模电课件第七章反馈放大电路解读.ppt

1、基本要求基本要求:1 1 理解反馈的基本概念，理解反馈的基本概念，4 4种反馈组态及其特点种反馈组态及其特点2 2 掌握反馈形式、类型的判断及负反馈对放大电路性能的影响掌握反馈形式、类型的判断及负反馈对放大电路性能的影响3 3 掌握深度负反馈条件下，负反馈放大电路增益的近似计算掌握深度负反馈条件下，负反馈放大电路增益的近似计算4 4 理解负反馈放大电路的稳定工作条件并能应用判断理解负反馈放大电路的稳定工作条件并能应用判断7.1反馈的基本概反馈的基本概1.反馈定义反馈定义vIvO+-RLvIvO+-RLR2R1将电子系统输出回路的电量（电压或电流），（一部分或将电子系统输出回路的电量（电压或电流

2、），（一部分或全部）送回到输入回路的过程。其实质是全部）送回到输入回路的过程。其实质是输出影响输入输出影响输入。开环开环 无反馈通路无反馈通路闭环闭环 有反馈通路有反馈通路反馈通路反馈通路（反馈网络）（反馈网络）信号的正向传输信号的正向传输反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类 外部反馈与内部反馈外部反馈与内部反馈（1）外部反馈：）外部反馈：通过外接元件来实现通过外接元件来实现（今后学习的重点）（今后学习的重点）vIvO+-RLR2R1（2）内部反馈：）内部反馈：在器件内部产生在器件内部产生 输入输入vbe受到输出受到输出vce的影响的影响 今后将主要学习的是外部反馈今后将主要学习的是外部反

3、馈 根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。存在，来进行判别。取决于反馈通路。取决于反馈通路。如图如图vIvO-+C2C1R1R2(+)(+)(+)(+)交、直流负反馈交、直流负反馈(+)交流正反馈交流正反馈 可以通过画交流、直流通路来判断：直流通路中存在的可以通过画交流、直流通路来判断：直流通路中存在的反馈是直流反馈，交流通路中存在的反馈是交流反馈，都存反馈是直流反馈，交流通路中存在的反馈是交流反馈，都存在的是交直流反馈。在的是交直流反馈。2 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈基本判断方法：基本判断方法：反馈通路如果存在

4、隔直电容，就是交流反馈；反馈通路如果存在隔直电容，就是交流反馈；反馈通路如果存在旁路电容，就是直流反馈；反馈通路如果存在旁路电容，就是直流反馈；不存在电容，就是交直流反馈。不存在电容，就是交直流反馈。电容观察法：电容观察法：正反馈：正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。另一角度另一角度正反馈：正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。引入反馈后，使净输入量变小了。判别方法：判别方法：瞬时

5、极性法瞬时极性法3.3.正反馈与负反馈的判断正反馈与负反馈的判断-在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，假设在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，假设vi瞬时变化瞬时变化的极性为正的极性为正(相对于共同端相对于共同端)，标出某一时刻有关节点电位的瞬，标出某一时刻有关节点电位的瞬时极性时极性(用用“+”、“-”号表示号表示)，或有关支路电流的瞬时流向，或有关支路电流的瞬时流向，以判断反馈信号是增强还是削弱了净输入量。以判断反馈信号是增强还是削弱了净输入量。瞬时极性的确定依据：瞬时极性的确定依据：各种基本组态放大电路输出与输入信各种基本组态放大电路输出与输入信号间的相位关系。号间的相位关系。从输入

6、端沿着放大通路从输入端沿着放大通路找到反馈通路的起点找到反馈通路的起点再沿反馈通路回到输入端再沿反馈通路回到输入端判断的方法：瞬时极性法判断的方法：瞬时极性法(Instantaneous polarities)。在输入。在输入端加一瞬时极性或正或负的信号端加一瞬时极性或正或负的信号+fibe vvv 净输入信号：净输入信号：从输入端沿着放大通路从输入端沿着放大通路找到反馈通路的起点找到反馈通路的起点再沿反馈通路回到输入端再沿反馈通路回到输入端例例判断的方法：瞬时极性法判断的方法：瞬时极性法(Instantaneous polarities)。在输入。在输入端加一瞬时极性或正或负的信号端加一瞬时

