模拟电子技术第4章负反馈放大电路

1、1Chapter 4 2主要内容主要内容 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响 深度负反馈放大电路的增益计算深度负反馈放大电路的增益计算 负反馈放大电路的稳定性分析负反馈放大电路的稳定性分析34.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类 反馈的基本概念反馈的基本概念 反馈的分类与判断反馈的分类与判断4 将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或将放大电路输出信号（电压或电流）的一部分或全部通过全部通过反馈网络反馈网络回送到输入端，并参与对放大的回送到输入端，并参与对放大的控制过程，称为反馈。控制过程，称为反馈。iX基本放大电路基本放大电路A

2、反馈网络反馈网络FfXdXoX+放大电路引入反馈后，组成反馈放大电路。放大电路引入反馈后，组成反馈放大电路。5iX基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络FfXdXoX+输出信号输出信号odXAX反馈环反馈环：信号流向：信号流向反馈系数反馈系数ofXXF 输入信号输入信号反馈信号反馈信号比较比较环节环节净输入信号。经反馈量净输入信号。经反馈量影响基本放大电路输入影响基本放大电路输入fidXXX ofiXAX其中：其中：反馈放大电路的闭环增益：反馈放大电路的闭环增益：6正反馈与负反馈正反馈与负反馈直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈串联反馈与并联反馈串联反馈

3、与并联反馈7a）引入反馈后，使净输入信号引入反馈后，使净输入信号加强加强的反馈为正反馈。即的反馈为正反馈。即iX基本放大基本放大A反馈网络反馈网络FfXdXoX+difiXXXXdifiXXXX正反馈会使放大电路工作不稳定，容易产生正反馈会使放大电路工作不稳定，容易产生自激振荡自激振荡，即在无信号输入时，也会产生无关的信号输出。即在无信号输入时，也会产生无关的信号输出。b）引入反馈后，使净输入信号引入反馈后，使净输入信号削弱削弱的反馈为负反馈。即的反馈为负反馈。即负反馈可在多方面改善放大电路的性能，但会使电路负反馈可在多方面改善放大电路的性能，但会使电路的的增益下降增益下降。8正反馈：输入量不

4、变时，引入反馈后输出量变大了。正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。从从输出端输出端看看从从输入端输入端看看正反馈：引入反馈后，使正反馈：引入反馈后，使净输入量净输入量变变大了。大了。负反馈：引入反馈后，使负反馈：引入反馈后，使净输入量净输入量变变小了。小了。净输入量可以是电压，也可以是电流。净输入量可以是电压，也可以是电流。91、首先，假设输入信号为某一极性，一般为、首先，假设输入信号为某一极性，一般为“”；2、然后，按照信号传输的方向逐级向后推断，、然后，按照信号传输的方向逐级向后推断，确定

5、确定输出信号的极性输出信号的极性；3、再由输出端通过反馈网络返回输入回路，确、再由输出端通过反馈网络返回输入回路，确定定反馈信号的极性反馈信号的极性；4、最后，依照反馈的正负极性和反馈定义做出、最后，依照反馈的正负极性和反馈定义做出判断。判断。1011 影响电路直流性能，主要用于稳定静态工作点。影响电路直流性能，主要用于稳定静态工作点。 影响电路动态性能，主要用于改善放大电路的动态性能，影响电路动态性能，主要用于改善放大电路的动态性能，如提高如提高A的稳定性、增加的稳定性、增加ri，降低，降低ro，增大，增大BW，改善输出波形、，改善输出波形、抑制干扰等。抑制干扰等。：电容观察法电容观察法。反

6、馈通路如果存在。反馈通路如果存在隔直电容隔直电容，就是，就是交流反馈；反馈通路存在交流反馈；反馈通路存在旁路电容旁路电容，则是直流反馈；如果不，则是直流反馈；如果不存在电容，就是交、直流反馈。存在电容，就是交、直流反馈。在直接耦合放大电路中，既可传输交流信号，也可在直接耦合放大电路中，既可传输交流信号，也可传输直流信号，此时引入的反馈为交、直流反馈。传输直流信号，此时引入的反馈为交、直流反馈。12在输出端，反馈信号的取样对象为输出电压时，称在输出端，反馈信号的取样对象为输出电压时，称为电压反馈。为电压反馈。在输出端，反馈信号的取样对象为输出电流时，称在输出端，反馈信号的取样对象为输出电流时，称

