模擬電子技術(shù) 課件 17 負反饋放大電路

模擬電子技術(shù)梁長垠教授梁長垠教授項目三集成運算放大電路的制作與測試反饋電路組成01反饋電路類型02反饋判斷方法03負反饋電路分析04一、反饋電路組成1.反饋的概念反饋放大登電路組成2.反饋放大電路的組成將放大電路輸出量(電壓或電流)的一部分或全部，通過一定的方式返回到輸入端，與輸入量相疊加，以改善放大電路性能的方法稱為反饋。在放大電路中引入反饋后，電路中增加了反饋網(wǎng)絡(luò)，使電路構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)，稱為反饋放大器。無反饋的放大電路為開環(huán)系統(tǒng)，稱為基本放大器。圖中的xi、x0和xf分別表示放大電路的輸入量、輸出量和反饋量，xid表示基本放大器實際得到的信號，稱為凈輸入信號，它等于輸入量xi與反饋量xf的疊加，即反饋電路組成01反饋電路類型02反饋判斷方法03負反饋電路分析04二、反饋電路類型1.無反饋、正反饋與負反饋若放大電路的輸出回路與輸入回路之間不存在反饋網(wǎng)絡(luò)（或反饋通路），則該放大電路中就不存在反饋。若反饋信號削弱原來的輸入信號，使凈輸入信號減小，則為負反饋；反之，若反饋信號加強原來的輸入信號，使凈輸入信號增加，則為正反饋。一般，在擔任放大任務(wù)的電路中所引入的都是負反饋。2.直流反饋、交流反饋與交直流反饋在放大電路中，一般都存在著直流分量和交流分量，如果反饋信號只含有直流成分，則稱為直流反饋；如果反饋信號只含有交流成分，則稱為交流反饋。如果反饋信號既含有直流分量，又有交流分量，則稱為交直流反饋。二、反饋電路類型3.電壓反饋與電流反饋反饋網(wǎng)絡(luò)中每一個元件兩端的電壓都隨放大器輸出端負載兩端電壓的變化而變化時，這些元件上的電壓稱為取樣電壓。反饋信號屬電壓量，稱為電壓反饋，電壓負反饋可以穩(wěn)定輸出電壓。反饋網(wǎng)絡(luò)中每一個元件上的電流都隨流過負載的輸出電流的變化而變化時，這些元件上的電流稱為取樣電流。反饋信號是元件上其中一部分的電流，則形成電流反饋，電流負反饋可以穩(wěn)定輸出電流。4.并聯(lián)反饋與串聯(lián)反饋在反饋放大器輸入端，如果信號源、基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)三者構(gòu)成串聯(lián)回路，形成的反饋為串聯(lián)反饋；在反饋放大器輸入端，如果基本放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)相對信號源構(gòu)成并聯(lián)形式，形成的反饋為并聯(lián)反饋。反饋電路組成01反饋電路類型02反饋判斷方法03負反饋電路分析04三、反饋判斷方法反饋極性的判別通常采用瞬時極性法。先假設(shè)放大電路中某點的瞬時電位升高，即瞬時極性為正，在圖中用“+”表示，然后按照信號的傳遞途徑，逐級標出有關(guān)點的瞬時電位變化。升高用“+”表示，降低用“-”表示，最后推出反饋信號的瞬時極性，若反饋信號是使凈輸入信號減弱的是負反饋，否則是正反饋。例：(a）反饋信號使凈輸入信號減少，是負反饋

(b)反饋信號使凈輸入信號增加，是正反饋（a）負反饋（b）正反饋1.反饋極性的判斷（正負反饋）三、反饋判斷方法直流反饋和交流反饋可以通過觀察反饋信號是直流量還是交流量來判斷，也可以通過畫出反饋電路的直流通道和交流通道來判斷。例：圖(a）中，RF組成的反饋通路既同直流又通交流，屬于交直流反饋

圖(b)中，RF、CF組成的反饋通路只通交流，屬于交流反饋（a）直流反饋（b）交直流反饋2.直流反饋與交流反饋的判斷三、反饋判斷方法3.電壓反饋與電流反饋的判斷在反饋放大電路中，若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路、負載RL并聯(lián)連接，如圖(a)所示，反饋信號取樣于輸出電壓，為電壓反饋；若反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路、負載RL串聯(lián)連接，如圖(b)所示，反饋信號取樣于輸出電流，為電流反饋。電壓、電流反饋的判斷中通常采用輸出短路法，或者根據(jù)反饋取樣的對象來判斷。具體判斷方法是假設(shè)負反饋放大電路的輸出電壓為零(即令u0=0),若此時反饋量也隨之為零，則說明引入了電壓負反饋；若反饋量依然存在，則說明電路中引入了電流負反饋。（a）電壓反饋