7、极性或正或负的信号+_+b2b1id vvv 净输入信号：净输入信号：例例例例vIvO-+RLR2R1(+)(+)(-)(-)(-)净输入量净输入量vIvO-+RLR2R1(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量负反馈负反馈正反馈正反馈vO-+R4R5R3-+vIR1R2反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路级间反馈通路级间反馈通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量级间负反馈级间负反馈反馈通路反馈通路本级反馈通路本级反馈通路输入输入回路回路 输出输出回路回路例例 判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？馈？直反馈还是交流反

8、馈？RE 介于输入输出回路，有反馈。介于输入输出回路，有反馈。反馈使反馈使 uid 减小，为负反馈。减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。解：解：例例 判断有无反馈，并判断类型判断有无反馈，并判断类型 uo 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。解：解：7.2负负反馈放大电路的四种和基本组态反馈放大电路的四种和基本组态 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈 电压串联负反馈放大电路电压串联负反馈放大电路电压

9、并联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路 根据反馈网络在放大电路输出回路的取样对象判定，具体而根据反馈网络在放大电路输出回路的取样对象判定，具体而言可以采用输出短路法或输出开路法来判断言可以采用输出短路法或输出开路法来判断反馈信号取样自输出电流：电流反馈反馈信号取样自输出电流：电流反馈若若RL使得使得io0，xf随之消失，则说明其取样自输出电流随之消失，则说明其取样自输出电流若若RL0使得使得vo0，xf却不随之消失，也说明其取样自输出电流却不随之消失，也说明其取样自输出电流反馈信号取样自输出电压：电压反馈

10、反馈信号取样自输出电压：电压反馈若若RL0使得使得vo0，xf随之消失，则说明其取样自输出电压随之消失，则说明其取样自输出电压若若RL使得使得io0，xf却不随之消失，也说明其取样自输出电压却不随之消失，也说明其取样自输出电压电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 输出信号与反馈信号加在输出信号与反馈信号加在同一个点同一个点上，就是上，就是电压电压反馈反馈；输出信号与反馈信号加在输出信号与反馈信号加在不同点不同点上，就是上，就是电流电流反馈；反馈；电压、电流反馈判断方法：电压、电流反馈判断方法：输入信号与反馈信号在输入回路以电压输入信号与反馈信号在输入回路以电压（电流）（电流）形式相形式相加减的

11、称串联加减的称串联（并联）（并联）反馈。进一步的，输入信号与反反馈。进一步的，输入信号与反馈信号从同一端输入的为并联方式，从不同端输入的为馈信号从同一端输入的为并联方式，从不同端输入的为串联方式；串联方式；串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈 反馈信号在输入端的连接分为反馈信号在输入端的连接分为串联串联和和并联并联两种方式。两种方式。iX并联：并联：反馈量反馈量和和fX输入量输入量接于同一输入端接于同一输入端接于不同的输入端接于不同的输入端iX串联串联：反馈量：反馈量和和fX输入量输入量fXiXfXiX fX iX fXiX串联反馈：串联反馈：反馈网络与基本放大电路串联连接，以实现电压比反馈网

12、络与基本放大电路串联连接，以实现电压比较的反馈。较的反馈。并联反馈：并联反馈：反馈网络与基本放大电路并联连接，以实现电流比反馈网络与基本放大电路并联连接，以实现电流比较的反馈。较的反馈。判断方法：判断方法：根据反馈网络在放大电路输出回路的取样对象判定，具体而根据反馈网络在放大电路输出回路的取样对象判定，具体而言可以采用输出短路法或输出开路法来判断言可以采用输出短路法或输出开路法来判断电压串联反馈电压串联反馈电流串联反馈电流串联反馈CLLRRR 根据反馈网络在放大电路输出回路的取样对象判定，具体而根据反馈网络在放大电路输出回路的取样对象判定，具体而言可以采用输出短路法或输出开路法来判断言可以采用

13、输出短路法或输出开路法来判断电压并联反馈电压并联反馈电流串联反馈电流串联反馈四种反馈组态四种反馈组态 首先判断图所示电路的反馈组态，将负载RL短路，就相当于输出端接地，这时vo=0，反馈的原因不存在，所以是电压反馈，从输入端来看，净输入信号vd等于输入信号vi与反馈信号vf之差，就是说输入信号与反馈信号是串联关系，所以该电路的反馈组态是电压串联反馈。使用瞬时极性法判断正负反馈，各瞬时极性如图所示，可见vi与vf极性相同，净输入信号小于输入信号，故是负反馈。1）电压串联负反馈电压串联负反馈 四种负反馈组态的特点四种负反馈组态的特点RL vO vF vI D vO 电压负反馈：稳定输出电压电压负反