7、为电流反馈。为电流反馈。13电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定：端的取样对象决定：电压反馈：反馈信号电压反馈：反馈信号xf和和输出电压输出电压成比例，即成比例，即xf=Fvo电流反馈：反馈信号电流反馈：反馈信号xf与与输出电流输出电流成比例，即成比例，即xf=Fio 并联结构并联结构串联结构串联结构14电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈电压负反馈电压负反馈RL vo xf xid vo 电压负反馈电压负反馈稳定输出电稳定输出电压压xf=Fvo ， xid= xixf15电压反馈与电流反馈电

8、压反馈与电流反馈电流负反馈电流负反馈RL io xf xid io 电流负反馈电流负反馈稳定输出电流稳定输出电流xf=Fio ， xid= xixf16电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈判断方法判断方法：负载短路法：负载短路法 将将负载负载短路，反馈量仍然存在短路，反馈量仍然存在电流反馈。电流反馈。 将将负载负载短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零电压反馈。电压反馈。电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路17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反馈通路反馈通路18在输入端，输入信号与反馈信号以在输入端，

9、输入信号与反馈信号以电压电压形式相比较形式相比较为为串联反馈串联反馈。在输入端，输入信号与反馈信号以在输入端，输入信号与反馈信号以电流电流形式相比形式相比较为较为并联反馈并联反馈。19串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定串联串联串联：串联：输入以电压形式求和输入以电压形式求和: :- -vi i+vidid+vf f= =0 即即 vidid= =vi i- - vf f并联：并联：输入以电流形式求和输入以电流形式求和： ii i- -iidid- -if f= =0 即即 iidid= =ii i- -if f并

10、联并联20串联反馈和并联反馈的判断方法串联反馈和并联反馈的判断方法 反馈信号与输入信号加在放大电路反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同输入回路的同一个电极一个电极，则为并联反馈；反之，加在放大电路输入回，则为并联反馈；反之，加在放大电路输入回路的路的两个电极两个电极，则为串联反馈。，则为串联反馈。 此时反馈信号与输入信此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。号是电流相加减的关系。 此时反馈信号与输入信号此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。是电压相加减的关系。 对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加同时加在同相输入端或反相输入端在同相输入

11、端或反相输入端，则为并联反馈；，则为并联反馈；一个加在同一个加在同相输入端一个加在反相输入端相输入端一个加在反相输入端，则为串联反馈。，则为串联反馈。 对于三极管来说，反馈信号与输入信号对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加同时加在输入三极管的基极或发射极在输入三极管的基极或发射极，则为并联反馈；，则为并联反馈；一个一个加在基极一个加在发射极加在基极一个加在发射极则为串联反馈。则为串联反馈。21判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈并联反馈并联反馈级间反馈通路级间反馈通路xf (if)22iX基本放大基

12、本放大A反馈网络反馈网络FfXdXoX+fidXXX doXAX ofXFX 由方框图可得：由方框图可得：dXFA iofXXA fdiXXX dddXFAXXA FAAA 1f（1）闭环增益的一般表达式）闭环增益的一般表达式23（2）闭环增益一般表达式的分析）闭环增益一般表达式的分析a）反馈深度）反馈深度FA 1开环增益开环增益AfA与闭环增益与闭环增益之比，反映了反馈对之比，反映了反馈对放大电路的影响。放大电路的影响。若若11 FAAA f，则，则，即引入反馈后增益，即引入反馈后增益下降，这种反馈为下降，这种反馈为负反馈负反馈。11 FAAA f若若，则，则，即引入反馈后增益，即引入反馈后

