第6章 放大电路中的反馈1

1、1第第6章章放大电路中的反馈放大电路中的反馈6.1反馈的基本概念反馈的基本概念6.3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6.5负反馈放大电路的自激振荡负反馈放大电路的自激振荡6.2负反馈的负反馈的四种组态四种组态26.1 反馈的基本概念反馈的基本概念 所谓反馈,指的是将放大电路的输出量(输出电压或输出电流)的全部或一部分,通过一定的方式反送到放大电路的输入回路6.1.1 什么是反馈什么是反馈3doXXA ofXXF fidXXX fXdXoXiX+4fidXXX 净输入信号净输入信号若三者同相，则若三者同相，则 Xd = Xi XffXdXoXiX+56.1.2反馈的分类反馈的

2、分类反馈信号增强了外加输入信号，使放大电路的放反馈信号增强了外加输入信号，使放大电路的放大倍数提高大倍数提高 正反馈正反馈反馈信号削弱了外加输入信号，使放大电路的放反馈信号削弱了外加输入信号，使放大电路的放大倍数降低大倍数降低 负反馈负反馈6反馈极性的判断方法：反馈极性的判断方法：瞬时极性法。瞬时极性法。先假定某一瞬间输入信号的极性，然后按信号的先假定某一瞬间输入信号的极性，然后按信号的放大过程，逐级推出输出信号的瞬时极性，最后根据放大过程，逐级推出输出信号的瞬时极性，最后根据反馈回输入端的信号对原输入信号的作用，判断出反反馈回输入端的信号对原输入信号的作用，判断出反馈的极性。馈的极性。对分立

3、元件而言，对分立元件而言，C与与B极性相反，极性相反，E与与B极性相同。极性相同。对集成运放而言，对集成运放而言， uO与与u-极性相反，极性相反， uO与与u+极性相同。极性相同。7+8+ 9引入交流引入交流负反馈的负反馈的目的：目的：改改善放大电善放大电路的性能路的性能引入直流引入直流 负反馈的负反馈的目的：目的：稳稳定静态工定静态工作点作点10三、电压反馈和电流反馈三、电压反馈和电流反馈如果反馈信号取自输出电压，则为如果反馈信号取自输出电压，则为电压反馈电压反馈；电压；电压负反馈的反馈信号与输出电压成比例；负反馈的反馈信号与输出电压成比例；反馈信号取自输出电流，则为反馈信号取自输出电流，

4、则为电流反馈电流反馈，电流负反，电流负反馈的反馈信号与输出电流成比例。馈的反馈信号与输出电流成比例。 电流负反馈电流负反馈具有具有稳定输出电流稳定输出电流、增大输出电阻、增大输出电阻的作用。的作用。 电压负反馈电压负反馈具有具有稳定输出电压稳定输出电压、减小输出电阻、减小输出电阻的作用。的作用。11uoRL+RLioiE12反馈到基极为并联反馈反馈到基极为并联反馈反馈到发射极为串联反馈反馈到发射极为串联反馈ib= ii ifibiiifube= ui uf+uiube+uf四、串联反馈和并联反馈四、串联反馈和并联反馈13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

5、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14oUoUfUfUoIfI iouuUUA iouiIUA ioiuUIA ioiiIIA ofuiIUF ofuuUUF ofiuUIF ofiiIIF 四种反馈类型的比较oIfI156.2.1 反馈阻态的判断反馈阻态的判断iX并联：反馈量并联：反馈量和和fX输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。fXiXfXiX接于不同的输入端。接于不同的输入端。iX串联：反馈量串联：反馈量和和fX输入量输入量fXiXfXiX电流：将电流：将负载负载短路，反馈量仍然存在。短路，反馈量仍然存在

6、。电压：将电压：将负载负载短路，反馈量为零。短路，反馈量为零。1617u有无反馈的判断有无反馈的判断是否有联系输入、输出回路的反馈通路；是否有联系输入、输出回路的反馈通路；是否影响放大电路的净输入。是否影响放大电路的净输入。(a)没引入反馈的放大电路没引入反馈的放大电路(b)引入反馈的放大电路引入反馈的放大电路(c) R的接入没引入反馈的接入没引入反馈18RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+19RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+ 如果有发射极旁路电容，如果有发射极旁路电容， RE中仅有直流分量的中仅有直流分量的信号通过信号通过 ，这时，这时RE

7、引入的则是直流反馈。引入的则是直流反馈。E例例1：20例例1： 3) 判断反馈类型判断反馈类型 从输出端看：反馈信号非直接输出端从输出端看：反馈信号非直接输出端+ uf+ RB1RCC1C2RB2RERL+UCCuiuo+RSeS+ieube 从输入端看：反馈信号和输入信号不在同一端从输入端看：反馈信号和输入信号不在同一端21 交、直流分量的信号均可通过交、直流分量的信号均可通过 RF，所以所以 +UCCRCC1RF+RS+C2+RLeSuiuo22+UCCRCC1RF+RS+C2+RLeSuiuoiiibif 从输出端看：反馈信号直接接输出端从输出端看：反馈信号直接接输出端 从输入端看：反馈

8、信号和输入信号在同一端从输入端看：反馈信号和输入信号在同一端23RE2对交流不起作用，引入的是直流反馈；对交流不起作用，引入的是直流反馈；RE1、RF对交、直流均起作用，所以引入的对交、直流均起作用，所以引入的是交、直流反馈。是交、直流反馈。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T224解解: :+ RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T225例例4：如果如果RF不接在不接在T2 的集电极，而是接的集电极，而是接C2与与RL 之间，两者有何不同之间，两者有何不同 ？解解: : 因电容因电容C2的隔直流作用，这

