1、回首頁第6章 負反饋放大電路第第6章章 放大電路中的反饋放大電路中的反饋6.1 6.1 反饋的基本概念反饋的基本概念6.2 6.2 負反饋的類型負反饋的類型6.4 6.4 深度負反饋放大電路的分析深度負反饋放大電路的分析6.3 6.3 負反饋對放大電路的影響負反饋對放大電路的影響6.5 6.5 負反饋放大電路的穩定性負反饋放大電路的穩定性回首頁第6章 負反饋放大電路+R B1+VCCTR B2RERLRCC1C2vivoVB6.1 負反饋的基本概念負反饋的基本概念1 1、靜態時、靜態時 CCBBBBVRRRV212若溫度上升使集電極電流若溫度上升使集電極電流ICIC增大，發射極電流增大，發射極

2、電流IEIE也隨之增大，則基極與發射極也隨之增大，則基極與發射極之間的電壓隨之減小，基極電流之間的電壓隨之減小，基極電流IBIB減小，使得集電極電流減小，使得集電極電流ICIC也要減小，放大電也要減小，放大電路的靜態工作點趨向穩定。路的靜態工作點趨向穩定。 6.1.1 負反饋舉例負反饋舉例TVBEIBICVEIC回首頁第6章 負反饋放大電路2 2、動態時、動態時ELCEbeLCvfRRRRrRRA/)1 ()/(假設(1+)RErbe，則放大器將獲得穩定的電壓增益。 +R B1+VCCTR B2RERLRCC1C2vivoVB回首頁第6章 負反饋放大電路 在電子電路中，將輸出量(輸出電壓或輸出

3、電流)的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路，用來影響其輸入量(放大電路的輸入電壓或輸入電流)的措施稱為反饋。3、什么是反饋、什么是反饋回首頁第6章 負反饋放大電路+R B1+ V CCTR B2RERLRCC1C2vivoVB基本放大基本放大電路電路AdXoX反饋電路反饋電路FfXiX+doXXAofXXF6.1.2 6.1.2 反饋的一般表達式反饋的一般表達式 由基本放大電路和反饋網絡兩部分組成。 反饋信號與輸入信號在放大電路的輸入端疊加。 基本放大電路的凈輸入信號：fidXXX 書p260回首頁第6章 負反饋放大電路如 Xf0 , Xd Xi，如 =0，fXidXX 是輸入信號，

4、 是反饋信號， 稱為凈輸入信號iXfXdXfiXXXd無反饋無反饋負反饋負反饋基本放大基本放大電路電路AdXoX反饋電路反饋電路FfXiX+回首頁第6章 負反饋放大電路1. 1. 交流反饋與直流反饋交流反饋與直流反饋反饋只對交流信號起作用，稱為交流反饋。反饋只對交流信號起作用，稱為交流反饋。 在反饋網絡中串接隔直電容，可以隔斷直流，反饋只對交在反饋網絡中串接隔直電容，可以隔斷直流，反饋只對交流起作用。流起作用。 在起反饋作用的電阻兩端并聯旁路電容，可只對直流起作用。在起反饋作用的電阻兩端并聯旁路電容，可只對直流起作用。反饋只對直流起作用，稱為直流反饋。反饋只對直流起作用，稱為直流反饋。6.2

5、6.2 負反饋的四種組態負反饋的四種組態6.2.1 6.2.1 負反饋的類型負反饋的類型回首頁第6章 負反饋放大電路根據反饋輸出采樣信號的不同，可以分為電壓反饋和根據反饋輸出采樣信號的不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。電流反饋。如果反饋信號取自輸出電壓信號，叫電壓反饋。如果反饋信號取自輸出電壓信號，叫電壓反饋。如果反饋信號取自輸出電流信號，叫電流反饋。如果反饋信號取自輸出電流信號，叫電流反饋。2.2.電壓反饋和電流反饋電壓反饋和電流反饋回首頁第6章 負反饋放大電路根據反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同，可以分根據反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同，可以分為串聯反饋和并聯反饋。為串聯

