电子电路反馈

第5章反馈放大电路及其稳定性分析5.1反馈的基本概念与分类5.2负反馈对放大电路性能的改善5.3深度负反馈放大电路的分析计算5.4负反馈放大电路的稳定性分析及频率补偿5.1反馈的基本概念与分类

1.

什么是反馈电子电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入量，称为反馈。一、反馈的基本概念怎样引回是从输出电压还是输出电流引出反馈影响输入电压还是输入电流多少怎样引出反馈量是仅仅决定于输出量的物理量，而与输入量无关。有无反馈的判断:“找联系”：找输出回路与输入回路的联系，若有则有反馈，否则无反馈。引入反馈了吗？将输出电压全部反馈回去无反馈“找联系”：是找输出回路与输入回路的联系，不仅是输出端与输入端的联系！既在输入回路又在输出回路，因而引入了反馈。2.正反馈和负反馈从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量的变化减小的为负反馈，否则为正反馈；引入反馈后其变化是增大？还是减小？引入反馈后其变化是增大？还是减小？凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，否则为正反馈。正、负反馈（反馈极性）的判断：“看反馈的结果”，即净输入量是被增大还是被减小。瞬时极性法：给定的瞬时极性（某一时刻对地的极性），并以此为依据，逐级判断电路中各相关点的电流流向和电压极性，从而得到的极性；的极性→的极性→、、的叠加关系RＦR1ＡRL+-Uo+-UiRＦR1ＡRL+-Uo+-Ui(+)(+)(+)(+)(-)(-)正反馈负反馈VCCRCRB1VBQI1RB2REBI2ICQUEQ(≈ICQRE)

UBEQ(=UBQ-UEQ)IBQICQRE起直流负反馈作用，其值越大，反馈越强，Q点越稳定。IC通过RE转换为ΔUE影响UBE3.直流反馈和交流反馈直流通路中存在的反馈称为直流反馈，交流通路中存在的反馈称为交流反馈。交流负反馈直流负反馈直流反馈和交流反馈的判断:仅有直流反馈仅有交流反馈“看通路”，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。交、直流反馈共存仅有直流反馈+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+VCCuoui+–T1T2RFRE1C仅有交流反馈C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+VCCuoui+–T1T2RFRE14.局部反馈和级间反馈只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路的称为级间反馈。通过R3引入的是局部反馈通过R4引入的是级间反馈通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2C3C2uoui+–T1RFRE1+VCC二、交流负反馈的四种组态

1、电压反馈和电流反馈将输出电压的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电压反馈，即将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电流反馈，即描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。电压反馈和电流反馈的判断：输出电压短路法：令输出电压为0，若反馈量随之为0，则为电压反馈；若反馈量依然存在，则为电流反馈。电路引入了电压反馈仅受基极电流的控制电路引入了电流负反馈反馈电流2、串联反馈和并联反馈描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。--串联反馈--并联反馈串联反馈和并联反馈的判断：

引入了并联反馈引入了串联反馈1）电压串联负反馈3、

四种反馈组态：注意量纲○+○+○-○+反馈极性判断中的注意问题：反馈量仅仅决定于输出量，而和输入量无关。在反馈极性判断时，可将输出量视为作用于反馈网络的独立源，不要从输入量得到反馈量的极性。○+○+○-○+电压串联一般连接方法：反馈支路是电阻分压的形式反馈支路和输出端直接相连反馈支路与输入端分别连接在三极管b、e两侧，场效应管g、s两侧，运放+、-两侧特例：VCCRB1us+-RL+-uoRB2RErS++C1C22）电压并联负反馈RE3RC3+VCCRC2-VEERFR1uiR1uoiiif○+○+○-电压并联一般连接方法：反馈支路是电阻直接跨接在输入端输出端间反馈支路和输出端直接相连反馈支路和输入端直接连接3）电流并联负反馈○+○-○-电流并联一般连接方法：反馈支路是电阻并联分流反馈支路和与输出端分别连接在三极管c、e两侧，场效应管d、s两侧，运放负载两侧反馈支路与输入端直接连接4）电流串联负反馈○+○+○+○+电流串联一般连接方法：反馈支路是电阻串并联反馈支路和与输出端分别连接在三极管c、e两侧，场效应管d、s两侧，运放负载两侧反馈支路与输入端分别连接在三极管b、e两侧，场效应管g、s两侧，运放+、-两侧特例：例：试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈。串联反馈电压反馈负反馈并联反馈电流反馈负反馈例：在图示电路中能够引入哪些组态的交流负反馈？只可能引入电压并联或电流串联两种组态的交流负反馈。正负反馈的判断方法总结：接法输入输出相位共射（共源）bc反相共集（共漏）be同相共基ec同相运放+