13、增益增加，这种反馈为增加，这种反馈为正反馈正反馈。01 FA若若，则，则 fA，说明放大电路没有，说明放大电路没有输入信号时也有输出，此时电路处于输入信号时也有输出，此时电路处于自激振荡状态自激振荡状态。FAAA 1f24FAb）环路增益）环路增益c）深度负反馈时增益的近似表达式）深度负反馈时增益的近似表达式净输入量经基本放大电路净输入量经基本放大电路和反馈网络循环一周所具和反馈网络循环一周所具有的增益称有的增益称环路增益环路增益。FA也是描述反馈放大电路性能的重要指标。也是描述反馈放大电路性能的重要指标。1FA当当时，相应的负反馈称时，相应的负反馈称深度负反馈负反馈，则，则FFAAA11f

14、25 在在输出回路输出回路中，按中，按Xf的来源不同，有电压反馈和的来源不同，有电压反馈和电流反馈；在电流反馈；在输入回路输入回路中，按中，按Xf的接入方式不同，的接入方式不同，又分串联反馈和并联反馈。它们的不同组合，使又分串联反馈和并联反馈。它们的不同组合，使负反馈放大电路有以下四种组态：负反馈放大电路有以下四种组态：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并联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈261、电压串联负反馈、电压串联负反馈3）用瞬时极性法判断正负反馈。）用瞬时极性法判断正负反馈。ifidUUUU 负负反馈反馈1）由输出端判断电压或电流）由输出端判断

15、电压或电流反馈。反馈。当当0o U时，时，0f U故为故为电压电压反馈反馈2）由输入端判断串联或并联反馈。）由输入端判断串联或并联反馈。fidUUU 电压比较，故为电压比较，故为串联串联反馈反馈又：该电路为直接耦合，即为交直流反馈。又：该电路为直接耦合，即为交直流反馈。272、电流串联负反馈、电流串联负反馈3）判断反馈极性。）判断反馈极性。负反馈负反馈1）判断电压或电流反馈。）判断电压或电流反馈。 fUfU 电流反馈电流反馈2）判断串联或并联反馈。）判断串联或并联反馈。串联反馈串联反馈4）判断直流或或交流反馈。）判断直流或或交流反馈。 交直流反馈交直流反馈283、电压并联负反馈、电压并联负反馈

16、3）判断反馈极性。）判断反馈极性。负反馈负反馈1）判断电压或电流反馈。）判断电压或电流反馈。电压反馈电压反馈2）判断串联或并联反馈。）判断串联或并联反馈。并联反馈并联反馈4）判断直流或或交流反馈。）判断直流或或交流反馈。交直流反馈交直流反馈fiiiii 电流比较电流比较电压反馈能稳定输出电压。电压反馈能稳定输出电压。uo if ii uo 294、电流并联负反馈、电流并联负反馈3）判断反馈极性。）判断反馈极性。负反馈负反馈1）判断电压或电流反馈。）判断电压或电流反馈。电流反馈电流反馈2）判断串联或并联反馈。）判断串联或并联反馈。并联反馈并联反馈4）判断直流或交流反馈。）判断直流或交流反馈。交直

17、流反馈交直流反馈电流反馈能稳定输出电流。电流反馈能稳定输出电流。io if ii io uR3 30负反馈放大电路中各种信号量的含义负反馈放大电路中各种信号量的含义31电压负反馈：电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性稳定输出电压，具有恒压特性串联反馈：串联反馈：输入端电压求和（输入端电压求和（KVLKVL）电流负反馈：电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性稳定输出电流，具有恒流特性并联反馈：并联反馈：输入端电流求和（输入端电流求和（KCLKCL）负反馈类型小结：负反馈类型小结：32串联负反馈串联负反馈信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响Uid = Ui -Uf 则则Us最好为最好为恒

18、压源恒压源，即，即信号源信号源内阻内阻RS越小越好越小越好。 要想反馈效果明显，就要想反馈效果明显，就要求要求Uf变化能有效引起变化能有效引起Uid的变化。的变化。33信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响并联负反馈并联负反馈Iid = Ii -If 则则Is最好为最好为恒流源恒流源，即，即信号源信号源内阻内阻RS越大越好越大越好。 要想反馈效果明显，就要想反馈效果明显，就要求要求If变化能有效引起变化能有效引起Iid的的变化。变化。344.2 负反馈对放大电路的影响负反馈对放大电路的影响负反馈对负反馈对增益增益的影响的影响负反馈对负反馈对非线性失真非线性失真的影响的影响负反馈对负反馈对

