放大电路种的反馈课件.ppt

1、第六章 放大电路中的反馈61 反馈的基本概念及判断方法62 负反馈放大电路的四种基本组态63 负反馈放大电路的方块图及一般表达式64 深度负反馈放大电路放大倍数的分析65 负反馈对放大电路性能的影响 （1 1）能够正确能够正确判断判断反馈的类型。反馈的类型。（2 2）能够能够估算估算深度负反馈条件下的放大倍数。深度负反馈条件下的放大倍数。（3 3）掌握负反馈四种组态对放大电路性能的影响，并掌握负反馈四种组态对放大电路性能的影响，并能够根据需要在放大电路中能够根据需要在放大电路中引入引入合适的交流负反馈。合适的交流负反馈。本章要求本章要求6 61 1反馈的基本概念及判断方法反馈的基本概念及判断方

2、法6.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念概念：概念：将放大电路输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的将放大电路输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的Rb2Rc+VccuiT+-+-uoC1+C2Rb1ReCeRLRbRc+VccuiT+_+_uoC1RL+_+_C2CEQQCiUIT0 u时，工作点不稳定工作点不稳定)(ECiIIT 0u时时，EBBEUUU工作点稳定工作点稳定引入反引入反馈馈1.反馈的概念反馈的概念EeEIRUBCII电路形式回送到输入回路去影响其输入量（放大电路的输入电压或输入电流）电路形式回送到输入回路去影响其输入量（放大电路的输入电压或输入

3、电流）的一种连接方式称为反馈。的一种连接方式称为反馈。2.2.反馈放大电路框图反馈放大电路框图输入量输入量输出量输出量净输入量净输入量反馈量反馈量3.3.怎样判断是否存在反馈怎样判断是否存在反馈6.1.2 反馈的类型反馈的类型1.按反馈信号与输入信号关系按反馈信号与输入信号关系串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈输入信号与反馈信号在输入回路中以电压形式求和输入信号与反馈信号在输入回路中以电压形式求和输入信号与反馈信号在输入回路中某一节点上以电流形式求和输入信号与反馈信号在输入回路中某一节点上以电流形式求和+R1R2R3R4uiu0+R1R2RLR3ui+u0Rf+ufIifi反馈网络反馈网络 基本

4、放大电路基本放大电路+iX0XiXfX对地电压对地电压2.按反馈的极性按反馈的极性正反馈正反馈负反馈负反馈反馈信号增强输入信号反馈信号增强输入信号反馈信号削弱输入信号反馈信号削弱输入信号iXiX判断方法判断方法：瞬时极性法：瞬时极性法+uf+R1R2R3R4uiu0+R1R2RLR3ui+u0Rf+iuIifiIi(a)(b)图（图（a）中：无反馈时）中：无反馈时iiuu 有反馈时有反馈时)(fiiuuu图（图（b）中：无反馈时）中：无反馈时iiII)(fiiIII结论结论（1）xi和和xf在同一回路中，极性相同为负反馈；反之，则为正反馈。在同一回路中，极性相同为负反馈；反之，则为正反馈。（2

5、）xi和和xf在同一节点上，极性相反为负反馈；反之，则为正反馈。在同一节点上，极性相反为负反馈；反之，则为正反馈。3.按反馈信号交直流性质分按反馈信号交直流性质分直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈反馈信号中只包含直流量反馈信号中只包含直流量反馈信号中仅包含交流量反馈信号中仅包含交流量uO-+AuIR2R1图中只引入了交流反馈，而没有引入直流反馈。图中只引入了交流反馈，而没有引入直流反馈。-+AuIuOR2R1C-+AuIuOR2R1C4.按反馈信号与输出信号关系分按反馈信号与输出信号关系分电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈反馈信号取自输出电压（与电压成正比）反馈信号取自输出电压（与电压成正比）反馈

6、信号取自输出电流（与电流成正比）反馈信号取自输出电流（与电流成正比）判断方法：判断方法：则为电压反馈；若令,0 x 0u f0则为电流反馈。若,0 x 0u f0+R1R2R3R4uiu0+R1R2RLR3ui+u0Rf(a)(b)图图（a）中中 0u0 uf0，则为电压反馈为电压反馈图图（b）中中 0i0 uf0，则为电流反馈为电流反馈+uffio41341fuRRRRRu/Ioof33fIRRRIIo例例6.1.1判断下图示电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则是直流反馈还判断下图示电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则是直流反馈还是交流反馈？是正反馈还是负反馈？是交流反馈？是正反馈还是负