同相运放-反相差放同一个放大管的输入，输出反相差放不一个放大管的输入，输出同相净输入电压指晶体管b-e间或场效应管g-s间或运放+，-的电位差净输入电流指晶体管的基极电流（射极电流）或场效应管的栅极（源极）电流或运放同相输入端或反相输入端的电流正负反馈的判断方法二：电流并联反馈电流串联反馈○+○-○-负正○-○+○+○+电压并联反馈正○+○+○-○+电压串联反馈负○+○-○+电流串联反馈电流并联反馈○+○-○-负○-○+○-负○-5.3深度负反馈放大电路的分析计算一、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式基本放大电路的放大倍数反馈系数反馈放大电路的放大倍数环路放大倍数断开反馈，且考虑反馈网络的负载效应决定反馈量和输出量关系的所有元件所组成的网络反馈组态电压串联电压并联电流串联电流并联负反馈放大电路的基本放大电路反馈网络方框图中信号是单向流通的。二、深度负反馈的实质净输入量可忽略不计1、电压串联负反馈三、深度负反馈下Auuf,Rif,Rof的估算虚短虚短虚短虚断○+○+○-○+R’ifRif环外电阻虚短虚短虚断2）电压并联负反馈虚短虚短虚断必须存在RE3RC3+VCCRC2-VEERFR1uiR1uoiiif○+○+○-虚短虚短虚断虚地虚断虚短虚短虚地3）电流串联负反馈虚短虚短虚短虚断○+○+○+○+虚短虚短虚短虚

断ie4）电流并联负反馈虚短虚短虚断深度负反馈条件下四种组态负反馈放大电路的电压放大倍数反馈组态电压串联电压并联电流串联电流并联5.2负反馈对放大电路性能的改善提高放大倍数的稳定性展宽频带改变输入电阻和输出电阻减小非线性失真引入负反馈的一般原则一、提高放大倍数的稳定性在中频段，放大倍数,反馈系数均为实数。二、展宽频带引入负反馈后的幅频特性fLfHfLffHf三、减小非线性失真

设基本放大电路的输出信号与输入信号同相。净输入信号的正半周幅值小于负半周幅值可以证明，在引入负反馈前后输出量基波幅值相同的情况下，非线性失真减小到基本放大电路的1/(1＋AF)。四、改变输入电阻和输出电阻1.

对输入电阻的影响串联负反馈并联负反馈串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻串联负反馈对输入电阻影响的讨论引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到原来的（1＋AF）倍。引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的影响一样码？Rb1支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无变化？2、对输出电阻的影响

对输出电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输出端的接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈。电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻。VCCRCRB1es+-RL+-uoRB2RErS++C1C2ic

ue(≈icRE)

ube(=ui-ue)ibic电流负反馈稳定输出电流，增大输出电阻电压负反馈稳定输出电压，减小输出电阻电流负反馈对输出电阻影响的讨论引入电流负反馈，使引出反馈的支路的等效电阻增大到原来的（1＋AF）倍。五、引入负反馈的原则直流负反馈稳定Q点交流负反馈改善动态性能稳定输出电压(或减小输出电阻)电压负反馈稳定输出电流(或增大输出电阻)电流负反馈增大输入电阻串联负反馈增小输入电阻并联负反馈信号源是内阻很小的电压源串联负反馈信号源是内阻很大的电流源并联负反馈电压串联负反馈使电压信号转换成与之成稳定关系的电压信号使电压信号转换成与之成稳定关系的电流信号使电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号使电流信号转换成与之成稳定关系的电流信号电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈5.4负反馈放大电路的稳定性分析及频率补偿

一、自激振荡产生的原因及条件

1、自激振荡现象：

无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。负反馈放大电路自激振荡的频率在低频段或高频段。2、自激振荡原因：

左图中：中频区,A相位0度、F相位0度，构成负反馈放大电路。在低频段或高频段，若存在一个频率f0，当

f＝f0时基本放大器的附加相移为180，信号f=f0附加相位移180度在电扰动下，如合闸通电，必含有频率为f0的信号，对于f=f0的信号，产生正反馈过程：输出量逐渐增大，直至达到动态平衡，电路产生了自激振荡。3、自激振荡的条件起振条件为完整的单级共射放大电路的频率响应f-180°fHfL-225°-270°ffHfL-20dB/十倍频程-135°-90°20dB/十倍频程二、负反馈放大电路稳定性的分析附加相位移小于90度单级放大电路不会产生自激振荡；两级放大电路当频率趋于无穷大或趋于零时，虽然满足相位条件，但不满足幅度条件，所以也不会产生自激振荡；三级及以上放大电路，对于某个频率的信号，既满足相位条件，也满足幅度条件，产生自激振荡。三、负反馈放大电路稳定性的判断fcf0fcf0环路增益的频率特性满足起振条件电路不稳定电路稳定f0＜fc，电路不稳定，会产生自激振荡；f0＞

fc，电路稳定，不会产生自激振荡。fcf0电路稳定Gm幅值裕度φm相位裕度

Gm≤－10dB，且φm≥45º，负反馈放大电路才具有可靠的稳定性。

例：已知负反馈放大电路为了使放大电路稳定工作，反馈系数的上限值为多少？0A()f-90-180-27010210A

()/dBf2040600801031041-20-20dB/10倍频-20dB/10倍频-40dB/10倍频-60dB/10倍频0A()f-90-180-27010210A

()/dBf2040600801031041-20-40dB/10