模电反馈放大电路PPT学习教案

1、会计学1 模电反馈放大电路模电反馈放大电路 一、从一个例子说起一、从一个例子说起 输入量：输入量：ui、ube、ib 反馈反馈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。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。 3.1 反馈的基本概念反馈的基本概念 输出量：输出量：uo、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 T UBE IC IC UE IB + + + C T R b1 CC Rb1 b2 R V L + uo R - u + - i b2 C c R e Ce IC 稳定工作点电路

2、：稳定工作点电路： UB一定一定 第1页/共76页 二二. 几个几个基本概念基本概念 1. 开环与闭环开环与闭环 电路中只有正向传输，没有电路中只有正向传输，没有 反向传输，称为反向传输，称为开环状态。开环状态。 正向传输正向传输信号从输入端信号从输入端 到输出端的传输到输出端的传输 反向传输反向传输信号从信号从 输出端到输入端的传输出端到输入端的传 输输 既有正向传输，又有反馈既有正向传输，又有反馈 称为称为闭 环 状 态闭 环 状 态 。 u u + f 1 o i + R R u u o + + i 信号的正向传输信号的正向传输 信号的正向传输信号的正向传输 反馈传输反馈传输(通路通路)

3、 （反馈网络）（反馈网络） 第2页/共76页 直流反馈直流反馈若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。 2.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈 该电路引入直流反馈的目的，是为了稳定静态工作点该电路引入直流反馈的目的，是为了稳定静态工作点Q。 交流反馈交流反馈若电路将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。若电路将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。 （如去掉电容（如去掉电容Ce） 交流反馈，影响电路的交流工作性能。交流反馈，影响电路的交流工作性能。 直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈 + + + C T R b1 CC Rb1 b2 R V L +

4、uo R - u + - i b2 C c R e Ce IC i c 第3页/共76页 解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时存在，来进行判别。解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时存在，来进行判别。 例：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。例：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。 u u + 1 A + Rf R o i C2 2 R 1 C 交、直流反馈交、直流反馈 交流反馈交流反馈 注意电容的注意电容的“隔直通交隔直通交”作用！作用！ 第4页/共76页 例：基本放大器，无反馈，净输例：基本放大器，无反馈，净输 入量入量ube=ui，电压放

5、大倍数为：，电压放大倍数为： 3.负反馈与正反馈负反馈与正反馈 负反馈负反馈输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，放大倍数减小。输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，放大倍数减小。 引入反馈后，净输入量引入反馈后，净输入量ube =ui- uf ， 电压放大倍数为：电压放大倍数为： 可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负反馈。可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负反馈。 正反馈正反馈输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加。输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加。 + u - T R u L c CC o b1 + . R C b2 C b1 + V i

6、R - be u + - e be L u )(1R r R A be L u r R A + + + C T R b1 CC Rb1 b2 R V L + uo R - u + - i b2 C c R e ic + u - f be u + - 第5页/共76页 本级反馈本级反馈反馈只存在于某一级放大器中反馈只存在于某一级放大器中 级间反馈级间反馈反馈存在于两级以上的放大器中反馈存在于两级以上的放大器中 例例 4.本级反馈与级间反馈本级反馈与级间反馈 V V f L +VCC + T R be + e2 R c2 c1 - O - u R f u R R Cb1 b1 R b2 C u +

7、 - 2 T1 + i u - Re1 级间反馈级间反馈 本级反馈本级反馈 本级反馈本级反馈 第6页/共76页 3.2 3.2 负反馈放大器的四种类型负反馈放大器的四种类型 负反馈类型有四种组态负反馈类型有四种组态: : 电压串联负反馈电压串联负反馈 电压并联负反馈电压并联负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈 第7页/共76页 根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈电压串联负反馈 从输入端看，从输入端看， 有：有： ud = ui -uf 故为串联负反馈。故为串联负反馈。 用用“瞬时极性法瞬时极性法”判断反馈极性

