第五章 反馈放大电路

1、第五章第五章 反馈放大电路反馈放大电路阐述反馈的基本概念：阐述反馈的基本概念：反馈反馈极性极性、取取样方式样方式、相加方式相加方式、交直流交直流反馈反馈等。等。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：增益增益、稳定性稳定性、频率特性频率特性、输入输出电阻输入输出电阻等。等。负反馈放大电路的分析方法：负反馈放大电路的分析方法：负反馈放大电路的稳定性问题。负反馈放大电路的稳定性问题。定性分析：读懂电路图，确定定性分析：读懂电路图，确定反馈反馈网络网络，判断，判断反馈的极性反馈的极性与与类型类型等。等。定量分析：计算反馈放大电路的性定量分析：计算反馈放大电路的性能指标，重点讨论能指标

2、，重点讨论深负反馈深负反馈情况下的情况下的闭环增益闭环增益。内容提要内容提要温度控制温度控制R1-R3: 标准电阻标准电阻Va : 基准电压基准电压Rt: 热敏电阻热敏电阻A：电压放大器：电压放大器R1VaR2voVc+R3Rt 功功 放放b温控室温控室A+-vo1加热元件加热元件工作点稳定电路工作点稳定电路CR1BRTCCVER1C2CLRiVoV2BRsRsVbecIBICIETVBEICICVEIB 将放大电路将放大电路输出量输出量( (电压或电流电压或电流) )的的全部或者一部分全部或者一部分通过一定的反馈网通过一定的反馈网络送回到输入回路，来影响络送回到输入回路，来影响输入量输入量(

3、 (电压或电流电压或电流) )，这个过程叫做，这个过程叫做反馈反馈。 无反馈无反馈的放大电路称为的放大电路称为基本基本( (或或开环开环) )放大电路，放大电路，引入反馈引入反馈的放大电的放大电路称为路称为反馈反馈( (或闭环或闭环) )放大电路放大电路。5.1.1 反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和分类5.1.1 反馈的基本概念和分类反馈的基本概念和分类基本放大电路基本放大电路反馈网络反馈网络正向传输正向传输反向传输反向传输净输入净输入信号信号输入输入信号信号输出输出信号信号基本放大电路：放大输入信号。基本放大电路：放大输入信号。反馈电路：传输反馈信号。反馈电路：传输反馈信号。一一. .正

4、向传输与反向传输正向传输与反向传输正向传输正向传输信号从信号从输入端输入端到到输出端输出端的传输。的传输。几个几个基本概念基本概念基本放大电路基本放大电路反馈网络反馈网络正向传输正向传输反向传输反向传输净输入净输入信号信号输入输入信号信号输出输出信号信号正向传输正向传输5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类 vi vo + - - RL 电路中只有正向传输，没有反向传输，称为电路中只有正向传输，没有反向传输，称为开环状态开环状态。信号的正向传输信号的正向传输一一. .正向传输与反向传输正向传输与反向传输5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类反向传输反向传输信号从信号

5、从输出端输出端到到输入端输入端的传输。的传输。一一. .正向传输与反向传输正向传输与反向传输基本放大电路基本放大电路反馈网络反馈网络正向传输正向传输反向传输反向传输净输入净输入信号信号输入输入信号信号输出输出信号信号反向传输反向传输5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类 vi vo + - - RL R2 R1 反向传输反向传输( (通路通路) )信号的正向传信号的正向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。一一. .正向传输与反向传输正向传输与反向传输5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类直流反馈直流反馈若电路将若电路将直

6、流量直流量反馈到输入回路，反馈到输入回路，则称为直流反馈。则称为直流反馈。电路中引入直流反电路中引入直流反馈的目的：馈的目的：一般是为了一般是为了稳定静稳定静态工作点态工作点Q。二二. 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈CR1BRTCCVER1C2CLRiVoV2BRsRsVbec直流反馈直流反馈5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类交流反馈：改善交流反馈：改善电路的电路的交流工作交流工作性能性能。二二. 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈CR1BRTCCVER1C2CLRiVoV2BRsRsVbec交流反馈交流反馈交交、直流直流反馈反馈5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念

7、念和和分分类类交流反馈交流反馈若电路将若电路将交流量交流量反馈到输入回路，反馈到输入回路，则称为交流反馈。则称为交流反馈。例：判断下图中有例：判断下图中有哪些反馈回路哪些反馈回路，是，是交流反交流反馈馈还是还是直流反馈直流反馈。vIvO- -+C2C1R1R2交流反馈交流反馈交交、直直流反馈流反馈解：根据反馈到输入端的信号是解：根据反馈到输入端的信号是交流交流，还是，还是直流直流，或，或同时存在同时存在，来进行判别。，来进行判别。二二. 直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类负反馈负反馈输入量不变输入量不变时，引入反馈后使时，引入反馈后使净输入

8、量减小净输入量减小。三三. 负反馈与正反馈负反馈与正反馈CR1BRTCCVER1C2CLRiVoV2BRsRsVbecCR1BRTCCVER1C2CLRiVoV2BRsRsVbec正反馈正反馈输入量不变输入量不变时，引入反馈后使时，引入反馈后使净输入量增加净输入量增加。5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类例：基本放大器，无反馈，净输入量例：基本放大器，无反馈，净输入量Vbe=Vi，电压放大倍数为：电压放大倍数为：oieLbovVRAVr 三三. 负反馈与正反馈负反馈与正反馈CR1BRTCCVER1C2CLRiVoV2BRsRsVbec5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和

