第7章放大电路的反馈

1、17.1 反馈的基本概念和类型反馈的基本概念和类型7.2 反馈放大电路的框图表示法反馈放大电路的框图表示法7.3 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7.4 负反馈放大电路的分析计算负反馈放大电路的分析计算7.5 放大电路中负反馈的正确引入放大电路中负反馈的正确引入7.6 负反馈放大电路的自激振荡及消除概述负反馈放大电路的自激振荡及消除概述2作 业思考：7-1 7-2 7-11习题：7-5 7-6 7-13 7-14 7-16 选作：7-7 7-183 本章是课程的重点，是学习模拟电路的本章是课程的重点，是学习模拟电路的基础，既是重点又是难点基础，既是重点又是难点。反馈的概念、

2、反馈性质的判断方法反馈的概念、反馈性质的判断方法、深度负反馈条件下放大倍数的估算方法、深度负反馈条件下放大倍数的估算方法、引入负反馈的方法。引入负反馈的方法。 初学者感到困难的主要是反馈概念初学者感到困难的主要是反馈概念的建立、反馈的判断、反馈网络的确定。主的建立、反馈的判断、反馈网络的确定。主要表现为基本概念和基本知识不清。要表现为基本概念和基本知识不清。4 反馈是将放大电路的反馈是将放大电路的输出量（输出电压或输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部输出电流）的一部分或全部，通过一定的电路，通过一定的电路（反馈网络）反向（反馈网络）反向送回到输入端送回到输入端或输入回路，或输入回路，从而

3、使电子电路能按预期功能正常工作。从而使电子电路能按预期功能正常工作。5放大放大（正向传输）（正向传输）传送反馈信号传送反馈信号（反向传输）（反向传输）图7-1 反馈放大电路原理框图6改善放大电路的性能。图7-2 分压式偏置稳定共射放大电路CQEQCQEBEQBQEQCQBQTIUIRUUUII（温度）（）（） 采用反馈只能减小 ICQ的变化而不能使变化量减为零。7 在放大电路中引入反馈必须在放大电路中引入反馈必须将输出量通过反馈网将输出量通过反馈网络送回输入回路络送回输入回路, ,与输入信号相互作用与输入信号相互作用, ,改变放大电路改变放大电路的净输入量。的净输入量。 所以要判断电路中有无反

4、馈，首先要看电路中所以要判断电路中有无反馈，首先要看电路中有有无反馈网络或反馈元件无反馈网络或反馈元件。8直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈正反馈正反馈负反馈负反馈根据反馈的极性：根据反馈的极性：根据反馈存在根据反馈存在的通路：的通路：9电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈根据反馈在输出端的连接方式（取样方式）：根据反馈在输出端的连接方式（取样方式）：串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈根据反馈在输入端的连接方式：根据反馈在输入端的连接方式：10反馈量只含有直流量（仅在直流反馈量只含有直流量（仅在直流通路存在）通路存在）反馈量只含有交流量（仅在交流反馈量只含有交流量（仅在交流通路存在）通路存在） 电路中

5、许多情况为交直流共存电路中许多情况为交直流共存。直流负反馈用于稳定静态工作点。交流负反馈用于改变电路的动态性能。研究重点：交流反馈。研究重点：交流反馈。11反馈信号反馈信号加强加强了原输入信号，使放大电路了原输入信号，使放大电路净净 输入量增大输入量增大的反馈。的反馈。反馈信号反馈信号削弱削弱了原输入信号，使放大电路了原输入信号，使放大电路净净 输入量减小输入量减小的反馈。的反馈。 只有正确引入只有正确引入才能改善放大电路才能改善放大电路的动态性能。的动态性能。12 先规定出输入信号对地的瞬时极性，依此判断出电路各相关点乃至输出信号及反馈信号对地的瞬时极性。 反馈信号使电路的净输入信号增大-引