19、通频带通频带的影响的影响负反馈对负反馈对输入电阻输入电阻的影响的影响负反馈对负反馈对输出电阻输出电阻的影响的影响负反馈对负反馈对噪声、干扰和温漂噪声、干扰和温漂的影响的影响引入负反馈后，虽然放大倍数降低了，但对电路的引入负反馈后，虽然放大倍数降低了，但对电路的性能有多方面的改善，改善的程度都与反馈深度性能有多方面的改善，改善的程度都与反馈深度FA 1有关。有关。354.2.1 负反馈对增益的影响负反馈对增益的影响环境温度、电源电压的变化、电路元器件参数和环境温度、电源电压的变化、电路元器件参数和特性的变化都会使放大电路的增益发生变化。特性的变化都会使放大电路的增益发生变化。1、深度负反馈情况、

20、深度负反馈情况11 FAFFAAA11f 放大电路的增益与开环放大电路的性能无关。放大电路的增益与开环放大电路的性能无关。反馈网络一般由性能稳定的无源线性元件组成。反馈网络一般由性能稳定的无源线性元件组成。2、一般情况、一般情况负反馈对放大电路增益稳定性改善的程度，通常用负反馈对放大电路增益稳定性改善的程度，通常用增益的增益的相对变化率相对变化率来衡量。来衡量。ffdAA36在不考虑相位关系情况下在不考虑相位关系情况下AFAA 1fAAFAFAFAd)1()1(d2f AAAFAAd11dff 有反馈时增益的稳定性比无反馈时提高到有反馈时增益的稳定性比无反馈时提高到(1+AF)倍。倍。AAFd

21、)1(12 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f1AF 即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定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。的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。负反馈的组态不同，稳定的增益不同（负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Auf 、Arf 、Agf 、Aif）37例例某负反馈放大器，其某负反馈放大器，其A A=10=104 4, ,反馈系反馈系数数F F0.010.01。由于外部条件变化使。由于外部条件变化使A A变化了变化了10%10%，求，求A Af f的相对变化量。的相对变化量。AdAAFA

22、dA11ff%1 . 0%)10(01. 010114ffAdA解：解：384.2.2 负反馈对非线性失真的影响负反馈对非线性失真的影响 失真的反馈信号，使净输入失真的反馈信号，使净输入产生相反的失真，从而弥补了产生相反的失真，从而弥补了放大电路本身的非线性失真。放大电路本身的非线性失真。 负反馈可以改善放大电路负反馈可以改善放大电路的非线性失真，但是只能改善的非线性失真，但是只能改善反馈环内反馈环内产生的非线性失真。产生的非线性失真。 非线性失真使输出波形中的谐波分量增加，引入负非线性失真使输出波形中的谐波分量增加，引入负反馈后，在保持输出信号基波成分不变的情况下（需反馈后，在保持输出信号基

23、波成分不变的情况下（需增大输入信号），降低了谐波成分，从而减小了非线增大输入信号），降低了谐波成分，从而减小了非线性失真。性失真。 在非线性失真不太严重时，输出波形中的非线性失在非线性失真不太严重时，输出波形中的非线性失真系数近似减小为原来的真系数近似减小为原来的1/（1+AF）。）。39 闭环时增益减小，线性度变好。闭环时增益减小，线性度变好。 只能减少只能减少环内放大电路环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就产生的失真，如果输入波形本身就是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。 1开环特性开环特性2闭环特性闭环特性 404.2.3 负反馈对通频带的影

