负反馈放大电路

第七章负反馈放大电路7.1负反馈的概念7.2负反馈的类型及分析方法7.3负反馈对放大电路的影响§7.1负反馈的概念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，就称为反馈。若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。判断正负反馈，通过判断反馈信号与输入信号的相位关系来实现。同相是正反馈，反相是负反馈。放大器输出输入取+加强输入信号正反馈用于振荡器取-削弱输入信号负反馈用于放大器开环闭环负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。反馈网络±叠加反馈信号实际被放大信号反馈框图：反馈电路的三个环节：放大：反馈：叠加：负反馈框图：基本放大电路Ao反馈回路F

+–输出信号输入信号反馈信号差值信号基本放大电路Ao反馈回路F

+–——开环放大倍数——闭环放大倍数——反馈系数负反馈放大器的一般关系：基本放大电路Ao反馈回路F

+–反馈深度定义：关于反馈深度的讨论：一般负反馈称为反馈深度深度负反馈正反馈自激振荡负反馈放大器的闭环放大倍数当

AoF>>1时，结论：当

AoF>>1

很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。ufud例：Rf、RE1组成反馈网络，反馈系数：+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf交流反馈与直流反馈交流反馈：反馈只对交流信号起作用。直流反馈：反馈只对直流起作用。若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。负反馈的类型增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1电压反馈和电流反馈电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。假设输出端短路，看是否还有反馈信号存在。如果反馈信号不存在，则为电压反馈；如果反馈信号仍存在，则为电流反馈。根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。判断是电压反馈还是电流反馈的方法：RLuo电压反馈:RLioiE电流反馈: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。串联反馈：反馈信号与输入信号串联。并联反馈：反馈信号与输入信号并联。串联反馈和并联反馈反馈信号与输入信号在输入回路中以电压形式相加减，称为串联反馈。反馈信号与输入信号在输入回路中以电流形式相加减，称为并联反馈。iifibib=i-if并联反馈ufuiubeube=ui-uf串联反馈负反馈交流反馈直流反馈电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈稳定静态工作点负反馈的分类小结负反馈的分析方法分析步骤：2.是否负反馈？4.是交流负反馈！判断是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）1.找出反馈网络（电阻）。3.是负反馈！是交流反馈还是直流反馈？一、反馈类型的判断判断负反馈的方法假设输入端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再回到输入端，若反馈信号与原输入信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。——瞬时极性法电压反馈与电流反馈判别方法：电压反馈一般从后级放大器的集电极采样。电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。并联反馈与串联反馈判别方法：并联反馈的反馈信号接于晶体管基极。串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极。注意：直流反馈中，输出电压指UCE，输出电流指IE或IC。电压串联负反馈即反馈信号与输入信号以电压的形式相叠加，故为串联负反馈。即:该电路为电压串联负反馈!输出端短路，没有反馈信号，即电压负反馈。从输入端看，反馈信号使净输入量减小，即负反馈。从输入端看有：vi=vd+vf分立电路电压串联负反馈电压并联负反馈即反馈信号与输入信号以电流的形式相叠加，故为并联负反馈。即:该电路为电压并联负反馈!输出端短路，没有反馈信号，即电压负反馈。从输入端看，反馈信号使净输入量减小，即负反馈。从输入端看有：ii=id+if分立电路+UCCRCC2C1Rfuiuoibifii电压并联负反馈电流并联负反馈即:该电路为电流并联负反馈!即反馈信号与输入信号以电流的形式相叠加，故为并联负反馈。输出端短路，仍有反馈信号，即电流负反馈。从输入端看，反馈信号使净输入量减小，即负反馈。从输入端看有：ii=id+if分立电路电流并联负反馈从输入端看，反馈信号使净输入量减小，即负反馈。理解：电流负反馈目的是阻止io的变化，稳定输出电流。结论：当AoF>>1很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。负载变化时，输出电压稳定——输出电阻↓负反馈放大器的一般关系：如果反馈信号不存在，则为电压反馈；负载变化时，输出电压稳定——输出电阻↓求闭环电压放大倍数：例5：判断如图电路中RE3的负反馈作用。即反馈信号与输入信号以电压的形式相叠加，故为串联负反馈。3深度负反馈放大器的分析计算电流负反馈使电路的输出电阻增加：此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。电流串联负反馈即:该电路为电流串联负反馈!即反馈信号与输入信号以电压的形式相叠加，故为串联负反馈。输出端短路，仍有反馈信号，即电流负反馈。从输入端看，反馈信号使净输入量减小，即负反馈。从输入端看有：vi=vd+vf分立电路电流串联负反馈从输入端看，反馈信号使净输入量减小，即负反馈。放大电路空载时可等效为右图框中电流源：ii+=ii-=0（运放电路）RE1、RE2对直流均起作用，通过反馈稳定静态工作点。方法一：当电路比较简单时，可直接用微变等效电路分析。串联负反馈使电路的输入电阻增加：例2：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。即反馈信号与输入信号以电流的形式相叠加，故为并联负反馈。即反馈信号与输入信号以电压的形式相叠加，故为串联负反馈。2负反馈对放大器性能的影响52k5.三、对输入、输出电阻的影响即反馈信号与输入信号以电压的形式相叠加，故为串联负反馈。此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极。例：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。ufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。§7.2负反馈对放大器性能的影响基本放大电路Ao反馈回电路F

