模拟电子线路第6章

1第6章负反馈放大器

这一章主要包括四个部分：

1、反馈的类型的判断；

2、反馈对电路性能的影响；

3、反馈放大器放大倍数的计算；

4、反馈电路的稳定性问题；26.1反馈的基本概念及判断方法反馈：反馈网络将输出信号的一部分或全部送回到输入回路，与原输入信号相加或相减的过程。x

可能是电压量，也可能是电流量。

3

在放大电路中信号的传输是从输入端到输出端，这个方向称为正向传输。反馈就是反馈信号从输出端到输入，是反向传输。所以放大电路无反馈也称开环，放大电路有反馈也称闭环。Xi是输入信号，Xf是反馈信号，Xi’

称为净输入信号。

4

一、反馈的极性——负反馈和正反馈负反馈—反馈信号于输入信号相减，使净输入信号减小的反馈。即：Xi’=Xi-Xf

Xi和Xf相位相反正反馈—反馈信号与输入信号相加，使净输入信号增大的反馈。即：Xi’=Xi+Xf

Xi和Xf相位相同

5二、直流反馈和交流反馈判断方法：画出直流通路和交流通路，直流通路上存在反馈就是直流反馈；若交流通路存在反馈就是交流反馈。6Re：直流反馈7Rf1和Rf2：直流反馈Re1：级间交流反馈Re2：本级交直流反馈8反馈网络的反馈系数:放大电路的闭环增益:基本放大电路的增益：6.2反馈放大器的理想闭环增益91.当它们都是电压信号时，

、

、

无量纲，

和是电压放大倍数。

2.当它们都是电流信号时，

、

、

无量纲，

和是电流放大倍数。

3.当它们既有电压信号也有电流信号时，、

、

有量纲，

和

也有专门的放大倍数称谓。注意：

、

和

可以是电压信号，也可以是电流信号。10负反馈放大电路的闭环增益:负反馈：11

反馈深度：

AF+112AF1+时反馈”这种情况称为“深度负。响，放大性能比较稳定参数以及其它干扰的影，不受晶体管于反馈系数此时，闭环增益只取决13电压反馈：反馈信号与输出电压成正比的反馈称为电压反馈；电流反馈：反馈信号与输出电流成正比的反馈称为电流反馈。1、输出端的取样方式：电压反馈和电流反馈即：xf∝io（反馈取样于输出电流，即反馈放大器的的输出量为电流量）即：xf∝uo（反馈取样于输出电压，即反馈放大器的的输出量为电压量）判断规则（负载短路法）：RL短路，反馈消失则为电压反馈，反馈存在为电流反馈。规律：电压反馈取自输出端或输出分压端；电流反馈取自非输出端。6.3负反馈放大电路的四种基本组态14是电压反馈反馈引自于输出端，所以是电压反馈反馈没有引自于输出端，所以是电流反馈首先寻找反馈通路：即输出回路与输入回路相连接的通路。15反馈引自于输出端，所以是电压反馈反馈没有引自于输出端，所以是电流反馈162、输入端的连接方式：串联反馈和并联反馈即：ui’=ui±uf串联反馈：信号源、放大器及反馈网络串联，反馈信号与输入信号为电压叠加串联负反馈：ui’=ui－uf17即：ii’=ii±if并联反馈：信号源、放大器及反馈网络并联，反馈信号与输入信号为电流叠加并联负反馈：即：ii’=ii－if18并联反馈串联反馈规律：并联反馈：反馈直接引回输入端的反馈串联反馈：反馈没有直接引回输入端的反馈19并联反馈串联反馈20

串联反馈放大器信号源要用电压源,放大器的输入端的量以电压的形式出现,即输入端的电压分别为：

并联反馈放大器,信号源要用电流源,放大器的输入端的量以电流的形式出现,即输入端的电流分别为：

为了减小反馈量在信源内阻上的消耗!213、判断反馈的极性：正反馈和负反馈定义：正反馈：引入反馈后，净输入量增加负反馈：引入反馈后，净输入量减少只有负反馈能起稳定输出量的作用，而正反馈会破坏放大电路的稳定性，甚至使其无法工作。22在放大电路的输入端，假设一个输入信号的瞬时电压极性，可用“+”、“-”表示判断的方法——瞬时极性法步骤：按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时电压极性23

