《模拟电子技术基础与实验应用教程》第4章 负反馈放大器

第4章负反馈放大电路本章小结4.1反馈的基本概念及类型4.2负反馈对放大电路性能的影响4.3深度负反馈放大电路的特点及增益估算4.4负反馈放大电路应用知识引言反馈

—

将电路的输出量(电压或电流)的部分或全部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回路并影响输入量(电压或电流)和输出量的过程。信号的两种流向正向传输：输入输出反向传输：输出输入输入输出

放大电路

反馈网络本章重点反馈的基本概念，负反馈放大电路的基本类型及判别方法，深度负反馈放大电路的特点。第4章负反馈放大电路4.1反馈的基本概念及类型4.1.1反馈的基本概念4.1.2负反馈放大电路的基本类型4.1.1反馈的基本概念一、反馈放大电路的组成反馈将电路的输出信号(电压或电流)通过某种电路（反馈网络）引回到输入端的过程。A+–比较环节基本放大电路反馈网络F+取样环节A+–比较环节基本放大电路反馈网络xi—输入信号(ii或ui)xid—

净输入信号(iid或uid)xo—输出信号(io或uo)xf—

反馈信号(if或uf)xid=xi-

xf—

负反馈方程。AF—环路放大倍数。1+AF—反馈深度。F+反馈系数闭环放大倍数开环放大倍数二、反馈放大电路的基本关系式三、正反馈与负反馈四.直流反馈与交流反馈正反馈反馈使净输入信号增加，从而使输出信号增大，增益提高。负反馈反馈使净输入信号减小，从而使输出信号减小，增益减小。判断法直流反馈交流反馈交流信号的反馈直流信号的反馈例

4.1.1输入回路输出回路判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？+C1RS+ui–RERB+VCCC2RL+us–+uo–++uid

–

+uf–

RE介于输入输出回路，有反馈。反馈使

uid减小，为负反馈。既有直流反馈，又有交流反馈。4.1.2负反馈放大电路的基本类型一、电压反馈和电流反馈AFRLuo电压反馈电流反馈iouoFARLioA、F、RL并联连接电压取样A、F、RL串联连接电流取样电压反馈反馈信号取样于输出电压电流反馈反馈信号取样于输出电流uo=0(RL短路)，反馈消失特征特征uo=0(RL短路)，反馈不消失二、串联反馈和并联反馈uid

=

ui

ufiid

=

ii

ifAFiiifisiidRSRSAFuiuidufus串联反馈反馈信号与输入信号以电压相减的形式在输入端出现。并联反馈反馈信号与输入信号以电流相减的形式在输入端出现。信号源内阻越小，反馈效果越明显。特点特点信号源内阻越大，反馈效果越明显。AFuiuidufusRSRLuo电压串联负反馈AFuiuidufusRSiouoRLio电流串联负反馈FAiiifisiidRSRLuo电压并联负反馈FAiiifisiidRSiouoRLio电流并联负反馈四种基本反馈类型三、负反馈放大电路类型判别1.反馈类型的判别方法（1）电压与电流反馈的判别负载短路后反馈信号不消失，为电流反馈（2）串联与并联的判别输入信号与反馈信号从放大电路器件的不同端子加入，为串联反馈输入信号与反馈信号从放大电路器件的相同端子加入，为并联反馈反馈信号消失，为电压反馈例4.1.2uo经Rf与R1分压反馈到输入回路，故有反馈。AF

uf=uoR1/(R1+Rf)，uo=0即RL短路，

uf消失，说明反馈电压uf取样于输出电压uo，故为电压反馈。电压串联负反馈2.反馈类型的判别举例输入信号加于同相输入端，反馈信号加在反相输入端，

uid=ui

uf，故为串联反馈。例

4.1.3Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。

反馈使净输入电压uid减小，为负反馈。RL=0，反馈存在，故为电流反馈。uf=ioRf，也说明是电流反馈。uid=ui–

uf故为串联反馈。AF电流串联负反馈例

4.1.4

Rf为输入回路和输出回路的公共电阻，故有反馈。反馈使净输入电流iid减小，为负反馈。RL=0，无反馈，故为电压反馈。iid=ii

if，故为并联反馈。AF电压并联负反馈例4.1.5Rf

介于输入回路和输出回路，故有反馈。

反馈使净输入电流iid减小，为负反馈。RL=0，反馈存在，故为电流反馈。iid=ii–

if，故为并联反馈。AF电流并联负反馈

RE—

引入本级电流串联负反馈；引入级间电流并联负反馈。例4.1.6

反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈，在同一个节点为并联反馈。反馈取自输出端或输出分压端为电压反馈，反馈取自非输出端为电流反馈。规律：第4章负反馈放大电路4.2负反馈对放大电路性能的影响4.2.1改善放大电路的性能4.2.2改变放大电路的输入电阻和输出电阻4.2.1改善放大电路的性能一、提高放大倍数的稳定性反馈深度越大，增益稳定性越高输出xo↑