14、馈：稳定输出电压-vI+vID+vF=0输入端有输入端有vID=vI-vF即即)(211RRRvvFofv0fidvvvfivviviovRRFvv)1(12输出电压的计算：输出电压的计算：由图可得反馈系数由图可得反馈系数Fv 由于运放的电压放大倍数非常大，在输入端由于运放的电压放大倍数非常大，在输入端vpvN，故有，故有从而得到从而得到所以输出电所以输出电压压 从此式可以看出，输出电压只与电阻的参数有关，从此式可以看出，输出电压只与电阻的参数有关，可见十分稳定，所以电压反馈使输出电压稳定。可见十分稳定，所以电压反馈使输出电压稳定。基本放大电路基本放大电路增益增益(开环增益）开环增益）Xf F

15、 Xo A+Xi Xid idoXXA ofXXF 反馈系数反馈系数ioFXXA 负反馈放大电路负反馈放大电路增益增益(闭环增益）闭环增益）因为因为 idXiXfX 所以所以ioFXXA fidoXXX FXAXXooo/由图知由图知FAA 1闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式说明引入负反馈后，闭环增益说明引入负反馈后，闭环增益Af改变了，大小与改变了，大小与1+AF有关。有关。2）电压并联负反馈电压并联负反馈 图为电压并联负反馈首先判断图所示电路的反馈组态，图为电压并联负反馈首先判断图所示电路的反馈组态，将负载将负载R RL L短路，就相当于输出端接地，这时短路，就相当于输出端接地，这

16、时v vo=0o=0，反馈，反馈的原因不存在，所以是电压反馈，从输入端来看，输入信号的原因不存在，所以是电压反馈，从输入端来看，输入信号i ii i与反馈信号与反馈信号i if f并联在一起，净输入电流信号并联在一起，净输入电流信号i id d等于输入等于输入电流信号电流信号i ii i与反馈电流信号与反馈电流信号i if f之差，所以该电路的反馈组之差，所以该电路的反馈组态是电压并联反馈。使用瞬时极性法判断正负反馈，各瞬态是电压并联反馈。使用瞬时极性法判断正负反馈，各瞬时极性和瞬时电流方向如图所示，可见时极性和瞬时电流方向如图所示，可见i if f瞬时流向是对瞬时流向是对i ii i分流，使

17、分流，使i id d减小，净输入信号减小，净输入信号i id d小于输入信号小于输入信号i ii i，故是负，故是负反馈。反馈。图图 电压并联负反馈电压并联负反馈输出电压的计算：输出电压的计算：由图可得反馈系数由图可得反馈系数FgfofoofgRvRvviF1图图 电压并联负反馈电压并联负反馈 由于运放的电压放大倍数非常大，在输入端由于运放的电压放大倍数非常大，在输入端vpvN，故有，故有，ifgioiRFiv 从此式可以看出，输出电压只与电阻的参数有关，可见十分稳定。从此式可以看出，输出电压只与电阻的参数有关，可见十分稳定。所以电压反馈使输出电压稳定。所以电压反馈使输出电压稳定。RL vO

18、IF IID vO 所以输出电压所以输出电压 0fidiiifiii 从而得到，从而得到，3）电流串联电流串联 首先判断图所示电路的反馈组态，将负载首先判断图所示电路的反馈组态，将负载R RL L短路，这时仍有电流短路，这时仍有电流流过流过R R1 1电阻，产生反馈电压电阻，产生反馈电压v vf f，所以是电流反馈，从输入端来看，净输，所以是电流反馈，从输入端来看，净输入信号入信号v vd d等于输入信号等于输入信号v vi i与反馈信号与反馈信号v vf f之差，就是输入信号与反馈信号是之差，就是输入信号与反馈信号是串联关系，所以该电路的反馈组态是电流串联反馈。使用瞬时极性法判串联关系，所以

