负反馈放大电路讲解课件.ppt

1、第第6 6章章 负反馈放大电路负反馈放大电路 6.1 概述 6.2 负反馈放大电路的框图和一般 关系 6.3 负反馈对放大电路性能的影响 6.4 负反馈放大电路的稳定性 6.1.1 6.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念 6.1.2 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 6.1.3 6.1.3 负反馈的四种组态负反馈的四种组态6 6.1 概述概述6.1.1反馈的基本概念反馈的基本概念 什么是反馈？首先看右图:图中Re两端的电压反映出输出回路中的电流大小和变化ic iE vc(=iERe)vBE(=vB-vE)iB ic(iE)ic ie 由此得反馈的概念：由此得反馈的概念：在放大电路中信号的传输

2、是从输入端到输在放大电路中信号的传输是从输入端到输出端，这个方向称为出端，这个方向称为正向传输正向传输。反馈反馈就是将输就是将输出信号取出一部分或全部送回到放大电路的输出信号取出一部分或全部送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端。放大电路的输入端。6.1.2 反馈的分类和判断反馈的分类和判断 正反馈正反馈:加入反馈后，净输入信号增大加入反馈后，净输入信号增大,输出输出幅度增大，等效增益增大幅度增大，等效增益增大.负反馈负反馈:加入反馈后，加入反馈后，净输入信号减小净输入信号减小，输出幅度减小输出幅度减小，等效增益，等效

3、增益下降下降.判断方法判断方法:根据反馈极性的不同根据反馈极性的不同:即先假定输入即先假定输入信号为某一个瞬时极性，然后逐级推出电路其信号为某一个瞬时极性，然后逐级推出电路其他有关各点瞬时信号的相位变化，最后判断反他有关各点瞬时信号的相位变化，最后判断反馈到输入端信号的瞬时极性是增强还是削弱了馈到输入端信号的瞬时极性是增强还是削弱了原来的输入信号原来的输入信号。1.正反馈和负反馈正反馈和负反馈举例举例:判断下列图判断下列图(a)与与(b)何为正反馈何为正反馈?何为负反馈何为负反馈?输入电压输入电压vI加在集成运放的反相加在集成运放的反相端端(-)且设瞬时极性为正且设瞬时极性为正(，代代表该点瞬

4、时信号的变化为增大表该点瞬时信号的变化为增大);则输出电压的瞬时极性为负则输出电压的瞬时极性为负(，该点瞬时信号的变化为减小该点瞬时信号的变化为减小);而而反馈电压反馈电压vF由输出端通过电阻由输出端通过电阻R1、R3分压后得到，因此，反分压后得到，因此，反馈电压馈电压增强了输入电压的作用，增强了输入电压的作用，使放大倍数提高使放大倍数提高。输入电压输入电压vI加在集成运放的同相加在集成运放的同相端端(+)且设瞬时极性为正且设瞬时极性为正(,代代表该点瞬时信号的变化为增大表该点瞬时信号的变化为增大);则输出电压的瞬时极性也为正则输出电压的瞬时极性也为正(,该点瞬时信号的变化为增该点瞬时信号的变

5、化为增大大);而反馈电压而反馈电压vF由输出端通过由输出端通过电阻电阻R3、R4分压后得到，因此，分压后得到，因此，反馈电压反馈电压消弱了输入电压的作消弱了输入电压的作用，使放大倍数提高降低用，使放大倍数提高降低。正反馈可使输出幅度增加，负反馈则使输出幅度减正反馈可使输出幅度增加，负反馈则使输出幅度减小。小。在明确串联反馈和并联反馈后，正反馈和负反馈可在明确串联反馈和并联反馈后，正反馈和负反馈可用下列规则来判断：用下列规则来判断：反馈信号和输入信号加于输入回路反馈信号和输入信号加于输入回路一点（并联反馈）一点（并联反馈）时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时时，瞬时极性相同的为正反馈，瞬时极性相反的