7、反馈？-+A1R2-+A2uOR3R4uO1uIR1uD+-uf+本级反馈：本级反馈：将本级的输出回送到本级的输入端将本级的输出回送到本级的输入端级间反馈：级间反馈：将后级的输出回送到前级的输入端将后级的输出回送到前级的输入端解：解：R3引入本级反馈：引入本级反馈：R4引入级间反馈：引入级间反馈：为交直流反馈、负反馈、电压反馈、并联反馈。为交直流反馈、负反馈、电压反馈、并联反馈。为交直流反馈、负反馈、电压反馈、串联反馈。为交直流反馈、负反馈、电压反馈、串联反馈。iifR1+VCCuiT1+-C1R2R3+-uoC2T2R4R5R6C3R6引入级间反馈：引入级间反馈：+uf+VCCfIT1+-C

8、1Rc1Re1+-C3T2Re2Rc2RfC2RRs+-usuIuOoIiIRf引入级间反馈：引入级间反馈：为交直流反馈、负反馈、为交直流反馈、负反馈、电流反馈、并联反馈。电流反馈、并联反馈。为交直流反馈、负反馈、为交直流反馈、负反馈、电压反馈、串联反馈。电压反馈、串联反馈。6.4 判断图示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，判断图示各电路中是否引入了反馈，是直流反馈还是交流反馈，是正反馈是正反馈还是负反馈还是负反馈,是电压还是电流反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。是电压还是电流反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。解：图（解：图（a）所示电路中引入了直流反馈、）所

9、示电路中引入了直流反馈、图（图（d）所示电路中引入了交直流反馈、所示电路中引入了交直流反馈、负反馈、负反馈、电压反馈、电压反馈、串联反馈。串联反馈。负反馈、负反馈、电流反馈、电流反馈、并联反馈。并联反馈。图（图（g）所示电路中引入了交直流反馈、）所示电路中引入了交直流反馈、负反馈、负反馈、电压反馈、电压反馈、串联反馈。串联反馈。图（图（h）所示电路中引入了交直流反馈、）所示电路中引入了交直流反馈、负反馈、负反馈、电压反馈、电压反馈、串联反馈。串联反馈。P270 例6.2.26 62 2负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路：负反馈放大电路：引入交流负反馈的放大电

10、路引入交流负反馈的放大电路6.2.16.2.1 负反馈放大电路的特点负反馈放大电路的特点-+AuIuOR2R1RLui,uf+-+usRs+-0u0RLR+-0u当当RL0L0L0uRRRu0211fuRRRu)(fiiuuu电压负反馈使电压负反馈使电压电压趋于稳定趋于稳定，越小，越小，sisuuR串联负反馈宜与恒压源配合。串联负反馈宜与恒压源配合。u0uf0u反馈越明显；反馈越明显；开路电压开路电压idIrIui 如如为为电电流流源源，反馈信号不起作用反馈信号不起作用+R1RsRLR3us+u0RfridIiIfI00IORLR0I0L000IRRRI当当RL0f33fIRRRI fiiII

11、I电电流流负反馈使负反馈使电流电流趋于稳定趋于稳定idsiruI 如为电压源，如为电压源，反馈信号不起作用反馈信号不起作用并联负反馈宜与恒流源配合。并联负反馈宜与恒流源配合。越大，反馈越明显。sRiIfI0I0I6.2.2 6.2.2 负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路的四种基本组态1.1.电压串联负反馈电压串联负反馈2.2.电压并联负反馈电压并联负反馈3.3.电流串联负反馈电流串联负反馈4.4.电流并联负反馈电流并联负反馈-+R2RfuoR1Rc+VccuiT-+R2RfuoR1Rc+VccuiT-+R2RfuoR1Rc+VccuiTRe-+R2RfuoR1Rc+VccuiTRe 6

12、.7 判断图示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈。设图中所有电容对交流判断图示各电路中引入了哪种组态的交流负反馈。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。信号均可视为短路。（a）电压并联负反馈）电压并联负反馈（b）电压并联负反馈）电压并联负反馈(e)电流并联负反馈电流并联负反馈(f)电压串联负反馈电压串联负反馈(g)电流串联负反馈电流串联负反馈6 63 3负反馈放大电路方块图及一般表达式负反馈放大电路方块图及一般表达式6.3.1 负反馈放大电路方块图负反馈放大电路方块图iXiXfXoXAF+fiiXXX基本放大电路的放大倍数为基本放大电路的放大倍数为ioXXA反馈系数反馈系数ofXXF负反馈放大

