第四章负反馈放大电路

1、第第6章章 负反馈放大电路负反馈放大电路6.2.4电流并联负反馈电流并联负反馈目目 录录6.1 反馈的基本概念反馈的基本概念6.1.1反馈及反馈方框图反馈及反馈方框图6.1.2负反馈放大器的两个基本关系式负反馈放大器的两个基本关系式6.1.3反馈及反馈方式反馈及反馈方式6.2 负反馈放大器的组态负反馈放大器的组态6.2.1电压串联负反馈电压串联负反馈6.2.2电压并联负反馈电压并联负反馈6.2.3电流串联负反馈电流串联负反馈湖南科贸职院电子工程学院电子信息教研室湖南科贸职院电子工程学院电子信息教研室6.5.3 消除自激振荡的常用方法 6.3 负反馈对放大器性能的影响6.3.1提高放大倍数的稳定

2、性6.3.2展宽通频带6.3.3减小非线性失真6.3.4改变输入电阻和输出电阻6.4 深度负反馈放大电路的估算*6.5 负反馈放大电路的大小信号频率特征与稳定性6.5.1 关于应用负反馈扩展通频带的大小信号问题6.5.2 自激振荡问题目目 录录本章要点本章要点:1. 反馈的概念与反馈的判断反馈的概念与反馈的判断2. 负反馈放大器的组态负反馈放大器的组态3. 负反馈放大器放大倍数的计算负反馈放大器放大倍数的计算4. 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响5. 负反馈放大器引起正反馈问题的分析负反馈放大器引起正反馈问题的分析本章难点本章难点:1.负反馈放大器的稳定性问题负反馈放大器的稳定

3、性问题2.负反馈放大器的组态分析与计算负反馈放大器的组态分析与计算 负反馈放大器是一种闭环放大器，也是一个负反馈放大器是一种闭环放大器，也是一个完整的信息反馈系统。负反馈放大器要完成信息完整的信息反馈系统。负反馈放大器要完成信息(电压或电流电压或电流)的采集、输送、比较和调节的采集、输送、比较和调节(或控制或控制)等几项任务。闭环放大器的工作状态一般是稳定等几项任务。闭环放大器的工作状态一般是稳定的。没有加负反馈的放大器是一种开环放大器，的。没有加负反馈的放大器是一种开环放大器，电路工作状态不稳定。电路工作状态不稳定。第第3章章在讨论放大器静态工在讨论放大器静态工作点问题时，作点问题时，因温度

4、影响因温度影响Q点的漂移就是因为电点的漂移就是因为电路是一个没有加入负反馈的开环系统，从而造成路是一个没有加入负反馈的开环系统，从而造成系统的不稳定。本章主要讨论负反馈放大器。系统的不稳定。本章主要讨论负反馈放大器。6.1 反馈的基本概念反馈的基本概念从一个例子说起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。的方式送回到输入回路的过程。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TUBEICICUEIB+C

5、TRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeIC稳定工作点电路：稳定工作点电路：UB一一定定基本放大电路基本放大电路AdX oX 反馈网络反馈网络FfX 放大放大：doXXA 迭加：迭加：fidXXX 方框图：方框图：A称为开环称为开环放大倍数放大倍数iX + 反馈反馈：ofXXF 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6.1.1 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6.1.2 负反馈放大器的一般关系负反馈放大

6、器的一般关系闭环放大倍数：闭环放大倍数：放大放大：doXXA 反馈反馈：ofXXF 迭加：迭加：fidXXX AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF) =XoA11A+F=A1+AF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 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时，时， 11 )3( FA， FAA 自激振荡自激振荡时，时， 01 )4( FA， F A几个几个基本概念基本概念开环与闭环开环与闭环电路中只有正向传输，没有反电路中只有正向传

7、输，没有反向传输，称为向传输，称为开环状态。开环状态。正向传输正向传输信号从输入端到信号从输入端到输出端的传输输出端的传输反向传输反向传输信号从输信号从输出端到输入端的传输出端到输入端的传输既有正向传输，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。uu+f1oi+RRuuo+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)（反馈网络）（反馈网络）直流反馈直流反馈若电路将直流量反馈到输入回路，则若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。称直流反馈。1.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，是为了稳定静态工该电路引入直

8、流反馈的目的，是为了稳定静态工作点作点Q。交流反馈交流反馈若电路将若电路将交流量反馈到输入回路，交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。则称交流反馈。（如去掉电容（如去掉电容Ce）交流反馈，影响电路的交流反馈，影响电路的交流工作性能。交流工作性能。直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeICic6.1.3反馈及反馈方式反馈及反馈方式 解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时解：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。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

