負反饋放大電路分析計算

關(guān)于負反饋放大電路分析計算一、深度負反饋放大電路的特點在深度負反饋條件下：基本放大器A（s）反饋網(wǎng)絡(luò)B（s）Xi(s)XO(s)Xf(s)Xd(s)特點1：※注意：Af(s)是廣義增益，其含義和量綱與反饋組態(tài)有關(guān)。6-3-1深度負反饋放大電路的近似估算上式說明閉環(huán)增益幾乎只和反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。因此估算閉環(huán)增益時我們重點只研究反饋網(wǎng)絡(luò)，這也是對深負反饋放大電路進行估算的出發(fā)點。所以對這種放大電路的求解還是建立在反饋阻態(tài)的基礎(chǔ)上，在估算之前還是要先分析它的組態(tài)。第2頁,共40頁，星期六，2024年，5月一、深度負反饋放大電路的特點在深度負反饋條件下：基本放大器A（s）反饋網(wǎng)絡(luò)B（s）Xi(s)XO(s)Xf(s)Xd(s)6-3-1深度負反饋放大電路的近似估算特點2：特點1：凈輸入量≈0，可以忽略。注意：對不同的反饋阻態(tài)，忽略的凈輸入量是不同的：串聯(lián)負反饋：并聯(lián)負反饋：第3頁,共40頁，星期六，2024年，5月特點1：※不同組態(tài)的Af(s)和B(s)是不一樣的。注意兩個問題：（1）反饋系數(shù)是怎么得來的？（2）電壓增益是怎么得來的？

為了方便研究和測試，人們往往需要求出不同組態(tài)負反饋放大電路的閉環(huán)電壓增益。當反饋組態(tài)是“電壓串聯(lián)”時，Af(s)代表閉環(huán)電壓增益，可直接利用該關(guān)系式估算電路的電壓增益。如果反饋組態(tài)是其他的形式時，需要根據(jù)具體電路，經(jīng)過適當轉(zhuǎn)換才能得到電壓增益。電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)AfAufArfAgfAifBBuBgBrBi二、基于反饋系數(shù)的閉環(huán)電壓增益的估算第4頁,共40頁，星期六，2024年，5月Rb1RC1-uiuO+VCC+-Re2RC2Re1RFCF+RL1、電壓串聯(lián)負反饋反饋網(wǎng)絡(luò)放大電路+-uiuduf++--+-uO-uf++-ud二、基于反饋系數(shù)的閉環(huán)電壓增益的估算ud≈0，ie≈0，發(fā)射極虛斷路第5頁,共40頁，星期六，2024年，5月并聯(lián)負反饋的源總是用恒流源或是內(nèi)阻比較大的電流源。在實驗室測試并聯(lián)負反饋放大電路時，因信號源內(nèi)阻很小，所以一般要外接一個電阻去等效RS，若非如此，負反饋所起的作用很小，測不出效果。RC1RC2R1uiR1RemRe3+EC-EERFRC3+-+-uORL反饋網(wǎng)絡(luò)放大電路+-uOidiiifRSui+-iiifid2、電壓并聯(lián)負反饋id≈0，ube≈0，發(fā)射結(jié)虛短路等效信號源內(nèi)阻第6頁,共40頁，星期六，2024年，5月3、電流串聯(lián)負反饋反饋網(wǎng)絡(luò)放大電路+-uOiOiO+-uiuduf++--RL4、電流并聯(lián)負反饋反饋網(wǎng)絡(luò)放大電路idiiif+-uOiOiORLRSui+-第7頁,共40頁，星期六，2024年，5月小結(jié)：深負反饋條件下四種反饋阻態(tài)放大電路的閉環(huán)電壓增益反饋組態(tài)反饋系數(shù)Auf電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電壓負反饋的閉環(huán)電壓增益與負載無關(guān)，體現(xiàn)恒壓特性。電流負反饋的閉環(huán)電壓增益與負載成線性關(guān)系，體現(xiàn)恒流特性。第8頁,共40頁，星期六，2024年，5月小結(jié)：深度負反饋放大電路閉環(huán)電壓增益的估算方法（1）先判斷反饋組態(tài)：（2）估算反饋系數(shù)：（3）估算閉環(huán)電壓增益：

