng)輸出回路的電量（電壓或電流），以一定的方式送回到輸入回路的過程稱為反饋。2．電路中常用的負(fù)反饋有四種組態(tài)：電壓串聯(lián)負(fù)反饋，電壓并聯(lián)負(fù)反饋，