9、回路，是交流反馈还是直流反馈。uu+1A+RfRoiC22R1C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！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，电压放大倍数为：，电压放大倍数为：2.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，输入量不变时，引入反馈后使净输入量减小，放大倍数减小。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

10、，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，输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加。放大倍数增加。+u-TRuLcCCob1+.RCb2Cb1+ViR-beu+-ebeLu)(1RrRAbeLurRA+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-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3.本级反馈与级间反馈本级反馈与级间反馈VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+

11、iu-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6.6. 负反馈放大器的组态负反馈放大器的组态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6.2.1 6.2.1 电压串联负反馈电压串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，有：从输入端看，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：判断反馈极性： 假设某一瞬时，在放大电路的输

12、入端假设某一瞬时，在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号，按信号传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极性，直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性。如果反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入减小，则为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。负反馈；反之为正反馈。反馈电压：反馈电压：fRRRuu11of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。VVV-fARi+duu-f-R+u1+uRo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

13、) 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VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1ui一定一定6.2.26.2.2电压并联负反馈电压并联负反馈根据瞬时极性判断是根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路负反馈，所以该电路为为电压电压并并联负反馈。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

14、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：ffRuRuuioof故为并联负反馈。故为并联负反馈。VCC_CIRCLEVCC_CIRCLE+A+LRRfifid1i1Ruoiu分立电路电压并联负反馈分立电路电压并联负反馈ffRuRuuiioof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，所以该电路为电压电压并并联负联负反馈反馈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：+TLR-cui-b+iC

15、C+sRi+VOuu-ssRRffi6.2.36.2.3电流并联负反馈电流并联负反馈根据瞬时极性判断是根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路负反馈，所以该电路为为电流电流并并联负反馈。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：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。uu-1AiiR+i+oidifiofRRLR+-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

16、时，输出电流稳定输出电流稳定输出电阻输出电阻RL io(ic2) if id （ib） io(ic2) +-Rc1c2RRfRe2RsLR1T2Tic2ifsius-u+O+-uiCC+Vibuu-1AiiR+i+oidifiofRRLR+- 6.2.46.2.4电流串联负反馈电流串联负反馈 反馈电压：反馈电压：uf=ioRf根据瞬时极性判断是根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路负反馈，所以该电路为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流成比例，所以是电流反馈。故为串联负反馈。故为串联负

17、反馈。u-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi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-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-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:试判断下图电路中

18、有哪些反馈支路，各是直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？还是交流反馈？+V+_-+1R5R6RccRO2u4uRi3R7R3CC1C2C42.2.反馈极性：正反馈与负反馈反馈极性：正反馈与负反馈判定方法判定方法“瞬时极性法瞬时极性法”例题例题: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

19、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+_-+1R5R6RccRO2u4uRi3R7R3CC1C2C4uu+RofA+i1RVVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6VV+A+uOiu1RR2CC+V3RU+VUcc2RR1Ouiu3. 取样方式取样方式电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 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，若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍反馈信号消失了，则为电压反馈；若反

20、馈信号仍然存在，则为电流反馈。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。例题例题:试判断下列电路中引入的反馈是电压试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈。反馈还是电流反馈。+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-f+R1bCCTCRVRu+-Lo-+uieC2Su+-RSf-u+VVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6+_+V-+cciuuO1RR23RR4

21、R56Ru-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi 4.比较方式比较方式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：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。串联反馈：串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：入回路的两个电极。有：ud = ui -uf 对于三

22、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。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。则为串联反馈。T输入量反馈量T输入量反馈量 对于运放电路：对于运放电路： 若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并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。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。端则为串联反馈。

23、反馈量+u+uA输入量反馈量u+输入量u+A输入量+A+u反馈量u+uA+u输入量反馈量例题例题:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还是并联反馈。是并联反馈。VV+A+uOiu1RR2CC+V3R+V-+_+ccuOui1RR23R4RVVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6U+VUcc2RR1Ouiu例题例题: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。_+VRCCVuTV+R2R2i1TEEIsf1uRRA+o12VVVfARi+uu-f-R+u1+Ro1解解:电压并联负反馈。电压并联负反馈。动

24、画演示动画演示例题例题: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。+_V1fI12R12TiR2+uRTRRsR34RCCVVEEuoT3VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEuiuRf+Ao1R（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。 要想反馈效果要想反馈效果明显，就要求明显，就要求uf变化能有效引起变化能有效引起ud的变化。的变化。uu-+uf-1R+uLd-R+o+AfR-u+S-i+uRs（2）并联反馈）并联反馈id = ii

