电工学第3章课件.ppt

1、3 反馈及负反馈放大电路反馈及负反馈放大电路3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念3.2 负反馈对放大电路性能的影响及负反负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入馈的正确引入3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算3.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡3 反馈及负反馈放大电路反馈及负反馈放大电路一、基本内容：一、基本内容：1.1.反馈的概念与反馈的判断；反馈的概念与反馈的判断；2.2.负反馈放大电路的组态；负反馈放大电路的组态；3.3.负反馈放大电路放大倍数的计算；负反馈放大电路放大倍数的计算；4.4.负反馈对放大电路性能的影响；负反馈对放大电路性能的影响；

2、5.5.负反馈放大电路引起正反馈问题的分析。负反馈放大电路引起正反馈问题的分析。3 反馈及负反馈放大电路反馈及负反馈放大电路1.通过学习，学生应掌握反馈的基本概念、通过学习，学生应掌握反馈的基本概念、反馈的作用以及电路中反馈类型的判断；反馈的作用以及电路中反馈类型的判断；2.理解放大电路中引入不同组态负反馈后理解放大电路中引入不同组态负反馈后,对对放大电路的影响；掌握深度负反馈下放大放大电路的影响；掌握深度负反馈下放大倍数的估算方法；倍数的估算方法；3.理解产生自激振荡的原因、条件及消除方法。理解产生自激振荡的原因、条件及消除方法。二、教学要求：二、教学要求：3.1 反馈的基本概念反馈的基本概

3、念返回主目录3.1.1 反馈的概念反馈的概念1.反馈反馈放大电路中的反馈，就是将放大电路的输出放大电路中的反馈，就是将放大电路的输出量量(电压或电流电压或电流)的全部或者一部分，通过一的全部或者一部分，通过一定的电路（网路）送回输入回路，与输入量定的电路（网路）送回输入回路，与输入量(电压或电流电压或电流)进行比较，通过影响放大电路进行比较，通过影响放大电路输入量从而影响放大电路的输出量，使放大输入量从而影响放大电路的输出量，使放大电路的性能得到改善的措施称为反馈。电路的性能得到改善的措施称为反馈。按照反馈放大电路各部分按照反馈放大电路各部分电路的主要功能可将其分电路的主要功能可将其分为基本放

4、大电路和反馈网为基本放大电路和反馈网络两部分，如右图所示。络两部分，如右图所示。3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念前者主要功能是放大信号，后者主要功能是传前者主要功能是放大信号，后者主要功能是传输反馈信号。基本放大电路的输入信号称为净输反馈信号。基本放大电路的输入信号称为净输入量，它不但取决于输入信号输入量，它不但取决于输入信号(输入量输入量)，还，还与反馈信号与反馈信号(反馈量反馈量)有关。有关。返回主目录举例：举例：3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeICUB一一定定输入量：输入量：ui、ube、ib输出量：输出量：uo、

5、uce、ic正向传输：正向传输：信号从输入端到输出端的传输信号从输入端到输出端的传输TUBEICICUEIB反馈：反馈：将电子系统输出回路的电量（电压或电将电子系统输出回路的电量（电压或电流），以一定的方式送回到输入回路的过程。流），以一定的方式送回到输入回路的过程。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念3.1.2 反馈的分类及其判反馈的分类及其判断断1.直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈直流反馈：如果反馈量只直流反馈：如果反馈量只含有直流量，则称直流反含有直流量，则称直流反馈。馈。交流反馈：如果反馈量只交流反馈：如果反馈量只含有交流量，则称交流反含有交流量，则称交流反馈。馈。+CT

6、Rb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeICic交流反馈交流反馈直流反馈直流反馈返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念注意注意:1.有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。均起作用。2.若在反馈网络中若在反馈网络中串接隔直电容串接隔直电容，则可以隔断，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。直流，此时反馈只对交流起作用。3.在起反馈作用的电阻两端在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容并联旁路电容，可，可以使其只对直流起作用。以使其只对直流起作用。

