第3章 放大电路中的反馈

第3章放大电路中的反馈3.1基本概念3.2负反馈对放大电路性能的影响3.3负反馈放大电路的计算3.4反馈放大电路工程应用技术3.1.1、反馈的基本概念输入量：ui、ube、ib反馈——输出电压或电流（一部分或全部），通过一定的电路形式（反馈网络）引回到输入回路，对输入电压或电流产生影响的过程。3.1基本概念输出量：uo、uce、ic正向传输——信号从输入端到输出端的传输TUBEICICUEIB稳定工作点电路：UB一定3.1.2、反馈的分类（1）正反馈与负反馈负反馈——放大电路引入反馈后，反馈信号削弱了外加输入信号的作用，使放大倍数降低。（可改善电路性能指标）正反馈——反馈信号增强了外加输入信号的作用，使放大倍数有所提高。（可提高放大倍数）直流反馈——若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。（2）直流反馈与交流反馈该电路引入直流反馈的目的，是为了稳定静态工作点Q。交流反馈——若电路将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。（如去掉电容Ce）交流反馈，影响电路的交流工作性能。直流反馈交流反馈ic（3）电压反馈和电流反馈电压反馈—反馈信号取自输出电压，即反馈信号与输出电压成正比。电流反馈—反馈信号取自输出电流，即反馈信号与输出电流成正比。串联反馈—放大电路的输入回路中，反馈信号与外加输入信号以电压形式相叠加，即二者串联并联反馈—放大电路的输入回路中，反馈信号与外加输入信号以电流形式相叠加，即二者并联.（4）串联反馈和并联反馈负反馈放大器的四种类型负反馈类型有四种组态:

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3.1.3、反馈的判别

（1）识别放大电路中有无反馈的方法

——看是否存在反馈通路。电路中只有正向传输，没有反向传输，称为开环状态。正向传输——信号从输入端到输出端的传输反向传输——信号从输出端到输入端的传输既有正向传输，又有反馈称为闭环状态。信号的正向传输信号的正向传输（2）判别交直流反馈的方法反馈通路存在于直流通路中，则为直流反馈；反馈通路存在于交流通路中，则为交流反馈。交、直流反馈交流反馈注意电容的“隔直通交”作用！（3）判别串、并联反馈的方法串联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：ud

=ui-uf

并联反馈：反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极。有：id=ii-if

此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。

对于三极管电路：

若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈。

若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。

对于运放电路：

若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并联反馈。

若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相端则为串联反馈。例题4:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还是并联反馈。（4）判别电压反馈与电流反馈

假设输出端交流短路（RL=0），即uo=0，若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比例。判断方法——输出短路法：电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比例。例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈。（5）反馈极性的判别正负反馈判定方法——“瞬时极性法”例题:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。对于串联反馈：输入量与反馈量作用在不同的两点上，若输入量与反馈量的瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。对于并联反馈：输入量与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。基本放大电路A反馈网络F放大：迭加：1.方框图：A称为开环放大倍数+–

反馈：AF称为闭环放大倍数AF=Xo/Xi输出信号输入信号反馈信号净输入信号F称为反馈系数设Xf与Xi同相3.1.4.反馈的一般表示法负反馈放大器（二）反馈的基本关系式闭环放大倍数：开环放大倍数：反馈系数：输入信号迭加：AF=Xo/Xi=Xo/(Xd+Xf)=Xo/(+XoF)=XoA11A+F=A1+AF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3.2负反馈对放大电路性能的影响

提高增益的稳定性减少非线性失真扩展频带改变输入电阻和输出电阻

在放大器中引入负反馈

降低了放大倍数

使放大器的性能得以改善：3.2.1降低放大倍数根据以上公式，可知闭环放大倍数减小为开环放大倍数的FAAA&&&&+=1F3.2.2.提高放大倍数的稳定性闭环时则只考虑幅值有另一方面，在深度负反馈条件下

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。即闭环放大倍数的相对变化量，只有其开环相对变化量的即放大倍数的稳定性提高了1+AF倍3.2.3.减小非线性失真以及抑制干扰和噪声Auiufuiuoud加反馈前加反馈后AF+–