25、-if 所以所以is应为恒流源，即信号源内阻应为恒流源，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的变化。的变化。uuAs-R+oRR+Lf+isiidifi6.3 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 在放大器中引在放大器中引入负反馈入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数6.3.1 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FAAA 1F则则2F)1(1AFdA

26、dA 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。6.3.2 6.3.2 扩展放大器的通频带扩展放大器的通频带 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 Hff

27、Lf f Hf可以证明：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 fbw020lg|A|（dB）F（Hz） Am fL fH fLf fHf Amf放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。6.3.3 改善放大器的非线性失真改善放大器的非线性失真Auiufuiuoud加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后AF+ 失真失真改善改善uouo6.3.4 6.3.4 改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻 无无反馈

28、时：反馈时： 有有反馈时：反馈时：idiii=iuiuR )(1iAFR iiif=iuRifd=iuu iod=iFuu idd=iAFuu id)1(=iAFu +RiuooR-Riu+-+duii+o-uLRAi+Ro+oLiuiA+ouRu-dRiu+-RRfu-f+R1ifi 串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈使输入电阻增加 无无反馈时：反馈时： 有有反馈时：反馈时：diiii=iuiuR iiif=iuRfdi=iiu Fuiuodi= AFiiuddi= )1(=diAFiu AFR 1=i+ARu-Li+uoRiR-Rd+-+diuoifouiRffii+uoLiRu-uiuA

29、o+Rid-R+-oi+Rdii并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小 负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响(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电压负反馈电压负反馈稳定输出电压（当负载变化时）稳定输出电压（当负载变化时）恒压源恒压源输出电阻小。输出电阻小。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

30、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。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-f1R（2）希望接入负载后，输出电压）希望接入负载后，输出电压UO基本

31、稳定。基本稳定。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-f2R（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。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-f2R（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。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？CVVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+

32、-f1R6.4 深度负反馈放大电路的估算深度负反馈放大电路的估算 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FAAA 1F得得FFAA1 11 FA 方法一：方法一：. 估算电压增益估算电压增益 方法二：方法二：FAAA 1F根据根据FFAA1 将将ioFXXA ofXXF 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零净输入量近似等于零 由此可得深度负反馈

33、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ifXX 0fid XXX深度负反馈条件下：深度负反馈条件下：Xd=Xi-Xf0u+=u-（运放电路）（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”id0ii+=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+fu+R-u+1fAd+i+-u+fui+-TfR+u-du+A+ifRiifiii+i-i+T-i+ufRiiibif 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.

34、 举例举例 解：解：用方法一。用方法一。 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：feeofuuRRRuuF 11e1fe1uuiouf1RRRFuuA VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1 （1 1） 电压串联负反馈电压串联负反馈 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00id iu11foioUFRRRuuuuAf 11RRf 则则fOfiRRRuuu11VVV+A+-R1RfuiuuRf+d-uo-例例2 2.运放组成的运放组成的电

35、压串联负反馈电路电压串联负反馈电路（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。se2e2fifsic2sousfRRRRRRRiRiuuA LL)(e2fe2c2fRRRii e2fe2c2fiiRRRiiF e2e2fiifc2iifRRRFiiA 1 例例1.1.分立电路电流并联负反馈分立电路电流并联负反馈Rc1c2R+Vc2i-ROsR-ff12+uTisRRTiCCibiuLe2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

36、流并联负反馈放大器ofiRRRif 1foRiRiL 122RRRRRLf 解：用方法二。解：用方法二。11oiousfRiRiuuAL ui=ii R1 ii=ifu-uR+1f-ofo+LiRRRi+idAiii（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:f1RuiF ofiuffRuRuuiioof fiuiouifRFiuA 1)(ifsiosousfRRiuuuA ssioRRRiuf sf+uTi+VbiCCusRiOiRRRL-f-+c 例例2

37、.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-=0ii=if1f1iffioufRRRiRiuuA VCC_CIRCLEVCC_CIRCLE+A+LRRfifid1i1Ruoiu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ebeLc)1()/(RrRRAu 解：用方法一。解：用方法一。反馈系数反馈系数:eofuiRiuF euiioiufRFuiA11 eLciLcoioufRRRuRRiuuA/)/( 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