根據(jù)定義并利用深度負反饋的特點來估算，不同組態(tài)的反饋系數(shù)具有不同物理意義和量綱。

根據(jù)定義并利用深度負反饋的特點得到閉環(huán)電壓增益與反饋系數(shù)的關(guān)系式，然后進行估算。反饋系數(shù)電流并聯(lián)電流串聯(lián)電壓并聯(lián)電壓串聯(lián)Auf反饋組態(tài)第9頁,共40頁，星期六，2024年，5月圖示電路的級間反饋滿足深度負反饋條件，試估算電路的閉環(huán)電壓增益。討論（一）R1RC1uO-uiRe2+-RFRe1RC2C2C1++EC(1)判別反饋組態(tài)是電流并聯(lián)負反饋，【解】：虛短路iOiiidif(2)求反饋系數(shù)：id≈0,基極與地虛短路(3)求閉環(huán)電壓增益：iO第10頁,共40頁，星期六，2024年，5月Rb1RC1Re1C1RC3Re3RC2C3T1T2T3e3+VCCuOui++--RFRC2C2電路滿足深度負反饋條件，試估算閉環(huán)電壓增益。（1）反饋組態(tài)是電流串聯(lián)負反饋，【解】：討論（二）+-uf+-udiOiO(2)反饋系數(shù)：ud≈0，ie≈0，發(fā)射極虛斷路(3)閉環(huán)電壓增益：第11頁,共40頁，星期六，2024年，5月反饋組態(tài)是電壓串聯(lián)負反饋，【解】：Rb1RC1Re1C1RC3Re3RC2C3T1T2T3e3+VCCuOui++--RFRC2C2+-uf+-ud虛斷路電路滿足深度負反饋條件，試估算閉環(huán)電壓增益。討論（二）第12頁,共40頁，星期六，2024年，5月RSui+-Rb1RC1Re1C1RC3Re3RC2C3T1T2T3e3+VCCuO+-RFRC2C2電路滿足深度負反饋條件，試估算閉環(huán)源電壓增益。iiidif反饋組態(tài)是電壓并聯(lián)負反饋，【解】：討論（二）第13頁,共40頁，星期六，2024年，5月R1uO+VCCR9C6R7R4R3C5R2R5uiR6C3R8+-+-R10C2R11C11、分析電路中有幾路反饋？

2、試估算電路的總電壓增益。（1）C2：正反饋（2）R11：電壓串聯(lián)負反饋（3）R10：直流負反饋（4）R4、R6、R8、R9（目的是提高輸入電阻，稱為“自舉”）討論（三）第14頁,共40頁，星期六，2024年，5月R1uO+VCCR9C6R7R4R3C5R2R5uiR6C3R8+-+-R10C2R11C11、分析電路中有幾路反饋？

2、試估算電路的總電壓增益。討論（三）直流負反饋，不影響動態(tài)性能主反饋電壓串聯(lián)負反饋射隨器第15頁,共40頁，星期六，2024年，5月三、閉環(huán)輸入電阻Rif和輸出電阻ROf的估算1、閉環(huán)輸入電阻（1）并聯(lián)負反饋減小輸入電阻，（2）串聯(lián)負反饋提高輸入電阻，※注意：此處的Rif是指反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻，若環(huán)路外還連接有其他電阻，則應(yīng)予以考慮。RifB(S)

A(S)+-uiuduf++--iiRixOB(S)

A(S)+-uiiiRixOidifRifRR第16頁,共40頁，星期六，2024年，5月三、閉環(huán)輸入電阻Rif和輸出電阻ROf的估算2、閉環(huán)輸出電阻（1）電壓負反饋減小輸出電阻，（2）電流負反饋提高輸出電阻，Rof※注意：此處的ROf是指反饋環(huán)路內(nèi)的輸入電阻，若環(huán)路外還并聯(lián)有其他電阻，則應(yīng)予以考慮。xi

B(S)A(S)∑RoAXdxdxf

A(S)RoAXdxi∑xdxfB(S)RofRR第17頁,共40頁，星期六，2024年，5月Rb1RC1-uiuO+VCC+-Re2RC2Re1RFCF+RL-uf++-udR1RC1uO-uiRe2+-RFRe1RC2C2C1++ECiiidifiOiOR’ifR’of電壓串聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋R’ifR’of估算電路的Rif和ROf討論（四）第18頁,共40頁，星期六，2024年，5月負反饋放大器=基本放大器+負反饋網(wǎng)絡(luò)基本放大器A（s）反饋網(wǎng)絡(luò)B（s）Xi(s)XO(s)Xf(s)Xd(s)將基本放大器分離出來（A、B分離）；求出基本放大器的開環(huán)電壓增益A；求出反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)B；代入基本反饋方程求出閉環(huán)增益。6-3-2負反饋放大電路的方框圖分析法（拆環(huán)法)基本方法：拆環(huán)法的關(guān)鍵第19頁,共40頁，星期六，2024年，5月