7、返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念例例3.1.1：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。馈还是直流反馈。uu+1A+RfRoiC22R1C交、直流反馈交、直流反馈交流反馈交流反馈 注意电容注意电容的的“隔直通隔直通交交”作用！作用！返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念2.正反馈和负反馈正反馈和负反馈负反馈：负反馈：输入量不变输入量不变时，引入反馈后使净时，引入反馈后使净输入量减小，放大倍输入量减小，放大倍数减小。数减小。+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-正反馈：正反馈：输入量

8、不变时，输入量不变时，引入反馈后使净输入量引入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加。增加，放大倍数增加。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念beLurRA上图中基本放大器，无反馈，净输入量上图中基本放大器，无反馈，净输入量ube=ui，电压放大倍数为：电压放大倍数为：引入反馈后，净输入量引入反馈后，净输入量ube=ui-uf，电压放大倍数，电压放大倍数为：为：ebeLu)(1RrRA可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负反馈。反馈。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念正反馈与负反馈的判别方法正反馈与负反馈的判别方法:瞬时极性法瞬时

9、极性法假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，若经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。负反馈。反之为正反馈。判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系。号的比较关系。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念3.电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈电压反馈：电压反馈：反馈信号取自输反馈信号取自输出电压。负反馈稳定输出电出电压。负反馈稳定输出电压。压。AFRLuo

10、电压电压反馈反馈电流反馈电流反馈 ：反馈信号取自输反馈信号取自输出电流。负反馈稳定输出电出电流。负反馈稳定输出电流。流。电流电流反馈反馈iouoFARLio判别法：判别法：使使 uo=0(RL 短路短路)，若若反馈消失为电压反馈。反馈消失为电压反馈。判别法：判别法：使使 i io o =0(=0(R RL L 开路开路)，若反馈消失为电流反馈。若反馈消失为电流反馈。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念4.串联反馈和并联反串联反馈和并联反馈馈串联反馈：串联反馈：反馈信号与输入反馈信号与输入信号以电压相比较的形式在信号以电压相比较的形式在输入端出现。输入端出现。RSAFuiuidufus

11、并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信反馈信号与输入信号以电流相比较的形式在输入号以电流相比较的形式在输入端出现。端出现。AFiiifisiidRSuid ui ufiid ii if特点：特点：反馈信号和输入信号在不同反馈信号和输入信号在不同节点引入。节点引入。特点：特点：反馈信号和输入信号在同一反馈信号和输入信号在同一节点引入。节点引入。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念+C1+ui ReRb+VCCC2RL+uo+uid +uf例例3.1.2：RL uo uf uid uo 稳定了输出电压，为电压反馈。反馈信号和输入稳定了输出电压，为电压反馈。反馈信号和输入信号在不同节点引入，

12、为串联反馈。信号在不同节点引入，为串联反馈。返回主目录5.反馈的四种类型反馈的四种类型AFuiuidufusRSRLuoAFuiuidufusRSiouoRLio返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念电压串联负反馈电压串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念FAiiifisiidRSRLuo电压并联负反馈电压并联负反馈FAiiifisiidRSiouoRLio电流并联负反馈电流并联负反馈3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念例例3.1.3：电压串联电压串联负负反馈反馈 AFuo 经经 Rf 与与 R1 分压反馈到输入回路，故有反馈。分压反馈到输

13、入回路，故有反馈。反馈使净输入电压反馈使净输入电压 uid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。RL=0，无反馈，故为电压反馈。无反馈，故为电压反馈。uf =uoR1/(R1+Rf)也说明是电压反馈。也说明是电压反馈。uid=ui uf 故故为串联反馈。为串联反馈。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念例例3.1.4：电流串联负反馈电流串联负反馈 AFRf 为为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。反馈使净输入电压反馈使净输入电压 uid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。RL=0，反馈存在，故为电流反馈。反馈存在，故为电流反馈。uf =ioRf，也

14、说明是电流反馈。也说明是电流反馈。uid=ui uf 故故为串联反馈。为串联反馈。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念例例3.1.5：电压并联电压并联负负反馈反馈 AFRf 为为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。反馈使净输入电流反馈使净输入电流 i iidid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。RL=0，无反馈，故为电压反馈。无反馈，故为电压反馈。iid =ii if，故为并联反馈。故为并联反馈。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念例例3.1.6：电流并联电流并联负负反馈反馈 AFRf 介于输入回路和输出回路，故有反馈。介于输入回