6、反饋和并聯反饋。 反饋信號與輸入信號串聯，即反饋電壓信號與輸入電壓比反饋信號與輸入信號串聯，即反饋電壓信號與輸入電壓比較的，叫串聯反饋。較的，叫串聯反饋。 反饋信號與輸入信號并聯，即反饋電流信號與輸入電流反饋信號與輸入信號并聯，即反饋電流信號與輸入電流比較的，叫并聯反饋。比較的，叫并聯反饋。3.3.串聯反饋和并聯反饋串聯反饋和并聯反饋回首頁第6章 負反饋放大電路6.2.2 6.2.2 四種負反饋組態四種負反饋組態電壓串聯負反饋電壓串聯負反饋電壓并聯負反饋電壓并聯負反饋電流串聯負反饋電流串聯負反饋電流并聯負反饋電流并聯負反饋回首頁第6章 負反饋放大電路分析步驟：分析步驟：3、是否負反饋？、是否負

7、反饋？(瞬時極性法瞬時極性法)4、是負反饋！那么是何種類型的負反饋？、是負反饋！那么是何種類型的負反饋？（判斷反饋的組態）（判斷反饋的組態）1、找出反饋網絡。、找出反饋網絡。2、是交流還是直流反饋？、是交流還是直流反饋？6.2.3 6.2.3 負反饋組態的判斷方法負反饋組態的判斷方法回首頁第6章 負反饋放大電路增加隔直電容增加隔直電容C后，后，Rf只對交流起反饋作用。只對交流起反饋作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+VCCuoui+T1T2RfC判斷交、直流反饋的方法判斷交、直流反饋的方法:回首頁第6章 負反饋放大電路瞬時極性法：瞬時極性法： 利用電路中各點

8、對利用電路中各點對“地的交流電位的瞬時極性來判斷正反地的交流電位的瞬時極性來判斷正反饋還是負反饋。饋還是負反饋。（1 1先設輸入端電位為正，而后逐級定出各點電位的瞬時極性。先設輸入端電位為正，而后逐級定出各點電位的瞬時極性。 （2 2判斷反饋到輸入端的信號的瞬時極性是否對凈輸入信號判斷反饋到輸入端的信號的瞬時極性是否對凈輸入信號起削弱作用。如果是削弱的，則為負反饋。起削弱作用。如果是削弱的，則為負反饋。 判斷負反饋的方法判斷負反饋的方法回首頁第6章 負反饋放大電路三極管的集電極與基極相位相反。三極管的集電極與基極相位相反。+三極管的發射極與基極相位相同。三極管的發射極與基極相位相同。回首頁第6

9、章 負反饋放大電路RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiubeie+例：判斷負反饋例：判斷負反饋RE1 、RE2是本級直流負反饋，是本級直流負反饋，RE1是交流負反饋。是交流負反饋。fiXXXd使凈輸入信號使凈輸入信號ube減小減小回首頁第6章 負反饋放大電路+VCCRCC2C1Rfuiuoiiib例：判斷負反饋例：判斷負反饋+Rf是交、直流負反饋。是交、直流負反饋。使凈輸入信號使凈輸入信號ib減小減小,if回首頁第6章 負反饋放大電路RLuoRLuo電壓反饋輸出取樣：電壓反饋輸出取樣：判斷輸出取樣：判斷輸出取樣：輸出端短路法輸出端短路法反饋信號取自輸出電壓信號，叫電壓反饋。

10、反饋信號取自輸出電壓信號，叫電壓反饋。回首頁第6章 負反饋放大電路電流反饋輸出取樣：電流反饋輸出取樣：RLiERLioiERf如果反饋信號取自輸出電流信號，叫電流反饋。如果反饋信號取自輸出電流信號，叫電流反饋。判：判：u0=0，但，但if不等于不等于0ifif回首頁第6章 負反饋放大電路iiifibib=ii-if并聯反饋并聯反饋ufuiubeube=ui-uf串聯反饋串聯反饋輸入聯接：輸入聯接： 反饋信號與輸入信號串聯，即反饋電壓與輸反饋信號與輸入信號串聯，即反饋電壓與輸入電壓比較的，叫串聯反饋。入電壓比較的，叫串聯反饋。 反饋信號與輸入信號并聯，即反饋電流與輸入電流比較的，叫并聯反饋信號與