19、该电路的反馈组态是电流串联反馈。使用瞬时极性法判断正负反馈，各瞬时极性如图所示，可见断正负反馈，各瞬时极性如图所示，可见v vi i与与v vf f极性相同，净输入信号小极性相同，净输入信号小于输入信号，故是负反馈。于输入信号，故是负反馈。图电流串联负反馈电路图电流串联负反馈电路输出电流的计算：输出电流的计算：由图可得反馈系数由图可得反馈系数Fr11RiRiivFooofr由于运放的电压放大倍数非常大，在输入端由于运放的电压放大倍数非常大，在输入端vpvN，故有故有 0fidvvv从而得到 fivv 所以输出电流iriovRFvi11由此式可知输出电流只与电阻阻值由此式可知输出电流只与电阻阻值

20、有关，所以非常稳定，就是说电流有关，所以非常稳定，就是说电流反馈稳定输出电流。反馈稳定输出电流。RL IO vF vI D IO 图电流串联负反馈电路图电流串联负反馈电路4）电流并联负反馈电流并联负反馈图6-16 电流并联负反馈电路 首先判断图所示电路的反馈组态，将负首先判断图所示电路的反馈组态，将负载载R RL L短路，这时仍有电流流过短路，这时仍有电流流过R R1 1电阻，产生电阻，产生反馈电流反馈电流i if f，所以是电流反馈，从输入端来，所以是电流反馈，从输入端来看，输入信号看，输入信号i ii i与反馈信号与反馈信号i if f并联在一起，并联在一起，净输入电流信号净输入电流信号i

21、 id d等于输入电流信号等于输入电流信号i ii i与反与反馈电流信号馈电流信号i if f之差，所以该电路的反馈组态之差，所以该电路的反馈组态是电流并联反馈。使用瞬时极性法判断正负是电流并联反馈。使用瞬时极性法判断正负反馈，各瞬时极性和瞬时电流方向如图所示，反馈，各瞬时极性和瞬时电流方向如图所示，可见可见i if f瞬时流向是对瞬时流向是对i ii i分流，使分流，使i id d减小，净减小，净输入信号输入信号i id d小于输入信号小于输入信号i ii i，故是负反馈。，故是负反馈。图所示图所示 电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路输出电流的计算：输出电流的计算：由图可得反馈系数由图可得

22、反馈系数F Fi i 212212RRRiRRRiiiFooofi由于运放的电压放大倍数非常大，在输入端由于运放的电压放大倍数非常大，在输入端v vppv vN N，故有，从而得到，故有，从而得到，ioiRRi)1(21所以所以 RL IO IF IID IO 图6-16 电流并联负反馈电路7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式 7.3.1 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图 7.3.2 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式 环路增益环路增益 反馈深度的讨论反馈深度的讨论 表达式推导表达式推导 构成构成 信号的单向化传输信号的单向

23、化传输 开环时反馈网络的负载效应开环时反馈网络的负载效应 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图1）构成）构成信号源信号源输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号（净输入信号）信号（净输入信号）Xo基本放大基本放大A电路电路Xid反馈网络反馈网络FXf+XiXs变换网络变换网络K为反馈网络的传输系数F（开开环增益为基本放大电路的增益A制信号为净输入信号或有效控X信号馈网络送回到输入端的是反馈反馈信号，它是X信号为反馈放大电路的输入X为信号源输出信号X表示信号叠示图中符号.id.f.i.s.2）信号的单向化传输）信

24、号的单向化传输Xo基本放大基本放大A电路电路Xid反馈网络反馈网络FXf+XiXs变换网络变换网络K信号的正向传输信号的正向传输信号的反向传输信号的反向传输信号在反馈网络信号在反馈网络中的正向传输中的正向传输信号在基本放大电信号在基本放大电路中的反向传输路中的反向传输单向化单向化Xo基本放大基本放大A电路电路Xid反馈网络反馈网络FXf+XiXs变换网络变换网络K信号的正向传输信号的正向传输信号的反向传输信号的反向传输3）表达式推导）表达式推导基本放大电路基本放大电路增益增益(开环增益）开环增益）Xf F Xo A+Xi Xid idoXXA ofXXF反馈系数反馈系数ioFXXA 负反馈放大

