模电课件第四章--负反馈放大电路习题训练教学课件

1、 4 5 6 7 8 9 10 11 4.1 负反馈的概念负反馈的概念 凡是将放大电路输出端的信号（电压或电凡是将放大电路输出端的信号（电压或电 流）的一部分或全部引回到输入端，与输入流）的一部分或全部引回到输入端，与输入 信号迭加，就称为信号迭加，就称为反馈反馈。 若引回的信号削弱了输入信号，就称为若引回的信号削弱了输入信号，就称为负负 反馈反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称。若引回的信号增强了输入信号，就称 为为正反馈正反馈。 这里所说的信号一般是指交流信号，所以这里所说的信号一般是指交流信号，所以 判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号 的相

2、位关系，同相是的相位关系，同相是正反馈正反馈，反相是，反相是负反馈负反馈。 第四章第四章 负反馈放大电路负反馈放大电路 12 基本放大基本放大 电路电路Ao dX oX d o o X X A 反馈电路反馈电路 F fX oX o f X X F 反馈框图：反馈框图： 13 基本放大基本放大 电路电路Ao dX oX 反馈回电路反馈回电路F fX iX + 反馈电路的三个环节：反馈电路的三个环节： 放大：放大： d o o X X A 反馈：反馈： o f X X F 迭加：迭加： fidXXX 反馈框图：反馈框图： 14 uf ud 例：例： Rf、RE1组成反馈网组成反馈网 络，反馈系数：

3、络，反馈系数： f1E 1E o f RR R U U F + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf 15 4.2 负反馈的类型及分析方法负反馈的类型及分析方法 4.2.1 负反馈的类型负反馈的类型 (1) 根据反馈所采样的信号不同，可以分为根据反馈所采样的信号不同，可以分为 电压反馈和电流反馈。电压反馈和电流反馈。 如果反馈信号取自电压信号，叫如果反馈信号取自电压信号，叫电压反馈电压反馈。 如果反馈信号取自电流信号，叫如果反馈信号取自电流信号，叫电流反馈电流反馈。 电压负反馈具有稳定输出电压、减小输出电电

4、压负反馈具有稳定输出电压、减小输出电 阻的作用。电流负反馈具有稳定输出电流、阻的作用。电流负反馈具有稳定输出电流、 增大输出电阻的作用。增大输出电阻的作用。 16 RL uo RL uo 电压反馈采样的两种形式：电压反馈采样的两种形式： 17 电流反馈采样的两种形式：电流反馈采样的两种形式： RL io iE RL io iE Rf 18 (2) 根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式 的不同，可以分为的不同，可以分为串联反馈串联反馈和和并联反馈并联反馈。 反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号 与输入信号电压比较的，

5、叫串联反馈。与输入信号电压比较的，叫串联反馈。 反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流 与输入信号电流比较的，叫并联反馈。与输入信号电流比较的，叫并联反馈。 串联反馈使电路的输入电阻增大，并联反馈串联反馈使电路的输入电阻增大，并联反馈 使电路的输入电阻减小。使电路的输入电阻减小。 19 i if ib ib=i-if 并联反馈并联反馈 uf ui ube ube=ui-uf 串联反馈串联反馈 20 (3) 交流反馈交流反馈与与直流反馈直流反馈 有的反馈只对交流信号起作用，称为交流有的反馈只对交流信号起作用，称为交流 反馈。有的反馈只对直流起作用，称为直反馈

6、。有的反馈只对直流起作用，称为直 流反馈。有的反馈对交直流均起作用。流反馈。有的反馈对交直流均起作用。 在反馈网络中串接隔直电容，可以隔断直流，在反馈网络中串接隔直电容，可以隔断直流， 此时反馈只对交流起作用。此时反馈只对交流起作用。 在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可 以使其只对直流起作用。以使其只对直流起作用。 21 增加隔直电容增加隔直电容C后，后，Rf只对交流起反馈作用。只对交流起反馈作用。 + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf C 注：本电路中注：本电