9、分分类类可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是是负反馈。负反馈。oivoVAV 三三. 负反馈与正反馈负反馈与正反馈CR1BRTCCVER1C2CLRiVoV2BRsRsVbec+ +- -Vf引入反馈后，净输入量引入反馈后，净输入量Vbe =Vi - Vf 电压放大倍数为：电压放大倍数为：(1)beLErRR 5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类本级反馈本级反馈反馈只存在于反馈只存在于某一级某一级放大电路中。放大电路中。例例 vo - - + R4 R5 R3 - - + vi R1 R2 反馈通路反馈通路本级反馈通路本级反馈通路级间反

10、馈通路级间反馈通路四四. 本级反馈与级间反馈本级反馈与级间反馈5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类级间反馈级间反馈反馈存在于反馈存在于两级以上两级以上的放大电路中。的放大电路中。五五. 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压反馈电压反馈（电压取样）：（电压取样）：反馈信号取自反馈信号取自输出电压输出电压；电流反馈电流反馈（电流取样）：（电流取样）：反馈信号取自反馈信号取自输出电流。输出电流。根据反馈信号的根据反馈信号的取样方式取样方式来判别。来判别。5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类六六. 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈根据反馈信号与输入信号在输入端的

11、根据反馈信号与输入信号在输入端的求和方式求和方式来判别。来判别。串联反馈串联反馈（电压相加）：（电压相加）：反馈信号与输入信号在输入端以反馈信号与输入信号在输入端以电压电压形式形式串联串联求和求和；并联反馈并联反馈（电流相加）：（电流相加）：反馈信号与输入信号在输入端以反馈信号与输入信号在输入端以电流电流形式形式并联并联求和。求和。5.1.1 反反馈馈的的基基本本概概念念和和分分类类5.1.2 反馈放大电路的组成反馈放大电路的组成基本放大电路可以由基本放大电路可以由单级单级或或多级多级放大电路组成。放大电路组成。根据根据 的不同，可有如下四种形式的增益：的不同，可有如下四种形式的增益：oidX

12、X和和电压增益电压增益: :oid/vAVV 一一. .基本放大电路基本放大电路电流增益电流增益: :oid/iAII 互阻增益互阻增益: :oid/rAVI 互导增益互导增益: :oid/gAIV 5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成反馈网络一般为二端口网络，它以输出量作反馈网络一般为二端口网络，它以输出量作为输入，以反馈量作为输出，其反馈系数为为输入，以反馈量作为输出，其反馈系数为: :foXFX 反馈系数也有四种形式：反馈系数也有四种形式：二二. .反馈网络反馈网络电压反馈系数电压反馈系数: :fo/vFVV 电流反馈系数电流反馈系数: :fo/iFII 互阻反馈系数互阻反馈

13、系数: :fo/rFVI 互导反馈系数互导反馈系数: :fo/gFIV 5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成三三. .输出端的取样方式输出端的取样方式5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成电压取样电压取样( (电压反馈电压反馈) )电流取样电流取样( (电流反馈电流反馈) )三三. .输出端的取样方式输出端的取样方式5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成 为了判断放大电路中引入的反馈是为了判断放大电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈，可以假设将电压反馈还是电流反馈，可以假设将负负载短路载短路（即令（即令输出电压等于零输出电压等于零），观察），观察此时是否仍有反

14、馈信号。若反馈信号此时是否仍有反馈信号。若反馈信号不不复存在复存在，则为，则为电压反馈电压反馈，否则为电流反，否则为电流反馈。馈。输出端取样方式的判别输出端取样方式的判别5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成输出端取样方式的判别输出端取样方式的判别5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成输出端取样方式的判别输出端取样方式的判别ARF5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成电压反馈电压反馈输出端取样方式的判别输出端取样方式的判别5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成电电流流反反馈馈输出端取样方式的判别输出端取样方式的判别5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的

15、组组成成电电流流反反馈馈一般情况下一般情况下，也可以通过信号的输出与，也可以通过信号的输出与采样是否在同一点来判别是电压取样还采样是否在同一点来判别是电压取样还是电流取样。若为是电流取样。若为同一点同一点，则为，则为电压取电压取样样，否则为电流取样。，否则为电流取样。输出端取样方式的判别输出端取样方式的判别5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成输出端取样方式的判别输出端取样方式的判别CCVCRTLRov电流取样电流取样电压取样电压取样CCVCRTLRov电流取样电流取样电压取样电压取样ER电压取样电压取样CCVCRTLRov电流取样电流取样电压取样电压取样CCVCRTLRov电流取样

16、电流取样电压取样电压取样ER电流取样电流取样5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成输出端取样方式的判别输出端取样方式的判别电压取样电压取样电流取样电流取样5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成串联求和串联求和( (串联反馈串联反馈) )并联求和并联求和( (并联反馈并联反馈) )idifVVV idifIII 四四. .输入端的求和方式输入端的求和方式5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成一般情况下一般情况下，也可以通过信号的输入与，也可以通过信号的输入与相加点是否在同一点来判别是串联反馈相加点是否在同一点来判别是串联反馈还是并联反馈。若在还是并联反馈。若在同一点