25、电路负反馈放大电路增益增益(闭环增益）闭环增益）因为因为 idXiXfX 所以所以ioFXXA fidoXXX FXAXXooo/由图知由图知FAA 1闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式上式是反馈放大器的基本关系式，它是分析反馈问题的基础。上式是反馈放大器的基本关系式，它是分析反馈问题的基础。idf.XXFA环路增益4）反馈深度的讨论）反馈深度的讨论负反馈，负反馈，使增益减小。使增益减小。为为反馈深度反馈深度FA 1FAAA 1F时，时，11 )1(FA，FAA 时，时，11 )2(FA深度负反馈深度负反馈正反馈，正反馈，使增益增大。使增益增大。时，时，11 )3(FA，FAA 自激振荡

26、自激振荡时，时，01 )4(FA，F A反映了反馈对放大电路的影响程度反映了反馈对放大电路的影响程度AFAAf 1称称FAFAA11FAF只取决于反馈系数。因反馈网络通常由无源元件组成，性能只取决于反馈系数。因反馈网络通常由无源元件组成，性能非常稳定，所以深度负反馈放大电路也非常稳定。非常稳定，所以深度负反馈放大电路也非常稳定。X(1)信号信号 在四种负反馈组态中的具体形式在四种负反馈组态中的具体形式电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联idXiXfXoXidViVfVoVidIiIfIoIoVidViVfVoIidIiIfI Xf F Xo A+Xi Xid 反馈组

27、态不同，电路中反馈组态不同，电路中的电量以及增益、反馈系数的电量以及增益、反馈系数的具体形式也不同。的具体形式也不同。电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联ioVVAvf iIVAorf igfVIAo ioIIAif Xf F Xo A+Xi Xid 反馈组态不同，电路中反馈组态不同，电路中的电量以及增益、反馈系数的电量以及增益、反馈系数的具体形式也不同。的具体形式也不同。(2)及及 在四种负反馈组态中的具体形式在四种负反馈组态中的具体形式fAFofVVFv ogVIFf oIVFfr ofIIFi fAF7.4 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善

28、7.4.1 7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性7.4.2 7.4.2 减少非线性失真减少非线性失真7.4.3 7.4.3 负反馈对放大电路频率响应的影响负反馈对放大电路频率响应的影响7.4.4 7.4.4 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7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性闭环时闭环时FAAA 1F则则22F)1(1)1()1(AFAFAFAFdAdA 只考虑幅值有只考虑幅值有AFAA 1FAdAAFAdA 11FF即闭环增益相对变化量比开环减小了即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍倍另一方面另一方面在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下FA1F 即闭

29、环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。反馈深度越深，闭环增益的稳定性越好。反馈深度越深，闭环增益的稳定性越好。7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性(1)负反馈不能使输出量保持不变，只能使之趋于不变。且只负反馈不能使输出量保持不变，只能使之趋于不变。且只能减小由开环增益变化引起的闭环增益变化。能减小由开环增益变化引起的闭环增益变化。注意：注意：(2)不同类型的负反馈能稳定的增益也不同。不同类型的负反馈能稳定的增益也不同。电压串联负反馈，稳定闭环电压增益。电

30、压串联负反馈，稳定闭环电压增益。引入负反馈后，降低了闭环增益，但提高了增益的稳定性。引入负反馈后，降低了闭环增益，但提高了增益的稳定性。电压并联负反馈，稳定闭环互阻增益。电压并联负反馈，稳定闭环互阻增益。电流串联负反馈，稳定闭环互导增益。电流串联负反馈，稳定闭环互导增益。电流并联负反馈，稳定闭环电流增益。电流并联负反馈，稳定闭环电流增益。XiAXo t t大小(a)无反馈XiAXoX iXfF(b)有 负反馈 t大小 t大小 t7.4.2 减少非线性失真减少非线性失真思考？思考？若输入信号本身是失真的或输入信号含噪若输入信号本身是失真的或输入信号含噪声干扰，负反馈能否减小失真或抑制噪声干扰。声

31、干扰，负反馈能否减小失真或抑制噪声干扰。)1(HHFFAM上限频率扩展上限频率扩展1+1+A AM MF F倍倍HMjAjA1)()1(11)(1)()(FAjFAAjFAjAjAMHMMF（前面第（前面第3 3章频率特性）章频率特性）7.3.3 反馈对放大器频率响应的影响反馈对放大器频率响应的影响扩展频带扩展频带p207分子漏了FAM11无反馈放大器的频率响应有负反馈放大器的频率响应增益AIAI 3 dBAIfAIf 3 dBfLffLfH无反馈放大器的带宽负反馈放大器的带宽fHff(频率)可推出：下限频率降低可推出：下限频率降低1+1+A AM MF F 倍倍FAM1LLF上限频率扩展上限