7、路中C1、C2也起到隔直作用。也起到隔直作用。 22 增加旁路电容增加旁路电容C后，后，Rf只对直流起反馈作用。只对直流起反馈作用。 + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf C RE1 23 负负 反反 馈馈 交流反馈交流反馈 直流反馈直流反馈 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 稳定静态工作点稳定静态工作点 负反馈的分类负反馈的分类 24 4.2.2负反馈的分析方法负反馈的分析方法 分析步骤：分析步骤： 3、是否负反馈？、是否负

8、反馈？ 4、是负反馈！那么是何种类型的负反、是负反馈！那么是何种类型的负反 馈？（判断反馈的组态）馈？（判断反馈的组态） 1、找出反馈网络（电阻）。、找出反馈网络（电阻）。 2、是交流反馈还是直流反馈？、是交流反馈还是直流反馈？ 25 判断负反馈的方法：判断负反馈的方法： 瞬时极性法：瞬时极性法： 假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，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，再回到输出依次经过反馈、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端，若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。反，则为负反馈。反之为正反馈。 如果是电

9、压反馈，则要从输出电压的微如果是电压反馈，则要从输出电压的微 小变化开始。如果是电流反馈，则要从输出小变化开始。如果是电流反馈，则要从输出 电流的微小变化开始。电流的微小变化开始。 判断时在输入端也要反映出反馈信号与输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。入信号的比较关系。 26 例：判断例：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。 uo uf ube uc1 ub2 uc2 ufube=ui-uf uc1 ub2uc2uo + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui + T1

10、 T2 Rf 27 例：判断例：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。 ube uc1 ub2 uc2 此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。 + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui + T1 T2 Rf uf 28 分析中用到了三极管的集电极与基极相位分析中用到了三极管的集电极与基极相位 相反这一性质。相反这一性质。 29 我们这里分析的是交流信号，不要与直我们这里分析的是交流信号，不要与直 流信号混淆。流信号混淆。 分析中用到的电压、电流要在电

11、路中标分析中用到的电压、电流要在电路中标 出。并且注意符号的使用规则。出。并且注意符号的使用规则。 如果反馈对交直流均起作用（本题即如果反馈对交直流均起作用（本题即 是），可以用全量。是），可以用全量。 瞬时极性法所判断的也是瞬时极性法所判断的也是相位的关系相位的关系。 电路中两个信号的相位电路中两个信号的相位不是同相就是反不是同相就是反 相相，因此若两个信号都上升，它们一定，因此若两个信号都上升，它们一定 同相；若另一个信号下降而另一个上升，同相；若另一个信号下降而另一个上升， 它们一定反相。它们一定反相。 30 例：判断例：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

12、馈的组态。 +UCC RC C2 C1 Rf ui uo i ib if 电压反馈电压反馈 并联反馈并联反馈 uoifib=i+if uo 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。 31 +UCC RC C2 C1 Rf ui uo i ib if 三极管的静态工作点如何提供？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？能否在反馈回路加隔直电容？ 不能！Rf为三极管提供静态电流！ 32 例：判断例：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。 uo ui i iB iFuF RE2 Rf RE1 RC1RC2

13、+UCC iE2 电流反馈电流反馈 并联反馈并联反馈 iE2uFiFiB uC1 uB2 uC1uB2 iB2iE2 33 例：判断例：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，可电流并联负反馈。对直流也起作用，可 以稳定静态工作点。以稳定静态工作点。 uo ui i iB iFuF RE2 Rf RE1 RC1RC2 +UCC iE2 uC1 uB2 34 例：判断如图电路中例：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。的负反馈作用。 RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui ube ie

14、 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 对交流信号：对交流信号：ieueube=ui-ue ibie RE1：电流串联负反馈。：电流串联负反馈。 35 判断电路中判断电路中RE1、RE2的直流反馈作用。的直流反馈作用。 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：IE RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui UBE IE UB UE UE=IE(RE1+RE2)UBE=UBUE IBIE 恒定恒定 CC 2B1B 2B B U RR R U 3