17、同一点，则为，则为并联并联反馈反馈，否则为串联反馈。，否则为串联反馈。四四. .输入端的求和方式输入端的求和方式5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成并联反馈并联反馈串联反馈串联反馈四四. .输入端的求和方式输入端的求和方式1T2TFR1ER2ERovCCV2CR1CR2C1CsRsv5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成CRTERiV电电流流相相加加电压电压相加相加sRsViIfIfV常用电路输入级的求和方式常用电路输入级的求和方式CRTERiV电电流流相相加加电压电压相加相加sRsViIfIfV5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成常用电路输入级的求和方式常用

18、电路输入级的求和方式CRTERiV电电流流相相加加电压电压相加相加sRsViIfIfVCRTERiV电电流流相相加加电压电压相加相加sRsViIfIfVCRTERiV电电流流相相加加电电压压相相加加sRsViIfIfViIfI电电流流相相加加电电压压相相加加fVsRsV5.1.2 反反馈馈放放大大电电路路的的组组成成常用电路输入级的求和方式常用电路输入级的求和方式iICR1TfV电电流流相相加加电压电压相加相加EERCR2T1R2RiViRfI输出取样和输入相加方式通常输出取样和输入相加方式通常也称也称为为反馈放大电路的反馈反馈放大电路的反馈类型类型或或组态组态。5.1.2 反反馈馈放放大大电

19、电路路的的组组成成使用使用瞬时极性法瞬时极性法判别反馈极性的步骤：判别反馈极性的步骤：先假设先假设输入量输入量的瞬时极性。的瞬时极性。按信号的按信号的正向传输正向传输( (从输入到输出从输入到输出) )路径，根据基本放大电路输入与输出路径，根据基本放大电路输入与输出的相位关系，确定输出量的瞬时极性。的相位关系，确定输出量的瞬时极性。5.1.3 反馈极性的判断反馈极性的判断反馈极性即正反馈极性即正反馈或负反馈；反馈或负反馈；通常用通常用瞬时极性法瞬时极性法来判别。来判别。由输出通过反馈网络确定反馈量的由输出通过反馈网络确定反馈量的瞬时极性。瞬时极性。判断反馈量与原输入量相加后对净判断反馈量与原输

20、入量相加后对净输入的影响输入的影响: :若二者作用若二者作用相反，相反，使净输入使净输入减小，减小，则为则为负反馈负反馈；否则为；否则为正反馈正反馈。5.1.3 反馈极性的判断反馈极性的判断一一. .基本单元电路中增量电压的瞬时极性基本单元电路中增量电压的瞬时极性共射共射共集共集5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断共源共源共漏共漏一一. .基本单元电路中增量电压的瞬时极性基本单元电路中增量电压的瞬时极性共基共基基极基极集电极集电极发射极发射极同同反反同同5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断共栅共栅栅极栅极源极源极漏极漏极一一. .基本单元电路中增量电压的瞬时极性基本单元电路中增量电压的

21、瞬时极性差放差放5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断ic二二. .晶体管中增量电流的瞬时极性晶体管中增量电流的瞬时极性5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断二二. .晶体管中增量电流的瞬时极性晶体管中增量电流的瞬时极性5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断二二. .晶体管中增量电流的瞬时极性晶体管中增量电流的瞬时极性5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断vivo反馈极性的判别反馈极性的判别 负负反反馈馈串联反馈串联反馈极性极性相同相同Fv5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断vovi 正正反反馈馈反馈极性的判别反馈极性的判别串联反馈串联反馈极性极性相反相反5.1.3 反反馈馈极极性

22、性的的判判断断 vivovs 负负反反馈馈反馈极性的判别反馈极性的判别并联反馈并联反馈极性极性相反相反5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断 正正反反馈馈反馈极性的判别反馈极性的判别并联反馈并联反馈极性极性相同相同5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断反馈极性即正负反馈的判别方法反馈极性即正负反馈的判别方法串联反馈串联反馈： 输入量与反馈量作用在输入量与反馈量作用在不同的两点不同的两点上；上； 输入量与反馈量的输入量与反馈量的瞬时极性瞬时极性相同相同为为负反馈负反馈； 输入量与反馈量的输入量与反馈量的瞬时极性瞬时极性相反相反为为正反馈正反馈。并联反馈并联反馈： 输入量与反馈量作用在输入量与

23、反馈量作用在同一点同一点上；上； 输入量与反馈量的输入量与反馈量的瞬时极性瞬时极性相反相反为为负反馈负反馈； 输入量与反馈量的输入量与反馈量的瞬时极性瞬时极性相同相同为为正反馈正反馈。5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断 负负反反馈馈反馈极性即正负反馈的判别方法反馈极性即正负反馈的判别方法5.1.3 反反馈馈极极性性的的判判断断5.1.4 反馈放大电路的基本方程式反馈放大电路的基本方程式变换变换网络网络KsX基本放大基本放大电路电路AidXoXiX反馈网络反馈网络FfX基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号（信号（净输入信号净输入信号）输出信号输出信号反馈信号反馈信号反馈放大电路反馈放大