6、入了正反馈。 反馈信号使电路的净输入信号减小-引入了负反馈。13 本章中的反馈网络一般为纯电阻网络，无移相作用。14图图7-3 7-3 分立元件放大电路反馈极性的判断分立元件放大电路反馈极性的判断有反馈。RF、R4构成的反馈网络引入了“级间”负反馈。例：试判断下图所示电路是否存在反馈，若存在请指出反馈的极性，并进行交直流反馈判断。15反馈的极性的判断：反馈的极性的判断：(+)(+)(-)(+)(+)交流负反馈交流负反馈16 对于分立元件放大电路，可以通过判断输对于分立元件放大电路，可以通过判断输入级晶体管的净输入量（入级晶体管的净输入量（b-eb-e间净输入电压，间净输入电压，或者或者iB净输

7、入电流净输入电流）因反馈的引入是增大了）因反馈的引入是增大了还是减小了，来判断反馈的极性。还是减小了，来判断反馈的极性。17i例：试指出下图所示电路的反馈极性。例：试指出下图所示电路的反馈极性。18(+)(+)(+)设 的瞬时极性对地为（），则 的瞬时极性对地也为（）， 的瞬时极性对地也为（）。使真正加到运放输入端的净输入电压减小，故为负反馈。 iUoUfU19例：试指出下图所示电路的反馈极性。例：试指出下图所示电路的反馈极性。20设设 的瞬时极性对地为（），则的瞬时极性对地为（），则 的瞬时极性对的瞬时极性对地为（地为（- -）。使真正加到运放输入端的净输入电流减）。使真正加到运放输入端的净

8、输入电流减小，故为小，故为负反馈负反馈。 iUoU(+)(+)(-)21例：试指出下图所示电路的反馈极性。22设设 的瞬时极性对地为（），则的瞬时极性对地为（），则 的瞬时极性对地的瞬时极性对地也为（也为（- -），）， 的瞬时极性对地也为（的瞬时极性对地也为（- -）。使真正加）。使真正加到运放输入端的净输入电压增大，故为到运放输入端的净输入电压增大，故为正反馈正反馈。 iUoUfU(+)(-)(-)23 对于由运放组成的反馈放大电路，可以通过对于由运放组成的反馈放大电路，可以通过分析集成运放的净输入量（分析集成运放的净输入量（净输入电压或净输净输入电压或净输入电流入电流）因反馈的引入是增大

9、还是减小，来判）因反馈的引入是增大还是减小，来判断反馈的极性。断反馈的极性。 凡使净输入量减小的为负反馈，凡使净输入凡使净输入量减小的为负反馈，凡使净输入量增大的为正反馈。量增大的为正反馈。 在分析反馈极性时，反馈量仅仅由输出量决在分析反馈极性时，反馈量仅仅由输出量决定，而与输入量无关。定，而与输入量无关。 24 电压反馈：电压反馈：反馈对放大电路的输出电压取样反馈对放大电路的输出电压取样。 电流反馈：电流反馈：反馈对放大电路的输出电流取样反馈对放大电路的输出电流取样。 根据反馈在输出端的连接方式（取样方式），根据反馈在输出端的连接方式（取样方式），反馈分为反馈分为电压反馈和电流反馈电压反馈和

10、电流反馈两种类型。两种类型。25图图7-5 7-5 输出端取样方式框图输出端取样方式框图反馈取自输出电压反馈取自输出电压反馈取自输出电流反馈取自输出电流26 令令uo=0(RL=0)，若，若反馈量也随之为零反馈量也随之为零，即引入，即引入了了电压反馈电压反馈 令令uo=0(RL=0)，若，若反馈量依然存在反馈量依然存在，即引入了，即引入了电流反馈电流反馈。 判断方法：判断方法：输出端短路法。输出端短路法。 （根据反馈量的表达式也可以对取样方式进行判（根据反馈量的表达式也可以对取样方式进行判断。）断。）27 根据反馈网络在放大电路根据反馈网络在放大电路输入端的输入端的连接方式，连接方式，反馈分为

11、反馈分为串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈。反馈信号和输入信号串联，反馈信号和输入信号串联，以以电电压形式压形式相加减。相加减。反馈信号和输入信号并联，以反馈信号和输入信号并联，以电电流形式流形式相加减。相加减。根据输入量和反馈量的连接方式来区分。根据输入量和反馈量的连接方式来区分。28图图7-6 7-6 输入连接方式框图输入连接方式框图电压求和串联反馈电压求和串联反馈电流求和并联反馈电流求和并联反馈29负反馈放大电路的负反馈放大电路的四种组态四种组态电压串联反馈电压串联反馈电流串联反馈电流串联反馈电压并联反馈电压并联反馈电流并联反馈电流并联反馈30 在负反馈放大电路中，若反馈网络在负反馈放