15、6 例：判断如图电路中例：判断如图电路中RE3的负反馈作用。的负反馈作用。 +UCC T1 T2 T3 RB1 RC1RB2 RC2 RB3 RC3 RE3 uiube1 uf ie3 ie3 ufube1=uiufuc1 uc2 ib3ie3 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。 37 正、负反馈的判别方法瞬时极性法 首先假设输入信号为某一极性，一般为首先假设输入信号为某一极性，一般为 “”，然后按照基本放大器的性质确定输出，然后按照基本放大器的性质确定输出 信号的极性，最后依照反馈的正负极性和上述信号的极性，最后依照反馈的正负极性和上述 定义作出结论。定义作出结

16、论。 38 电压、电流反馈的判别输出短路法电压、电流反馈的判别输出短路法 假设输出端（负载）短路，如果反馈信号也假设输出端（负载）短路，如果反馈信号也 变为变为0，即反馈不存在了，则为电压反馈；若反，即反馈不存在了，则为电压反馈；若反 馈信号不为馈信号不为0，反馈照样存在，则为电流反馈。，反馈照样存在，则为电流反馈。 39 引入反馈的结果使净输入引入反馈的结果使净输入 信号减小了，是信号减小了，是负反馈负反馈。 输入信号和反馈信号分别加在放大器的两个输入端，输入信号和反馈信号分别加在放大器的两个输入端， 是是串联反馈串联反馈。 假设输出短路时，假设输出短路时，uo0，uf0，是，是电压反馈电压

17、反馈。 40 引入反馈的结果使净输入引入反馈的结果使净输入 信号减小了，是信号减小了，是负反馈负反馈。 输入信号和反馈信号均加在放大器的反相输入端，输入信号和反馈信号均加在放大器的反相输入端， 是是并联反馈并联反馈。 假设输出短路时，假设输出短路时，uo0，uf0，是，是电压反馈电压反馈。 41 )( fiddfo uuuuuu o u 42 引入反馈的结果使净输入信引入反馈的结果使净输入信 号减小了，是号减小了，是负反馈负反馈。 假设输出短路时，假设输出短路时，uo0，uf 0，是，是电流反馈电流反馈。 输入信号和反馈信号均输入信号和反馈信号均 加在放大器的反相输入端，加在放大器的反相输入端

18、， 是是并联反馈并联反馈。 43 引入反馈的结果使净输入引入反馈的结果使净输入 信号减小了，是信号减小了，是负反馈负反馈。 假设输出短路时，假设输出短路时，uo0，uf 0，是，是电流反馈电流反馈。 输入信号和反馈信号分输入信号和反馈信号分 别加在放大器的两个输入别加在放大器的两个输入 端，是端，是串联反馈串联反馈。 44 )( fiddfo iiiiii o i 45 例1 判断下图为何种类型的反馈电路？判断下图为何种类型的反馈电路？ 结论：电压串联负反馈结论：电压串联负反馈 46 1）令）令uo0uf0 2）输入电压和反馈电压分别加在）输入电压和反馈电压分别加在A1 的同相和反相两个输入端

19、的同相和反相两个输入端 3）反馈电压使净输入电压减小）反馈电压使净输入电压减小 结论：电压串联负反馈结论：电压串联负反馈 47 例2 判断下图为何种类型的反馈电路？判断下图为何种类型的反馈电路？ 结论：电流并联负反馈结论：电流并联负反馈 48 4.3 4.3 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 4.3.1 4.3.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性 在放大电路中，我们希望放大倍数是一个稳定在放大电路中，我们希望放大倍数是一个稳定 的值。但当环境温度、电源电压、电路元器件参数的值。但当环境温度、电源电压、电路元器件参数 发生变化时，都会引起放大倍数的发生变化时，都会引

20、起放大倍数的波动波动。但引入负。但引入负 反馈后，可以使放大倍数更加稳定。反馈后，可以使放大倍数更加稳定。 AF A Af 1 满足深度负反馈条件满足深度负反馈条件 F A 1 f 49 22 )1 ( 1 )1 ( )1 ( AFAF AFAF dA dA f 2 )1 (AF dA dAf A dA AFA dA 1 1 f f AF A Af 1 F A 1 f 50 例例某负反馈放大器，其某负反馈放大器，其A A=10=104 4, ,反馈反馈 系数系数F F=0.01=0.01。由于外部条件变化使。由于外部条件变化使A A 变化了变化了10%10%，求，求A Af f的相对变化量。的