15、路和输出回路，故有反馈。反馈使净输入电流反馈使净输入电流 iid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。RL=0，反馈存在，故为电流反馈。反馈存在，故为电流反馈。iid=ii if，故为并联反馈。故为并联反馈。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念电流串联负反馈电流串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈例例3.1.7：返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念例例3.1.8：RE：引入本级电流串联引入本级电流串联负反馈；负反馈；引入级间电流并联负引入级间电流并联负反馈。反馈。规规 律：律：（1）反馈信号反馈信号与输入信号与输入信号在不同节点为串联在不同节点为串联反馈，在反馈，在同一个节点

16、为并联反馈。同一个节点为并联反馈。（2）反馈取自输出端或输出分压端为电压反馈取自输出端或输出分压端为电压反馈，反馈取自非输出端为电流反馈。反馈，反馈取自非输出端为电流反馈。返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念3.1.3 负反馈放大电路的基本关系负反馈放大电路的基本关系式式1.反馈放大电路的框图表示法反馈放大电路的框图表示法返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念2.各变量之间的基本关系式各变量之间的基本关系式开环放大倍数：开环放大倍数：idoXXA反馈网络的反馈系数：反馈网络的反馈系数：ofXXF闭环放大倍数：闭环放大倍数：由上述两式可得：由上述两式可得：idfofidoXXX

17、XXXFA基本放大电路的净输入信号：基本放大电路的净输入信号：fiidXXXFAAXXA1iof反馈深度：反馈深度：)1(FA返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念FA1fAA它反映了反馈对放大电路影响的程度它反映了反馈对放大电路影响的程度可分为下列三种情况：可分为下列三种情况：(1)当当11FA时，时，AAf ，相当正反馈；，相当正反馈；(2)当当01FA时，时，fA ，相当于输入为零时仍，相当于输入为零时仍(3)当当11FA时，时，AAf ，相当负反馈。，相当负反馈。返回主目录有输出，故称为有输出，故称为“自激状态自激状态”；3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念环路增益环路增益FA

18、是指放大电路和反馈网络所形成环是指放大电路和反馈网络所形成环路的增益，当路的增益，当1FA 时，称为深度负反馈，与时，称为深度负反馈，与11FA 相当，于是闭环放大倍数如下：相当，于是闭环放大倍数如下：FFAAFAAA11f返回主目录3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念也就是说在深度负反馈条件下，闭环放大倍数也就是说在深度负反馈条件下，闭环放大倍数近似等于反馈系数的倒数，与有源器件的参数近似等于反馈系数的倒数，与有源器件的参数基本无关。一般反馈网络是无源元件构成的，基本无关。一般反馈网络是无源元件构成的，其稳定性优于有源器件，因此深度负反馈时的其稳定性优于有源器件，因此深度负反馈时的放大倍数比

19、较稳定。放大倍数比较稳定。返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入3.2.1 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响在放大电路中引入负反馈，虽然会导致闭环增在放大电路中引入负反馈，虽然会导致闭环增益的下降，但能使放大电路的许多性能得到改益的下降，但能使放大电路的许多性能得到改善。例如，可以提高增益的稳定性，扩展通频善。例如，可以提高增益的稳定性，扩展通频带，减小非线性失真，改变输入电阻和输出电带，减小非线性失真，改变输入电阻和输出电阻等。下面将分别加以讨论。阻等。下面将分别加以讨论。返回主目录3.2 负反馈对放大电

20、路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入1.提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性（1）定性分析）定性分析（2）定量分析）定量分析为了从数量上表示增益的稳定程度，常用有、为了从数量上表示增益的稳定程度，常用有、无反馈时增益的相对变化量之比来衡量。无反馈时增益的相对变化量之比来衡量。用用 和和 分别表示开环和闭环增益的相对分别表示开环和闭环增益的相对变化量，用正实数变化量，用正实数A和和F分别表示分别表示A和和F的模，的模，则闭环增益的表达式为则闭环增益的表达式为AAdffdAAAFAA1f返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反