8、：判断反馈极性： 假设某一瞬时，在放大电路的输假设某一瞬时，在放大电路的输 入端加入一个正极性的输入信号，按入端加入一个正极性的输入信号，按 信号传输方向依次判断相关点的瞬时信号传输方向依次判断相关点的瞬时 极性，直至判断出反馈信号的瞬时极极性，直至判断出反馈信号的瞬时极 性。如果反馈信号的瞬时极性使净输性。如果反馈信号的瞬时极性使净输 入减小，则为负反馈；反之为正反馈入减小，则为负反馈；反之为正反馈 。 反馈电压反馈电压 ： f RR R uu 1 1 of 因为反馈量与输出电压成比例，所以称电压反馈。因为反馈量与输出电压成比例，所以称电压反馈。 V V V - f A R i + d u

9、u - f - R + + u 1 + + u R o 第8页/共76页 分立电路电压串联负反馈分立电路电压串联负反馈 RL uO uf ud(ube) uO 电压负反馈的特性电压负反馈的特性稳定输出电压稳定输出电压 稳定过程：稳定过程： 负载变化时，负载变化时，输出电压稳定输出电压稳定输出电阻输出电阻 V V f L +VCC + T R be + e2 R c2 c1 - O - u R f u R R Cb1 b1 R b2 C u + - 2 T1 + i u - Re1 V V f L +VCC + T R be + e2 R c2 c1 - O - u R f u R R Cb1

10、b1 R b2 C u + - 2 T1 + i u - Re1 ui一定一定 第9页/共76页 根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈。电压串联负反馈。 id = ii -if从输入端看有：从输入端看有： 因为反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。因为反馈量与输出电压成比例，所以是电压反馈。 反馈电流：反馈电流： ff R u R uu i oo f 故为并联负反馈。故为并联负反馈。 VCC_CIRCLE VCC_CIRCLE + A + L R Rf if id 1 i 1 R u o i u 第10页/共76页 分立电路电压并联负反馈

11、分立电路电压并联负反馈 ff R u R uu i ioo f 反馈量与输出电压成比例，反馈量与输出电压成比例， 所以是电压反馈。所以是电压反馈。 根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈电压串联负反馈 id = ii -if 在输入端有在输入端有 故为并联负反馈。故为并联负反馈。 因为反馈电流：因为反馈电流： + T L R - c u i - b + i CC + s R i +V O u u - s s R Rf f i 第11页/共76页 三三. .电流并联负反馈电流并联负反馈 根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为根据瞬时极性判断是负

12、反馈，所以该电路为电流串联负反馈。电流串联负反馈。 又因为又因为在输入端有在输入端有: id = ii -if 反馈电流：反馈电流： RR R ii f of 因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。 故为并联负反馈。故为并联负反馈。 u u - 1 A i i R + i + o id if io f R R L R + + - 第12页/共76页 分立电路组成的电流并联负反馈分立电路组成的电流并联负反馈 引入电流负反馈的目的引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定输出电流 稳定过程：稳定过程： 负载变化时，负载变化时，输出电流稳定输出电流稳定输出

13、电阻输出电阻 RL io(ic2) if id （ib） io(ic2) + - Rc1 c2 R Rf Re2 Rs L R 1 T 2 T ic2 if s i us - u + O + - ui CC +V ib u u - 1 A i i R + i + o id if io f R R L R + + - 第13页/共76页 反馈电压：反馈电压：uf=ioRf 根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈电流串联负反馈 ud = ui -uf 又因为又因为在输入端有在输入端有 因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。因为反馈量与输出电

14、流成比例，所以是电流反馈。 故为串联负反馈。故为串联负反馈。 u - u R + 1 f - o + L R R + + i A + - d u + - f u o i 第14页/共76页 分立电路组成的电流串联负反馈电路分立电路组成的电流串联负反馈电路 io uf ud io 引入电流负反馈的目的引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定输出电流 稳定过程：稳定过程： 负载变化时，负载变化时，输出电流稳定输出电流稳定输出电阻输出电阻 RL u - u R + 1 f - o + L R R + + i A + - d u + - f u o i + + + C T R b1 CC Rb1 b2 R

15、 V L + uo R - u + - i b2 C c R e ic + u - f be u + - 第15页/共76页 五五. .反馈类型及判别方法总结反馈类型及判别方法总结 1.1.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈注意电容的注意电容的“隔直通交隔直通交”作用作用 例题例题1:试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？+V + _- + 1 R 5 R 6 R cc R O 2 u 4 u R i 3 R 7 R 3 C C1 C2 C4 第16页/共76页 2.2.反馈极性：正反馈与负反馈反馈极性：正反馈与负