6、是负反馈；极性相反的是负反馈；正反馈和负反馈的判断法之二正反馈和负反馈的判断法之二：正反馈正反馈负反馈负反馈 反馈信号和输入信号加于输入回路反馈信号和输入信号加于输入回路两个不同点（串两个不同点（串联反馈）联反馈）时，瞬时极性相同的为负反馈，瞬时极性相反时，瞬时极性相同的为负反馈，瞬时极性相反的是正反馈。对三极管来说这两点是基极和发射极，对的是正反馈。对三极管来说这两点是基极和发射极，对运算放大器来说是同相输入端和运算放大器来说是同相输入端和反反相相 输入端。输入端。以上输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地而以上输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地而言，这样才有可比性。言，这样才有可比性。

7、负反馈负反馈正反馈正反馈判断方法：判断方法：根据反馈量本身的交、直流性质。根据反馈量本身的交、直流性质。直流反馈：直流反馈：反馈量只包含直流量；反馈量只包含直流量；交流反馈：交流反馈：反馈量中只反馈量中只有交流量；有交流量；交直流反馈：交直流反馈：如果反馈量既有直流量又有交流如果反馈量既有直流量又有交流量。量。2.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈举例：举例：判断下列图判断下列图(a)与与(b)何为直流反馈何为直流反馈?何为交流反馈何为交流反馈?在图所示的运放电路中，Rf和Cf网络是通高频、阻低频的网络，网络中R2上只有直流成分，因此是直流反馈。在图所示的运放电路中，Rf和Cf只有交流成分通

8、过，因此，这个反馈是交流反馈。直流反馈的作用能稳定静态工作点，而对于放大电路的动态参数(如放大倍数、通频带、输入及输出电阻等)没有影响；而交流负反馈对放大电路的动态参数会产生不同的影响，是改善电路技术指标的主要手段，也是本章要讨论的主要内容。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：反馈信号的大小与输出电压成比例；电流反馈：电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比例。电压反馈与电流反馈的判断：电压反馈与电流反馈的判断：将输出电压短路，若反馈信号为零，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。举例：举例：判断下列图判断下列图(a)与与(b)何为电压反馈何为电压反馈?何为电流

9、反馈何为电流反馈?R1上的反馈电压vF是运放的输出电压vo，经R1、Rf、Cf网络分压得到，说明反馈量与取自输出电压vo，为电压反馈。或者，将输出端短路，则vF=0，也就说反馈量不存在。Rf、Cf网络中流过的电流iF=io，为电流反馈。或者，将输出端短路，反馈量仍存在，为电流反馈。一般来说：一般来说：反馈元件直接接在输出端为电压反馈。反馈元件直接接在输出端为电压反馈。反馈元件只要没有直接接到输出端，均为电流反馈。反馈元件只要没有直接接到输出端，均为电流反馈。(特别注意：负载不属于放大器，因此不能算作反馈元特别注意：负载不属于放大器，因此不能算作反馈元件。件。)电压与电流反馈的简易判断方法电压与

10、电流反馈的简易判断方法4.串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 并联反馈并联反馈:反馈信号与输入信号加在放大电路输入回反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极路的同一个电极;串联反馈串联反馈:反馈信号与输入信号加反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。在放大电路输入回路的两个电极。对于三极管来说，对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时反馈信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或加在输入三极管的基极或发射极，则为并联反馈；发射极，则为并联反馈；一个加在基极一个加在发一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。射极则为串联反馈。此时反馈信号此时反馈信号与输入信号是电流与输入信号是电

11、流相加减的关系。相加减的关系。此时反馈信号与输入信号此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。是电压相加减的关系。对于运算放大器来说，反馈信号与输对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端一个则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。加在反相输入端则为串联反馈。此时反馈信号与输入信号此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。是电压相加减的关系。此时反馈信号此时反馈信号与输入信号是电流与输入信号是电流相加减的关系。相加减的关系。6.1.3 负反馈的四种组态负反馈的四种组态 对于