21、馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入对上式求微分得：对上式求微分得：22f)1(1)1(11ddAFAFAFAFAA2f)1(ddAFAA相对变量式为：相对变量式为：AFAAAA11ddff返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入上式说明，一个放大电路加入负反馈后的闭环上式说明，一个放大电路加入负反馈后的闭环不稳定性为其开环不稳定性的。也就是说，放不稳定性为其开环不稳定性的。也就是说，放大电路的闭环放大倍数的稳定度比其开环时提大电路的闭环放大倍数的稳定度比其开环时提高了高了(1+(1+AFAF)倍，反馈深度越深，闭环的稳定度倍，

22、反馈深度越深，闭环的稳定度就越高，增益的变动减小。就越高，增益的变动减小。返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入2.减小非线性失真减小非线性失真由于半导体元件的非线性特性使放大电路的输出由于半导体元件的非线性特性使放大电路的输出和输入无法达到线性关系。从而产生非线性失真。和输入无法达到线性关系。从而产生非线性失真。在引入深度负反馈电路后，电路的放大倍数几乎在引入深度负反馈电路后，电路的放大倍数几乎只与反馈元件有关而与基本放大电路无关。而反只与反馈元件有关而与基本放大电路无关。而反馈元件一般为无源的馈元件一般为无源的R R、C

23、C元件，具有良好的线性元件，具有良好的线性特征，能真实反馈输出量的变化。在输入信号不特征，能真实反馈输出量的变化。在输入信号不变时，使放大电路的净输入与输出信号变化趋势变时，使放大电路的净输入与输出信号变化趋势相反，从而有效抑制放大电路自身的非线性失真。相反，从而有效抑制放大电路自身的非线性失真。返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入Aouiuo加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后ufuiudAoF+改善改善uouo波形改善以降低波形改善以降低闭环增益为代价闭环增益为代价返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的

24、影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入3.抑制内部噪声和干扰抑制内部噪声和干扰利用负反馈减小内部干扰和噪声，其原理及物利用负反馈减小内部干扰和噪声，其原理及物理过程与减小非线性失真一样，效果也是闭环理过程与减小非线性失真一样，效果也是闭环噪声输出减小到开环噪声输出的噪声输出减小到开环噪声输出的 。FA11说明：说明：（1）噪声对有用信号的干扰，并不取决于噪声噪声对有用信号的干扰，并不取决于噪声的绝对大小，而是由信噪比来决定。的绝对大小，而是由信噪比来决定。噪声电平信号电平信噪比返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入用分

25、贝表示为：用分贝表示为：（2）负反馈只能消弱放大器内部产生的噪声与）负反馈只能消弱放大器内部产生的噪声与干扰，对外部混入的干扰和噪声则不起作用。干扰，对外部混入的干扰和噪声则不起作用。噪声电平信号电平噪声功率信号功率或UUNPPNlg20lg10（3）负反馈将噪声缩小）负反馈将噪声缩小 ，放大器的放大倍，放大器的放大倍数也减小数也减小 ，故不能提高信噪比，只有用改进，故不能提高信噪比，只有用改进电路或加大有用信号的输入来提高信噪比。电路或加大有用信号的输入来提高信噪比。FA11FA11返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入4.

26、对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响（1）对输入电阻的影响对输入电阻的影响1）串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈使输入电阻增加返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入开环输入电阻：开环输入电阻：iidiIUR闭环输入电阻：闭环输入电阻：ioidifidiiifIUFUIUUIUR)1(iFAR =结论：结论：串联负反馈使输入电阻增大为原来的串联负反馈使输入电阻增大为原来的 倍倍)1(FA说明：说明：深度负反馈深度负反馈 时，时，11FAiifRR理解：理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了串联负反馈相当于在输入

27、回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。一个电阻，故输入电阻增加。返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入2）并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入开环输入电阻：开环输入电阻：idiiIUR闭环输入电阻：闭环输入电阻：ididioidifidisiifIFAIUFIIUIIUIUR)1(idiFAIU=FAR1i结论：结论：并联负反馈使输入电阻减小为原来的并联负反馈使输入电阻减小为原来的 倍倍FA11理解：理解：并联