24、响负反馈对通频带的影响无反馈时无反馈时Hm1ffjAA 中频增益中频增益引入负反馈后引入负反馈后FAAA 1fHmmfHmHmf)1(1111fFAfjAffjAFffjAA 闭环中频增益闭环中频增益FAAAmmmf1 设设FF 纯阻性纯阻性HmHf)1(fFAf 41比开环时增加了比开环时增加了同理可得同理可得闭环上限频率闭环上限频率HMHf)1(fFAf 比开环时减小了比开环时减小了闭环下限频率闭环下限频率FAffMLLf1 引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了f HLfHfffffBW 4243增益带宽积增益带宽积放大电路的增益放大电路的增益- -带宽

25、积为常数带宽积为常数 HHHff11AffAFAFAfA 闭环增益闭环增益- -带宽积带宽积开环增益开环增益- -带宽积带宽积44无反馈时无反馈时HLHfffBW 引入负反馈后引入负反馈后HfLfHfffffBW Hfmf)1(fFABW 引入负反馈后通频带展宽为（引入负反馈后通频带展宽为（1+AmF）倍，但中）倍，但中频增益下降为无反馈时的频增益下降为无反馈时的1/ （1+AmF）。故增益带宽）。故增益带宽积基本不变。积基本不变。BWABWA mfmf可见，负反馈的反馈可见，负反馈的反馈深度愈深，通频带展深度愈深，通频带展得就愈宽，中频增益得就愈宽，中频增益下降愈多。下降愈多。比较与总结：比

26、较与总结：45 串联负反馈串联负反馈开环输入电阻开环输入电阻 Ri=vid / ii因为因为 vf=Fxo ; xo=Avid闭环输入电阻闭环输入电阻 Rif=vi/ii所以所以 vi=vid+vf=(1+AF )vid闭环输入电阻闭环输入电阻 Rif=vi/iiiiid)1()1(RAFiAF v引入串联负反馈后，输入电阻增加了。引入串联负反馈后，输入电阻增加了。4.2.4 负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响与与串联或并联串联或并联反馈方式有关，反馈方式有关，而与电压或电流反馈无关。而与电压或电流反馈无关。46 并联负反馈并联负反馈闭环输入电阻闭环输入电阻AFRR 1iif 引入并

27、联负反馈后，引入并联负反馈后，输入电阻减小了。输入电阻减小了。47 电压负反馈电压负反馈4.2.5 负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响 与 反 馈 网与 反 馈 网络 和 放 大 电络 和 放 大 电路路 输 出 端 的输 出 端 的取 样 方 式取 样 方 式 有有关 ， 而 与 输关 ， 而 与 输入 端 的 连 接入 端 的 连 接方式无关。方式无关。48闭环输出电阻闭环输出电阻TTofiRv 电压负反馈电压负反馈而而 Xid= - Xf= - FvT idooTTXARi v忽略反馈网络对忽略反馈网络对iT的分流的分流FARiRooTTof1 vTooTTvvFARi 所以所

28、以 引入电压负反馈后，输引入电压负反馈后，输出电阻减小了。出电阻减小了。49 电流负反馈电流负反馈闭环输出电阻闭环输出电阻oTTof)1(RFAiRs v 引入电流负反馈后，输引入电流负反馈后，输出电阻增大了。出电阻增大了。50串联负反馈串联负反馈 并联负反馈并联负反馈 电压负反馈电压负反馈 电流负反馈电流负反馈 增大输入电阻增大输入电阻减小输入电阻减小输入电阻减小输出电阻，稳定输出电压减小输出电阻，稳定输出电压增大输出电阻，稳定输出电流增大输出电阻，稳定输出电流对输入电阻和输出电阻的影响小结对输入电阻和输出电阻的影响小结4.2.6 负反馈对噪声、干扰和温漂的影响负反馈对噪声、干扰和温漂的影响

29、 原理同负反馈对放大电路非线性失真的改善。原理同负反馈对放大电路非线性失真的改善。负反馈只对负反馈只对反馈环内反馈环内的噪声、干扰和温漂有抑制的噪声、干扰和温漂有抑制作用。作用。51例例设设Aud=105，R1=2k，R2=18k1）试估算反馈系数）试估算反馈系数F、反馈深、反馈深度（度（1+AudF）；）；2）估算闭环增益）估算闭环增益Auf；3）若集成运放的开环增益）若集成运放的开环增益Aud的相对变化量为的相对变化量为10%10%，求闭环增益，求闭环增益Auf的的相对变化量；相对变化量；解：解：1）反馈系数为：）反馈系数为：ofuUUF 211RRR 1 . 01822 反馈深度为：反馈