12、负反馈来说，根据反馈信号在输出端采样方式以及在输入回路中求和形式的不同，共有四种组态，它们分别是：电压串联负反馈 电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈。下面通过例子来说明如何判断?1.电压串联负反馈电压串联负反馈 R1上的压降为零，电阻RF引入一个反馈，反馈电压vF为输出电压vo在R2和RF上的分压而得，属电压反馈电压反馈；又集成运放的差模输入电压(净输入电压)vid=vi-vf，反馈电压削弱外加输入电压的作用，使放大倍数降低，为负反馈负反馈；vi与vf接在输入回路不同端，为串联反馈串联反馈。所以该组态是电压串联负反馈。2.电流串联负反馈电流串联负反馈反馈电压反馈电压vf=ioRf取

13、自输出电取自输出电流流,为电流反馈电流反馈。又集成运放的差模输入电压(净输入电压)为vid=vi-vf，为串联反馈串联反馈。由瞬时极性法知该反馈为负反馈负反馈。可见，所以该组态是电流串联负反馈。3.电压并联负反馈电压并联负反馈反馈电流反馈电流if取自输出电压取自输出电压v0,为电压反馈电压反馈。又净输入电流为iid=ii-if，为并联反馈并联反馈。由瞬时极性法知该反馈为负反馈负反馈。可见，所以该组态是电压并联负反馈。4.电流并联负反馈电流并联负反馈反馈电流反馈电流if取自输出电流取自输出电流i0,为电流反馈电流反馈。又净输入电流为iid=ii-if，为并联反馈并联反馈。由瞬时极性法知该反馈为负

14、反馈负反馈。可见，所以该组态是电流并联负反馈。例例6.1：判断：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。是否负反馈，若是，判断反馈的组态。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif电压反馈电压反馈并联反馈并联反馈uoifib=i+ifuo此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。+VCCRCC2C1Rfvivoiibif问题：问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？反馈回路加隔直电容？不能！不能！Rf为三极管提供静态电流！为三极管提供静态电流！Rf 的作用：的作用：1.提供静态工作点。提供静态工作点。

15、2.直流负反馈，稳定直流负反馈，稳定静态工作点。静态工作点。3.交流负反馈，稳定交流负反馈，稳定放大倍数。放大倍数。例例6.2 判断判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。是否负反馈，若是，判断反馈的组态。电流反馈电流反馈并联反馈并联反馈iE2vFiFiBvC1vB2vC1vB2iB2iE2voviiiBiFvFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2例例6.2:判断判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态是否负反馈，若是，判断反馈的组态。电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。定静态工作点。voviiiBiFvFRE2RfRE1RC1RC

16、2+VCCiE2vC1vB2例例6.3 试判断图试判断图6.3所示电路的反馈组态所示电路的反馈组态。解解:根据瞬时极性法，见图根据瞬时极性法，见图中的红色中的红色“+”、“-”号，可号，可知经电阻知经电阻R1加在基极加在基极B1上的上的是直流并联负反馈。因反馈是直流并联负反馈。因反馈信号与输出电流成比例，故信号与输出电流成比例，故又为电流反馈。结论：是直又为电流反馈。结论：是直流电流并联负反馈。流电流并联负反馈。经经Rf 加在加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加上是交流负反馈。反馈信号和输入信号加在在T1两个输入电极，故为串联反馈。两个输入电极，故为串联反馈。结论：交流电压串联负结论：

17、交流电压串联负反馈。反馈。例题6.3图例例6.4:试判断图试判断图6.4所示电路的反馈组态所示电路的反馈组态 解解:根据瞬时极性法根据瞬时极性法，见图中的红色，见图中的红色+、-号号，可知是负反馈。，可知是负反馈。因反馈信号和输入信因反馈信号和输入信号加在运放号加在运放A1的两个输的两个输入端，故为串联反馈。入端，故为串联反馈。例题6.4图 因反馈信号与输出电压成比例，故为电压反馈。因反馈信号与输出电压成比例，故为电压反馈。结论：交直流串联电压负反馈。结论：交直流串联电压负反馈。动 画 9-1动画9-2例例6.5:判断图示电路中判断图示电路中RE1、RE2 的负反馈作用的负反馈作用。R RE2