9、时的隔直流作用，这时RE1、RF仅仅 引入交流反馈。引入交流反馈。RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T226如果如果RF的另一端的另一端不接在不接在T1 的发射极，而是接在的发射极，而是接在它的基极，两者有何不同，是否会变成正反馈它的基极，两者有何不同，是否会变成正反馈 ？解解: : + RB1RC1C1RB2RE1+RS+RFRC2CE2C2RE2RL+UCC+T1T227RF2(R1、R2): 直流反馈直流反馈（稳定静态工作点）（稳定静态工作点）RF 、CF : 交流交流电压并联负反馈电压并联负反馈+UCC(a)RE1+R1RF1RF2C2RC

10、2RC1CE2RE2R2+C+RF1、RE1: 交直流交直流电压串联负反馈电压串联负反馈+UCC+RBC2RC2RC1CE2RE2+C1CF(b)RFRE2: 直流反馈直流反馈2820 F+sE470k 600 3.9k +20 F470k 3.9k 50 F2k 470 50 F100 F470 30k 3DG63DG6(c)+6V+(d)+50k 2k 2k 8k 3k 3k 50 F50 F50 F+20V+电流并联负反馈电流并联负反馈正反馈正反馈两个两个2k 电阻电阻构成交直流反馈构成交直流反馈两个两个470k 后后级级交交直直流流反反馈馈前前级级直直流流反反馈馈293031326.2

11、.2反馈的一般表达式反馈的一般表达式图图 6.2.1反馈放大电路方框图反馈放大电路方框图.f.o.iXXX，分 别分 别为输入信号、输出信为输入信号、输出信号和反馈信号；号和反馈信号；开环放大倍数开环放大倍数:.A无反馈时放大网络的放大倍数；无反馈时放大网络的放大倍数；因为：因为：i.o.XXA o.f.XXF .f.iiXXX 所以：所以：)()(.o.i.f.i.i.oXFXAXXAXAX 得：闭环放大倍数得：闭环放大倍数:.fAFAAXXA 1.i.o.f33FAAXXA 1.i.o.f闭环放大倍数闭环放大倍数：.fA引入反馈后，放大电路对外加输引入反馈后，放大电路对外加输入信号的放大倍

12、数。入信号的放大倍数。回路增益回路增益：.FA在反馈放大电路中，信号沿放大网络在反馈放大电路中，信号沿放大网络和反馈网络组成的环路传递一周后所得到的放大倍数。和反馈网络组成的环路传递一周后所得到的放大倍数。：.1FA 反馈深度反馈深度 引入反馈后，放大电路的放大倍引入反馈后，放大电路的放大倍数与无反馈时相比所变化的倍数。数与无反馈时相比所变化的倍数。1 1 FA若若 fAA 则则负反馈；负反馈；1 1 FA若若 fAA 则则正反馈。正反馈。34FAAXXA 1.i.o.f若若11 FAFFAAFAAA11.f 深度负反馈深度负反馈结论：深负反馈放大电路的放大倍数主要由反馈网结论：深负反馈放大电

13、路的放大倍数主要由反馈网络的反馈系数决定，能保持稳定。络的反馈系数决定，能保持稳定。若若， 01 FA则则 fA此时此时Xi= 0， Xo 0 ,放大电路处于放大电路处于自自激振荡激振荡356.3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6.3.1提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性引入负反馈后，在输入信号一定的情况下，当电路引入负反馈后，在输入信号一定的情况下，当电路参数变化、电源电压波动或负载发生变化时，放大电路参数变化、电源电压波动或负载发生变化时，放大电路输出信号的波动减小，即放大倍数的稳定性提高。输出信号的波动减小，即放大倍数的稳定性提高。放大倍数稳定性提高的程度与反馈

14、深度有关。放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。FAAA 1.f在中频范围内，在中频范围内，AFAA 1fAAAFAAd11dff 放大倍数的相对变化量：放大倍数的相对变化量：结论：引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了结论：引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了 (1 + AF) 倍。倍。36xf负反馈负反馈减小了波形失真减小了波形失真 加入加入负反馈负反馈无负反馈无负反馈FxfAxixoxo大大小小xiA接近正弦波接近正弦波预失真预失真+ix 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同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。图图 6.3

15、.2376.3.3 展宽频带展宽频带HHf)1(fFAf )1(LLfFAff HfLfHfffffBW WABWAmfmf HLHfffBW BWFABW)1(f 386.3.4 改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻iif)1(RFAR ifbif/ RRR )1/(iifFARR 39)1/(ooofFARR oAooof)1(RFAR ofcof/ RRR 40负反馈对放大电路性能的影响负反馈以降低放大电路的放大倍数为代价，放大倍数的稳定性提高了1+AF倍)(1AdAAFAAdAff放大器其它各项性能都得到改善：负反馈类型放大倍数输入电阻输出电阻频带非线性 失真电压串联降低1+A

16、F倍增大减小展宽减小电压并联降低1+AF倍增大减小展宽减小减小电流串联电流并联降低1+AF倍降低1+AF倍增大增大减小展宽减小展宽减小41综上所述综上所述1. 反馈信号与外加输入信号的求和方式只对放大电反馈信号与外加输入信号的求和方式只对放大电路的输入电阻有影响：串联负反馈使输入电阻增大；并路的输入电阻有影响：串联负反馈使输入电阻增大；并联负反馈使输入电阻减小。联负反馈使输入电阻减小。2. 反馈信号在输出端的采样方式只对放大电路的输反馈信号在输出端的采样方式只对放大电路的输出电阻有影响：电压负反馈使输出电阻减小；电流负反出电阻有影响：电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。馈使输出电阻增大。3. 串联负反馈只增大反馈环路内的输入电阻