24、电路的输入信号的输入信号信号源信号源简化框图简化框图5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式从不同点取信号，可得到不同的增益。从不同点取信号，可得到不同的增益。几种增益几种增益开环增益：开环增益：oidXAX 闭环增益：闭环增益：ofiXAX 环路增益：环路增益：fidXTX 5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式变换变换网络网络KsX基本放大基本放大电路电路AidXoXiX反馈网络反馈网络FfX信号的传输通路信号的传输通路信号的正信号的正向传输向传输信号的反信号的反向传输向传输信号在反馈网络信号在反馈网络中的正向传输中的正向传输信号在基本放大电信号在

25、基本放大电路中的反向传输路中的反向传输5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式变换变换网络网络KsX基本放大基本放大电路电路AidXoXiX反馈网络反馈网络FfX信号的单向化传输信号的单向化传输信号的正信号的正向传输向传输信号的反信号的反向传输向传输单向化单向化XXXXofido在在以以上上闭闭合合环环路路中中，假假设设基基放放只只有有的的传传向向输输路路径径；反反从从馈馈网网络络只只有有从从向向的的传传输输路路径径。5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式基本放大基本放大电路电路AidXoXiX反馈网络反馈网络FfX开环时反馈网络的负载效应开环时反馈网

26、络的负载效应对输入口的影响对输入口的影响5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式基本放大基本放大电路电路AidXoXiX反馈网络反馈网络FfX开环时反馈网络的负载效应开环时反馈网络的负载效应对输出口的影响对输出口的影响5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式开环时反馈网络的负载效应开环时反馈网络的负载效应对输入口的影响对输入口的影响5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式R3R5对输出口的影响对输出口的影响ic=0R5考虑考虑反馈网络的负载效反馈网络的负载效应应后的基本放大器后的基本放大器A电流并联负反馈电流并联负反馈vivo开环时反

27、馈网络的负载效应开环时反馈网络的负载效应对输入口的影响对输入口的影响5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式对输出口的影响对输出口的影响考虑考虑反馈网络的负载效反馈网络的负载效应应后的基本放大器后的基本放大器Avivo电压串联负反馈电压串联负反馈vo=0RfRe1Rf基本放大基本放大oidXAX 反馈反馈foXFX 迭加迭加ifidXXX一一. .负反馈放大电路的基本方程式负反馈放大电路的基本方程式ofiXAX 闭环闭环5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式开环增益开环增益（考虑反馈（考虑反馈网络的网络的负载负载效应效应）反馈系数反馈系数差值信号差值信

28、号闭环增益闭环增益闭环放大倍数：闭环放大倍数：一一. .负反馈放大电路的基本方程式负反馈放大电路的基本方程式f1oooidiiddofiXXXXXXXXFAX 1AAF 5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式闭环源放大倍数：闭环源放大倍数：osffsXAKAX环路增益环路增益二二. .环路增益环路增益ofoidXXXXAFfidXTX 5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式开环增益（考虑反馈开环增益（考虑反馈网络的网络的负载效应负载效应）反馈系数反馈系数 称为环路增益，表示绕反馈环称为环路增益，表示绕反馈环路一周的增益。路一周的增益。AF 三三. .

29、反馈深度反馈深度f1AAAF 5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式 是衡量是衡量反馈程度反馈程度的重要指标，的重要指标，称为称为反馈深度反馈深度。(1)AF 越大，越大， 下降得越多。下降得越多。(1)AF fA1DAF 说明即使没有输入信号说明即使没有输入信号, ,也会产生输出。也会产生输出。此时此时, ,电路失去电路失去正常的放大功能。正常的放大功能。一般为一般为负反馈负反馈；(1) 11 AF 时时, ,f ,AA (2) 11 AF 时时, ,深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈;(3) 11AF 自激振荡自激振荡;(4) 10 AF 时时, ,f ,A f1 AF

30、 此此时时关于反馈深度的讨论关于反馈深度的讨论5.1.4 反反馈馈放放大大电电路路的的基基本本方方程程式式f ,AA 信号信号 在四种反馈组态中的具体形式在四种反馈组态中的具体形式X电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联idViVfVoVidIiIfIoIoVidViVfVoIidIiIfIidXiXfXoX5.1.5 负负反馈放大电路的四种基本组态反馈放大电路的四种基本组态根据输出取样和输入相加方式的不同，根据输出取样和输入相加方式的不同，反馈放大器可有四种连接方式：反馈放大器可有四种连接方式：电流电流串联串联负反馈负反馈 电流电流并联并联负反馈负反馈电压电压串联串

31、联负反馈负反馈 电压电压并联并联负反馈负反馈5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态一一. .电压串联负反馈电压串联负反馈f 1vvvvAAA F 电电压压放放大大倍倍数数电压串联负反馈电路电压串联负反馈电路464fvoVFVRRR5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态一一. .电压串联负反馈电压串联负反馈 vid = vbe = vi -vf5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态一一. .电压串联负反馈电压串联负反馈RL vo vf vid(vbe) vo 电压负反馈的特性电压负反馈的特性:稳定输出电压稳