18、E2对交流不起作对交流不起作用，用，R RE1E1对交、直对交、直流均起作用流均起作用电流串联反馈电流串联反馈RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuoui+另外再看几个例子：另外再看几个例子：思考思考例例6.6 判断判断R Rf f是否负反馈，若是，判断反馈的类型。是否负反馈，若是，判断反馈的类型。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCvovi+T1T2Rf电压串联负反馈（交流电压串联负反馈（交流反馈）+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1C3C2+VCCvovi+T2Rf 若若Rf与与T发射极相接如图所示，引入的是发射极相接如图所示

19、，引入的是何种类型的何种类型的反馈？反馈？T1 电流串联正反馈电流串联正反馈例例6.7 判断图示电路判断图示电路R Rf f的反馈类型的反馈类型。电流并联负反馈（交、直流反馈）电流并联负反馈（交、直流反馈）+uouiRE2RfRE1RC1RC2+UCC+例例6.8：判断如图电路中：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。的负反馈作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCvovivbeie电流串联反馈电流串联反馈RE2对交流反对交流反馈不起作用馈不起作用1.对交流信号：对交流信号：ievevbe=vi-veibieRE1：电流串联负反馈。：电流串联负反馈。2.对直流信号：对直流信号

20、：RE1、RE2对对直流均起作直流均起作用，通过反用，通过反馈稳定静态馈稳定静态工作点。工作点。反馈过程：反馈过程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCvoviVBEIEVBVEVE=IE(RE1+RE2)VBE=VBVEIBIE212BBCCBBRVVRR恒定例例6.9：判断如图电路中：判断如图电路中RE3的负反馈作用。的负反馈作用。+VCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3vivbe1vfie3ie3vfvbe1=vivfvc1vc2ib3ie3电流串联负反馈，对直流不起作用。电流串联负反馈，对直流不起作用。例例6.10:回答下列问题。回答下列问题。例例

21、6.10电路图电路图求在静态时运放求在静态时运放的共模输入电压的共模输入电压;若要实现串联电若要实现串联电压反馈压反馈,Rf 应接向应接向何处何处?要实现串联电压要实现串联电压负反馈负反馈,运放的输入运放的输入端极性如何确定？端极性如何确定？求引入电压串联求引入电压串联负反馈后的闭环电负反馈后的闭环电压放大倍数压放大倍数。解：解：静态时运放的共模输入电压，即静态时静态时运放的共模输入电压，即静态时 T1和和T2的集电极的集电极 电位。电位。例6.10电路图 Ic1=Ic2=Ic3/2V7.97.09V9156V666241515BE3B3E3EER2B3221EECCR2VVVVVVRRRVV

22、VV5mA5.0mA13.5157.9c1C1CCC2C1C2C1e3EEE3C3RIVVVIIRVVI解解 :可以把差动放大电路看成运放可以把差动放大电路看成运放A的输入级。输入信号的输入级。输入信号加在加在T1的基极，要实现串联反馈，反馈信号必然要加在的基极，要实现串联反馈，反馈信号必然要加在B2。所以要实现串联电压反所以要实现串联电压反馈馈,Rf应接向应接向B2。解解既然是串联反馈既然是串联反馈,反馈和输入信号接到反馈和输入信号接到差放的两个输入端。差放的两个输入端。要实现负反馈，必为要实现负反馈，必为同极性信号。差放输同极性信号。差放输入端的瞬时极性，见入端的瞬时极性，见图中红色标号。

23、根据图中红色标号。根据串联反馈的要求，可串联反馈的要求，可确定确定B2的极性，的极性，见图中绿色标号，由此可确定运放的输入端极性。见图中绿色标号，由此可确定运放的输入端极性。例6.10电路图 解解:求引入电压串联负反馈后的闭环电压增求引入电压串联负反馈后的闭环电压增 益，可把差放和运放合为一个整体看待。益，可把差放和运放合为一个整体看待。图6.10电路图为了保证获得运为了保证获得运放绿色标号的极放绿色标号的极性，性，B1相当同相相当同相输入端，输入端，B2相当相当反向输入端。为反向输入端。为此该电路相当同此该电路相当同相输入比例运算相输入比例运算电路。所以电压电路。所以电压增益为增益为2bf1

