第06章反馈放大电路

1、6.1 反馈的基本概念和判断方法反馈的基本概念和判断方法 凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分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，与输入信号迭加，就称为或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈反馈。 未加未加反馈的放大电路称为反馈的放大电路称为开环放大电路开环放大电路，施加反馈的放施加反馈的放大电路称为大电路称为闭环放大电路闭环放大电路。 引入引入正反馈正反馈可使输可使输出量增加，出量增加，Au增大。增大。引入引入负反馈负反馈可使输出可使输出量减少，量减少， Au也减少。也减少。一一. 反馈的基本概念反馈的基本概念反馈网络反馈网络(b)为为闭环

2、放大电路闭环放大电路, ui = uid + uf 图图(a)为为开环放大电路开环放大电路 uo= Au ui图图(b)图图(a) uf 是是 uo在输入回路中引在输入回路中引入的电压分量。入的电压分量。 uo= Auf ui电路电路电路电路电路电路电路电路基本放大基本放大 电路电路A oXiX输入输入输出输出反馈网络反馈网络 FfX反馈反馈信号信号iXA）. 放大电路系统框图放大电路系统框图反馈放大电路的理想模型分析反馈放大电路的理想模型分析 输入量输入量 ; 输出量；输出量； 反馈量反馈量 ； 净输入量。净输入量。fiiXXXiXoXfXiXioXXA开环放大倍数开环放大倍数ioXXAf闭

3、环放大倍数闭环放大倍数oXXFf反馈系数反馈系数B）. 反馈系统的一般表达式反馈系统的一般表达式FAAAFXXXXXXXXXAoioioio1111fffiXoXfXiXAFfiiXXXFAAAf1由：由：iiifiofioXXXXXXXXXFA1 1定义：定义：反馈深度反馈深度环路增益环路增益ifofioXXXXXXFAiXfXoXFAAAf1时，时， 11 )1(FA， oAAf时，时， 11 )3(FA， oAAf时，时， 01 )4(FA， fA时，时， 11 )2(FAFAf10,0oiXX时时iXoXfXiXAF三三. 反馈的类型及判别方法反馈的类型及判别方法反馈的基本类型反馈的基

4、本类型正反馈与负反馈正反馈与负反馈交流反馈与直流反馈交流反馈与直流反馈外部反馈与内部反馈外部反馈与内部反馈局部反馈与级间反馈局部反馈与级间反馈基本放大基本放大 电路电路A oXiX输入输入输出输出反馈网络反馈网络 FfX反馈反馈信号信号iX 负反馈负反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类型负反馈的类型: 反馈的判断包括：反馈的判断包括：有无反馈的判断；反馈极性的判断；有无反馈的判断；反馈极性的判断；直流反馈与交流反馈的判断；负反馈直流反馈与交流反馈

5、的判断；负反馈四种基本组态四种基本组态的判的判断。断。1. 有无反馈的判别有无反馈的判别 正确判断反馈的性质是研究放大电路的基础。正确判断反馈的性质是研究放大电路的基础。 “找联系找联系”：找输出回路与输入回路的联系，若有则：找输出回路与输入回路的联系，若有则有反馈，否则无反馈。有反馈，否则无反馈。引入反馈引入反馈了吗？了吗？将输出电压全将输出电压全部反馈回去部反馈回去无反馈无反馈 使使 ，则为正反馈；则为正反馈； 使使 ，则为负反馈则为负反馈。iX fXiX fX基本放大基本放大 电路电路A oXiX输入输入输出输出反馈网络反馈网络 FfX反馈反馈信号信号iX 2.反馈极性的判别：反馈极性的

6、判别：正反馈与负反馈正反馈与负反馈判别依据：判别依据：引入引入正反馈正反馈可使输出量增加，引入可使输出量增加，引入负反馈负反馈 可使输出量减少。可使输出量减少。判别方法判别方法 瞬时极性法：瞬时极性法： 设放大器输入端的设放大器输入端的瞬时极性瞬时极性为正极性，沿反馈环路逐为正极性，沿反馈环路逐级依次判断级依次判断相关点的瞬时极性相关点的瞬时极性，直至判断出反馈到输入，直至判断出反馈到输入端信号的端信号的瞬时极性瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入。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。减小，则为负反馈；反之为正反馈。BJT与运算放大器的瞬时极性与运算放大器的瞬时极