30、深度为：1+AudFu = 1+105 0.11044）若运放的）若运放的fH =7Hz， fL =0，求闭环时的通频带。，求闭环时的通频带。522）估算闭环增益）估算闭环增益Auf101010145uududuf FAAA3）若开环增益）若开环增益Aud的相对变化量为的相对变化量为10%10%，则闭，则闭环增益环增益Auf的的相对变化量为：相对变化量为：ududuudufufd11dAAFAAA %001. 010%104 说明引入反馈深度为说明引入反馈深度为104的负反馈后，增益稳定的负反馈后，增益稳定性提高了。性提高了。4）若运放的）若运放的fH =7Hz， fL =0，闭环时的通频带为

31、：，闭环时的通频带为：BWf = fHf =（1+AudFu ）fH= 104 7 =70 kHZAud= 1051+AudFu 104534、反馈信号与输入信号的求和方式不同，对放大电、反馈信号与输入信号的求和方式不同，对放大电路的路的输入电阻输入电阻产生的影响不同。串联负反馈使输入电产生的影响不同。串联负反馈使输入电阻增大；并联负反馈使输入电阻减小。阻增大；并联负反馈使输入电阻减小。1、负反馈使电路增益下降，但、负反馈使电路增益下降，但提高了增益的稳定性提高了增益的稳定性。2、负反馈在牺牲增益的前提下，、负反馈在牺牲增益的前提下，展宽了通频带展宽了通频带，但，但闭环的增益带宽积闭环的增益带

32、宽积AmfBWf与开环的增益带宽积与开环的增益带宽积AmBW近似相等。近似相等。3、负反馈能、负反馈能改善环内的非线性失真改善环内的非线性失真，但对信号的失，但对信号的失真无能为力。真无能为力。小小 结：结：545、反馈信号在输出端采样方式不同，对放大电路、反馈信号在输出端采样方式不同，对放大电路的的输出电阻输出电阻产生的影响不同。电压负反馈使输出产生的影响不同。电压负反馈使输出电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。电阻减小；电流负反馈使输出电阻增大。6、电压负反馈可稳定输出电压；电流负反馈可稳、电压负反馈可稳定输出电压；电流负反馈可稳定输出电流。定输出电流。7、负反馈对放大电路的影响均与反馈深

33、度（、负反馈对放大电路的影响均与反馈深度（1+AF）有关。负反馈越深，改善的效果越显著，但放大倍有关。负反馈越深，改善的效果越显著，但放大倍数下降越多。数下降越多。55如果需要实现下列要求，在放大电路中应引入哪如果需要实现下列要求，在放大电路中应引入哪种类型的负反馈？种类型的负反馈？1、要求输出电压、要求输出电压UO基本稳定，并能提高输入基本稳定，并能提高输入电阻；电阻；2、要求稳定输出电流、要求稳定输出电流IO，并能减小输入电阻。，并能减小输入电阻。56 11 FA由于由于FAAA 1f则则FFAA1 又因为又因为iofXXA ofof1,XXFXFX代入上式代入上式ifXX 得得（也常写为

34、（也常写为 xf f xi i）0fiid XXX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“两虚两虚”的概念的概念输入量近似等于反馈量输入量近似等于反馈量（xid id 0 ）4.3 深度负反馈放大电路的增益计算深度负反馈放大电路的增益计算1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点 对于负反馈放大电路，存在几种常用的分析方法，如对于负反馈放大电路，存在几种常用的分析方法，如等效电等效电路分析法路分析法、方框图法方框图法、深度负反馈估算法深度负反馈估算法等等。等等。57串联负反馈，输入端电压求和串联负反馈，输入端电压求和0iid