24、RRAvv6.2 负反馈放大电路的框图与一般关系式 6.2.1 6.2.1 负反馈的方块图负反馈的方块图 6.2.2 6.2.2 负反馈放大电路增益负反馈放大电路增益 6.2.3 6.2.3 四种负反馈组态的方框图四种负反馈组态的方框图 6.2.46.2.4 负反馈电路放大倍数计算负反馈电路放大倍数计算 6.2.1 负反馈的方块图负反馈的方块图idXoXiX基本放大电路基本放大电路fX反馈网络反馈网络FA 以上几个量都采用了复数表示，因为要考虑实际电以上几个量都采用了复数表示，因为要考虑实际电路的相移。由于路的相移。由于 输入信号输入信号(ii 或或 ui)净输入信号净输入信号(iid 或或

25、uid)输出信号输出信号(io 或或 uo)反馈信号反馈信号(if 或或 uf)iX0XfXidXoffididoXXXAFXXX 式中：式中：称为环路增益。称为环路增益。FAidXoXiX基本放大电路基本放大电路fX反馈网络反馈网络FAoidfiidf1XAXAAXXXAF闭环放大倍数闭环放大倍数idifXXX净输入净输入0idXAX 闭环放大倍数闭环放大倍数f0XFX反馈系数反馈系数6.2.2 负反馈放大电路增益负反馈放大电路增益 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 1时，时，相当于，相当于负反馈负反馈 (2

26、)当当 1时，时，相当于，相当于正反馈正反馈 (3)当当 =0 时，时，=，相当于输入为，相当于输入为 零时仍有输出，故称为零时仍有输出，故称为“自激状态自激状态”。FA1FA1FA1fAAAfAfAFA1fAA称为反馈深度称为反馈深度1、讨论讨论 2.深度负反馈深度负反馈FFAAA11f 环路增益环路增益 是指放大电路和反馈网络是指放大电路和反馈网络所形成环路的增益，当所形成环路的增益，当 1时称为时称为深度深度负反馈负反馈，与，与 1+1相当。于是闭环放大相当。于是闭环放大倍数倍数:FAFAFA 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

27、数的倒数近似等于反馈系数的倒数，与有源器件的参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较稳定。放大倍数比较稳定。由此可见：对于复杂的负反馈电路，增益的计由此可见：对于复杂的负反馈电路，增益的计算可简化为反馈系数的计算。算可简化为反馈系数的计算。在此还要注意的是在此还要注意的是 、和和 可以是可以是 电压信号电压信号，也可以是电流信号。，也可以是电流信号。iXfXoX (1)当它们都是电压信号时，当它们都是电压信号时，、无量纲，无量纲，和和 是电压放

28、大倍数。是电压放大倍数。AfAFAfA (2)当它们都是电流信号时，当它们都是电流信号时，、无量纲，无量纲，和和 是电流放大倍数。是电流放大倍数。AfAFAfA (3)当它们既有电压信号也有电流信号时，当它们既有电压信号也有电流信号时，、有量纲，有量纲，和和 也有专门的放大倍数的称谓。也有专门的放大倍数的称谓。fAAAfAF3、需说明：、需说明：6.2.3 四种反馈组态电路的方框图四种反馈组态电路的方框图 对于不同组态的负反馈放大电路来说，其中开环放大倍数和反馈网络的反馈系数物理意义和量纲都各不相同，因此，统称之为广义的放大倍数和广义的反馈系数。6.2.4 深度负反馈电路放大倍数计算深度负反馈