12、大电路中，若反馈网络从输出电从输出电压取样压取样，其，其取样电压与输入电压串联取样电压与输入电压串联相比较，把相比较，把它们的差值电压作为净输入信号进行放大，从而它们的差值电压作为净输入信号进行放大，从而使输出电压达到稳定，则是引入了使输出电压达到稳定，则是引入了电压串联负反电压串联负反馈馈。31例例7-1 7-1 电路如图电路如图7-77-7所示所示, ,试分析其反馈组态试分析其反馈组态。 图图7-77-7电压反馈电压反馈串联反馈串联反馈(+)(+)(+)负反馈负反馈电压求和电压求和电压串联负反馈电压串联负反馈32例例7-2 7-2 试分析图试分析图7-87-8所示放大电路的反馈组态所示放大

13、电路的反馈组态。 电路中引入了级间电压串联负反馈。电路中引入了级间电压串联负反馈。电压求和电压求和(+)(+)(-)(+)(+)33 在负反馈放大电路中，若反馈网络在负反馈放大电路中，若反馈网络对输出电压对输出电压取样取样，并转换为反馈电流送到输入端，并转换为反馈电流送到输入端，与输入电与输入电流进行比较流进行比较，其差值作为净输入电流进行放大，其差值作为净输入电流进行放大，则是引入了则是引入了电压并联负反馈电压并联负反馈。 放大电路中，若输入信号为恒流源或近似恒流放大电路中，若输入信号为恒流源或近似恒流源，宜用并联负反馈。源，宜用并联负反馈。 34电压并联负反馈电压并联负反馈例73 分析图所

14、示放大电路的反馈组态。 电流求和电流求和35例7-4 电路如图所示,分析其反馈类型。 该电路又叫集电极-基极偏置电路。静态时FCEFBECEBR/UR/UUI）（成比例。和选定后当CEBFUIR,BCECIUICT）（CI(+)(-)点。负反馈可以稳定Q36电压并联电压并联负反馈负反馈电流求和电流求和判断反馈的组态判断反馈的组态37 电压负反馈的重要作用是稳定电路的输出电压。不论反馈在输入端的连接方式如何，其实质是输出电压本身通过反馈网络对电路所起的自动调节作用，使输出电压维持稳定。 电流负反馈的情况与此相类似，它用于稳定输出电流。其实质是输出电流本身通过反馈网络对电路所起的自动调节作用，使输

15、出电流维持稳定。 38 在负反馈放大电路中，若反馈网络在负反馈放大电路中，若反馈网络从输出电流从输出电流取样取样，并转换为反馈电压，并转换为反馈电压与输入电压相比较与输入电压相比较，把，把它们的差值电压作为净输入信号进行放大，则是它们的差值电压作为净输入信号进行放大，则是引入了引入了电流串联负反馈。电流串联负反馈。 39例例7-5 7-5 电路如图所示电路如图所示, ,分析其反馈组态分析其反馈组态。 电流串联电流串联负反馈负反馈(+)(+)(+)电压求和电压求和40例例7-6 7-6 电路如图所示电路如图所示, ,分析其反馈组态分析其反馈组态。 (+)(+)电压求和电压求和电流串联电流串联负反

16、馈负反馈41(+)(-)(+)(+)(+)电流反馈电流反馈负反馈负反馈串联反馈串联反馈电流串联电流串联负反馈负反馈电压求和电压求和42 在反馈放大电路中，若反馈网络从在反馈放大电路中，若反馈网络从输出电流取输出电流取样样，其取样电流，其取样电流与输入电流相比较与输入电流相比较，把它们的差，把它们的差值电流作为净输入信号进行放大，则是引入了值电流作为净输入信号进行放大，则是引入了电电流并联负反馈流并联负反馈。 43例例7-7 7-7 电路如图所示电路如图所示, ,分析其反馈组态分析其反馈组态。 电流并联负反馈电流并联负反馈(+)(-)(-)电流求和电流求和44例例7-8 7-8 电路如图所示电路