35、id riv深度负反馈条件下深度负反馈条件下 xidid= = xi i - - xf f 0 虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并联负反馈，输入端电流求和并联负反馈，输入端电流求和vidid= = vi i - - vf f 0iidid= = ii i - - if f 0vidid= = iid id ri i 0581.电压串联负反馈的计算电压串联负反馈的计算ofuUUF fouuf1UUFA 211RRR fiUU 串联负反馈时：串联负反馈时：ooufifu1UUAUUF121RR 592.电流并联负反馈的计算电流并联负反馈的计算ofiIIF ioiif1IIFA ioufUUA 虚短

36、虚短（虚地）（虚地）o3f3fIRRRI 3f3RRR 并联反馈时：并联反馈时：fiII 3f3RRR 1iLoRIRI if1LARR 1L3f)1(RRRR 603.电压并联负反馈的计算电压并联负反馈的计算ofgUIF iogrf1IUFAioufUUA 虚短虚短（虚地）（虚地）fofRUI f1R 并联反馈时：并联反馈时：fiII fR 1ioRIU 1rfRA 1fRR 614.电流串联负反馈的计算电流串联负反馈的计算ofrIUF iLoioufURIUUA forgf1UIFA1o1ffRIRRRRU 1f1RRRRR 11fRRRRR fiUU 串联负反馈时：串联负反馈时：LgfR

37、AL11fRRRRRR 62 在在中频中频范围内，放大电路的输入信号与反馈范围内，放大电路的输入信号与反馈信号一般是同相的，净输入信号的幅值小于输入信号一般是同相的，净输入信号的幅值小于输入信号的幅值，放大电路的输出信号就减小，正常信号的幅值，放大电路的输出信号就减小，正常地体现出地体现出负反馈作用负反馈作用。4.4负反馈放大电路的稳定性分析负反馈放大电路的稳定性分析631. 自激振荡现象自激振荡现象 在不加任何输入信在不加任何输入信号的情况下，放大电号的情况下，放大电路仍会产生一定频率路仍会产生一定频率的信号输出。的信号输出。2. 产生原因产生原因 在高频区或低频区产生的在高频区或低频区产生

38、的附加相移附加相移达到达到180180 ，使中，使中频区的频区的负反馈负反馈在高频区或低频区变成了在高频区或低频区变成了正反馈正反馈，当满足了一，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。定的幅值条件时，便产生自激振荡。FA和和643. 自激振荡条件自激振荡条件自激振荡自激振荡反馈深度反馈深度时，时， 01 FA即即1 FA为为环环路路增增益益）（ FA又又AF( )( )( )( )AFAF 得自激振荡条件得自激振荡条件( )( )1AFaF( )( )(21) 180n 幅值条件幅值条件相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）FAAA 1f闭环增益闭环增益654. 稳定工作条件稳定工作条件

39、破坏自激振荡条件破坏自激振荡条件1 FA180) 12(fan1 FA 180fa 或或0lg20m GFA180) 12(fan0lg20 FA 180mfa 当反馈网络为纯电阻网络时，当反馈网络为纯电阻网络时， f = 0 。其中其中 Gm幅值裕度幅值裕度，一般要求，一般要求Gm 10dB m相位裕度相位裕度，一般要求，一般要求 m 45 写成等式，且幅值用分贝数表示时写成等式，且幅值用分贝数表示时66负反馈放大电路的稳定裕度负反馈放大电路的稳定裕度 当环境温度、电路参数及电源电压等因素在一定当环境温度、电路参数及电源电压等因素在一定范围内变化时也能满足稳定条件，不产生自激振荡，范围内变化时也能满足稳定条件，不产生自激振荡，使负反馈放大电路能稳定可靠地工作，要求放大电使负反馈放大电路能稳定可靠地工作，要求放大电路要有一定的稳定裕度。路要有一定的稳定裕度。稳定裕度：放大电路远离自激的程度稳定裕度：放大电路远离自激的程度。增益裕度增益裕度（幅度裕度）（幅度裕度）相位裕度相位裕度67（1）增益裕度）增益裕度Gm AF