21、相对变化量。 解：解： A dA AFA dA 1 1 f f %1 . 0%)10( 01. 0101 1 4 f f A dA 51 4.3.2 4.3.2 改善放大电路改善放大电路 的非线性失真的非线性失真 由于由于BJTBJT是一非线性器件，放大是一非线性器件，放大 电路在工作中往往会产生非线性失电路在工作中往往会产生非线性失 真，使得输出波形产生畸变，加入真，使得输出波形产生畸变，加入 负反馈后，非线性失真可大大减小。负反馈后，非线性失真可大大减小。 请看演示请看演示 52 改善放大电路的非线性失真改善放大电路的非线性失真演示演示 53 4.3.3 4.3.3 负反馈对通频带的影响负

22、反馈对通频带的影响 放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频 带却加宽了，如下图所示。带却加宽了，如下图所示。 图负反馈对通频带的影响图负反馈对通频带的影响 无反馈时的通频带无反馈时的通频带 f f= = f f H Hf fL L f f H H 54 H m j1 )j ( A A )j1/(1 )j1/( )j (1 )j ( )j ( H m H m f FA A FA A A fH mf mH mm j1 )1 ( j1 )1/( A FA FAA 有反馈时的通频带有反馈时的通频带 f fF F = (1+ = (1+AFAF) ) f fH H

23、负反馈放大电路扩展通频带有一个重要的负反馈放大电路扩展通频带有一个重要的 特性，即特性，即增益与通频带之积为常数增益与通频带之积为常数： HmH m mm fHmf )1 ( )1 ( A FA FAA A 55 4.3.4 4.3.4 负反馈对输入输出电阻的影响负反馈对输入输出电阻的影响 负反馈对输入电阻的影负反馈对输入电阻的影 响与反馈加入的方式有关响与反馈加入的方式有关， 即与串联或并联反馈有即与串联或并联反馈有 关，而与电压或电流反馈无关，而与电压或电流反馈无 关。关。 1 1 负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响 56 （1 1）串联负反馈使输入电阻增加）串联负反馈使输入电阻

24、增加 无反馈时放大电无反馈时放大电 路的输入电阻路的输入电阻 r ri iU Ud d/I/Ii i i fd I UU r if 57 iuu i iuui rAF I UAFU r)1 ( if 串联电压负反馈串联电压负反馈 igr i dgrd rAF I UAFU r)1 ( if 串联电流负反馈串联电流负反馈 i fd I UU r if 58 （2 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 放大电路的输入电阻，放大电路的输入电阻， 即即( (无反馈）无反馈） r ri iU Ui i/I/Id d fi rrr/ if 59 fi rrr/ if 并联电压负反馈并联电

25、压负反馈 f i I U r f rg i drg i AF r IAF U r f rg i AF r r 1 if 60 fi rrr/ if 并联电流负反馈并联电流负反馈 f i I U r f ii i dii i AF r IAF U r f ii i AF r r 1 if 61 2 2对输出电阻的影响对输出电阻的影响 负反馈对输出电阻的影响，取决负反馈对输出电阻的影响，取决 于反馈网络与放大电路于反馈网络与放大电路输出端的取输出端的取 样方式样方式，而与输入端的连接方式无，而与输入端的连接方式无 关。关。 62 (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 AXAXd d= -AX= -AXf f=-AU=-AUO OF F o o o oo o do o r AFU r AFUU r AXU I )1( )1(AF r R o of 63 (2) (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 I Io o=AX=AXd d+U+Uo o/r/ro o AX AXd d=-AX=-AXf f= =-AFI-AFIo o I Io o= =-AFI-AFIo o+U+Uo o/r/ro o （ （1+AF1+AF）I Io o= U= Uo