16、反馈 判定方法判定方法“瞬时极性法瞬时极性法” 例题例题2:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。 对于串联反馈：对于串联反馈：输入量与反馈量作用在不同的两点上，若输入量与输入量与反馈量作用在不同的两点上，若输入量与 反馈量的瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。反馈量的瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。 对于并联反馈：对于并联反馈：输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端 瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。 动画演示动画演示 +V + _-

17、+ 1 R 5 R 6 R cc R O 2 u 4 u R i 3 R 7 R 3 C C1 C2 C4 u u + R o f A + i 1 R 第17页/共76页 V VA + + + + 2 A 1 ui O u 1 R R2 R3 R4 5 R R6 V V + A + uO i u 1 R R2 CC +V 3 R U +V U cc 2 R R1 O u i u 第18页/共76页 3. 取样方式取样方式电压反馈与电流反电压反馈与电流反 馈馈 假设输出端交流短路（假设输出端交流短路（RL=0），即），即uo=0， 若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号若反馈信号消失了，则为

18、电压反馈；若反馈信号 仍然存在，则为电流反馈。仍然存在，则为电流反馈。 电压反馈：电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比反馈信号的大小与输出电压成比 例。例。 判断方法判断方法输出短路法：输出短路法： 电流反馈：电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比反馈信号的大小与输出电流成比 例。例。 第19页/共76页 例题例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电试判断下列电路中引入的反馈是电 压反馈还是电流反馈。压反馈还是电流反馈。 + + + C T R b1 CC Rb1 b2 R V L + uo R - u + - i b2 C c R e ic + u - f + R 1 b CC T C R

19、V R u + - L o - + ui e C2 S u + - RS f - u + 第20页/共76页 V VA + + + + 2 A 1 ui O u 1 R R2 R3 R4 5 R R6 + _ +V - + cc i u uO 1 R R2 3 R R4 R5 6 R u - u R + 1 f - o + L R R + + i A + - d u + - f u o i 第21页/共76页 并联反馈：并联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路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。有：输入回路的同一个电极。有：id = ii -if 此时反馈信号与输入信号是电压

20、相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。 此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系 。 第22页/共76页 对于三极管电路：对于三极管电路： T 输入量 反馈量 输入量 反馈量 T 若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈。若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈。 若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。 T 输入量 反馈量 T 输入量 反馈量 第23页/共76页 对于运放电路：对于运放电路： 若反馈信号与输入信号

21、同时加在同相端或反相端为并联反馈。若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并联反馈。 若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相端则为串联反馈。若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相端则为串联反馈。 反馈量 + u + u A 输入量 反馈量 u+ 输入量 u + + A 输入量 + A + + u 反馈量 u + uA + + u 输入量 反馈量 第24页/共76页 例题例题4:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈 还是并联反馈。还是并联反馈。 V V + A + uO i u 1 R R2 CC +V 3 R +V - + _ + cc

22、uO u i 1 R R2 3 R 4 R 第25页/共76页 V VA + + + + 2 A 1 ui O u 1 R R2 R3 R4 5 R R6 U +V U cc 2 R R1 O u i u 第26页/共76页 例题例题5:试判断下列电路中的反馈组态。试判断下列电路中的反馈组态。 解解:电压串联负反馈。电压串联负反馈。 _ + V R CC V u T V + R 2 R 2 i 1 T EE Is f 1 u R R A+ + o 1 2 V V V f A R i + u u - f - R + u 1 + + R o 1 第27页/共76页 解解:电压并联负反馈。电压并联负

23、反馈。 动画演示动画演示 例题例题6:试判断下列电路中的反馈组态。试判断下列电路中的反馈组态。 + _ V 1 f I 1 2 R 1 2 T i R 2 + u R T R R s R3 4 R CC V VEE uo T3 VCC_CIRCLE VCC_CIRCLE u i u Rf + + A o 1 R 第28页/共76页 （1）串联反馈）串联反馈 5. 信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响 ud = ui - uf 所以所以us应为恒压源，即信号源内阻应为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。越小越好。 要想反馈效果明要想反馈效果明 显，就要求显，就要求uf变变 化能有效引起化能