13、电路的放大倍数为负反馈放大电路的放大倍数为iofXXAifXXFA电路的环路放大倍数电路的环路放大倍数6.3.2 负反馈放大电路的一般表达式负反馈放大电路的一般表达式iofXXAFAA1iiiXFAXXAfioXXXF1AFAAf1在中频段在中频段，、和和均为实数，所以均为实数，所以fAAFFAAAf1时时，当当 1 FA1 A Af 时，时，当当0 FA1 。时时，即即0X0 X 0i反馈深度 FA1 1 FA1 当当（一般（一般10）深度负反馈深度负反馈F1FAAFAAAf1iofXXAA Af 负反馈负反馈时，时，当当 1 FA1 正反馈正反馈 Af,自激振荡自激振荡6.3.3 四种组态

14、电路的方块图四种组态电路的方块图iUfUiUoUuuAuuF+-+-+-RL电压串联负反馈电压串联负反馈oIiUfUiUoUiuAuiF+-+-+-RL电流串联负反馈电流串联负反馈iIfIiIoUuiAiuF+-RL电压并联负反馈电压并联负反馈oIiIfIiIoUiiAiiF+-RL电流并联负反馈电流并联负反馈6.4.1 深度负反馈的实质深度负反馈的实质FAf1iofXXAofXXF当当1|1|FAfofXXFA1fiXX说明深度负反馈的实质是在近似分析中说明深度负反馈的实质是在近似分析中忽略忽略净输入量净输入量。深度串联负反馈时深度串联负反馈时，fiUU深度并联负反馈时，深度并联负反馈时，f

15、iII6 64 4深度负反馈放大电路深度负反馈放大电路放大倍数的分析放大倍数的分析uf+-uIR1T1uo-R4+VCCT2I-VCCR2R3T3+-+R5422RRRUUFofuu2411RRFUUAuuiouf例例6.4.1在下图所示电路中，已知在下图所示电路中，已知R2=10k ，R4=100k 。求解在深度反馈条。求解在深度反馈条件下的电压放大倍数件下的电压放大倍数。ufA 解：解：电路中引入了电压串联电路中引入了电压串联负反馈，负反馈，R2和和R4组成反馈网络。组成反馈网络。11101001fiUU+-+ofUU422RRR6.4.2 深度负反馈条件下放大倍数的计算深度负反馈条件下放

16、大倍数的计算例例6.4.2电路如图所示。电路如图所示。（1）判断电路中引入了哪种组态的交流负反馈）判断电路中引入了哪种组态的交流负反馈；（2）求出在深度反馈条件下的和。）求出在深度反馈条件下的和。ufAfARb1+VCCT1+-C1Rc1Re1+-C2T2Rc2Re2RfC3iUoUR解：解：电路中引入了电压串联负反馈。电路中引入了电压串联负反馈。oUiUfAufA（2）因为与同相，所以和均为正号。）因为与同相，所以和均为正号。feeofuuRRRUUF11111efuuiouffRRFUUAAfiUU+-+uf+-例例6.4.3电路如图所示。电路如图所示。（1）判断电路中引入了哪种组态的交流

17、负反馈；）判断电路中引入了哪种组态的交流负反馈；（2）求出在深度反馈条件下的和。）求出在深度反馈条件下的和。usfAfAofeefIRRRI22feeofiiRRRIIF22211efiiioiifRRFIIA（2）解解（1）电路引入了电流并联负反馈）电路引入了电流并联负反馈sousfUUAus+VCCT1+-C1Rc1Re1+-C3T2Re2Rc2RfC2RRs+-uIuOoIiIfIfiIIssiRUI)/Lc2ooR(RIU sLcefRRRRR/122sisRIU 例例6.4.4在下图所示电路中，已知在下图所示电路中，已知R1=10k，R2=100k ，R3=2k ，RL=5k ufA

18、uf+-+AuiuOR2R1RLuD+-+VCCR3iOoRIRRRRI3213111RIURf32131RRRRRIUFofuifoioUUUUufA反馈电压反馈电压反馈系数反馈系数电压放大倍数电压放大倍数解：解：图中引入了电流串联负反馈，图中引入了电流串联负反馈，R1、R2和和R3组成了反馈网络。组成了反馈网络。LooRUIfiUU13213RIRRRRo28521021001031321LRRRRRR+求解在深度反馈条件下的求解在深度反馈条件下的。课堂练习课堂练习 如图所示电路中的运放均为理想运放，并设各电路均满足深度如图所示电路中的运放均为理想运放，并设各电路均满足深度负反馈条件，试估