28、负反馈相当于在输入回路中并联了并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，故输入电阻减小一条支路，故输入电阻减小返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入（2）对输出电阻的影响对输出电阻的影响1 1）电压负反馈使输出电阻减小）电压负反馈使输出电阻减小返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入由图可得：由图可得：ofidUFUU在输出回路列写基尔霍夫电压等式：在输出回路列写基尔霍夫电压等式：idooooUARIUfoooUARI=ooooUFARI开环输出电阻：开环输出

29、电阻：)1()1(oofooooFARFAIUR则：则：FARRooof1结论：结论：电压负反馈使输出电阻是原来的电压负反馈使输出电阻是原来的FA11理解：理解：输出电阻越小，输出电压就越稳定输出电阻越小，输出电压就越稳定返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入2）电流负反馈使输出电阻增大电流负反馈使输出电阻增大返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入对图中输出回路，列写基尔霍夫电流式对图中输出回路，列写基尔霍夫电流式idsoUARUI图中：图中：IFUUrfid

30、代入上式得：代入上式得：IFARUIrso则：则：)1(rsoofFARIUR结论：结论：电流负反馈使输出电阻增大为原来的电流负反馈使输出电阻增大为原来的 倍倍)1(FA理解：理解：输出电阻越大，输出电流就越稳定输出电阻越大，输出电流就越稳定返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入总结：总结：负反馈对放大电路的影响都与反馈深度有关：负反馈对放大电路的影响都与反馈深度有关：反馈使基本放大器的放大倍数变为原来的反馈使基本放大器的放大倍数变为原来的 。FA11 返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电路性能的影响及负反馈的

31、正确引入的影响及负反馈的正确引入3.2.2 负反馈的正确引入负反馈的正确引入1.引入原则引入原则1）为稳定静态工作点应引入直流负反馈，欲改善）为稳定静态工作点应引入直流负反馈，欲改善交流性能时则应引入交流负反馈。交流性能时则应引入交流负反馈。2）为稳定输出电压应引入电压负反馈，欲稳定输）为稳定输出电压应引入电压负反馈，欲稳定输出电流则应引入电流负反馈。出电流则应引入电流负反馈。3）为稳定整个电路的最后输出量，应引入整体负为稳定整个电路的最后输出量，应引入整体负反馈，欲稳定某一放大级的输出量，则应引入局反馈，欲稳定某一放大级的输出量，则应引入局返回主目录3.2 负反馈对放大电路性能负反馈对放大电

32、路性能的影响及负反馈的正确引入的影响及负反馈的正确引入部负反馈。部负反馈。4）为提高放大电路的输入电阻应引入串联负反）为提高放大电路的输入电阻应引入串联负反馈，欲减小放大电路的输入电阻时应引入并联负馈，欲减小放大电路的输入电阻时应引入并联负反馈。反馈。5）为减小输出电阻应引入电压负反馈，欲提高）为减小输出电阻应引入电压负反馈，欲提高输出电阻则应引入电流负反馈。输出电阻则应引入电流负反馈。6）当信号源内阻小时，宜用串联负反馈，当信当信号源内阻小时，宜用串联负反馈，当信号源内阻大时，宜用并联负反馈。号源内阻大时，宜用并联负反馈。返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算 1

33、1 FA 11 FAFAAA 1F1.估算的依据估算的依据深度负反馈深度负反馈:方法一方法一:由由 得得FFAA1 即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数有关。数有关。返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算方法二方法二:根据根据FAAA 1FFFAA1 将将ioFXXA ofXXF 代入上式代入上式得得即：输入量近似等于反馈量即：输入量近似等于反馈量净输入量近似等于零净输入量近似等于零或或ifXX 0fid XXX 由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“虚短虚短”、“虚断虚断”的概念

34、。的概念。返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算深度负反馈条件下：深度负反馈条件下：Xd=Xi-Xf0u+=u-（运放电路）（运放电路）ue=ub（三极管电路）（三极管电路）（1）“虚短虚短”ud0（2）“虚断虚断”id0ii+=ii-=0（运放电路）（运放电路）ib=0（三极管电路）（三极管电路）“虚短虚短”与与“虚断虚断”-u-R+fu+R-u+1fAd+i+-u+fui+-TfR+u-du+A+ifRiifiii+i-i+T-i+ufRiiibif返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算例例3.3.1 分立电路电压串联负反馈分立电路电