24、有效引起ud 的变化。的变化。 u u - + uf - 1 R + + u L d - R + o + A f R - u + S - i + u Rs 第29页/共76页 （2）并联反馈）并联反馈 id = ii -if 所以所以is应为恒应为恒流流源，即信号源内阻源，即信号源内阻RS越大越好。越大越好。 要想反馈效果明显，就要求要想反馈效果明显，就要求if变化能有效引起变化能有效引起id的的 变化。变化。 u u A s - R+ o RR + L f + i s ii d i f i 第30页/共76页 基本放大电路基本放大电路 A dX oX 反馈网络反馈网络 F fX 放大放大：

25、d o X X A 迭加：迭加： fidXXX 1.方框图：方框图： A称为开环放大倍数称为开环放大倍数 iX + 反馈反馈： o f X X F AF称为闭环放大倍数称为闭环放大倍数 AF=Xo / Xi 输出信号输出信号 输入信号输入信号 反馈信号反馈信号 净输入信号净输入信号 F称为反馈系数称为反馈系数 设设Xf与与Xi同相同相 六六. 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图 负反馈放大器负反馈放大器 第31页/共76页 2. 负反馈放大器的一般关系负反馈放大器的一般关系 闭环放大倍数：闭环放大倍数： 放大放大： d o X X A 反馈反馈： o f X X F 迭加：迭加： f

26、idXXX AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF) = Xo A 1 1 A +F = A 1+AF 第32页/共76页 3. 关于反馈深度的讨论关于反馈深度的讨论 一般负反馈一般负反馈 称为反馈深度称为反馈深度 FA 1 FA A A 1 F 时，时， 11 )1( FA ， F AA 时，时， 11 )2( FA 深度负反馈深度负反馈 正反馈正反馈 时，时， 11 )3( FA ， F AA 自激振荡自激振荡 时，时， 01 )4( FA ， F A 第33页/共76页 3.3 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 提高增益的稳定性

27、提高增益的稳定性 减少非线性失真减少非线性失真 扩展频带扩展频带 改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻 在放大器中引入负反馈在放大器中引入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数 使放大器的性能得以改善：使放大器的性能得以改善： 第34页/共76页 一一. 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性 闭环时闭环时 FA A A 1 F 则则 2 F )1( 1 AFdA dA 只考虑幅值有只考虑幅值有 AF A A 1 F A dA AFA dA 1 1 F F 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

28、件下 F A 1 F 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。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。 第35页/共76页 2. 改善放大器的非线性失真改善放大器的非线性失真 A ui uf ui uo ud 加反馈前加反馈前 加反馈后加反馈后 A F + 失真失真 改善改善 uouo 动画演示动画演示 第36页/共76页 无反馈时放大器的通频带：无反馈时放大器的通频带： fbw= f HfL f H 有反馈时放大器的通频带：有反馈时放大器的通频带： fbwf= f HffLf f Hf 可以证明：

29、可以证明：fbwf = (1+AF) fbw 放大器的一个重要特性：放大器的一个重要特性：增益与通频带之积为常数。增益与通频带之积为常数。 即：即： Amf fbwf= Am fbw 0 20lg|A|（dB） F（Hz） Am fL fH fLf fHf Amf 第37页/共76页 无无反馈时反馈时 ： 有有反馈时反馈时 ： i d i i i = i u i u R )(1 i AFR i i if = i u R i fd = i uu i od = i Fuu i dd = i AFuu i d )1( = i AFu + R i u o o R - R i u + - + d u i

30、 i + o - u L RA i + + Ro + o L i u i A + o u R u - d R i u + - - R Rf u - f + R1 if i 第38页/共76页 无无反馈时反馈时 ： 有有反馈时反馈时 ： d i i i i = i u i u R i i if = i u R fd i = ii u Fui u od i = AFii u dd i = )1( = d i AFi u AF R 1 = i + A R u - L i + u o R i R - R d + - + d i u o if o u i Rf f i i + u o L i R u -