17、如图所示, ,分析其反馈组态分析其反馈组态。 电流并联负反馈电流并联负反馈(+)(-)(-)电流求和电流求和45 负反馈的基本作用是将引回的反馈量与负反馈的基本作用是将引回的反馈量与输入量相减以调整电路的净输入量与输出量。输入量相减以调整电路的净输入量与输出量。 无论反馈量以何种方式引回到输入端，其实无论反馈量以何种方式引回到输入端，其实质都是利用电路输出量本身通过反馈网络对放质都是利用电路输出量本身通过反馈网络对放大电路起自动调节作用，大电路起自动调节作用，从而使输出量维持稳从而使输出量维持稳定。定。461LOfbeORUUUU电压负反馈电压负反馈的重要作用是的重要作用是稳定输出电压。稳定输

18、出电压。47OfidOIUUI电流负反馈电流负反馈的重要作用是的重要作用是稳定输出电流。稳定输出电流。48 二、直流负反馈能稳定放大电路的静态工作点，交流负反馈能改善放大电路的动态性能。 三、串联负反馈和并联负反馈对信号源内阻有不同要求： 串联负反馈宜采用电压源激励，信号源内阻越小，反馈效果越好。并联负反馈宜采用电流源激励，信号源内阻越大，反馈效果越好。 49 串联负反馈宜采用电压源激励，信号源内阻越小，反馈效果越好。50 并联负反馈宜采用电流源激励，信号源内阻越并联负反馈宜采用电流源激励，信号源内阻越大，反馈效果越好。大，反馈效果越好。51 四、四、电压并联负反馈电压并联负反馈电路常叫做电路

19、常叫做“电流电压电流电压转换电路转换电路”( (即互阻放大电路即互阻放大电路) )，它适用于，它适用于输入为输入为高内阻的电流源，而要求输出为低内阻的电压信高内阻的电流源，而要求输出为低内阻的电压信号的场合。号的场合。 电流串联负反馈电流串联负反馈电路常叫做电路常叫做“电压电流转换电压电流转换电路电路”（即互导放大电路），（即互导放大电路），它适用于输入为低它适用于输入为低内阻的电压源，而要求输出为高内阻的电流信号内阻的电压源，而要求输出为高内阻的电流信号的场合的场合。52 电压串联负反馈电压串联负反馈电路可作为电路可作为压控电压源压控电压源（电（电压放大电路）。压放大电路）。 电流并联负反馈

20、电流并联负反馈电路可作为电路可作为流控电流源流控电流源（电（电流放大电路）。流放大电路）。 53 输入信号可以通过放大电路，也可以通过反馈网络做正向传输。前者有很强的放大作用，而后者只能有衰减作用。54 工程上突出主要因素，略去次要因素，认为工程上突出主要因素，略去次要因素，认为通过基本放大电路的只有信号的正向传输，通通过基本放大电路的只有信号的正向传输，通过反馈网络的只有信号的反向传输。过反馈网络的只有信号的反向传输。55Xi (输入信号) (净输入信号)idX(反馈信号)fX (输出信号)oXfiidXXX56 基本放大电路放大倍数:idoXXA 反馈系数:ofXXFidfXXAF 电路环

21、路增益AF:（传输系数,AFAF无量纲无量纲）A和F具有不同的含义及量纲如表7-1。57fA0fXiofXXAidididfidiXAFAFXXXXX）（ 1AFAXAFXAXXAididiof11）（闭环路增益:idfXXAF 581.1.如果如果1+AF1，则，则AfA，此，此反馈为反馈为负反馈负反馈； 2.2.如果如果1+AFA，此反馈为，此反馈为正反馈正反馈。AF1AFAAf159 3. 当|1+AF|=0 时，闭环增益 ，此状态叫作放大电路的“自激”。iofXXAAFAAf160 4.当 AF 1时，闭环增益 ，反馈放大电路的闭环增益Af将只取决于反馈系数F，叫做“”。11fAAAF