35、压串联负反馈 解：用方法一解：用方法一 求反馈系数：求反馈系数：feeofuuRRRuuF 11e1fe1uuiouf1RRRFuuA VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re12.估算电压放大倍数估算电压放大倍数返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算例例3.3.2运放组成的电压串联负反馈运放组成的电压串联负反馈 解：用方法二解：用方法二 利用利用虚短虚短和和虚断虚断的概念得知的概念得知闭环电压增益闭环电压增益00id iu11foioUFRRRuuuuAf 11RRf 则则fOfiRRRuuu11VVV

36、+A+-R1RfuiuuRf+d-uo-返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算例例3.3.3分立电路电流并联负反馈分立电路电流并联负反馈反馈系数反馈系数:解：用方法一解：用方法一e2fe2c2fRRRii e2fe2c2fiiRRRiiF Rc1c2R+Vc2i-ROsR-ff12+uTisRRTiCCibiuLe2返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益se2e2fifsic2sousfRRRRRRRiRiuuA LL)(e2e2fiifc2iifRRRFiiA 1返回主目录3.3 负反馈放大电路的

37、分析计算负反馈放大电路的分析计算例例3.3.4运放组成的电流并联负反馈运放组成的电流并联负反馈闭环电压增益：闭环电压增益：利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知ofiRRRif 1foRiRiL 122RRRRRLf 解：用方法二解：用方法二11oiousfRiRiuuAL ui=ii R1 ii=ifu-uR+1f-ofo+LiRRRi+idAiii返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算例例3.3.5 分立电路电压并联负反馈分立电路电压并联负反馈 解：用方法一解：用方法一反馈系数反馈系数:f1RuiF ofiuffRuRuuiioof sf+uTi+VbiCCusR

38、iOiRRRL-f-+c返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益fiuiouifRFiuA 1)(ifsiosousfRRiuuuA ssioRRRiuf 返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算例例3.3.6 运放组成的并联电压负反馈运放组成的并联电压负反馈利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知u+=u-=0ii=if1f1iffioufRRRiRiuuA VCC_CIRCLEVCC_CIRCLE+A+LRRfifid1i1Ruoiu返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算例例

39、3.3.7分立元件组成的电流串联负反馈分立元件组成的电流串联负反馈 解：用方法一解：用方法一反馈系数反馈系数:eofuiRiuF +-b2TRcVi-Cb2b1+uouRCCf-RC+Lb1RuioReeofRiu 返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益ebeLc)1()/(RrRRAu euiioiufRFuiA11 eLciLcoioufRRRuRRiuuA/)/(由第二章知，该电路闭环电压增益由第二章知，该电路闭环电压增益:返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算例例3.3.8 运放组成的电流串

40、联负反馈运放组成的电流串联负反馈闭环电压增益闭环电压增益利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知:ifuuuu foioufuuuuA 11RRRiRiLoLo 解：用方法二解：用方法二VVVO+fAuR-1RL-R+oiuu-+i返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算3.估算输入输出电阻估算输入输出电阻在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下:返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算例例3.3.9电压串联负反馈电压串联负反馈RifRifRb1ROf0VV+uRRRe1-b1e2RRb1RRCc2uc1-TOf1CCC+L2+ViTb2ifRifR

41、ofR返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算例例3.3.10电压并联负反馈电压并联负反馈Rif0RifRSROf0+-RcRsLRTiius-u+OCC+VibfRififRifRRof返回主目录3.3 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算例例3.3.11 电流并联负反馈电流并联负反馈ROfRC2Rif0RifRSROf+Vic2RRiCCsLie2c2+uiTsRROic1+fT-2fu1R-bRifRRifofRofR返回主目录3.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡01FA3.4.1 负反馈放大电路的自激振荡及稳定工作条件负反馈放大