反馈xf↑

净输入xid↓（=xi-xf↑）

xo↓若开环A↑则闭环增益Af=x0/xi可维持稳定Af的相对变化量A的相对变化量例4.2.1

A

=

103，反馈系数F=0.099，求Af、A变化

10%时的Af

，以及dAf/Af。解：

=103/

100=10此时的Af=负反馈以牺牲放大倍数，换取了放大倍数稳定性的提高。二、减小放大电路引起的非线性失真uf加入负反馈无负反馈FufAuiuo+–uiduo大小略大略小略小略大uiA接近正弦波改善了波形失真三、扩展通频带无反馈时：BW=fH

fL引入反馈后，fA(f)OAm0.707AmfLfHBWAf(f)Amf0.707AmffLffHfBWf

BWf=fHf

fLf=(1+AF)BW无反馈有反馈电路点评负反馈放大电路性能的改善与反馈深度（1+AF）有关，反馈深度越大，放大电路性能的改善越有效，但放大电路增益下将为原来的1/（1+AF）。放大电路性能的改善是以降低放大电路的增益为代价。一、对输入电阻的影响（1）串联负反馈使输入电阻增大Rif深度负反馈：（2）

并联负反馈使输入电阻减小Rif深度负反馈：ii

AFuiuidufRiifiidii

AFuiRi反馈深度越大，输入电阻越大反馈深度越大，输入电阻越小4.2.2改变放大电路的输入电阻和输出电阻二、对输出电阻的影响（1）电压负反馈使输出电阻减小AFRoRof深度负反馈：（2）电流负反馈使输出电阻增大AFRoRof深度负反馈：因F与A并联，使输出电阻减小反馈深度越大，输出电阻越小因F与A串联，使输出电阻增大反馈深度越大，输出电阻越大第4章负反馈放大电路4.3深度负反馈放大电路的特点及增益估算4.3.1深度负反馈放大电路的特点4.32深度负反馈放大电路电压放大倍数的估算4.3.1深度负反馈放大电路的特点(1+AF)>>1称为深度负反馈放大电路即：闭环放大倍数主要由反馈网络决定，Af=1/F。增益稳定，失真小

xf≈xi，xid≈0。即uid≈0称虚短，iid≈0称虚断闭环输入电阻和输出电阻可以近似看成零或无穷大

深度串联负反馈输入电阻→∞深度并联负反馈输入电阻→0深度电流负反馈输出电阻→∞深度电压负反馈输出电阻→04.3.2深度负反馈放大电路电压放大倍数的估算电流串联深度负反馈虚短虚断[例4.3.1]电流并联负反馈例4.3.2虚地电压串联深度负反馈8uiC1R1uoR2Rfuiduf虚短RifR

ifRof[例

4.3.3]R1=R2=1KΩ，RF=10KΩ虚短[例4.3.4]第4章负反馈放大电路4.4负反馈放大电路应用知识1、欲稳定某个量，则引该量的负反馈稳定直流，引直流反馈；稳定交流，引交流反馈；稳定输出电压，引电压反馈；稳定输出电流，引电流反馈。2、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型欲提高输入电阻，采用串联反馈；欲降低输入电阻，采用并联反馈；要求高内阻输出，采用电流反馈；要求低内阻输出，采用电压反馈。3、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型信号源为恒压源，采用串联反馈；信号源为恒流源，采用并联反馈；要求负载能力强，采用电压反馈；要求恒流源输出，采用电流反馈。调试前认真分析电路，进行必要的估算。1电路安装布线合理，以免产生干扰和自激。2测试时正确使用仪器，注意共地问题，用示波器监测输出电压波形，应为稳定的不失真波形。3电路若产生自激振荡，应设法消除。4何为自激振荡？自激振荡的现象ui=0AuouiAuo自激的原因附加相移

AF使负反馈正反馈相位补偿形式滞后补偿电容滞后RC滞后超前补偿：密勒效应补偿电容滞后补偿RC滞后补偿密勒效应补偿R在电路中加入C，或R、C元件进行相位补偿，改变电路的高频特性，从而破坏自激条件。消除自激的方法相位补偿第4章负反馈放大电路小结一、负反馈放大电路的方框图和基本关系A基本放大电路F—

负反馈方程—

深度负反馈电压和电流反馈：规则：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。串联和并联反馈：规则：串联负反馈：uid

=

ui

uf并联负反馈：iid=

ii

if规律：反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈；反馈信号与输入信号在同一个节点为并联反馈。二、负反馈放大电路的基本类型三、反馈的判断方法1.有无反馈2.正反馈和负反馈主要看信号有无反向传输通路。采用瞬时极性法，看反馈是增强还是削弱净输入信号。对于串联负反馈，uid

=

ui

uf；对于并联负反馈，iid=

ii

if。直流负反馈正反馈直流负反馈举例：

电压串联负反馈

电流并联负反馈

电压并联负反馈电压并联负反馈并联负反馈使输入电阻减小四、负反馈对放大电路性能的影响1.提高增益的稳