7、性1). BJT的瞬时极性的瞬时极性2). 运算放大器的瞬时极性运算放大器的瞬时极性fiduuuo211fuRRRu负反馈负反馈反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。fiduuu正反馈正反馈负反馈负反馈fidiii反反馈馈极极性性的的判判断断反馈量仅决定于输出量反馈量仅决定于输出量fofoNfRuRuuiR反馈量反馈量反馈电流反馈电流净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流净输入电流增大，引入增大，引入了正反馈了正反馈 通过以上分析可以得出以下结论：对于上述所示的电路，通过以上分析可以得出以下结论：对于上述所示的电路，判断判断本级反馈本级

8、反馈的极性时，的极性时，若反馈通路接回到反相输入端则若反馈通路接回到反相输入端则为负反馈，为负反馈，接回到同相输入端则为正反馈。接回到同相输入端则为正反馈。将输出回路中的将输出回路中的 ( 信号送到输入端，为负反馈；信号送到输入端，为负反馈；将输出回路中的将输出回路中的 ( + 信号送到非输入端，为负反馈；信号送到非输入端，为负反馈；反馈极性的判断反馈极性的判断3.直流反馈与交流反馈的判断直流反馈与交流反馈的判断“看通路看通路”，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。设电路中所有电容对交流信号均可视为短路。设电路中所有电容对交流信号均可视为短路。直流反馈

9、直流反馈：馈量只含有直流量，仅在直流通路中存在：馈量只含有直流量，仅在直流通路中存在的反馈，如工作点稳定电路中的反馈，如工作点稳定电路中Re上的电压为直流电压。上的电压为直流电压。交流反馈交流反馈：反馈量只含有交流量，仅在交流通路中存：反馈量只含有交流量，仅在交流通路中存在的反馈。在的反馈。UCC外部反馈外部反馈内部反馈内部反馈4. 内部反馈与外部反馈内部反馈与外部反馈5. 局部反馈与级间反馈局部反馈与级间反馈 只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反局部反馈馈，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输

10、入回路的称为路的称为级间反馈级间反馈。通过通过R3引入的是局部反馈引入的是局部反馈通过通过R4引入的是级间反馈引入的是级间反馈通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。 在判断分立元件反馈放大电路的反馈极性时，在判断分立元件反馈放大电路的反馈极性时，净输净输入电压常指输入级晶体管的入电压常指输入级晶体管的b-e（e-b）间的电位差）间的电位差，净输入电流常指输入级晶体管的基极电流（射极电净输入电流常指输入级晶体管的基极电流（射极电流）流）。 在分立元件在分立元件电流负反馈放大电路中，反馈量常取自电流负反馈放大电路中，反馈量常取自于输出级晶体管的集电极电流或发射极电

11、流于输出级晶体管的集电极电流或发射极电流，而不是，而不是负载上的电流；此时称输出级晶体管的集电极电流或负载上的电流；此时称输出级晶体管的集电极电流或发射极电流为输出电流，反馈的结果将稳定该电流。发射极电流为输出电流，反馈的结果将稳定该电流。一一.负反馈放大电路分析要点负反馈放大电路分析要点 对于具体的负反馈放大电路，首先应研究下列问题，进对于具体的负反馈放大电路，首先应研究下列问题，进而进行定量分析。而进行定量分析。 从放大电路从放大电路输出端看输出端看，反馈量是取自于输出电压，还是，反馈量是取自于输出电压，还是取自于输出电流；取自于输出电流；从输入端看从输入端看，反馈量与输入量是以电压，反馈

12、量与输入量是以电压方式相叠加，还是以电流方式相叠加。方式相叠加，还是以电流方式相叠加。 当反馈量取自输出电压的称为电压反馈，取自输出电流当反馈量取自输出电压的称为电压反馈，取自输出电流时称为电流反馈；时称为电流反馈；当反馈量与输入量以电压方式相叠加时当反馈量与输入量以电压方式相叠加时称为串联反馈，以电流方式相叠加时称为并联反馈；称为串联反馈，以电流方式相叠加时称为并联反馈；因此，因此，交流负反馈有四种组态，即交流负反馈有四种组态，即电压串联、电压并联、电流串电压串联、电压并联、电流串联和电流并联联和电流并联，有时也称为交流负反馈的四种方式。，有时也称为交流负反馈的四种方式。6.2 负反馈放大电

13、路的四种基本组态负反馈放大电路的四种基本组态从输出端看从输出端看，反馈量若取自于输出电压，则为，反馈量若取自于输出电压，则为电压反馈电压反馈；反馈量若取自于输出电流，则为反馈量若取自于输出电流，则为电流反馈电流反馈。 从输入端看从输入端看，反馈量与输入量以电压形式叠加，则为，反馈量与输入量以电压形式叠加，则为串串联反馈联反馈；反馈量与输入量以电流形式叠加，则为；反馈量与输入量以电流形式叠加，则为并联反馈并联反馈。 A = uo/ /udF = uf/ /uououiudufioRLiiidifuiufA = io/ /idF = if / /ioui ud + uf电压取样电压求和电压取样电压