29、电路放大倍数计算0vvidVAVfvv0VFViidfVVVvvvvvvvv11AA FF00vvidvvfiidfidvvvvidVVA VAVVVVA F V1.电压串联负反馈电压串联负反馈vvvv|1|1A Fvv1vvfAF结论结论:0ividIAVfvi0VFIiidfVVV2.电流串联负反馈电流串联负反馈ivvi|1|1A Fivivvivi11AA FF00ividivfiidfidivviidIIA VAVVVVA F V ivfvi1AF结论结论:0viidVAIiv0fIFViidfIII3.电压并联负反馈电压并联负反馈viiv|1|1A Fviviiviv11AA FF0

30、0viidvifiidfidviividVVA VAIIIIA F V vifiv1AF结论结论:0iiidIAIii0fIFIiidfIII4.电流并联负反馈电流并联负反馈iiii|1|1A F iiiiiiii11AA FF 00iiidiifiidfidiiiiidIIAVAIIIIA FV iifii1AF结论结论:解解:在求电压放大倍数表达式时，可以把在求电压放大倍数表达式时，可以把A1和和A2看成看成一个运算放大器，见图中棕色线框。因一个运算放大器，见图中棕色线框。因A1和和A2 都是都是反相输入的，因此可确定输入信号和输出信号之间反相输入的，因此可确定输入信号和输出信号之间的极性

31、关系。的极性关系。该电路相当于该电路相当于同相比例运算同相比例运算电路，所以电路，所以:例例6.11 求图示电路的电压放大倍数。求图示电路的电压放大倍数。例6.11电路图651RRAvv6.3 负反馈对放大电路性能影响负反馈对放大电路性能影响 6.3.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性 6.3.2 减小非线性失真和抑制干扰减小非线性失真和抑制干扰 6.3.3 提高反馈环内信噪比提高反馈环内信噪比 6.3.4 改善放大电路的频率特性改善放大电路的频率特性6.3.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性AFAA 1f )1(dd2fAFAA AAAFAAd11dff Af 的相对变化

32、量的相对变化量A 的相对变化量的相对变化量放大倍数稳定性提高放大倍数稳定性提高AAAAAF dd 11 f f 负负反反馈馈，例例 6.12 A=103，负反馈使，负反馈使放大倍数稳定性提高放大倍数稳定性提高 100 倍，求倍，求 F、Af、A 变化变化 10%时的时的 A f，以及，以及 dAf/Af。解：解：(1)1+AF=100，则则 F=(100 1)/A=0.099(2)AFAA 1f =103/100=10(3)%1.0)1.01001d11df f （AAAFAA此时的此时的 A f =%)1.01(10d1)f f (f AAA负反馈以牺牲放大倍数，换负反馈以牺牲放大倍数，换取

33、了放大倍数稳定性的提高。取了放大倍数稳定性的提高。6.3.2 减小非线性失真减小非线性失真vf加入加入负反馈负反馈无负反馈无负反馈FvfAvivo+vidvo大大小小viA接近正弦波接近正弦波改善了波形失真改善了波形失真减小失真动画演示减小失真动画演示6.3.3 改善放大电路的频率特性改善放大电路的频率特性无反馈时：无反馈时：BW=fH fL fH引入反馈后，引入反馈后，1f，AFAA FAAAFAAAFAAALLLfm m mf HHHf1 ,1 1 ，fA(f)OAm0.707AmfLfHBWAf(f)Amf0.707AmffLffHfBWf可证明：可证明：fHf=(1+AF)fHfLf=

34、fL/(1+AF)=(1+AF)fH=(1+AF)BW fHf BWf =fHf fLf例例6.13 已知集成运放中频开环差模放大倍数已知集成运放中频开环差模放大倍数Am=104，上，上限频率限频率 fH=10Hz，下限频率，下限频率fL=1Hz。引入负反馈后，闭。引入负反馈后，闭环电压放大倍数环电压放大倍数Amf=10，试问反馈深度等于多少？此时，试问反馈深度等于多少？此时负反馈放大电路的通频带等于多少？增益带宽积又为多负反馈放大电路的通频带等于多少？增益带宽积又为多少？少？mmfm1AAA F解解：因为43mmmf1011010AA FA所以反馈深度:又HLff所以通频带宽:3fHfmH(