32、定输出电压。（负载变化时）。（负载变化时）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vid = vi -vf对串联反馈，对串联反馈，RS越小，反馈效果越越小，反馈效果越明显；明显；RS 时，反馈时，反馈消失消失。5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态一一. .电压串联负反馈电压串联负反馈电压负反馈的重要特点是具有稳定电压负反馈的重要特点是具有稳定输出电压的作用。输出电压的作用。串联负反馈要求信号源内阻越小越好，串联负反馈要求信号源内阻越小越好，即串联负反馈要求即串联负反馈要求“恒压激励恒压激励”。电压串联负反馈放大电路是一个

33、良电压串联负反馈放大电路是一个良好的压控电压源。好的压控电压源。5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态二二. .电流并联负反馈电流并联负反馈ifiii 1AAAF 电电流流放放大大倍倍数数电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态二二. .电流并联负反馈电流并联负反馈 c525fiIFIRRR iid = ib1 = ii -if5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态二二. .电流并联负反馈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: :负载变化时负载变化时稳定

34、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 io if id io iid = ii -ifRS越大，反馈效果越明显；越大，反馈效果越明显；RS 0时，反馈消失。时，反馈消失。并联负反馈要求信号源内阻越大越好，并联负反馈要求信号源内阻越大越好，即并联负反馈要求即并联负反馈要求“恒流激励恒流激励”。5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态三三. .电压并联负反馈电压并联负反馈可以看成是流控电压源，常作为高可以看成是流控电压源，常作为高质量的互阻放大器。质量的互阻放大器。rfrrg 1AAA F 互互

35、阻阻放放大大倍倍数数5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态三三. .电压并联负反馈电压并联负反馈1fgoFIFVR 电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态四四. .电流串联负反馈电流串联负反馈可以看成是压控电流源，常作为高可以看成是压控电流源，常作为高质量的互导放大器。质量的互导放大器。gfggr 1AAA F 互互导导放放大大倍倍数数CR1BRTCCVER1C2CLRiVoV2BRsRsVbec5.1.5 负负反反馈馈放放大大电电路路的的四四种种基基本本组组态态四四. .电流串联负反馈电流串联负反

36、馈 电流串联负反馈电路电流串联负反馈电路cffrEoVVFRII例例: : 回答下列问题。回答下列问题。1.1.若要实现串联若要实现串联电压反馈电压反馈, , Rf 应应接向何处接向何处? ?2.2.要实现串联电要实现串联电压负反馈压负反馈, ,运放的运放的输入端极性如何输入端极性如何确定？确定？ 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在放大器中引入引入负反馈负反馈 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：5.2.1 提高增益的提高增益的稳定性稳定性由于电源电压

37、、环境温度、负载及由于电源电压、环境温度、负载及晶体管参数变化等原因会引起放大晶体管参数变化等原因会引起放大电路增益的不稳定，引入负反馈可电路增益的不稳定，引入负反馈可以大大提高增益的稳定性。以大大提高增益的稳定性。增益稳定性定义为开环增益的相对增益稳定性定义为开环增益的相对变化量与闭环增益变化量与闭环增益相对变化量相对变化量的比的比值。值。闭环时闭环时1fAAAF=+& &()()()221 11fAF dAA dAdAAFdAAFF+-=+在中频段在中频段1=+fAAAF11+=ffAdAFAdAA若反馈网络为若反馈网络为纯阻性纯阻性，则，则5.2.1 提高增益的提高增益的

38、稳定性稳定性11+=ffAdAFAdAA即闭环增益的相对变化量是开环的即闭环增益的相对变化量是开环的1/(1+AF)，即稳定性提高了，即稳定性提高了(1+AF)倍。倍。另一方面另一方面, , 在在深度负反馈深度负反馈条件下条件下1fAF 说明在深负反馈条件下，闭环增益几乎说明在深负反馈条件下，闭环增益几乎与基本放大电路的增益无关，只取决于与基本放大电路的增益无关，只取决于反馈系数反馈系数 。如果反馈网络是由。如果反馈网络是由纯电阻纯电阻组成的，组成的， 是稳定的常数，那么是稳定的常数，那么 将十将十分稳定。分稳定。FFfA5.2.1 提高增益的提高增益的稳定性稳定性引入负反馈后，放大倍数下降为

39、原来引入负反馈后，放大倍数下降为原来的的(1AF)分之一，但放大倍数的稳定分之一，但放大倍数的稳定性提高到性提高到(1AF)倍。倍。负反馈只能减少由开环增益变化引起负反馈只能减少由开环增益变化引起的闭环增益的变化。若的闭环增益的变化。若反馈系数反馈系数发生发生变化，则负反馈起不到稳定闭环增益变化，则负反馈起不到稳定闭环增益的作用。所以反馈网络一般由无源元的作用。所以反馈网络一般由无源元件组成。件组成。不同反馈类型稳定的增益也不同，即不同反馈类型稳定的增益也不同，即每种类型的负反馈稳定的是各自的闭每种类型的负反馈稳定的是各自的闭环增益。环增益。5.2.1 提高增益的提高增益的稳定性稳定性当当负载