14、求和ii = id + if电流取样电流求和电流取样电流求和电压串联负反馈电压串联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈二二.电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈电压反馈：电压反馈：反馈输入信号为放大电路输出电压信号。反馈输入信号为放大电路输出电压信号。 根据反馈所采样的输出信号不同，可以分为电压反馈根据反馈所采样的输出信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。和电流反馈。特点特点: 反馈与输出端直接相连，反馈与输出端直接相连，uo= 0时无反馈信号。时无反馈信号。电流反馈：电流反馈：反馈输入信号为放大电路输出电流信号。反馈输入信号为放大电路输出电流信号。电压负反馈：电压负反馈：可以稳定输出电压、减小

15、输出电阻。可以稳定输出电压、减小输出电阻。电流负反馈：电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。可以稳定输出电流、增大输出电阻。阻值很小。阻值很小。 根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。以分为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 与输入信号电流与输入信号电流叠加叠加。三三. 串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈特点：反馈支路与输入端直接相连。特点：反馈支路与输入端直接相连。并联并联串联反馈串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反

16、馈电压信反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信 号与输入信号电压叠加。号与输入信号电压叠加。串联反馈使电路的输入电阻增大；串联反馈使电路的输入电阻增大；并联并联反馈使电路的输入电阻增小。反馈使电路的输入电阻增小。 、ube 净净输入信号输入信号ui = ube + uf串联。串联。du 反馈网络直接与输出端相连必为电压反馈反馈网络直接与输出端相连必为电压反馈, , 不相连为电流反馈。不相连为电流反馈。 反馈网络直接与输入端相连必为并联反馈反馈网络直接与输入端相连必为并联反馈, , 不相连为串联反馈。不相连为串联反馈。判别捷径判别捷径电流串联负反馈电流串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈四四.

17、判别举例判别举例 电流并联负反馈电流并联负反馈 电压串联负反馈电压串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电压串联正反馈电压串联正反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电电压压并并联联正正反反馈馈例例 . .判断下列电路的反馈类型判断下列电路的反馈类型(2)电流串联负反馈电流串联负反馈(3)电压串联负反馈电压串联负反馈(1)(2)(3)(1)电压并联负反馈电压并联负反馈(4)(5)(4)电流并联负反馈电流并联负反馈(5)电压串联负反馈电压串联负反馈6.3 负反馈放大电路性能的改善负反馈放大电路性能的改善 iXoXfXiXAFFAAA1fAFAA1f2f)1(1AFdAdAAdAAFAdA11ffFA1

18、fAdAAFAdA11 ff%1011%1 . 0AF1001001014fAFAA AFXOXi无反馈时：无反馈时：加负加负反馈时：反馈时： idiiiIUIURiididdiodidiiiRFAIUFAIUFAUIUFUIUUIUR1 1 ffididdiodidiiiRFAIUFAIFAIUIFIUIIUIUR11 11fifl 电压反馈使输出电阻减小电压反馈使输出电阻减小三三. 对输出电阻的影响对输出电阻的影响 FARUFAURUXAURURXAUUIURooooofoooodooooof 1/l 电流反馈使输出电阻增大电流反馈使输出电阻增大 oUAFdXfX0iXofRoIoRdXA

19、 oUAFdXfX0iXofRoIoRdXAooofoodoooIFARUXARUXARUI / oooofRFAIUR 1foRf iRFAAA 1f hmhfFAf 1fFAffmll 1f bwmhmhlhbwfFAfFAffff 11ffffube(V)ibOiuOtouOtfuOtduOtfouOtduoufvAfouiuFiX oXfXiXAF1 FA当当FAAA 1 f由由)()()()(fa FAFA1)()( FA 180)12()()(fan 6.4 负反馈放大电路的指标计算负反馈放大电路的指标计算FAAA 1 f由由时时，当当 1 FAiX oXfXiXFA1f 比较两式

20、比较两式foofXXXXAi ioXXA f根据定义根据定义ff1XXFAo 由由说明在深度负反馈下说明在深度负反馈下 。而而 0 fii XXX， fiXX iX oXfXiXAF 0 iX进进行行估估算算。、利利用用 0 1 f iXFAiiXXX foXAFfAiiUUU fiiIII foUoUoIoIioUUuuA ioUIiuA ioIUuiA ioIIiiA oUUuuFf oIUuiFf oUIiuFf oIIiiFf ioUUuuA fioUIuA fiioIUuiA fioIIA iifiiUUU fiiIII f三三.四种基本组态的负反馈放大电路的特点及分析四种基本组态的