失真改善uouo动画演示3.2.4.展宽频带放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。

无反馈时放大器的通频带：fbw=fH－fL

fH

有反馈时放大器的通频带：fbwf=fHf－fLf

fHf可以证明：fbwf

=(1+AF)fbw放大器的一个重要特性：增益与通频带之积为常数。即：

Amf×fbwf=Am×fbw020lg|A|（dB）F（Hz）

Am

fL

fH

fLf

fHf

Amf3.2.5.改变输入、输出电阻(1)串联负反馈使输入电阻增加

无反馈时：

有反馈时：1、对输入电阻的影响(2)并联负反馈使输入电阻减小

无反馈时：

有反馈时：2.对输出电阻的影响

电压负反馈→稳定输出电压（当负载变化时）→恒压源→输出电阻小。(1)电压负反馈使输出电阻减小

电流负反馈→稳定输出电流（当负载变化时）→恒流源→输出电阻大。(2)电流负反馈使输出电阻提高（一）信号源内阻与负反馈效果的关系

3.2.6.反馈效果与信号源和负载的关系ud

=ui-uf

所以串联负反馈适用于RS

小的场合。

要想反馈效果明显，就要求uf变化能有效引起ud的变化。串联负反馈id=ii-if所以并联负反馈适用于RS大的场合。

要想反馈效果明显，就要求if变化能有效引起id的变化。并联负反馈（二）负载电阻与负反馈的关系

电压负反馈适用于负载电阻大的场合。电流负反馈适用于负载电阻小大的场合。3.3负反馈放大电路的计算

本节重点讨论深度负反馈条件下的近似计算1.

估算的依据深度负反馈：即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系数有关。由得方法一：3.3.1.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反馈条件下，基本放大电路“虚短”、“虚断”的概念或深度负反馈条件下：Xd=Xi-Xf≈0u+=u-（运放电路）ue=ub（三极管电路）(1)“虚短”——ud≈0(2)“虚断”——id≈0ii+=ii-=0

（运放电路）ib=0（三极管电路）“虚短”与“虚断”3.4反馈放大电路工程应用3.4.1、负反馈的合理引入（一）取样对象和接入方式的选择要稳定直流量——引直流负反馈要稳定交流量——引交流负反馈要稳定输出电压——引电压负反馈要稳定输出电流——引电流负反馈要增大输入电阻——引串联负反馈要减小输入电阻——引并联负反馈一般原则（二）反馈组态的选择目的反馈组态选择得到电压控制的电压源电压串联负反馈得到电流控制的电流源电流并联负反馈将电压转换为稳定电流电流串联负反馈将电流转换为稳定电压电压并联负反馈1.自激振荡现象

在不加输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出。（一）自激的产生3.4.2、负反馈放大电路的稳定性问题基本放大电路A反馈网络F+–×

产生自激振荡的原因中频时：高频或低频时，放大器产生的附加相移达到180°时。为负反馈。变为正反馈。此时，若满足则Xi=0，仍会有输出信号。（二）自激的条件幅值条件相位条件（附加相移）基本放大电路A反馈网络F+–×自激振荡条件：分解为幅值条件与相位条件：由以上分析知：（三）自激的防止—使电路不易同时满足自激振荡的相位条件和幅度条件环路内包含的放大电路最好小于三级尽可能使各级电路参数分散减小反馈系数或反馈深度。（四）自激的消除——

电容补偿法同前例，为了对它进行频率补偿，在产生主极点的电容旁边并联电容CP，这样使fp1发生了改变，令

fp2

、fp3不变。五、放大电路中的寄生反馈寄生反馈—无意之中存在的反馈现象（一）公共电源内阻引起的寄生反馈及其抑制方法改善电源，减小内阻；加去耦电路（二）分布电容引起的寄生反馈及其抑制方法安装放大电路时，使导线尽量短，且布线要合理（三）地线电阻引起的寄生反馈及其抑制方法尽量缩短各接地点的距离，或采用一点接地本章小结1．将电子系统输出回路的电量（电压或电流），以一定的方式送回到输入回路的过程称为反馈。2．电路中常用的负反馈有四种组态：电压串联负反馈，电压并联负反馈，