模塊五 反饋放大電路

知識(shí)點(diǎn)一

反饋的基本概念知識(shí)點(diǎn)二

反饋的類型及其判定方法模塊五反饋放大電路知識(shí)點(diǎn)三

負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響知識(shí)點(diǎn)四

深度負(fù)反饋放大電路的估算知識(shí)點(diǎn)一

反饋的基本概念（一）

反饋的概念1．什么是反饋2．反饋電路的一般框圖圖5.1中Xi、Xid、Xf、Xo分別表示放大電路的輸入信號(hào)、凈輸入信號(hào)、反饋信號(hào)和輸出信號(hào)，它們可以是電壓量，也可以是電流量。圖5.1反饋放大電路的一般方框圖3．反饋元件

在反饋電路中既與基本放大電路輸入回路相連又與輸出回路相連的元件，以及與反饋支路相連且對(duì)反饋信號(hào)的大小產(chǎn)生影響的元件，均稱為反饋元件。（二）

反饋放大電路的一般表達(dá)式1．閉環(huán)放大倍數(shù)Af定義：基本放大電路的放大倍數(shù)

（5-1）

反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)

（5-2）

反饋放大電路的放大倍數(shù)

（5-3）

基本放大電路的凈輸入信號(hào)

（5-4）根據(jù)

可得閉環(huán)放大電路增益的一般表達(dá)式：

（5-5）2．反饋深度（1+AF）①定義（1＋AF）為閉環(huán)放大電路的反饋深度。②若（1＋AF）＞1，則有Af＜A，這時(shí)稱放大電路引入的反饋為負(fù)反饋。③若（1＋AF）＜1，則有Af＞A，這時(shí)稱放大電路引入的反饋為正反饋。④若（1＋AF）=0，則有Af=∞，這時(shí)稱反饋放大電路出現(xiàn)自激振蕩。⑤若（1＋AF）>>

1，則有，這時(shí)稱放大電路引入深度負(fù)反饋。知識(shí)點(diǎn)二

反饋的類型及其判定方法（一）

正反饋和負(fù)反饋按照反饋信號(hào)極性的不同進(jìn)行分類，反饋可以分為正反饋和負(fù)反饋。1．定義（1）正反饋：引入的反饋信號(hào)Xf增強(qiáng)了外加輸入信號(hào)的作用，使放大電路的凈輸入信號(hào)增加，導(dǎo)致放大電路的放大倍數(shù)增大的反饋。（2）負(fù)反饋：引入的反饋信號(hào)Xf削弱了外加輸入信號(hào)的作用，使放大電路的凈輸入信號(hào)減小，導(dǎo)致放大電路的放大倍數(shù)減小的反饋。2．正、負(fù)反饋的判定方法

常用電壓瞬時(shí)極性法。①先假定放大電路的輸入信號(hào)電壓處于某一瞬時(shí)極性。②按照信號(hào)單向傳輸?shù)姆较颍ㄒ妶D5.1），同時(shí)根據(jù)各級(jí)放大電路輸出電壓與輸入電壓的相位關(guān)系，確定電路中相關(guān)各點(diǎn)電壓的瞬時(shí)極性。③根據(jù)反送到輸入端的反饋電壓信號(hào)的瞬時(shí)極性，確定是增強(qiáng)還是削弱了原來(lái)輸入信號(hào)的作用。如果是增強(qiáng)，則引入的為正反饋；反之，則為負(fù)反饋。圖5.2反饋極性的判定例題5-1：圖5.3所示分別為運(yùn)算放大器和三極管構(gòu)成的反饋放大電路，判定電路中反饋的極性。圖5.3反饋極性的判定（二）

交流反饋和直流反饋

根據(jù)反饋信號(hào)的性質(zhì)進(jìn)行分類，反饋可以分為交流反饋和直流反饋。1．定義①直流反饋：反饋信號(hào)中只包含直流成份。②交流反饋：反饋信號(hào)中只包含交流成份。2．判定方法

交流反饋和直流反饋的判定，可以通過(guò)畫反饋放大電路的交、直流通路來(lái)完成。在直流通路中，如果反饋回路存在，即為直流反饋；在交流通路中，如果反饋回路存在，即為交流反饋；如果在直流通路、交流通路中，反饋回路都存在，即為交、直流反饋。例題5-2：如圖5.4所示的反饋放大電路，判定電路中的反饋是直流反饋還是交流反饋。圖5.4交、直流反饋的判定（三）