11、輸入信號并聯，即反饋電流與輸入電流比較的，叫并聯反饋。反饋。回首頁第6章 負反饋放大電路“輸出端短路法輸出端短路法”，即將放大電路的輸出端短路，若反饋信號，即將放大電路的輸出端短路，若反饋信號為零則為電壓反饋，若反饋信號仍然存在則是電流反饋。為零則為電壓反饋，若反饋信號仍然存在則是電流反饋。 引入電壓負反饋的目的是穩定輸出電壓。引入電壓負反饋的目的是穩定輸出電壓。引入電流負反饋的目的是穩定輸出電流。引入電流負反饋的目的是穩定輸出電流。四種組態，即電壓串聯負反饋、電壓并聯負反饋、電流串聯四種組態，即電壓串聯負反饋、電壓并聯負反饋、電流串聯負反饋和電流并聯負反饋。負反饋和電流并聯負反饋。小結：小結

12、：回首頁第6章 負反饋放大電路例：判斷例：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。ubeuc1ub2uc2此電路是電壓串聯負反饋。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+Vccuoui+T1T2RfuffidXXX回首頁第6章 負反饋放大電路例：判斷是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。例：判斷是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。電壓反饋電壓反饋并聯反饋并聯反饋使使ib減小減小,是電壓并聯負反饋。是電壓并聯負反饋。fidXXX +UCCRCC2C1Rfuiuoiibif+回首頁第6章 負反饋放大電路例：判斷是否負反饋，若是，判斷反饋的組態

13、。例：判斷是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。uouiiibiFuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2電流反饋電流反饋并聯反饋并聯反饋+ib減小減小,電流并聯負反饋電流并聯負反饋回首頁第6章 負反饋放大電路例：判斷電路中例：判斷電路中RE1RE1、RE2RE2的負反饋作用的負反饋作用RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+VCCuouiubeie電流串聯電流串聯使使ube減小，電流串聯負反饋。減小，電流串聯負反饋。回首頁第6章 負反饋放大電路例：判斷如圖電路中例：判斷如圖電路中RE3RE3的負反饋作用。的負反饋作用。+VCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiub

14、e1ufie3使使ube1減小，電流串聯負反饋，對直流不起作用。減小，電流串聯負反饋，對直流不起作用。+回首頁第6章 負反饋放大電路 因反饋信號與輸入信號在一點相加，為并聯反饋。根據瞬時極性法判斷，為負反饋，且為電壓負反饋。 電壓并聯負反饋電壓并聯負反饋例例 試判斷電路的反饋組態試判斷電路的反饋組態回首頁第6章 負反饋放大電路 例例 試判斷電路的反饋組態。試判斷電路的反饋組態。解解: : 根據瞬時極性法根據瞬時極性法，見圖中的紅色，見圖中的紅色“+ +”、“- -” 號，可知是負反號，可知是負反饋。饋。因反饋信號和輸入信因反饋信號和輸入信號加在運放號加在運放A1A1的兩個的兩個輸入端，故為串聯

15、反輸入端，故為串聯反饋。饋。 因反饋信號與輸出電壓成比例，故為電壓反饋。結論：交直流電壓串聯負反饋。回首頁第6章 負反饋放大電路電壓電壓并聯并聯iIfIiI1. 用瞬時極性法判斷是正反饋還是負反饋用瞬時極性法判斷是正反饋還是負反饋?正反饋正反饋課堂練習課堂練習回首頁第6章 負反饋放大電路電壓電壓串聯串聯負反饋負反饋iViVfV2. 用瞬時極性法判斷是正反饋還是負反饋用瞬時極性法判斷是正反饋還是負反饋?回首頁第6章 負反饋放大電路6.3 6.3 負反饋對放大電路性能的影響負反饋對放大電路性能的影響基本放大基本放大電路電路AdX oX 反饋電路反饋電路FfX iX +doXXAofXXFfidXX

16、X反饋電路的基本方程反饋電路的基本方程回首頁第6章 負反饋放大電路6.3.1 6.3.1 對放大倍數的影響對放大倍數的影響doXXAofXXF fidXXX FAAXXAiof1A開環放大倍數開環放大倍數Af閉環放大倍數閉環放大倍數基本放大基本放大電路電路AdX oX 反饋電路反饋電路FfX iX +Af回首頁第6章 負反饋放大電路FAAAf1有：有：AAf負反饋使放大倍數下降。負反饋使放大倍數下降。FAAAf1FAAAdAAdff11負反饋使放大倍數的穩定性提高。負反饋使放大倍數的穩定性提高。相對變化量相對變化量稱為反饋深度,表示閉環增益與開環增益相比所變化的倍數。FA1求微分：求微分：回首