21、负反馈放大电路的特点及分析1.电压串联负反馈特点：电压串联负反馈特点： 电压反馈稳定输出电压；同电压反馈稳定输出电压；同样使整个电路具有恒压源的样使整个电路具有恒压源的输出特点，输出特点，ro小。小。串联反馈，输入以电压形式串联反馈，输入以电压形式来比较，宜采用内阻小的恒来比较，宜采用内阻小的恒压源来作为信号源。压源来作为信号源。LRoUfUfUUUidoU1ffoioff11ofR11 RRRFUUUUARUUFuuuuuu 解：解：反馈网络由反馈网络由Rf 和和RE1组成，反馈类型为组成，反馈类型为交流电压串联负反馈交流电压串联负反馈。T16.2K4.3K10075K36KRs3k75K5

22、.1kT224k2kC1C2C3Ce5.1K12V10kuSR1R2RE1RfRLof11fURRRUEE uoRf24k例例1：设电路工作设电路工作在深度负反馈下，在深度负反馈下，试估算试估算 。fsfuuAA、求反馈系数：求反馈系数：f11ofRRRUUuuF 101 1f1ff RRRUUUUAoiouoibebeiURRRUUUUUU f11ff0 Rif = ii90 fififf uSSousARRRUUA简化交流通路简化交流通路uoRf24k2.电压并联负反馈特点：电压并联负反馈特点： 电压反馈稳定输出电压；电压反馈稳定输出电压；同样使整个电路具有恒压同样使整个电路具有恒压源的输

23、出特点，源的输出特点，ro小。小。 并联反馈，输入以电流形并联反馈，输入以电流形式来比较，宜采用内阻大式来比较，宜采用内阻大的恒流源来作为信号源。的恒流源来作为信号源。LRoUoUfIfIIIid202001/RURUUIFfiu 21RFAiuuif 121110011 RRRFRARIUUUAiuuifiiuuf 3.电流串联负反馈特点：电流串联负反馈特点： 电流反馈稳定输出电流；同电流反馈稳定输出电流；同样使整个电路具有恒流源的样使整个电路具有恒流源的输出特点，输出特点，ro大。大。 串联反馈，输入以电压形式串联反馈，输入以电压形式来比较，宜采用内阻小的恒来比较，宜采用内阻小的恒压源来作

24、为信号源。压源来作为信号源。LRoIfUfUUUidoI1fof1of1 RRRFURIUUARIUFLLuiLiouuui 1beLiouf)1(ERrRUUA 1LufERRA fuuAoIUuiFf 1f11fEoEoEeRIUuiFRIRIU 111fEioRFUIiuA 1ffELLiLoiouuRRRiuAURIUUA fuuAiuAfuuA例例4：求图示电路的电压放大倍数。求图示电路的电压放大倍数。解：反馈组态为解：反馈组态为电流电流 串联负反馈串联负反馈。oouiIRIIUF1ff LLuiLoiouufRRRRRRRFURIUUA 31321f 1oIRRRRI 3213f3

25、2131RRRRRFui 4.电流并联负反馈特点：电流并联负反馈特点： 电流反馈稳定输出电流；使电流反馈稳定输出电流；使整个电路具有恒流源的输出整个电路具有恒流源的输出特点，特点，Rof大。大。 并联反馈，输入以电流形式并联反馈，输入以电流形式来比较，来比较，Rif小；宜采用内阻小；宜采用内阻大的恒流源来作为信号源。大的恒流源来作为信号源。 LR oI fI fIIIid oI ssiisLosiLosouiiRRRRRRFRIRIRIRIUUARRRIIFL21Lfsf212of1 1 解：反馈组态为解：反馈组态为电流电流 并联负反馈并联负反馈。1.画简化的交流通路；画简化的交流通路； . 2foiiIIFF 求求7f7ofo7f7fi0RRRIIFIRRRIUii 深深度度负负反反馈馈下下例例5：设电路工作在深度负反馈下，说明电路的反馈组态，设电路工作在深度负反馈下，说明电路的反馈组态， 并试估算并试估算。fsuASLSLiiSiLoSousRRRRRRRARIRIUUA7f7ff)( 3.求求fsuA7f7of7f7of1RRRFIIARRRIIFiiiiiii 由由 试在图示电路中分别引入四种不同组态试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈。的交流负反馈。 电压串联负反馈电压串联负反馈电压反馈电压反馈串联反馈串联