31、 u i u A o + Ri d - R + - o i + R d i i 第39页/共76页 (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 电流负反馈电流负反馈稳定输出电流（当负载变化时稳定输出电流（当负载变化时 ）恒流源恒流源输出电阻大。输出电阻大。 (2) (2) 电流负反馈使输出电阻提高电流负反馈使输出电阻提高 第40页/共76页 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

32、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 第41页/共76页 举例：举例：在下面的放大器中按要求引入适当的反馈在下面的放大器中按要求引入适当的反馈 。 （1）希望加入信号后，）希望加入信号后，ic3的数值基本不受的数值基本不受R6改变的影响。改变的影响。 V VV V 1 5 12 T 2 T R 3 R C 3 4 +V R CC R T 1 R R7 6 R - u + i u o + - f1 R 第42页/共76页 （2）希望接入负载后，输出电压）希望接入负载后，输出电压UO基

33、本稳定。基本稳定。 V VV V 1 5 12 T 2 T R 3 R C 3 4 +V R CC R T 1 R R7 6 R - u + i u o + - f2 R 第43页/共76页 （3）希望输入端向信号源索取的电流小。）希望输入端向信号源索取的电流小。 V VV V 1 5 12 T 2 T R 3 R C 3 4 +V R CC R T 1 R R7 6 R - u + i u o + - f2 R 第44页/共76页 （4）希望稳定静态工作点。）希望稳定静态工作点。 解：解：以上两种反馈都同时具有交、直流反馈，所以能够稳定静态工作点。以上两种反馈都同时具有交、直流反馈，所以能够

34、稳定静态工作点。 如果要求只引入直流负反馈，去除交流反馈。怎样接？如果要求只引入直流负反馈，去除交流反馈。怎样接？ C V VV V 1 5 12 T 2 T R 3 R C 3 4 +V R CC R T 1 R R7 6 R - u + i u o + - f1 R 第45页/共76页 3.4 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算 本节本节重点讨论深度负反馈条件下的近似计算重点讨论深度负反馈条件下的近似计算 1. 估算的依据估算的依据 深度负反馈：深度负反馈： 即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数 有关。有关。 11 FA 由由 FA A

35、 A 1 F 得得 FFA A 1 11 FA 方法一：方法一： 一一. 估算电压增益估算电压增益 第46页/共76页 方法二：方法二： FA A A 1 F 根据根据 FFA A 1 将将 i o F X X A o f X X F 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 净输入量近似等于净输入量近似等于 零零 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“ 虚短虚短”、“虚断虚断”的概念的概念 或或 if XX 0 fid XXX 第47页/共76页 深度负反馈条件下：深度负反馈条件下：Xd=Xi-Xf0 u+=u-（运放电

36、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”id0 ii+=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 + + f u + R - u + 1 f A d + i + + - u + f u i+ - T f R + u - d u+ A + i f R ii f i ii+ i- i + + T - i + u f R i iib if 第48页/共76页 例例1.1.分立电路电压串联负反馈分立电路电压串联负反馈 2. 举例举例 解：解：用方法一。用方法一。

37、 求反馈系数：求反馈系数： 求闭环电压放大倍数：求闭环电压放大倍数： fe e o f uu RR R u u F 1 1 e1 fe1 uui o uf 1 R RR Fu u A V V f L +VCC + T R be + e2 R c2 c1 - O - u R f u R R Cb1 b1 R b2 C u + - 2 T1 + i u - Re1 第49页/共76页 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 00 id iu 1 1 f o i o UF R RR u u u u A f 1 1 R R f 则则 f

38、 Ofi RR R uuu 1 1 V V V + A + + + - R 1 R f u i u u Rf + d - u o - 第50页/共76页 （2 ）电流并联负反馈放大器）电流并联负反馈放大器 反馈系数反馈系数: 闭环增益闭环增益 闭环电压增益闭环电压增益 解：用方法一。解：用方法一。 se2 e2 f if s i c2 s o usf R R R RR RRi Ri u u A L L )( e2f e2 c2 f RR R ii e2f e2 c2 f ii RR R i i F e2 e2 f ii f c2 iif R RR F i i A 1 例例1.1.分立电路电流并