+–反馈电路的基本方程一、对放大倍数的影响Ao开环放大倍数AF闭环放大倍数反馈深度定义：则有：负反馈使放大倍数下降。引入负反馈使电路的稳定性提高。(2)(1)(3)若称为深度负反馈，此时在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。二、改善波形的失真Aouiuo加反馈前加反馈后ufuiudAoF+–

改善uouo三、对输入、输出电阻的影响1.串联负反馈使电路的输入电阻增加：2.并联负反馈使电路的输入电阻减小：理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，故输入电阻减小。3.电压负反馈使电路的输出电阻减小：例如:射极输出器理解：电压负反馈目的是阻止

uo的变化，稳定输出电压。放大电路空载时可等效右图框中为电压源：输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。roesouoRLRL

vO

vF

vd(vbe)

vO

电压负反馈的特性:稳定输出电压!稳定过程：负载变化时，输出电压稳定——输出电阻↓分立电路电压串联负反馈引入负反馈使电路的稳定性提高。在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。2负反馈对放大器性能的影响负载变化时，输出电流稳定——输出电阻↑反馈信号与输入信号在输入回路中以电流形式相加减，称为并联反馈。利用虚短和虚断的概念得知：在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。例2：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极。取-削弱输入信号负反馈用于放大器即:该电路为电流串联负反馈!即反馈信号与输入信号以电流的形式相叠加，故为并联负反馈。ii+=ii-=0（运放电路）电压反馈与电流反馈判别方法：2负反馈的类型及分析方法三、对输入、输出电阻的影响例4：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。理解：电流负反馈目的是阻止

io的变化，稳定输出电流。放大电路空载时可等效为右图框中电流源：输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。4.电流负反馈使电路的输出电阻增加：roisoioRL分立电路组成的电流并联负反馈引入电流负反馈的目的——稳定输出电流稳定过程：负载变化时，输出电流稳定——输出电阻↑RL

iO

iF

id

iO

引入电流负反馈的目的——稳定输出电流稳定过程：负载变化时，输出电流稳定——输出电阻↑RL

iO

vF

vd

iO

分立电路组成的电流串联负反馈四、对通频带的影响引入负反馈使电路的通频带宽度增加：fABo

Ao

AF

BF例1：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。ufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。例2：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif电压反馈并联反馈此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？不能！Rf为三极管提供静态电流！Rf的作用：1.提供静态工作点。2.直流负反馈，稳定静态工作点。3.交流负反馈，稳定放大倍数。例3：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。电流反馈并联反馈uC1uB2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。例4：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie电流串联反馈RE2对交流反馈不起作用对交流信号：ieueube=ui-ueibieRE1：电流串联负反馈。2.对直流信号：RE1、RE2对直流均起作用，通过反馈稳定静态工作点。反馈过程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UB–UEIBIE例5：判断如图电路中RE3的负反馈作用。+UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=ui–ufuc1uc2ib3ie3电流串联负反馈。二、负反馈放大电路的放大倍数方法一：当电路比较简单时，可直接用微变等效电路分析。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：放大倍数稳定性的比较：

=60时,

Ao

=-93

=50时,Ao=-77

=60时,AF

=50时,AF

无负反馈时：有负反馈时：RB1=100k

RB2=33k

RE

RE1=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15Vrbe=1.62k

性能比较：结论:(1)输入电阻提高了。(2)放大倍数减小了，但稳定了，即受晶体管的影响减小。无RF有RF放大倍数-93-19.4输入电阻1.52k

5.9k

输出电阻5k

5k

RB1=100k

RB2=33k

RE

RE1=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15Vrbe=1.62k

方法二：从负反馈电路的闭环放大倍数的公式出发。先计算Ao和F。计算AF。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：F

RB1=100k

RB2=33k

RE

RE1=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15Vrbe=1.62k

与方法一的计算结果基本相同。方法三：放大倍数的近似计算。4.3深度负反馈放大器的分析计算深度负反馈：即：深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数有关由得

方法一：估算电压增益方法二：根据将代入上式得即：输入量近似等于反馈量净输入量近似等于零!由此可得深度负