一、如何將基本放大器分離出來在實際的負反饋放大電路中，反饋網(wǎng)絡(luò)對基本放大電路的輸入口和輸出口都有負載效應(yīng)，如何處理負載效應(yīng)是A、B分離的主要問題。1、四種組態(tài)放大電路的A、B網(wǎng)絡(luò)等效模型(P215)反饋網(wǎng)絡(luò)B放大電路A+-uO+-uiidiiif反饋網(wǎng)絡(luò)B放大電路A+-uiidiiif+-uOiOiO反饋網(wǎng)絡(luò)B放大電路A+-uiuduf++--+-uO反饋網(wǎng)絡(luò)B放大電路A+-uOiOiO+-uiuduf++--電壓串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電壓并聯(lián)串聯(lián)端口：并聯(lián)端口：等效為戴維南電路（恒壓源和電阻串聯(lián)）等效為諾頓電路（恒流源和電阻并聯(lián)）根據(jù)單向傳輸特點，忽略A、B輸入口的受控源第20頁,共40頁，星期六，2024年，5月串聯(lián)端口：并聯(lián)端口：等效為戴維南電路（恒壓源和電阻串聯(lián)）等效為諾頓電路（恒流源和電阻并聯(lián)）根據(jù)單向傳輸特點，忽略A、B輸入口的受控源+-uiuiAuf++--+-uOiA(1)電壓串聯(lián)負反饋組態(tài)放大電路的A、B網(wǎng)絡(luò)等效模型ROAAuOuiARiAROBBuuORiB第21頁,共40頁，星期六，2024年，5月串聯(lián)端口：并聯(lián)端口：等效為戴維南電路（恒壓源和電阻串聯(lián)）等效為諾頓電路（恒流源和電阻并聯(lián)）根據(jù)單向傳輸特點，忽略A、B輸入口的受控源+-uiiAiiif+-iOiOuO(2)電流并聯(lián)負反饋組態(tài)放大電路的A、B網(wǎng)絡(luò)等效模型ROAROBBgiORiBRiAAiOiA(3)電壓并聯(lián)負反饋放大電路的A、B網(wǎng)絡(luò)等效模型(4)電流串聯(lián)負反饋放大電路的A、B網(wǎng)絡(luò)等效模型第22頁,共40頁，星期六，2024年，5月2、確定基本放大器的等效輸入回路：基本放大器的等效輸入回路應(yīng)該不包含反饋信號，但要考慮到反饋網(wǎng)絡(luò)對輸入回路的影響。消除反饋信號后，將反饋網(wǎng)絡(luò)的

輸出端口電阻ROB折合到放大電路

的輸入回路，即為基本放大器的等效輸入回路。將輸出端短路，電壓反饋：電流反饋：iO=0，→xf=BiO=0將輸出端開路，uO=0，→xf=BuO=0實質(zhì)是消除反饋信號+-uiuiAuf++--+-uOiAROAAuOuiARiAROBBuuORiB+-uiiAiiif+-iOiOROAROBBiiORiBuORiAAiOiA

一、如何將基本放大器分離出來在實際的負反饋放大電路中，反饋網(wǎng)絡(luò)對基本放大電路的輸入口和輸出口都有負載效應(yīng)，如何處理負載效應(yīng)是A、B分離的主要問題。第23頁,共40頁，星期六，2024年，5月3、確定基本放大器的等效輸出回路：+-uiuiAuf++--+-uOiAROAAuOuiARiAROBBuuORiB消除反饋信號后將反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入電阻RiB折合到放大電路的輸出回路，即為基本放大器的等效輸出回路。。串聯(lián)反饋：將A、B網(wǎng)絡(luò)斷開，iA=0并聯(lián)反饋：將輸入端口短路，ui=0+-uiiAiiif+-iOiOROAROBBiiORiBuORiAAiOiA實質(zhì)是使反饋

信號不起作用判斷反饋組態(tài)要正確；畫輸入回路看輸出，畫輸出回路看輸入；“串聯(lián)開路，并聯(lián)短路”。第24頁,共40頁，星期六，2024年，5月（記住一句話：反饋量僅僅取決于輸出量）

二、如何求反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)1、串聯(lián)反饋：電壓串聯(lián)uf=BuuO