（b）電流反饋三、反饋判斷方法4.串聯(lián)反饋與并聯(lián)反饋的判斷當反饋網(wǎng)絡(luò)將反饋的信號回饋到輸入端時，輸入端的連接方法有并聯(lián)和串聯(lián)兩種，從而形成了并聯(lián)反饋和串聯(lián)反饋。在并聯(lián)反饋中，反饋信號和輸入信號是在輸入端以電流方式疊加的。而在串聯(lián)反饋中，反饋信號和輸入信號是在輸入端以電壓方式疊加的。判斷是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋，可以根據(jù)反饋信號與輸入信號在輸入端引入的節(jié)點不同來判斷。如果反饋信號與輸入信號是在輸入端(三極管的基極和發(fā)射極可以看作放大電路的兩個輸端)同一個節(jié)點引入，反饋信號與輸入信號為電流相加減，則為并聯(lián)反饋，如圖（a）所示；如果它們不在同一個節(jié)點引入時，則為串聯(lián)反饋，如圖（b）所示。（a）并聯(lián)反饋

（b）串聯(lián)反饋反饋電路組成01反饋電路類型02反饋判斷方法03負反饋電路分析04四、負反饋電路分析1.負反饋對放大器性能的影響（1）提高增益的穩(wěn)定性

穩(wěn)定性提高到A的(1+AF)倍，滿足深度負反饋時，Af≈1/F，只由反饋網(wǎng)絡(luò)決定（2）減小非線性失真（3）擴展通頻帶（4）改變輸入電阻和輸出電阻①電壓串聯(lián)負反饋的輸入電阻大、輸出電阻??；②電流串聯(lián)負反饋的輸入電阻大、輸出電阻大；③電壓并聯(lián)負反饋的輸入電阻小、輸出電阻??；

④電流并聯(lián)負反饋的輸入電阻小、輸出電阻大。BWf=(1+AF)BW

加反饋后非線性失真減小為無反饋時的1／(1+AF)。

必須指出，負反饋只能減小放大電路內(nèi)部引起的非線性失真，對于信號本身

固有的失真則無能為力。此外，負反饋只能減小而不能消除非線性失真。四、負反饋電路分析2.負反饋電路的四種組態(tài)四、負反饋電路分析3.負反饋電路分析（1）電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)交直流負反饋（射極跟隨器）電壓串聯(lián)交直流負反饋

（兩級直耦放大器）電壓串聯(lián)交直流負反饋

（同相比例放大器）四、負反饋電路分析3.負反饋電路分析（2）電流串聯(lián)負反饋

電流串聯(lián)交直流負反饋（分壓偏置共射極放大器）電流串聯(lián)交直流負反饋凈輸入信號使輸入信號減小，屬于負反饋；反饋信號與輸入信號是在輸入端以電壓方式疊加的，屬于串聯(lián)反饋；同時由于反饋電壓正比于輸出電流（uF=i0?R1

），屬于電流反饋。因此該電路屬于電流串聯(lián)交直流負反饋。在輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路相串聯(lián)，故為串聯(lián)反饋；在輸出端，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路、負載電阻RL相串聯(lián)，反饋取樣于輸出電流i0，假定輸出電壓被短路時，交流反饋電阻Re仍然傳遞反饋信號，所以為電流反饋。四、負反饋電路分析3.負反饋電路分析（3）電流并聯(lián)負反饋

電流并聯(lián)交直流負反饋電流并聯(lián)交直流負反饋在輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大器并聯(lián)，屬于并聯(lián)反饋；在輸出端，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路、負載電阻是串聯(lián)連接，反饋信號iF取樣與輸出電流i0，是電流反饋；由于反饋電流以分流的方式使流入集成運放的凈輸入電流減少（iid=iI-iF），所以，該電路是電流并聯(lián)交直流負反饋。如果將輸出端對地短路可以看出，反饋量（反饋電流iF）依然存在，屬于電流反饋。由于反饋信號和輸入信號是在輸入端以電流方式疊加的,是并聯(lián)反饋；同時看出，凈輸入電流信號使輸入電流信號減?。╥id=iI-iF），屬于負反饋。因此，該電路屬于電流并聯(lián)交直流負反饋。四、負反饋電路分析3.負反饋電路分析（4）電壓并聯(lián)負反饋

電壓并聯(lián)交流負反饋電壓并聯(lián)交直流負反饋在輸入端，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路相并聯(lián)，故為并聯(lián)反饋；在輸出端，反饋網(wǎng)絡(luò)與基本放大電路、負載電阻RL相并聯(lián)，反饋信號if取樣于輸出電壓u0，故為電壓反饋；uF的瞬時負與uid的“+”端相