32、频率扩展1+1+A AM MF F倍倍)1(HHFFAM串联负反馈串联负反馈 增大输入电阻增大输入电阻并联负反馈并联负反馈 减小输入电阻减小输入电阻电压负反馈电压负反馈 减小输出电阻减小输出电阻电流负反馈电流负反馈 增大输出电增大输出电阻阻输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻7.3.4 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UfiUUiIi Au 或 AgXoriririf Fu或Fr1.1.对输入电阻的影响对输入电阻的影响iiiiiiifiiiifiiirFAIUFAIFAUUIUUIUrIUr)1()1(开环输入电阻：闭环输入电阻：串联负反馈使输入电阻增串联负反馈使输入电阻增大大

33、 并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小 riUsRsIiUirifIi Ar 或 Airi Fg或 FIfXoiiiIUr iiiIUr iiiiiifiiiiifrFAIUFAFAIIUIIUIUr11112.2.对输出电阻的影响对输出电阻的影响 电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈使输出电阻减小 XiXfXiFroIoUorofAoXiFArIUrrFAUrFAUUrXAUIFAUAXXAooooofooooooooioooooofo1)1(因为：Xi=0 Xi=-Xf电流负反馈使输出电阻增大电流负反馈使输出电阻增大XiXfXiFroIoUorofAX ioooofooooooo

34、ofiooiorAFIUrrUIAFrUFAIIFAIAXAXrUAXI)1()1(小结小结:为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量要稳定直流量(Q点点)引直流负反馈引直流负反馈 要稳定交流量要稳定交流量引交流负反馈引交流负反馈 要稳定输出电压要稳定输出电压 引电压负反馈引电压负反馈 要稳定输出电流要稳定输出电流 引电流负反馈引电流负反馈 要增大输入电阻要增大输入电阻 引串联负反馈引串联负反馈 要减小输入电阻要减小输入电阻 引并联负反馈引并联负反馈 要减小输出电阻要减小输出电阻 要增大输出电阻要增大输出电阻引电压负反馈引电压负反馈引电流负反馈引电流负反馈1）

35、深度负反馈的特点）深度负反馈的特点即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关 11 FA由于由于FAAA 1F则则FFAA1 又因为又因为ioFXXA ofXXF ifXX 代入上式代入上式得得输入量近似等于反馈量输入量近似等于反馈量0fiid XXX净输入量近似等于零净输入量近似等于零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“两虚两虚”的概念的概念 7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算 大多数负反馈，特别是集成运放构成的放大电路都能满大多数负反馈，特别是集成运放构成的放大电路都能满足

36、深度负反馈的条件。足深度负反馈的条件。串联负反馈，输入端电压求和。串联负反馈，输入端电压求和。0fiid VVV0iidid rVI深度负反馈条件下深度负反馈条件下虚短虚短虚断虚断0fiid III0iidid rIV虚短虚短虚断虚断并联负反馈，输入端电流求和。并联负反馈，输入端电流求和。0fiid XXXfIiIidIidV+-idIidV+-fIiIfViVidIidV+-fViVidIidV+-1）深度负反馈的特点）深度负反馈的特点 7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算2.各种反馈组态的近似计算各种反馈组态的近似计算步骤：步骤：根据根据“两虚两虚”的概念分析求解的

37、概念分析求解1)求反馈放大电路的反馈系数求反馈放大电路的反馈系数F(Fv、Fi、Fg、Fr)2)求求Af (Avf、Aif、Arf、Agf)根据根据Af1/F3)求求Avf 由由Aif、Arf、Agf Avf 7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算 利用利用“两虚两虚”的概念，可以快速地估算负反馈电路的闭的概念，可以快速地估算负反馈电路的闭环增益或闭环电压增益。环增益或闭环电压增益。2.各种反馈组态的近似计算各种反馈组态的近似计算（1）电压串联负反馈）电压串联负反馈 利用利用虚短虚短和和虚虚断断的概念得知的概念得知0i IVs+RsVi+Vid+Vf+R1R2+IiVo+