42、电路的自激振荡及稳定工作条件1.自激振荡现象自激振荡现象ui=0AuouiAuo2.自激振荡的条件自激振荡的条件负反馈变为正反馈负反馈变为正反馈;反馈信号要足够大。公式反馈信号要足够大。公式 可写成可写成1FA )12 1FAAF相相位位条条件件（幅幅度度条条件件 nAF 返回主目录3.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡3.产生自激振荡的原因产生自激振荡的原因附加相移附加相移 AF 使负反馈使负反馈 正反馈正反馈一级放大电路附加相移一级放大电路附加相移 90 ,两级两级 180 ,三级三级 270 4.自激振荡的判断方法自激振荡的判断方法自激振荡的两个条件中自激振荡的两个条件

43、中,首先看相位条件首先看相位条件,只有只有相位条件满足了相位条件满足了,绝大多数情况下绝大多数情况下,只要只要 ,放大器将产生自激。如相位条件不满足放大器将产生自激。如相位条件不满足,则肯定则肯定不自激。不自激。1FA返回主目录3.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡为分析方便，根据放大电路为分析方便，根据放大电路 的对数幅频特性的对数幅频特性和相频特性以及自激条件来判断放大电路是否和相频特性以及自激条件来判断放大电路是否产生自激振荡。产生自激振荡。(1)当当 在此频率，在此频率，时，若时，若 ，即即 ，则放大电路自激，则放大电路自激见见下图（下图（a）；若若 ，放大电路不自激

44、，放大电路不自激见见下图（下图（b）。cff oc180)(f1FAdB0lg20cFA)f(LdB0lg20cFA)f(LFA返回主目录3.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡放大电路不能自激。放大电路不能自激。(3)当当 时，放大电路自激，当时，放大电路自激，当 时，时，放大电路不自激。放大电路不自激。0cff0cff(2)当当 在此频率，在此频率，即即 时，若时，若 ，则，则 降到降到1时，相位不足时，相位不足180，而当相移达到而当相移达到180时，时，又降到小于又降到小于1，因此，因此0ff 1FAdB0lg200FA)f(Lo0180)(fFAFA返回主目录3.4

45、负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡02040606040200009018027027018090 m|0fcf0ffcf0f|(f0)|180|(f0)|180fcfcf0f0ffGm(a)不稳定(b)稳定.F0.F|20lg|AF|/dB20lg|A.20lg|AF|/dB20lg|A返回主目录3.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡3.4.2 常用消除自激的方法常用消除自激的方法简便方法：减少其反馈系数或反馈深度。简便方法：减少其反馈系数或反馈深度。缺点：由于反馈深度下降，不利于放大电路其缺点：由于反馈深度下降，不利于放大电路其他性能的改善。他性能的改善。基

46、本原理：在电路中加入基本原理：在电路中加入 C，或，或 R、C 元件进元件进行相位补偿，改变电路高频特性，从而破坏自行相位补偿，改变电路高频特性，从而破坏自激条件。激条件。返回主目录3.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡相位补偿形式相位补偿形式滞后补偿滞后补偿电容滞后电容滞后 RC 滞后滞后超前补偿：超前补偿：密勒效应补偿密勒效应补偿电容滞后补偿：补偿电容电容滞后补偿：补偿电容C并接在前级输出电阻并接在前级输出电阻和后级输入电阻都很大的节点与地之间。在中低和后级输入电阻都很大的节点与地之间。在中低频段时，由于频段时，由于C的容抗很高，其影响可忽略。但的容抗很高，其影响可忽略。

47、但在高频时，电容容抗变小，使放大倍数下降。在高频时，电容容抗变小，使放大倍数下降。合理选择电容合理选择电容C的大小，就能使附加相位移小于的大小，就能使附加相位移小于180时，破坏自激振荡的条件，消除可能存在的时，破坏自激振荡的条件，消除可能存在的返回主目录3.4 负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡高频振荡，由于接入高频振荡，由于接入C后使放大器在高频段的相后使放大器在高频段的相位滞后，所以称这种补偿为滞后补偿。在电容位滞后，所以称这种补偿为滞后补偿。在电容C支路也可以串联一个电阻支路也可以串联一个电阻R进行滞后补偿，而它进行滞后补偿，而它比单纯一个电容的补偿在高频放大倍数处于比单纯一个电容的补偿在高频放大倍数处于0dB处的频率有所提高。处的频率有所提高。简单滞后补偿简单滞后补偿高频等效电路高频等效电路返回主目录