判断净输入量(ib、vbe)的变化加入反馈后：若净输入量增加：正反馈；若净输入量减小：负反馈。正反馈24并联负反馈串联负反馈fvfi25若反馈直接引回输入端，反馈信号极性与输入信号极性相反为负反馈；反馈信号极性与输入信号极性相同为正反馈。若反馈没有直接引回输入端，反馈信号极性与输入信号极性相反为正反馈；反馈信号极性与输入信号极性相同为负反馈。++++-++方法2正反馈负反馈26我们只关心交流负反馈的情况，那么可以构成四种类型的反馈组态：电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈27

反馈类型不同,增益的表达式不同28例题1、试判断图中电路级间反馈的极性，若为交流反馈，请判断其组态。29Rf2和Re1：交流反馈存在反馈：

Rf1和Rf2、Re1Rf1：直流反馈只分析交流反馈看输出端采样：引自输出端——电压反馈——负反馈看输入端连接：没有引回输入端——串联反馈瞬时极性法：电压串联负反馈30例2判断反馈类型31第一步，找出反馈通路第二步，看输出端采样：没有引自输出端——电流反馈第三步，看输入端连接：引回输入端——并联反馈第四步，瞬时极性法：——负反馈电流并联负反馈fi32电压反馈串联反馈电压串联负反馈336.4负反馈对放大器性能的影响对增益的影响对通频带的影响对非线性失真的影响对输入、输出电阻的影响34一、提高放大倍数的稳定性有反馈时，增益的稳定性比无反馈时提高了(1+AF)倍。AAFAAAAffD.D++=D)(11AAAFAAffD.+=D11A指对应增益,F指对应反馈系数。35二、展宽通频带以只有一个极点的基本放大电路系统为例说明若反馈系数和频率无关,则反馈放大器的闭环增益的表达式为:36其中：fAfIAHfw增益带宽积是不变的负反馈放大电路扩展通频带37三、减小了非线性失真失真的反馈信号使净输入信号产生相反的失真，从而弥补了放大电路本身的非线性失真负反馈只能改善反馈环内产生的非线性失真，对于输入波形的失真没有改善作用38四、负反馈对放大器输入电阻的影响——只与反馈放大器输入端的连接方式有关

1串联反馈无反馈：加入反馈后：串联负反馈使输入电阻增加（1+AF）倍392并联反馈无反馈：加入反馈后：iAFR+=1iiifIVR=并联负反馈使输入电阻减小（1+AF）倍40五、负反馈对放大器输出电阻的影响

——只与反馈放大器输出端的采样有关

1电压反馈无反馈：加入反馈后：电压负反馈使输出电阻减小（1+AF）倍电压反馈稳定了输出电压41无反馈：加入反馈后：电流负反馈使输出电阻增加（1+AF）倍2电流反馈电流反馈稳定了输出电流42小结：1、直流负反馈能稳定静态工作点2、串联负反馈使得输入电阻升高

并联负反馈使得输入电阻减小3、电压负反馈能够稳定输出电压，

使得输出电阻减小电流负反馈能够稳定输出电流，

使得输出电阻增大4、负反馈均能展宽通频带，且减小非线性失真注意:以上参数发生(1+AF)倍的改变,A均指对应增益,F均指对应反馈系数。43例：判断反馈类型，若为负反馈说明反馈对放大器性能的影响电压反馈串联反馈负反馈44电压反馈串联反馈fv负反馈①能够稳定输出电压，使得输出电阻减小②使得输入电阻升高③展宽通频带④减小非线性失真45一、拆环法求反馈系数