39、联负反馈分立电路电流并联负反馈 R c1 c2 R +V c2 i - R O s R - f f 1 2 + + u T i s R R T i CC ib i u L e2 第51页/共76页 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 例例2. 运放组成的电流并联负反馈放大器运放组成的电流并联负反馈放大器 of i RR R i f 1f o Ri Ri L 12 2 R R R RR Lf 解：用方法二。解：用方法二。 11 o i o usf Ri Ri u u A L ui=ii R1 ii=if u - u R + 1 f - o f o + L i R

40、R R i + + i d A ii i 第52页/共76页 （3）电压并联负反馈）电压并联负反馈 例例1.1.分立电路电压并联负反馈分立电路电压并联负反馈 闭环增益闭环增益 闭环电压增益闭环电压增益 解：用方法一。解：用方法一。 反馈系数反馈系数: f 1 Ru i F o f iu ff R u R uu i ioo f f iui o uif R Fi u A 1 )(if s i o s o usf RRi u u u A ss i o R R Ri u f s f + u T i +V bi CC u s R i O i R R R L - f - + c 第53页/共76页 例例2

41、.2.运放组成的电压并联负反馈运放组成的电压并联负反馈 利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知 u+=u-=0 ii=if 1 f 1i ff i o uf R R Ri Ri u u A VCC_CIRCLE VCC_CIRCLE + A + L R Rf if id 1 i 1 R u o i u 第54页/共76页 闭环增益闭环增益 闭环电压增益闭环电压增益 例例1. 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 ebe Lc )1( )/( Rr RR Au 解：用方法一。解：用方法一。 反馈系数反馈系数: e o f ui R i u F e uii o iuf RFu i

42、 A 11 e Lc i Lc o i o uf R RR u RRi u u A /)/( 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: （4）电流串联负反馈）电流串联负反馈 + + + + - b2 T Rc V i - C b2 b1 + u o u R CC f - R C + L b1 R u io Re eo f Riu 第55页/共76页 例例2.2.运放组成的电流串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: i f uuuu f o i o uf u u u u A 11 R R R i Ri L o

43、L o 解：用方法二。解：用方法二。 V V V O + f A u R - 1 R L - R + + + o iu u - + i 第56页/共76页 二二. 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： 注：表中的输入、输出电阻均指注：表中的输入、输出电阻均指反馈环反馈环中的输入、输出电阻。中的输入、输出电阻。 第57页/共76页 （1 1）电压串联负反馈）电压串联负反馈 举例举例 Rif RifRb1 ROf0 V V + u R R R e1 - b1 e2 R R b1 R R C c2 u c1 - T O f 1 C CC + L 2 +V i T

44、 b2 if R if R of R 第58页/共76页 （2 2）电压并联负反馈）电压并联负反馈 Rif0 RifRS ROf0 + - Rc Rs L R T i i u s - u + O CC +V i b f R if if R if RRof 第59页/共76页 （3）电流并联负反馈）电流并联负反馈 ROfRC2 Rif0 RifRS ROf +V i c2 R R i CC s L i e2 c2 + u i T s R R O i c1 + f T - 2 f u 1 R - b R if RR ifof R of R 第60页/共76页 综合举例综合举例1：求电压放大倍数、输

45、入电阻、求电压放大倍数、输入电阻、 输出电阻。输出电阻。 +V + _- + 1 R 5 R 6 R cc R O 2 u 4 u R i 3 R 7 R 3 C C1 C2 C4 第61页/共76页 综合举例综合举例2：求电压放大倍数、输入电阻、求电压放大倍数、输入电阻、 输出电阻。输出电阻。 V V V V + e1 - 1 R R R C c3 u c1 T 1 CC 3 +V i T if Rof R T R 2 e2 c2 R 2 C f1 RRf2 u o + - 第62页/共76页 一一. 产生产生自激振荡的原因及条件自激振荡的原因及条件 1. 自激振荡现象自激振荡现象 在不加输

46、入信号的情况下，放大电路仍会产生在不加输入信号的情况下，放大电路仍会产生 一定频率的信号输出。一定频率的信号输出。 3.5 负反馈放大电路的自激振荡及消除方法负反馈放大电路的自激振荡及消除方法 + + + i L + u - + u 放大器放大器 - o R 第63页/共76页 fidXXX 基本放大电路基本放大电路 A dX oX 反馈网络反馈网络 F fX iX + 2. 产生自激振荡的原因产生自激振荡的原因 中频时：中频时： |idXX 高频或低频时，放大器产生的附加相移达到高频或低频时，放大器产生的附加相移达到180时。时。 为负反馈。为负反馈。 |idXX 变为正反馈。变为正反馈。