38、RLriAVOVidro+ofVVVF 211RRR 则反馈系数为则反馈系数为ioVFVVA V1F 121RR 闭环电压增益闭环电压增益 7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算 Rs idI Rf+R RL fI iI sI oI oV +-N P 2.各种反馈组态的近似计算各种反馈组态的近似计算（2）电流并联负反馈）电流并联负反馈利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知RIRRIRIIRIoffofff)()(ofIIIF fRRR 反馈系数为反馈系数为ioIFIIA I1F RRf1 闭环电流增益闭环电流增益 Rs idI Rf+R RL fI iI sI oI oV

39、+-N P RssV+-闭环电压增益闭环电压增益soVFVVA siLoRIRI sLIFRRA sLf)1(RRRR 0PN VV则则 7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算sisVI R利用虚短的利用虚短的概念有概念有 Rs idI Rf+R RL fI iI sI oI oV +-N P Rs sV +-2.各种反馈组态的近似计算各种反馈组态的近似计算（3）电压并联负反馈）电压并联负反馈ofGVIF f1R 则反馈系数为则反馈系数为ioRFIVA G1F fR 闭环互阻增益闭环互阻增益闭环电压增益闭环电压增益soVFVVA siioVIIV sRF1RA sfRR

40、RSRfRL+idIfIiIsIoVPN+-RSsV+-0PN VV利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知RSRfRL+idIfIiIsIoVPN+-7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算2.各种反馈组态的近似计算各种反馈组态的近似计算（4）电流串联负反馈）电流串联负反馈ofRIVF fR 则反馈系数为则反馈系数为ioGFVIA R1F f1R 闭环互导增益闭环互导增益闭环电压增益闭环电压增益ioVFVVA ooioIVVI LGFRA fLRR 0PN II利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知RsRfiORL+oVNP+-sViVidVfV+7.5 深度负反馈条件下的近似

41、计算深度负反馈条件下的近似计算例例1:电路如图所示，近似计算它的电电路如图所示，近似计算它的电压增益压增益ofIIIF ioIFIIA IF1 3FRR1 闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益ioVFVVA 1L3F1iLoRR)RR1(RIRI 解：解：反馈类型：反馈类型：电流并联负反馈电流并联负反馈则反馈系数为则反馈系数为3F3RRR 在深度负反馈条件下，利用在深度负反馈条件下，利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知0VVPN ioVFVVA+-fIoIiI例例.2：(1)大环组态；大环组态；(2)二、二、三级间反馈极性；三级间反馈极性；闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益0BE V在深

42、度负反馈条件下，利用在深度负反馈条件下，利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知解：解：(1)Rf：电压并联负反馈：电压并联负反馈则反馈系数为则反馈系数为(3)深度负反馈下大环的闭深度负反馈下大环的闭环电压增益环电压增益。(4)Ri、Ro(2)R1：T2本级电流串联负本级电流串联负 反馈反馈R1、R2:T2和和T3级间电流级间电流 串联正反馈串联正反馈(3)0b1 IofGVIF f1R ioRFIVA G1F fR soVFVVA siioVIIV sRF1RA sfRR 例例7.5.5 电路电路反相反相与与时时当当fifaXX),2,1,0n()1n2(Xo基本放大基本放大A电路电路XidXf+X

43、i反馈网络反馈网络F7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件1)自激振荡现象自激振荡现象 在不加任何输入信号在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。产生一定频率的信号输出。2)产生原因产生原因将产生将产生附加相移，附加相移，FA中频段：中频段：高频或低频段：高频或低频段：),2,1,0n(n2 XXfafi 同相，即同相，即与与负反馈负反馈|X|X|X|X|ifid当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。之之间间存存在在相相位位差差与与使使fiXX正反馈正反馈|X|X|X|X|ifid7.8 负反

44、馈放大电路的稳定问题负反馈放大电路的稳定问题7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件3)自激振荡条件自激振荡条件自激振荡自激振荡反馈深度反馈深度时，时，01 FA即即1 FA为为环环路路增增益益）（FAVf反馈网络反馈网络F基本放大电路基本放大电路AVo1Vid又又)()()()(fa FAFA得自激振荡条件得自激振荡条件1)()(kk FA 180)12()()(kfkan 幅值条件幅值条件相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）FAAA 1F闭环增益闭环增益7.8 负反馈放大电路的稳定问题负反馈放大电路的稳定问题7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件3)自激振荡条件自激振