22、F61 引入交流负反馈，可使放大电路许多性能得到改善。22(1)(1)(1)11fffAFdAAFdAdAdAAFAFdAdAAAFA说明Af 的稳定性是A的（1+AF）倍。1fAAAF62无负反馈，开环无负反馈，开环0.707Amf有负反馈，闭环有负反馈，闭环AmfAm0.707AmfBWfBW0ALfHfLffHfffHf增大到增大到fH的的(1+AF)倍。倍。fLf减小到减小到fL的的(1+AF)分之一。分之一。通常 fBW= fH fL fH ， fBWf= fHf fLf fHf AF)倍。63 在加入负反馈前后，“增益带宽积”是常数。 引入负反馈后，放大电路的增益变为原来的1/ (

23、1+AF), 通频带展宽到原来的(1+AF)倍。因此：BWmBWfmffAfA64 可以证明加入负反馈后，非线性失真减小为原来的1/(1+AF)。 但负反馈只能对反馈环路内的电量起作用，对来自外部的失真与干扰，负反馈无能为力。65SdB =20lg=20N信号电压信噪比（）噪声电压 为了衡量干扰和噪声对信号的影响程度，工程上采用信号与噪声电压之比，简称“信噪比”，采用分贝（dB）为单位时，表示为：通常要求信噪比大于20dB。66 电压负反馈使输出电压在负载变动时保持稳定，也就是提高了放大电路的带负载能力，使之接近于恒压源。 因此电压负反馈必然减小输出电阻。同理电流负反馈将增大输出电阻。67求输

24、出电阻：令输入量为零,去掉负载，在输出端加交流 ,产生 ,由此推导输出电阻。oUoI1）电压负反馈减小输出电阻）电压负反馈减小输出电阻以电压串联负反馈为例6800()(1)ooooooUA FUIRA F UR ooofIUR得：电压负反馈输出电阻减小到原来的1/(1+AF)。ooidUFUFU01oofRRAF1）电压负反馈减小输出电阻）电压负反馈减小输出电阻692 2）电流负反馈增大输出电阻）电流负反馈增大输出电阻FARRsoof100LsLsRARAA其中， 是输出端短路（）时的开环增益，即用类似的分析方法可以证明：用类似的分析方法可以证明：70FAFARRsoof011 同时具有电压反

25、馈和电流反馈时，输出电阻由伯来克曼公式给出：711 1）串联负反馈使输入电阻增大）串联负反馈使输入电阻增大AFRIUAFIURiiidiiif11）（722 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AFRAFIUIURiidiiiif11）（73负反馈对放大电路动态性能的影响反馈类型稳定增益输入电阻输出电阻其他性能的改善电压串联AufRi(1+ Au Fu)Ro/ (1+ Au Fu) 扩大通频带，减小非线性失真，抑制干扰和噪声。电压并联ArfRi/(1+ Ar Fg)Ro/(1+ Ar Fg)电流串联AgfRi(1+ AgFr)Ro(1+ AgFr)电流并联AifRi/ (1+

26、 Ai Fi)Ro/ (1+ Ai Fi)74FAFAAf11 当|AF|1时，闭环增益 ，此时反馈放大电路的闭环增益Af将只取决于反馈系数F，叫做“深度负反馈”。 对于深度负反馈可以采用近似方法来进行计算和分析。7511 AF当深度负反馈时放大电路输入端(1)ifididfidXXXAFAF XX即 0idX深度负反馈净输入等于零！深度负反馈净输入等于零！76深度负反馈放大电路的两大本质特点是：（1）输入量反馈量，即（2）净输入量接近于零，即0idXfiXX 对并联型深度负反馈电路 对串联型深度负反馈电路0idfiU,UU0idfiI ,II77iofXXAofXXFfofXXFA1,从反馈

27、系数就可直接求出深度负反馈放大电路的闭环增益。78FofiidRRRUUU,UU,U0RRRRRUUUUAFFfoiouf1求闭环增益：求闭环增益：R开路时为电开路时为电压跟随器压跟随器79 也可以先求解反馈系数，再利用 的关系求出闭环增益。FAf1foFURFURRRRFUUAFiouf1180idiifIUR 串联反馈提高输入电阻，输入电阻变为原来的（1+AF）倍。闭环输入电阻闭环输入电阻:810ooofIUR 电压反馈减小输出电阻，输出电阻变为原来的1/(1+AF）。闭环输出电阻闭环输出电阻:82FofSsiRUIRUIFiorfRIUASFsousfRRUUA闭环互阻增益：闭环互阻增益