19、算各电路的闭环电压放大倍数。负反馈条件，试估算各电路的闭环电压放大倍数。+uiuoR2R1Rf20K2.2K2K2K5.1K+uiuoR2R1Rf1K10K0.9KR3RL+uiuoR11.2K2KR3R2+3K+uiuo15KRfRL+5.1Kuf+-uf+-IifiIifi6.5.1 稳定放大倍数稳定放大倍数在中频段，、和均为实数，的表达式可写成在中频段，、和均为实数，的表达式可写成fAAFfAAFAAf1 2fAF1AFdA-dAdA)(1 AFAdAAFAdAff116 65 5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对上式微分对上式微分2AF11)(dAAF11dA2f)

20、(）分分之之一一的的（相相对对变变化化量量仅仅为为放放大大倍倍数数相相对对变变化化量量AF1AdAA AdAAf ff）倍倍。的的稳稳定定性性（的的稳稳定定性性是是AF1AAf 负反馈条件下负反馈条件下1+AF1AdA AdAff 6.5.2改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻1、对输入电阻的影响、对输入电阻的影响（1）串联负反馈对输入电阻的影响）串联负反馈对输入电阻的影响iiiIURiiifIURiUfUiUoXAF+-+-+RiRifRbRifiifRAFR 11/ibifbiRAFRRRR有电阻不在反馈环内，有电阻不在反馈环内，P278引入串联负反馈，使引入反馈的支路引入串联负反

21、馈，使引入反馈的支路iUfUiUoXAF+-+-+串联负反馈电路的方块图串联负反馈电路的方块图RiRifiIiiIUFA1iiiIUFAUiRFA 1ifiIUU的等效电阻增大到基本放大电路输入电的等效电阻增大到基本放大电路输入电 阻的（阻的（1+AF）倍。）倍。iIfIiIiUAF+-Ri并联负反馈电路的方块图并联负反馈电路的方块图oXRif（2）并联负反馈对输入电阻的影响）并联负反馈对输入电阻的影响iiiIURiiifIUR引入并联负反馈，输入电阻仅为基本放大电路输入电阻的（引入并联负反馈，输入电阻仅为基本放大电路输入电阻的（1+AF）分之一。）分之一。11iiIUFAiiiIFAIUfi

22、iIIU FARRiif 10iXofUFXfiXXoUAF+-Ro电压负反馈电路的方块图电压负反馈电路的方块图oUFA+-+-oIRof2、对输出电阻影响对输出电阻影响（）电压负反馈对输出电阻的影响（）电压负反馈对输出电阻的影响ooofIURooooRUFAUIFARIURoooof1 设反馈信号只取输设反馈信号只取输出电压不取输出电流出电压不取输出电流ooRUFA1（2）电流负反馈对输出电阻）电流负反馈对输出电阻的影响的影响0iXofIFXfiXXoUAF+-Ro电流负反馈电路的方块图电流负反馈电路的方块图oIFA+-oIRofooofIURooooIFARUIFARUIooo1oooof

23、RFAIUR1设设反馈信号只取输出电流不取输出电压反馈信号只取输出电流不取输出电压ooRFAU16.5.3 展宽频带展宽频带设反馈网络为纯电阻网络，且在放大电路波特图的低频段和高频段各仅有设反馈网络为纯电阻网络，且在放大电路波特图的低频段和高频段各仅有HmhffjAA1引入负反馈后，电路的高频段放大倍数为引入负反馈后，电路的高频段放大倍数为hhhhfFAAA1HmmmhffFAfjFAAA111HmmhfffjFAAA1HmHffFAf1说明引入负反馈后说明引入负反馈后上限上限频频mA一个拐点；基本放大电路的中频段放大倍数为，上限频率为一个拐点；基本放大电路的中频段放大倍数为，上限频率为fH，

24、下限频率为，下限频率为fL，因此，因此高频段放大倍数的表达式为高频段放大倍数的表达式为率增大到基本放大电路的（率增大到基本放大电路的（1+AF）倍。）倍。FffjAffjAHmHm111HfmfffjA1利用相同推导方法可得负反馈放大电路利用相同推导方法可得负反馈放大电路下限下限频率的表达式频率的表达式FAffmLLf1说明引入负反馈后下限频率减小到基本放大电路的（说明引入负反馈后下限频率减小到基本放大电路的（1+AF）分之一。）分之一。基本放大电路的通频带基本放大电路的通频带HLHbwffff负反馈放大电路的通频带负反馈放大电路的通频带HfLfHfbwfffff说明引入负反馈使频带展宽到基本