電壓反饋和電流反饋

根據(jù)反饋信號(hào)在放大電路輸出端的采樣方式不同進(jìn)行分類，交流反饋可以分為電壓反饋和電流反饋。1．定義①電壓反饋：反饋信號(hào)從輸出電壓uo采樣。②電流反饋：反饋信號(hào)從輸出電流io采樣。2．判定方法①根據(jù)定義判定。②一般電壓反饋的采樣點(diǎn)與輸出電壓在相同端點(diǎn)；電流反饋的采樣點(diǎn)與輸出電壓在不同端點(diǎn)。（四）

串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋

根據(jù)反饋信號(hào)Xf和輸入信號(hào)Xi在輸入端的連接方式不同進(jìn)行分類，交流反饋可以分為串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋。1．定義①串聯(lián)反饋：反饋信號(hào)Xf與輸入信號(hào)Xi在輸入回路中以電壓的形式相加減，即在輸入回路中彼此串聯(lián)。②并聯(lián)反饋：反饋信號(hào)Xf與輸入信號(hào)Xi在輸入回路中以電流的形式相加減，即在輸入回路中彼此并聯(lián)。2．判定方法

如果輸入信號(hào)Xi與反饋信號(hào)Xf在輸入回路的不同端點(diǎn)，則為串聯(lián)反饋；若輸入信號(hào)Xi與反饋信號(hào)Xf在輸入回路的相同端點(diǎn)，則為并聯(lián)反饋。例題5-3：如圖5.5所示的反饋放大電路，確定電路中的反饋是電壓反饋還是電流反饋，是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。圖5.5電壓、電流反饋和串聯(lián)、并聯(lián)反饋的判定（五）

交流負(fù)反饋放大電路的4種組態(tài)

負(fù)反饋電路的四種組態(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)反饋和電流并聯(lián)負(fù)反饋。1．電壓串聯(lián)負(fù)反饋uo↑→uf↑→uid↓→uo↓圖5.6電壓串聯(lián)負(fù)反饋

放大電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，通過(guò)自身閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，可使輸出電壓趨于穩(wěn)定。電壓串聯(lián)負(fù)反饋的特點(diǎn)是輸出電壓穩(wěn)定，輸出電阻減小，輸入電阻增大，具有很強(qiáng)的帶負(fù)載能力。2．電壓并聯(lián)負(fù)反饋

反饋電流圖5.7電壓并聯(lián)負(fù)反饋

電壓并聯(lián)負(fù)反饋的特點(diǎn)為輸出電壓穩(wěn)定，輸出電阻減小，輸入電阻減小。3．電流串聯(lián)負(fù)反饋uf=ioR1 io↑→uf↑→uid↓→io↓

電流串聯(lián)負(fù)反饋的特點(diǎn)為輸出電流穩(wěn)定，輸出電阻增大，輸入電阻增大。圖5.8電流串聯(lián)負(fù)反饋4．電流并聯(lián)負(fù)反饋反饋電流

電流并聯(lián)負(fù)反饋的特點(diǎn)為輸出電流穩(wěn)定，輸出電阻增大，輸入電阻減小。

圖5.9電流并聯(lián)負(fù)反饋知識(shí)點(diǎn)三

負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響（一）負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響1．提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性（5-6）

閉環(huán)放大電路增益的相對(duì)變化量是開環(huán)放大電路增益相對(duì)變化量的（1+AF）分之一，即負(fù)反饋電路的反饋越深，放大電路的增益也就越穩(wěn)定。例題5-4：已知某開環(huán)放大電路的放大倍數(shù)A=1000，由于某種原因，其變化率為。若電路引入負(fù)反饋，反饋系數(shù)為F=0.009，這時(shí)電路放大倍數(shù)的變化率為多少？解：根據(jù)式（4-6）可得

可見放大倍數(shù)的變化率由原來(lái)的10%降低到1%。引入負(fù)反饋后，電路的穩(wěn)定性明顯提高。2．減小環(huán)路內(nèi)的非線性失真

注意，引入負(fù)反饋減小的是環(huán)路內(nèi)的失真。如果輸入信號(hào)本身有失真，此時(shí)引入負(fù)反饋的作用不大。3．抑制環(huán)路內(nèi)的噪聲和干擾4．?dāng)U展頻帶引入負(fù)反饋后，可有效地?cái)U(kuò)展放大電路的通頻帶。圖5.10引入負(fù)反饋減小失真

圖5.11負(fù)反饋擴(kuò)展頻帶

一般有關(guān)系式：BWf≈(1+AF)BW。其中BWf為引入負(fù)反饋后的通頻帶寬，BW為無(wú)負(fù)反饋時(shí)的帶寬。5．改變輸入和輸出電阻（1）負(fù)反饋對(duì)放大電路輸入電阻的影響串聯(lián)負(fù)反饋使放大電路的輸入電阻增大，而并聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻減小。（2）負(fù)反饋對(duì)放大電路輸出電阻的影響