28、：闭环源电压增益：闭环源电压增益：_+虚地虚地830idifiURI闭环输入电阻：闭环输入电阻： 并联反馈减小输入电阻，输入电阻变为原来的1/（1+AF）。Rif0idU+-840ooofIUR电压反馈，输出电阻为：SiidsiisisfRIURIIUR 从信号源向右看的输入电阻为闭环输出电阻：851111oogfifoFoFIIAUURRRIR RRRIRRR11()ooLLFufifI RRRRRUARRUU互导增益：互导增益：电压增益：电压增益：86iiifIURofR闭环输入电阻:闭环输出电阻:871oooififoFFFIIIAIIRIRRRRRRR ()oooLLLFusfsifs

29、ssUI RI RRRRAR RUI RIR闭环电流增益：闭环源电压增益：880ifRsisfRRofR闭环输入电阻:闭环输出电阻: 从信号源向右看的输入电阻为89 例7-9:下图所示为三级负反馈放大电路。计算这个反馈放大电路的闭环增益。90交流通路：交流通路：电流串联负反馈电流串联负反馈91339343433934934339349ifRReeRUUUURRRRRIRRRRRRRIRRRR939433RRRRRUIAiegf）（LioufR/R/RRRRRRUUA8793943闭环电闭环电压增益压增益92例7-10:下图是一个比较复杂的OCL准互补功率放大电路的一部分。试求电路的闭环电压增益

30、。 输出经RF、C1和RB2接入差动输入VT2的b极，所构成的是电压串联负反馈。5 .3662. 02262. 0oofoioufUUUUUUA93 例7-11：下图是由理想运放构成的反馈放大电路。分析电路中存在哪些反馈，判断它们的反馈组态，并推导出电压闭环增益的表达式。（1）存在的反馈有源反馈网络有源反馈网络（2）分析反馈组态 A2引入了电压并联负反馈 A3引入了电压串联负反馈 整整 个电路引入了何种反馈？个电路引入了何种反馈？94(+)(-)(+)(+)(+)电压串联负反馈电压串联负反馈95（2）求闭环电压增益ooURRRU）（343665634653fooRUURRRRRURRR（）（）

31、（）（）（436356RRRRRRUUUUAfoioufufA96 稳定静态工作点，引直流反馈； 改善动态性能引交流反馈。 增大输入电阻引串联反馈； 减小输入电阻引并联反馈。（1）根据动态及静态设计要求（2）根据对输入电阻的要求97 稳定输出电压引电压反馈； 稳定输出电流引电流反馈。增大输出电阻引电流反馈；减小输出电阻引电压反馈。（3）根据需要稳定的输出量要求）根据需要稳定的输出量要求（4）根据对输出电阻的要求）根据对输出电阻的要求98IV，引入电压并联负反馈；II，引入电流并联负反馈；VI，引入电流串联负反馈；VV，引入电压串联负反馈。（6）根据信号变换的要求（5）根据信号源的要求信号源为内

32、阻较小的电压源，引入串联负反馈；信号源为内阻较大的电流源，引入并联负反馈。99 例7-12：电路如下图所示，试说明如何根据要求引入负反馈。100 (1) 如果希望静态时电路元件参数的改变对输出的直流电压影响较小。应引入直流负反馈。应引入直流负反馈。(+)(-)(+)(+)(+)(-)101(2)要求稳定动态时VT3管的集电极电流。应引入交流电流负反馈。应引入交流电流负反馈。102（3）如果希望接上负载电阻后，电压增益基本不变。应引入电压负反馈。应引入电压负反馈。103 例7-13 试在一个集成运放（主要参数为 ）电路中引入负反馈，把输入电阻提高到大于 把输出电阻降低到小于 ，使闭环增益为1。10M10,Aod5102krMroi1,2解：要求提高输入电阻，在输入端采用串联接法； 要求降低输出电阻，在输出端采用电压取样； 所以，应该引入电压串联负反馈。104反馈深度FAo由于闭环增益为1