40、电阻变化负载电阻变化时，时，电压负反馈电压负反馈只能提高只能提高电压放大倍数电压放大倍数的稳定度；的稳定度；电流负反馈电流负反馈只能提高只能提高电流放大倍数电流放大倍数的稳定度。的稳定度。负反馈对放大倍数的影响，与造成负反馈对放大倍数的影响，与造成放大倍数不稳定的因素及反馈电路放大倍数不稳定的因素及反馈电路在输出端的连接方式有关：在输出端的连接方式有关：5.2.1 提高增益的提高增益的稳定性稳定性5.2.2 负负反反馈馈对对输输入入电电阻阻的的影影响响一一. . 串联负反馈提高输入电阻串联负反馈提高输入电阻假设电路工作在中频段。假设电路工作在中频段。无无反馈时：反馈时：有有反馈时：反馈时：id

41、iiVRI idififiiVVRIIV (1)ifiRAF R iididAFVVI (1)idiVIAF 引入串联负反馈，对图引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所示两电路的输入电阻所产生的影响一样吗？产生的影响一样吗？iif)1 (RAFR引入串联负反馈，使引入反馈的支路的引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到原来的等效电阻增大到原来的（1AF）倍。倍。ifR 一一. . 串联负反馈提高输入电阻串联负反馈提高输入电阻5.2.2 负负反反馈馈对对输输入入电电阻阻的的影影响响5.2.2 负负反反馈馈对对输输入入电电阻阻的的影影响响二二. . 并联负反馈降低输入电阻并联负反馈降低输

42、入电阻假设电路工作在中频段。假设电路工作在中频段。无无反馈时：反馈时：有有反馈时：反馈时：iiidVRI iiififidVVRIII (1)iifRRAF iididVIAFI (1)iidVFIA 5.2.2 负负反反馈馈对对输输入入电电阻阻的的影影响响串联串联负反馈负反馈增大增大输入电阻，输入电阻，并联并联负负反馈反馈减小减小输入电阻。输入电阻。ififif(1) () 0AFRRR 在在时时引引入入串串联联负负反反馈馈或或；引引入入并并联联负负反反馈馈。总结总结5.2.2 负负反反馈馈对对输输入入电电阻阻的的影影响响负反馈所影响的输入电阻为反馈负反馈所影响的输入电阻为反馈环的环的闭环输

43、入电阻闭环输入电阻，而不包括反，而不包括反馈环外的电阻。馈环外的电阻。引入负反馈后输入电阻的变化情引入负反馈后输入电阻的变化情况只与况只与输入求和方式输入求和方式有关，与输有关，与输出取样方式无直接关系，后者只出取样方式无直接关系，后者只是改变是改变A、F的量纲而已。的量纲而已。总结总结5.2.3 负负反反馈馈对对输输出出电电阻阻的的影影响响一一. . 电压负反馈降低输出电阻电压负反馈降低输出电阻用加压求流法用加压求流法()ooooVAFVIR oo1oofVRRIAF=+& & &(1)ooVRAF 实际计算中应实际计算中应计入信号源内计入信号源内阻即用阻即用Asid

44、X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。F的负载的负载效应已效应已归入归入A中中5.2.3 负负反反馈馈对对输输出出电电阻阻的的影影响响二二. . 电流负反馈提高输出电阻电流负反馈提高输出电阻()ooooVIAFIR (1)oooVIAFR()1ofoRRAF+=用加压求流法用加压求流法实际计算中应实际计算中应计入信号源内计入信号源内阻即用阻即用AsidX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。F的负载的负载效应已效应已归入归入A中中5.2.3 负负

45、反反馈馈对对输输出出电电阻阻的的影影响响总结总结电压负反馈使输出电阻下降，下降电压负反馈使输出电阻下降，下降的程度取决于的程度取决于负载开路负载开路且计入信号且计入信号源内阻源内阻时的反馈深度。反馈越深，时的反馈深度。反馈越深，闭环输出电阻越小。闭环输出电阻越小。电流负反馈使输出电阻提高，提高电流负反馈使输出电阻提高，提高的程度取决于的程度取决于负载短路负载短路且计入信号且计入信号源内阻源内阻时的反馈深度，反馈越深闭时的反馈深度，反馈越深闭环输出电阻越大。环输出电阻越大。5.2.3 负负反反馈馈对对输输出出电电阻阻的的影影响响总结总结引入负反馈后输出电阻的变化情况只引入负反馈后输出电阻的变化情

46、况只与与输出取样方式输出取样方式有关，而输入求和方式有关，而输入求和方式只改变只改变A、F的量纲。的量纲。在多数情况下，电在多数情况下，电流负反馈是对流负反馈是对集电极集电极电流取样，它稳定的电流取样，它稳定的是集电极电流而非实是集电极电流而非实际负载电流。此时的际负载电流。此时的Rof是从集电极看进是从集电极看进去的输出电阻，并不去的输出电阻，并不包括包括Rc2。反馈放大。反馈放大电路实际输出电阻为电路实际输出电阻为22/ofofCCRRRR5.2.4 负反馈减小非线性失真负反馈减小非线性失真由于晶体管输入特性的非线性，当由于晶体管输入特性的非线性，当b-e间加正弦间加正弦信号电压时，基极电