電壓負(fù)反饋使放大電路的輸出電阻減小，而電流負(fù)反饋使輸出電阻增大。（二）

放大電路引入負(fù)反饋的一般原則

放大電路引入負(fù)反饋的一般原則如下。①要穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)Q，應(yīng)該引入直流負(fù)反饋。②要改善放大電路的動(dòng)態(tài)性能（如增益的穩(wěn)定性、穩(wěn)定輸出量、減小失真、擴(kuò)展頻帶等），應(yīng)該引入交流負(fù)反饋。③要穩(wěn)定輸出電壓，減小輸出電阻，提高電路的帶負(fù)載能力，應(yīng)該引入電壓負(fù)反饋。④要穩(wěn)定輸出電流，增大輸出電阻，應(yīng)該引入電流負(fù)反饋。⑤要提高電路的輸入電阻，減小電路向信號(hào)源索取的電流，應(yīng)該引入串聯(lián)負(fù)反饋。⑥要減小電路的輸入電阻，要引入并聯(lián)負(fù)反饋。例題5-5：如圖5.12所示放大電路，試根據(jù)要求正確引入負(fù)反饋。圖5.12正確引入負(fù)反饋①如果要穩(wěn)定各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，如何引反饋？②如果要提高電路的輸入電阻，如何引反饋？引入的反饋為何種類型？③若要穩(wěn)定輸出電壓，減小輸出電阻，應(yīng)該如何引入反饋？引入的反饋為何種組態(tài)？④如果要穩(wěn)定輸出電流，如何引入反饋？解：①要穩(wěn)定各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)，應(yīng)該引入級(jí)間直流負(fù)反饋。②要提高輸入電阻，應(yīng)該引入串聯(lián)負(fù)反饋。③根據(jù)要求應(yīng)該引入電壓負(fù)反饋。④要穩(wěn)定電流應(yīng)該引入電流負(fù)反饋。知識(shí)點(diǎn)四

深度負(fù)反饋放大電路的估算（一）

深度負(fù)反饋放大電路的特點(diǎn)（5-9）

深度負(fù)反饋放大電路具有如下特點(diǎn)。①閉環(huán)放大倍數(shù)Af只取決于反饋系數(shù)F，和基本放大電路的放大倍數(shù)A無(wú)關(guān)。②反饋量Xf近似等于輸入量Xi，即Xi≈Xf。③深度負(fù)反饋條件下，反饋環(huán)路內(nèi)的參數(shù)可以認(rèn)為理想。（二）

深度負(fù)反饋放大電路的估算1．估算深度負(fù)反饋放大電路電壓增益的步驟（1）確定放大電路中反饋的組態(tài)如果是串聯(lián)負(fù)反饋，

ui≈uf，串聯(lián)負(fù)反饋的表現(xiàn)形式如圖5.14所示。圖5.14深度串聯(lián)負(fù)反饋ui≈uf

如果是并聯(lián)負(fù)反饋，

ii≈if≈，并聯(lián)負(fù)反饋的表現(xiàn)形式如圖5.15所示。圖5.15深度并聯(lián)負(fù)反饋ii≈if

（2）求反饋系數(shù)；閉環(huán)增益Af：。（3）估算閉環(huán)電壓增益根據(jù)電路列出輸出電壓uo和輸入電壓ui的表達(dá)式，從而計(jì)算電壓增益。2．計(jì)算舉例例題5-6：如圖5.16所示的反饋放大電路，估算電路的電壓增益。解：根據(jù)反饋類型的分析方法分析可知，電路引入的為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。因此有ui≈uf。圖5.16電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路的估算

從電路中可得：

反饋系數(shù)F為

閉環(huán)電壓增益Auf為例題5-7：如圖5.17所示的反饋放大電路，估算電路的電壓增益，并定性說(shuō)明此反饋的引入對(duì)電路輸入電阻和輸出電阻的影響。圖5.17電壓并聯(lián)負(fù)反饋電路的估算解：分析可知電路引入的為電壓并聯(lián)負(fù)反饋，所以有ii≈if。深度并聯(lián)負(fù)反饋，反饋環(huán)內(nèi)的輸入電阻近似為零，因此三極管的基極電壓ub≈0。

所以，由圖可得：

電壓增益Auf為：

深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋的電壓增益與負(fù)載RL、管參數(shù)β、rbe等均無(wú)關(guān)。電壓并聯(lián)負(fù)反饋的引入使電路的輸入電阻減小，輸出電阻也減小。例題5-8：如圖5.18所示的反饋放大電路，估算電路的電壓增益。解：分析可知電路引入的反饋為電流串聯(lián)負(fù)反饋，因此有ui≈uf。圖5.18電流串聯(lián)負(fù)反饋電路的估算

從電路中可得：

電路的電壓增益Auf