38、负反馈）电流串联负反馈+-b2TRcVi-Cb2b1+uouRCCf-RC+Lb1RuioReeofRiu 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:ifuuuu foioufuuuuA 11RRRiRiLoLo 解：用方法二。解：用方法二。VVVO+fAuR-1RL-R+oiuu-+i3. 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。（1 1）电压串联负反馈）电压串联负反馈举例

39、举例 RifRifRb1ROf0VV+uRRRe1-b1e2RRb1RRCc2uc1-TOf1CCC+L2+ViTb2ifRifRofR（2 2）电压并联负反馈）电压并联负反馈Rif0RifRSROf0+-RcRsLRTiius-u+OCC+VibfRififRifRRof（3）电流并联负反馈）电流并联负反馈ROfRC2Rif0RifRSROf+Vic2RRiCCsLie2c2+uiTsRROic1+fT-2fu1R-bRifRRifofRofR综合举例综合举例1：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+_-+1R5R6RccRO2u4uRi3R7R3CC

40、1C2C4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。VVVV+e1-1RRRCc3uc1T1CC3+ViTifRofRTR2e2c2R2Cf1RRf2uo+-6.5.1关于应用负反馈扩展通频带的大小信号问题关于应用负反馈扩展通频带的大小信号问题 小信号小信号 大信号大信号 放大电路的通频带受限于反馈深度放大电路的通频带受限于反馈深度放大电路的通频带的扩展将受限于转换效率放大电路的通频带的扩展将受限于转换效率SR和反馈深度和反馈深度 用用A741组成的负反馈放大电路来说明转换效率组成的负反馈放大电路来说明转换效率SR对通频对通频 带的影响带的影响

41、 。A741的电路参数：的电路参数：开环差模电压增益：开环差模电压增益： 单位增益带宽：单位增益带宽： 开环带宽：开环带宽： 转换速率：转换速率： 最大输出电压：最大输出电压： Avo=105 (100dB) BWG=1MHZ BW=10HZ SR=0.5V/S Uopp =13V6.5 负反馈放大电路的大小信号频率特征与稳定性负反馈放大电路的大小信号频率特征与稳定性 用用A741组成负反馈放大电路，闭环增益为组成负反馈放大电路，闭环增益为Auf=40，则可得小信号的上限频率为：则可得小信号的上限频率为：6GHfuf10 Hz25kHz40BWfA(带宽扩展带宽扩展 ) 运放工作在大信号条件下

42、，输出电压的最大变化率应小运放工作在大信号条件下，输出电压的最大变化率应小于转换速率，即于转换速率，即om a xRdduSt 否则，输出电压uo将跟不上输入信号电压的变化，而产生波形失真。 假定假定A741输入、输出均为正弦波，即输入、输出均为正弦波，即oomsinuUtoomdcosduUtt余弦函数其最大值发生在余弦函数其最大值发生在t=0t=0处时，于是处时，于是omaxomomd2duUfUt在大信号条件下，输出电压的幅度在大信号条件下，输出电压的幅度 Uopp =13V 此时，此时， A741 的上限频率的上限频率6RHFom0.5 10Hz6.12kHz22 13SfU它比小信号

43、条件下的它比小信号条件下的上限频率上限频率(-3dB带宽带宽)小得多小得多 6.5.2自激振荡问题自激振荡问题1. 自激振荡现象Xo基本放大基本放大A电路电路XidXf+Xi反馈网络反馈网络F 在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。2. 产生原因 在高频区或低频区产生的附加相移达到180，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。FA和3. 自激振荡条件自激振荡条件自激振荡反馈深度时， 01 FA即1FA为环路增益）（ FAVf反反馈馈网网络络F基基本本放放大大电电路路AVo1Vid又)()()()(faFAFA得自激振荡

44、条件：1)()(kkFA180) 12()()(kfkan幅值条件幅值条件相位条件相位条件（附加相移）FAAA 1F闭环增益4. 稳定工作条件稳定工作条件破坏自激振荡条件1FA180fa1FA180fa或1mGFA180fa1FA180mfa或写为其中Gm幅值裕度，一般要求Gm -10dBm相位裕度，一般要求m 45为保证可靠稳定为保证可靠稳定,应留有余地。应留有余地。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作出关键作出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F1lg20水平线水平线Alg20 与的交点为的交点为F1lg20Alg20 1FA即该点满足即该点满足(2) 作F1lg20水平线判断稳定性方法判断稳定性方法(1) 作出A的幅频响应和相频响应波特图F1lg20在水平线Alg20 与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m 45若该点135 a满足相位裕度，稳定；否则不稳定。在相频响应的点处作垂线交 于P点135 aAlg20 若P点在 水平线之下，稳定；否