47、流的变化不是正弦波。信号电压时，基极电流的变化不是正弦波。5.2.4 负反馈减小非线性失真负反馈减小非线性失真Avivi加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后失真失真改善改善vivoAFvfvovo有源器件组成的基有源器件组成的基本放大电路的电压本放大电路的电压传输特性为非线性传输特性为非线性的，若输入正弦信的，若输入正弦信号的号的幅度较大幅度较大，输，输出会产生非线性失出会产生非线性失真。真。引入负反馈后使闭环传输特性曲线引入负反馈后使闭环传输特性曲线变平缓，线性范围明显展宽。变平缓，线性范围明显展宽。5.2.4 负反馈减小非线性失真负反馈减小非线性失真5.2.4 负反馈减小非线性失真负反馈减小非

48、线性失真评价负反馈作用的效果时，应相应评价负反馈作用的效果时，应相应提高输入信号幅度以保持闭环后基提高输入信号幅度以保持闭环后基本放大器的净输入与开环时相等。本放大器的净输入与开环时相等。注意：非线性失真的减小只限于反注意：非线性失真的减小只限于反馈环内放大电路产生的非线性失真，馈环内放大电路产生的非线性失真，如果输入信号波形本身就有失真，如果输入信号波形本身就有失真，负反馈是无济于事的。负反馈是无济于事的。负反馈只能减小弱非线性失真。负反馈只能减小弱非线性失真。 放大电路加入负反馈后，增益下降，放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。但通频带却加宽了。无反馈时放大器的通频带：无反馈

49、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 Hf5.2.5 负反馈展宽频带负反馈展宽频带设基本放大电路为设基本放大电路为单极点直接耦合单极点直接耦合放大电路：放大电路：高频段的高频段的开环开环放大倍数表达式为放大倍数表达式为1mHAAfjf 5.2.5 负反馈展宽频带负反馈展宽频带设反馈网络为纯阻性网络，即设反馈网络为纯阻性网络，即F与与频率无关。频率无关。引入反馈后，高频段的引入反馈后，高频段的闭环闭环放大倍数表达式为放大倍数表达式为(1)1111()mHmfmHHmAj f fAAAAFAj f fFj fA

50、 Ff 111(1)1mmmmmfHHfA F fAAA FA FAffjjf (1)mHfHffA F 只适用于只适用于一个一个极点时的情况极点时的情况5.2.5 负反馈展宽频带负反馈展宽频带每种类型的负反馈放大电路所展宽每种类型的负反馈放大电路所展宽的亦是的亦是各自闭环增益的频带各自闭环增益的频带。除了。除了电压串联负反馈能够展宽电压增益电压串联负反馈能够展宽电压增益的频带外，其它三种类型的负反馈的频带外，其它三种类型的负反馈放大电路能否展宽电压增益的频带放大电路能否展宽电压增益的频带还和其它条件有关。还和其它条件有关。引入负反馈使上限截止频率扩展引入负反馈使上限截止频率扩展到无反馈时的到

51、无反馈时的 倍这一结论只倍这一结论只有在基本放大电路有有在基本放大电路有一个极点一个极点时才时才是正确的。是正确的。m|1| A F5.2.5 负反馈展宽频带负反馈展宽频带 要稳定直流量要稳定直流量引入直流负反馈引入直流负反馈 要稳定交流量要稳定交流量引入交流负反馈引入交流负反馈 要稳定输出电压要稳定输出电压引入电压负反馈引入电压负反馈 要稳定输出电流要稳定输出电流引入电流负反馈引入电流负反馈 要增大输入电阻要增大输入电阻引入串联负反馈引入串联负反馈 要减小输入电阻要减小输入电阻引入并联负反馈引入并联负反馈引入负反馈的一般原则引入负反馈的一般原则引入负反馈的一般原则引入负反馈的一般原则1、稳定

52、稳定Q点引入点引入直流负反馈直流负反馈，改善，改善动态性能动态性能引入引入交流负反馈。交流负反馈。2、根据信号源特点，增大输入电阻根据信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小输入电阻应引入串联负反馈，减小输入电阻应引入并联负反馈。应引入并联负反馈。3、根据负载需要，需输出电压稳定根据负载需要，需输出电压稳定（即减小输出电阻）的应引入电压（即减小输出电阻）的应引入电压负反馈，需稳定电流（即增大输出负反馈，需稳定电流（即增大输出电阻）的应引入电流负反馈。电阻）的应引入电流负反馈。引入负反馈的一般原则引入负反馈的一般原则4、从信号从信号转换关系转换关系上看：上看： 输出电压是输入电压受控源的引

53、入输出电压是输入电压受控源的引入电压串联电压串联负反馈；负反馈； 输出电压是输入电流受控源的引入输出电压是输入电流受控源的引入电压并联电压并联负反馈；负反馈； 输出电流是输入电压受控源的引入输出电流是输入电压受控源的引入电流串联电流串联负反馈；负反馈； 输出电流是输入电流受控源的引入输出电流是输入电流受控源的引入电流并联电流并联负反馈；负反馈； 在在1AF1时，它们的转换系数均时，它们的转换系数均约为约为1/F。综述综述负反馈放大电路的分析包括定性负反馈放大电路的分析包括定性分析和定量计算两个方面。分析和定量计算两个方面。定性分析，主要是读懂电路图，定性分析，主要是读懂电路图，确定反馈网络，判