，電流串聯(lián)：uf=BriO

，+-uOROAAuOud+-uiuduf++--iiRiAROBBuuORiB+-iOiOROARiBAgOud+-uiuduf++--iiRiAROBBriO令ii=0，

uROB=0，則反饋電壓取決于輸出量。第25頁,共40頁，星期六，2024年，5月（記住一句話：反饋量僅僅取決于輸出量）電流并聯(lián)：

if=BiiO

，

二、如何求反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)+-uiidiiif+-iOiOROAROBBiiORiBuORiAAiOid+-uOROABguORiB+-uiidiiifROBRiAArOid2、并聯(lián)反饋：令ui=0，

iROB=0，則反饋電流取決于輸出量。if=BguO

，電壓并聯(lián)：第26頁,共40頁，星期六，2024年，5月（記住一句話：反饋量僅僅取決于輸出量）

二、如何求反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)3、小結(jié)不同反饋組態(tài)的反饋系數(shù)：電流并聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電壓串聯(lián)求反饋系數(shù)看輸入端的連接方式：“串聯(lián)開路，并聯(lián)短路”。第27頁,共40頁，星期六，2024年，5月

小結(jié)：負反饋放大器拆環(huán)分析法的一般步驟1、首先要正確判斷反饋的組態(tài)，確定A、B的量綱；2、將基本放大器從反饋放大電路中分離出來；分離方法：畫輸入回路看輸出端，畫輸出回路看輸入端，

“串聯(lián)開路，并聯(lián)短路”；3、求出基本放大器的開環(huán)參數(shù)；（Au、Ri、Rf、

BW）4、求反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)：“串聯(lián)開路，并聯(lián)短路”；5、由基本反饋方程求閉環(huán)增益；6、計算閉環(huán)輸入、輸出電阻、通頻帶等。第28頁,共40頁，星期六，2024年，5月【例6-2】如圖所示為兩級電壓串聯(lián)負反饋放大電路的交流通路，計算其閉環(huán)電壓增益Auf、輸入電阻Rif和輸出電阻ROf

。1、確定反饋組態(tài)：電壓串聯(lián)負反饋；①將輸出端短路，畫出輸入回路RSuS+-+-ufRfRC1RC2+-uORe1+-udui+-RLRSuS+-+-ufRfRC1RC2+-uORe1+-udui+-RLiA=0RfRC2+-uORLRe1RSuS+-Re1+-udui+-Rf分離出來的基本放大電路

RSuS+-Re1ui+-RfRfRC2+-uORLRe1RC1②將輸入端開路，畫出輸出回路2、將基本放大器分離出來；第29頁,共40頁，星期六，2024年，5月分離出來的基本放大電路RSuS+-Re1ui+-RfRfRC2+-uORLRe1RC13、求出基本放大電路的開環(huán)參數(shù)RSuS+-Re1ui+-RfRfRC2+-uORLRe1RC1rbe1ib1

1ib1b1e1c1rbe2b2e2c2

2ib2ib2uO1+-第30頁,共40頁，星期六，2024年，5月4、計算反饋系數(shù):RSuS+-+-ufRfRC1RC2+-uORe1+-udui+-RLii反饋系數(shù)在原圖上求。5、計算閉環(huán)參數(shù):串聯(lián)負反饋使輸入電阻增大；電壓負反饋使輸出電阻減小。AuSO——負載開路時的計及信號源內(nèi)阻的開環(huán)增益。0電壓串聯(lián)負反饋第31頁,共40頁，星期六，2024年，5月【例6-3】放大電路如圖所示，計算其閉環(huán)增益、輸入電阻Rif和輸出電阻ROf

。RSuS+-C1ECRf+RLC2RC-uO電壓并聯(lián)負反饋：1、將輸出端短路，畫出輸入回路2、將輸入端短路，畫出輸出回路RSuS+-RfRSuS+-C1ECRf+RLC2RC-uO+-uORLRCRf+-uORLRCRfRSuS+-Rf分離出來的基本放大電路第32頁,共40頁，星期六，2024年，5月分離出來的基本放大電路+-uORLRCRfRSuS+-Rf3、畫出基本放大電路的微變等效電路。+-uORLRCRfRSiS+-Rfrbe

ibibiS4、計算開環(huán)參數(shù)RiROii源跨阻增益第33頁,共40頁，星期六，2024年，5月5、計算反饋系數(shù)RSuS+-C1ECRf+RLC2RC-uOif電壓并聯(lián)負反饋：第34頁,共40頁，星期六，2024年，5月6、計算閉環(huán)參數(shù)不計及信號源內(nèi)阻的開環(huán)增益。負載開路計及信號源內(nèi)阻的開環(huán)增益。并聯(lián)負反饋