45、荡条件自激振荡自激振荡反馈深度反馈深度时，时，01 FA即即1 FA为为环环路路增增益益）（FAVf反馈网络反馈网络F基本放大电路基本放大电路AVo1Vid又又)()()()(fa FAFA得自激振荡条件得自激振荡条件1)()(kk FA 180)12()()(kfkan 幅值条件幅值条件相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）FAAA 1F闭环增益闭环增益7.8 负反馈放大电路的稳定问题负反馈放大电路的稳定问题5)负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析FAFA1lg20lg20lg20 环路增益的幅频响应写为环路增益的幅频响应写为一般一般与频率无关，与频率无关，F则则F1lg20的

46、幅频响应是一条水平线的幅频响应是一条水平线利用波特图分析利用波特图分析关键关键作出开环增益作出开环增益A的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图F1lg20水平线水平线Alg20 与与的的交点交点为为F1lg20Alg20 1 FA即该点满足即该点满足与与F1lg20Alg20在同一坐标平面上在同一坐标平面上7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件7.8 负反馈放大电路的稳定问题负反馈放大电路的稳定问题5)负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析(2)作作F1lg20水平线水平线判断稳定性方法判断稳定性方法(1)作出作出A的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响

47、应波特图F1lg20在水平线在水平线Alg20 与与的交点作垂线交相频响应曲线的一点的交点作垂线交相频响应曲线的一点(3)判断是否满足相位裕度判断是否满足相位裕度 m 45 若该点若该点 135 a 满足相位裕度，稳定；否则不稳定。满足相位裕度，稳定；否则不稳定。在相频响应的在相频响应的点处作垂线交点处作垂线交 于于P点点 135 a Alg20 若若P点在点在 水平线之下，稳定；否则不稳定。水平线之下，稳定；否则不稳定。F1lg20或或7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件7.8 负反馈放大电路的稳定问题负反馈放大电路的稳定问题例如：例如：Avo=100dB，三个极点频率，相差三个

48、极点频率，相差10倍，倍，1为主极点为主极点当当dB90|F1|lg20 Gm=0-|60-90|-30dB0dB点点P1|a|=|-90o|-135o|所以稳定所以稳定dB05|F1|lg20 当当 m=-180o+(-90o)90o不稳定不稳定或或135o P点在点在0dB点下点下|AF|1dB90|F1|lg20 dB05|F1|lg20|AF|=10dB增益裕度增益裕度GmP相位裕度相位裕度 m结论：结论：P1点交在点交在 的的-20dB/十倍频程处，是稳定的十倍频程处，是稳定的Alg20 7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件7.8 负反馈放大电路的稳定问题负反馈放大电路的

49、稳定问题 反馈深度越深，越容易自激。反馈深度越深，越容易自激。F越大，水平线越大，水平线下移，越下移，越F1lg20容易自激容易自激F越大，表明越大，表明反馈深度越深反馈深度越深该电路要稳定工作最该电路要稳定工作最大环路增益为大环路增益为10，显，显然不够大。然不够大。改善思路：改善思路：增大各极点间的距离增大各极点间的距离结论：结论：P1点交在点交在 的的-20dB/十倍频程处，是稳定的十倍频程处，是稳定的Alg20 20dB1、判断题深度负反馈时：AF1/F，与管子的参数无关，故可以任选三极管只要使反馈系数为1/AF即可。（）负反馈可以减小非线性失真，因此任意失真波形均可以利用负反馈恢复到

50、接近正弦波。（）负反馈可以扩展频带，因此可以用低频三极管代替高频三极管来构建电路。（）深度电压串联负反馈的电压增益与信号源内阻及负载均无关，故可任选信号源及负载。（）Rs太大，损失的信号较多，不利于放大；RL太小，开环增益较小，不能构成深度负反馈。2、填空某仪表要求Ri大且输出电流稳定，应接入 反馈。某电压传感器（几乎不产生电流），经放大后希望输出电压与信号成正比，应接入 反馈。要构成一个电流控制电流源，应接入 反馈。要构成一个电流控制电压源，应接入 反馈。若需要Ri大、Ro小，应接入 反馈。若需要Ri小、Ro大，应接入 反馈。电流串联负电压负电流并联负电压并联负电压串联负电流并联负第七章第七