35、1)1010Hz100kHzBWfA F f频带增益积:4mf1010010MHzABWKHz6.3.5 改变放大电路的输入和输出电阻改变放大电路的输入和输出电阻1、对输入电阻的影响、对输入电阻的影响(1)串联负反馈使输入电阻增大串联负反馈使输入电阻增大idfididiifiiiVVVAFVVRIII if i(1)RAF R 深度负反馈：深度负反馈：ifRRif A FRiiViIidVidAFV fV理解：理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。故输入电阻增加。(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idi

36、diifiid fididVVVRIIIIAFI iif1RRAF 深度负反馈：深度负反馈：0ifRRif A FRiiViId iIfIIidAF 理解：理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了一并联负反馈相当于在输入回路中并联了一 条支条支 路，故输入电阻减小。路，故输入电阻减小。2、对输出电阻的影响、对输出电阻的影响(1)电压负反馈电压负反馈 F 与与 A 并联，使输出电阻减小。并联，使输出电阻减小。AFRoRof oof1RRAFA 为负载开路时的源电压放大倍数。为负载开路时的源电压放大倍数。深度负反馈：深度负反馈：0ofR理解：理解：电压负反馈目的是阻止电压负反馈目的是阻止 v vo

37、 o的变化，稳定输出的变化，稳定输出 电压电压。放大电路空载时放大电路空载时可等效右图框中可等效右图框中为电压源：为电压源：RoesovoRL输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。(2)电流负反馈电流负反馈 F 与与 A 串联，使输出电阻增大串联，使输出电阻增大AFRoRofof o(1)RAF RA 为负载短路时的源电压放大倍数。为负载短路时的源电压放大倍数。深度负反馈：深度负反馈：ofR理解：理解：电流负反馈目的是阻止电流负反馈目的是阻止 io的变化，稳定的变化，稳定输出电流输出电流。放大电路空载时放大电路空载时可等效为右图框可等效为右图框中电流源

38、：中电流源：输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。RoisoioRL例例6.14:电路如图所示，电路如图所示，试用虚短与虚断的概念试用虚短与虚断的概念近似计算它的近似计算它的放大倍数放大倍数并定性分析并定性分析输入电阻与输入电阻与输出电阻。输出电阻。解解：运放两个输入端得虚线短接(即 )，称为虚短，同时运放的输入电阻很高，则 ，即运放两输入端的虚线断路，称为虚断。图中电路引入了电压并联负反馈，根据“虚短”的概念，有id0V id0IVV根据“虚断”的概念,有0iffVIIR if5oVIIR 0viffiVARI，ifR并联负反馈使 下降ofR电压负反

39、馈使 下降6.4 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性 6.4.1 影响负反馈放大电路正常工作的因素影响负反馈放大电路正常工作的因素 6.4.2 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性 6.4.3 负反馈放大电路的自励消除负反馈放大电路的自励消除6.4.1 影响负反馈放大电路正常工作的因素影响负反馈放大电路正常工作的因素 负反馈放大电路产生自励负反馈放大电路产生自励是影响负反馈放大电路正常工 作的因素。2.自激振荡的平衡条件自激振荡的平衡条件1.产生自励振荡的原因产生自励振荡的原因0fid0|XXXX0iX 当当时时,00X 此时电路处于此时电路处于不稳定状态不稳定状态 发生自激

40、振荡时发生自激振荡时,0XfX与与相互维持相互维持,所以所以0id0XAXAFX|11arg(21)afAFAFn AF=起振条件起振条件:1|AF|6.4.2 自励振荡的判断自励振荡的判断0018|1,0,acffAF 0018|1,0,acffAF 0018|1,0,acffAF 6.4.3 自激振荡的消除自激振荡的消除相位补偿法相位补偿法在电路中加入在电路中加入 C，或，或 R、C 元件进行相位补偿，改变元件进行相位补偿，改变电路的高频特性，从而破坏自激条件电路的高频特性，从而破坏自激条件。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电容滞后补偿RC 滞后补偿滞后补偿密勒效应补偿密勒效应补偿R