拆环的目的是为了去掉反馈回路，作出基本放大电路，从而求出反馈系数。拆环的原则是：画基本放大电路的输入端时，对电压反馈将反馈放大电路的输出端负载短路；电流反馈则将输出端负载开路；画基本放大器的输出端时：并联反馈：输入端短路，串联反馈：输入端信号源开路。6.5负反馈放大器的分析46例1若一个电压串联负反馈放大器的交流通路如图所示，作出基本放大器的交流通路，并求出反馈系数。电压反馈：将输出端负载短路画输入端：串联反馈：将输入端信号源开路画输出端：47电路的基本放大器:电压串联负反馈在输出端求反馈系数!48例2判断反馈类型，用拆环法作出基本放大器的交流通路，并求出反馈系数电流并联负反馈电流反馈将输出端负载开路画输入端：并联反馈：将输入端短路画输出端：49电路的基本放大器454RRR+-=iief=iiFofif=电流并联负反馈50例求解反馈系数-+fv电压串联负反馈51电压反馈：将输出端负载短路画输入端：串联反馈：将输入端信号源开路画输出端：-+fv电压串联负反馈52基本放大电路交流通路：-+fv53小结:通过拆环,得到基本放大电路,

从而可求出对应组态的A和F2.通过计算可求出对应组态的Af3.若为深度负反馈对应组态的Af计算简化54二、深度负反馈下近似计算（源）电压增益()0'»ix»Þfixx»Þfoioxxxx1»fFA若是极间反馈：551.设电路达到深度负反馈，近似计算源电压增益。ecRR-»foVV»sovfsVVA=\eeccRIRI=－eecoRIRI=－fiVV»负反馈时电流串联负反馈，深度:562、设电路达到深度负反馈，近似计算源电压增益。

00211====Rivvveebbe573.电路如图所示，若反馈为深度反馈：(1)判断Rf引入的大环反馈的组态；(2)给出大环反馈闭环增益的近似表达式；(3)计算大环反馈闭环源电压增益的近似表达式电压并联负反馈sfRR-=sfoRIV»sioRIV»sovfVVA=584、若为深度反馈，近似求解放大器的电压增益。并说明反馈对输入和输出电阻的影响。59电流串联负反馈附加题:深负反馈的计算,求以下各电路的电压增益。例160电压串联负反馈例261串联电流负反馈

:

该反馈使放大电路的放大倍数(互导增益)减小且稳定、输入电阻增大、输出电阻增大，该反馈不能稳定输出电压。例362（1）试判断图4中级间反馈的类型，若为深度负反馈，写出电路的电压增益的表达式。（2）若要求减小输入电阻且稳定输出电流，应引入何种反馈？并画出修改的电路图。例463例5功率级为AB类互补推挽输出，采用了电压串联负反馈。(1)减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力;(2)将输入电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流;(3)将输入电流转换成稳定的输出电压。64例6.5.1656.6负反馈放大器的稳定性

带有反馈的放大电路在输入端不加输入信号，输出端会出现具有一定频率和幅度的输出波形，这种现象称为自激或自激振荡。

因为基本放大电路在高频区有附加相移，所以在中频区是负反馈，但是到了高频区(某个频率下)有可能是正反馈而使放大器产生自激。自激产生原因：66一、稳定工作的条件1、(负反馈)自激振荡产生条件幅度条件：相位条件：672、负反馈放大电路稳定性条件或者:683、由环路增益波特图判断负反馈放大电路的稳定性例1

有一个负反馈放大器的环路增益的波特图如图所示，判断这一反馈系统是否稳定。即因此系统是稳定的

692、已知一个反馈放大器是电压串联负反馈，反馈网络是由电阻组成的，且电压增益频率表达式为：试求：(1)作出基本放大器的波特图；

(2)保证系统稳定，最大可以应用的反馈系数310-<F,0||lg2060<+=F||lg20||lg20||lg20+=FAAF180-==Doajj70增益裕量二、增益和相位裕量71问：①当F=10-4.5时，求增益裕量和相位裕量,并判断电路是否稳定；例1、已知一个反馈放大器是电压串联负反馈，反馈网络是由电阻组成的，且电压增益频