25、放大电路的（说明引入负反馈使频带展宽到基本放大电路的（1+AF）倍。）倍。bwHfbwffAFff)1(6.5.4 减小非线性失真减小非线性失真AFXiXoXf0tXi0tXf0tXiiXiXfXoXAF+0tXo0tXi0tXi（4）在进行信号变换时）在进行信号变换时 电流电流电压，引入电压并联负反馈；电压，引入电压并联负反馈；电压电压 电流，引入电流串联负反馈；电流，引入电流串联负反馈；电压电压 电压，引入电压串联负反馈电压，引入电压串联负反馈；电流电流 电流，引入电流并联负反馈；电流，引入电流并联负反馈；6.5.5 放大电路中引入负反馈的一般原则放大电路中引入负反馈的一般原则（1）为了稳

26、定静态工作点，应引入直流负反馈；）为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；（2）为增大放大电路的输入电阻，应引入串联负反馈）为增大放大电路的输入电阻，应引入串联负反馈;应引入交流负反馈。应引入交流负反馈。（3）为稳定输出电压，应引入电压负反馈；）为稳定输出电压，应引入电压负反馈；入电阻，应引入并联负反馈。入电阻，应引入并联负反馈。反馈。反馈。为了改善电路的动态性能，为了改善电路的动态性能，为减小放大电路的输为减小放大电路的输为稳定输出电流，应引入电流负为稳定输出电流，应引入电流负例：例：在图示电路中要求达到以下效果，应该引入什么样的反馈？在图示电路中要求达到以下效果，应该引入什么样的反馈？uIR

27、c1T1uo-+VCCT2Re1b1T3+Re3Rc2Rb1+-Rc3c1e1c2e2c3e3 提高从提高从b1看进去的输入电阻看进去的输入电阻 减少输出电阻减少输出电阻希望希望Rc3改变时，其上的改变时，其上的I Io o（在给定（在给定ui情况下）基本不变。情况下）基本不变。希望各级静态工作点基本稳定。希望各级静态工作点基本稳定。希望在输出端接上负载电阻希望在输出端接上负载电阻RL后，后，uo o（在给定（在给定ui i情况下的交情况下的交流电流有效值）基本不变。流电流有效值）基本不变。解解:(1)接接RF从从e3到到e1（电流串联）（电流串联）(2)接接RF从从c3到到b1（电压并联）（

28、电压并联）(3)接接RF从从e3到到e1(4)接接RF从从e3到到e1(5)接接RF从从c3到到b1uIRc1T1uo-Rf+VCCT2I-VCC+Rb2Rc3T3+Re3Rc2-例例6.5.1 电路如图所示，为了达到下列目的，分别说明应引入哪种组态的负电路如图所示，为了达到下列目的，分别说明应引入哪种组态的负反馈以及电路如何连接。反馈以及电路如何连接。（1）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力；）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力；（2）将输入电流）将输入电流iI转换成与之成稳定线性关系的输出电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流iO；（3）将输入电流）将输入电流iI转

29、换成稳定的输出电压转换成稳定的输出电压uO。解：解：（1）引入电压串联负反馈。）引入电压串联负反馈。电路应将电路应将与与、（2）引入电流并联负反馈。）引入电流并联负反馈。电路应将电路应将与与、（3）引入电压并联负反馈。）引入电压并联负反馈。电路应将电路应将与与、与与、与与分别连接起来。分别连接起来。与与、与与、与与分别连接起来。分别连接起来。与与分别连接起来。分别连接起来。P315 三、电路如图所示。（三、电路如图所示。（1）正确接入信号源和反馈，使电路的）正确接入信号源和反馈，使电路的输入电阻增大，输出电阻减小；输入电阻增大，输出电阻减小；（2）若）若 ，则，则RF应取应取多少千欧？多少千欧？20ioUUAuRf解（解（1）电路中应引入电压串联负反馈电路中应引入电压串联负反馈of11fuRRRu (2)fiuu foiouuuuuA 1f1RRR 20RR11f190KRf课堂练习课堂练习20ioUUAu电路如图所示，为使电路如图所示，为使Au稳定，稳定，Ro小，应引入什么样的反馈。若要小，应引入什么样的反馈。若要使，使，所选电阻元件值为多大。，所选电阻元件值为多大。ui作业 6-8、9