54、断反馈的极性确定反馈网络，判断反馈的极性与类型等。与类型等。定量分析就是计算反馈放大电路定量分析就是计算反馈放大电路的主要性能指标，如闭环增益、的主要性能指标，如闭环增益、输入电阻、输出电阻等。输入电阻、输出电阻等。等效电路法不考虑反馈的类型和极等效电路法不考虑反馈的类型和极性，直接画出电路的交流等效电路，性，直接画出电路的交流等效电路，列出电压电流方程，再用一般的电列出电压电流方程，再用一般的电路计算方法求解出反馈放大电路的路计算方法求解出反馈放大电路的性能指标。性能指标。从原则上讲，这种方法对于任何复杂从原则上讲，这种方法对于任何复杂的反馈放大电路都能求出的反馈放大电路都能求出“精确精确”

55、的的结果。但是电路复杂时计算工作量很结果。但是电路复杂时计算工作量很大，手工计算将是十分困难的，需要大，手工计算将是十分困难的，需要借助计算机辅助分析工具进行。借助计算机辅助分析工具进行。5.3.1 等效电路法等效电路法优点：可显示出电路性能与反馈量优点：可显示出电路性能与反馈量的关系，物理概念清楚。的关系，物理概念清楚。关键在于如何将反馈放大电路正确关键在于如何将反馈放大电路正确地分解成地分解成基本放大电路基本放大电路和和反馈网络反馈网络两部分。两部分。进行分解时，必须考虑进行分解时，必须考虑反馈网络的反馈网络的负载效应负载效应，以使分解前后基本放大，以使分解前后基本放大电路输入端和输出端的

56、电路输入端和输出端的负载状态负载状态保保持不变。持不变。它是一种工程上的近似计算方法。它是一种工程上的近似计算方法。5.3.2 方框图法方框图法基本放大基本放大电路电路AidXoXiX反馈网络反馈网络FfX负反馈放大电路负反馈放大电路的基本放大电路的基本放大电路反馈网络反馈网络负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图断开反馈，且断开反馈，且考虑反馈网络考虑反馈网络的的负载效应负载效应决定反馈量和输出量关系决定反馈量和输出量关系的的所有元件所有元件所组成的网络所组成的网络f1AAAF 深度负反馈：深度负反馈：即，深度负反馈条件下，闭环增益只与即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈反馈系数有关

57、系数有关. .f1AAAF 得得1AAFF 1 1AF fA是是广广义义放放大大倍倍数数，其其量量纲纲随随反反馈馈组组态态变变化化。不足之处是，在大多数情况下不能定量地估算不足之处是，在大多数情况下不能定量地估算出电路的输入电阻、输出电阻等。出电路的输入电阻、输出电阻等。注意注意上式只有在上式只有在电压串联电压串联负反馈时才代表负反馈时才代表电电压放大倍数。压放大倍数。1fAF5.3.3 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算f1AAAF 根据根据1AAFF 将将ofiXAX ofXXF 代入上式代入上式fiXX 得得即：输入量近似等于反馈量。即：输入量近似等于反馈量。ff1 o

58、oiXXAXFX则则一、深度负反馈的实质一、深度负反馈的实质5.3.3 深深度度负负反反馈馈条条件件下下的的近近似似计计算算idif0XXX 净输入量近似等于零。净输入量近似等于零。由此可得由此可得深度负反馈条件下深度负反馈条件下，基本放大，基本放大电路电路“虚短虚短”、“虚断虚断”的概念。的概念。ifid 0; VVV引引入入串串联联负负反反馈馈时时，即即id 0 ifIII引引入入并并联联负负反反馈馈时时，即即5.3.3 深深度度负负反反馈馈条条件件下下的的近近似似计计算算一、深度负反馈的实质一、深度负反馈的实质二、虚短路与二、虚短路与 虚开路虚开路引入深度串联负反馈后，可认为信引入深度串

59、联负反馈后，可认为信号源提供的电压近似等于反馈电压，号源提供的电压近似等于反馈电压，而将基本放大器的净输入电压忽略而将基本放大器的净输入电压忽略不计，这就叫放大器输入端不计，这就叫放大器输入端虚短路。虚短路。引入深度并联负反馈后，可认为引入深度并联负反馈后，可认为信信号源提供的电流近似等于反馈电流，号源提供的电流近似等于反馈电流，而将基本放大器的净输入电流忽略而将基本放大器的净输入电流忽略不计，这就叫放大器输入端不计，这就叫放大器输入端虚开路。虚开路。5.3.3 深深度度负负反反馈馈条条件件下下的的近近似似计计算算串联负反馈，输入端电压求和。串联负反馈，输入端电压求和。0fiid VVVidi

60、di0VIR 虚短虚短虚断虚断 fV iV idI idV + - fV iV idI idV + - 5.3.3 深深度度负负反反馈馈条条件件下下的的近近似似计计算算二、虚短路与二、虚短路与 虚开路虚开路0fiid IIIididi0VI R 虚短虚短虚断虚断 fI iI idI idV + - idI idV + - fI iI 并联负反馈，输入端电流求和。并联负反馈，输入端电流求和。5.3.3 深深度度负负反反馈馈条条件件下下的的近近似似计计算算二、虚短路与二、虚短路与 虚开路虚开路虚短路虚短路并非真正的短路，并非真正的短路，虚开路虚开路也并非真正的开路。能够认为是也并非真正的开路。能够认为是虚短路、虚开路的原因在于这样虚