47、此时，若满足此时，若满足 |dfXX 则则Xi=0，仍会有输出信号。，仍会有输出信号。 第64页/共76页 3. 自激振荡的条件自激振荡的条件 1FA 幅值条件幅值条件 180) 12( fa n 相位条件相位条件（附加相移）（附加相移） 基本放大电路基本放大电路 A dX oX 反馈网络反馈网络 F fX iX + fdXX 0 ddXFAX 自激振荡条件：自激振荡条件： 1 FA 分解为幅值条件与相位条件：分解为幅值条件与相位条件： 由以上分析知：由以上分析知： 第65页/共76页 二二.稳定判椐稳定判椐及稳定裕度及稳定裕度 方法一：方法一： 则放大器稳定。否则自激。则放大器稳定。否则自激

48、。 0 )dB(lg20FA 0 -90 - 180 FA m m G dB0lg20 FA 180 fa 满足：满足： 同理，为了切实保证稳定，要留有同理，为了切实保证稳定，要留有 -10dB的余量，称为的余量，称为幅值裕度幅值裕度m G 方法二：方法二： dB0lg20FA 180 fa 满足：满足： 则放大器稳定。否则自激。则放大器稳定。否则自激。 为了切实保证稳定，要留有为了切实保证稳定，要留有 45余量，称为余量，称为相位裕度相位裕度m 第66页/共76页 三三. 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 F 1 lg20 水平线水平线 (1) 作出作出 A 的

49、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 F 1 lg20 在水平线在水平线 A lg20 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 A lg20 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。 F 1 lg20 或或 判断稳定性方法：判断稳定性方法： 0 1 lg20lg20lg20 F AFA 将

50、将 写为：写为： 1FA 即：即： F A 1 lg20lg20 第67页/共76页 举例：举例：设一基本放大器的增益为：设一基本放大器的增益为： 三三. 负反馈放大电路稳定性分析负反馈放大电路稳定性分析 ) 105 )(1 105 j)(1 100.5 j(1 766 u f j ff A . 4 10 1.设反馈系数设反馈系数 ，分析其稳定性，分析其稳定性 10.F . 三个极点频率为：三个极点频率为：fp1=0.5106Hz ， fp2=5106Hz ， fp3=5107Hz 。 其中其中fp1=0.5106Hz最低，它决定了整个基本放大器的上限频率，称为主极点频率。最低，它决定了整个基

51、本放大器的上限频率，称为主极点频率。 (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应波特图 解解 ： 第68页/共76页 (2) 作作 dB20 1 lg20 F 的水平线的水平线 A lg20 与与 F 1 lg20 (3)水平线水平线 相交于相交于E点。点。 与与E点相对应的附加相位移为点相对应的附加相位移为 ，因此，放大器是不稳定的。，因此，放大器是不稳定的。 225 0 (dB)20 u Alg 20 40 60 80 f 50k500k5M50M500M 0 -90 - 180 - 135 - 225 - 270 f 十十倍倍频频程程dB/20 十十倍倍频频程程

52、dB/40 F 1 lg20 E 第69页/共76页 2.将反馈系数将反馈系数 改为改为 ， 分析其稳定性分析其稳定性 001. 0 . F 解：解： (1) 作作 dB60 1 lg20 F 的水平线的水平线 F 1 lg20 (2)水平线水平线 相交于相交于D点。点。 A lg20 与与 与与D点相对应的附加相位移为点相对应的附加相位移为 ，因此，放大器是稳定的。且，因此，放大器是稳定的。且 m 135 45 0 (dB)20 u Alg 20 40 60 80 f 50k500k5M50M500M 0 -90 - 180 - 135 - 225 - 270 f 十十倍倍频频程程dB/20 十十倍倍频频程程dB/40 F 1 lg20 D 第70页/共76页 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 F 1 lg20 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 结论结论 ： 0 (dB)20 u Alg 20 40 60 80 f 50k500k