17、頁第6章 負反饋放大電路假設假設:1FA稱為深度負反饋，此時：稱為深度負反饋，此時：FAf1重要結論：重要結論：在深度負反饋的情況下，放大倍數只與反饋網絡有關。在深度負反饋的情況下，放大倍數只與反饋網絡有關。FA1反饋深度反饋深度FAAAf1回首頁第6章 負反饋放大電路6.3.2 6.3.2 對輸入電阻的影響對輸入電阻的影響1.1.串聯反饋提高輸入電阻）串聯反饋提高輸入電阻）idiiiifIVrIVriididdifdifrFAIVFAIVAFVIVVr)1()1( A Fri+-dV oX fV +-+-iV r i fiI 回首頁第6章 負反饋放大電路2. 2. 并聯反饋并聯反饋)1 (1

18、iiiiioodfdifdiiiifdiiFArIIIIIVIIVIVrIVr（降低輸入電阻）（降低輸入電阻）ri f A FRioV-+iV iI fI dI uouiiibiFuFRE2RfRE1RC1RC2+VCCiE2回首頁第6章 負反饋放大電路6.3.3 6.3.3 對輸出電阻的影響對輸出電阻的影響1 電壓反饋降低輸出電阻）電壓反饋降低輸出電阻）FArroof1oofrFAr)1 (2 電流反饋提高輸出電阻）電流反饋提高輸出電阻）回首頁第6章 負反饋放大電路6.3.4 6.3.4 展寬通頻帶展寬通頻帶|Af|Af | 2 fL fH|A|f0|A|A| 2 fL fH無負反饋有負反饋

19、有負反饋展寬通頻帶展寬通頻帶)1 (bwfAFffbw回首頁第6章 負反饋放大電路 由于放大電路中元件如晶體管具有非線性， 因而會引起非線性失真。一個無反饋的放大器，即使設置了合適的靜態工作點，但當輸入信號較大時，仍會使輸出信號波形產生非線性失真。引入負反饋后，這種失真可以減小。6.3.5 6.3.5 減小非線性失真減小非線性失真回首頁第6章 負反饋放大電路fidXXX回首頁第6章 負反饋放大電路6.4 6.4 深度負反饋放大電路的分析深度負反饋放大電路的分析1|1 |FA深度負反饋深度負反饋 的條件的條件 FAf1FAAXXAiof1foioXXXXifXX深度負反饋放大倍數只考慮電阻電路深

20、度負反饋放大倍數只考慮電阻電路F！6.4.1 6.4.1 深度負反饋的實質深度負反饋的實質回首頁第6章 負反饋放大電路R1RLR2R3RfTA+VCC-+-dViVoVfVifVV1111RRRRRVVVVAfffoiovf放大倍數由電阻電路決定！6.4.2 6.4.2 深度負反饋放大電路的分析深度負反饋放大電路的分析 例 由集成運放和三極管組成的深度電壓串聯負反饋放大電路如圖，試寫出該電路的閉環電壓增益近似表達式。ifXX回首頁第6章 負反饋放大電路時，深度負反饋，即11FAFFAAXXAiof11ofVRRRV211211RRRVVFofvv1212111RRRRRFAvvvvfioVRR

21、V)1 (12同相比例電路例例 求電路的閉環增益表求電路的閉環增益表達式達式回首頁第6章 負反饋放大電路電壓并聯負反饋電壓并聯負反饋ivfoiovifFIVIVA1fffIRIfR例例 寫電路的閉環增益表達式寫電路的閉環增益表達式回首頁第6章 負反饋放大電路例：寫電路的閉環增益表達式例：寫電路的閉環增益表達式基本放大電路有源反饋電路有源反饋電路fV電壓串聯負反饋oV oVooVRRRV344oV ooVRRRV655 ooVRRRV565 ofVRRRV878ofVRRRRRRRRRV878565434iovvfVVAfoVV865487543)()()(RRRRRRRRR回首頁第6章 負反饋

22、放大電路在深度負反饋條件下估算輸入輸出電阻在深度負反饋條件下估算輸入輸出電阻注：表中的輸入、輸出電阻均指有反饋的輸入、輸出電阻。注：表中的輸入、輸出電阻均指有反饋的輸入、輸出電阻。回首頁第6章 負反饋放大電路 Xo 基本放大基本放大 A 電路電路 Xd Xf+Xi反饋網絡反饋網絡F 未加任何輸入信號，放大電路仍會產生一定頻率的信號輸出。使放大器的正常工作受到破壞。 AF在高頻區或低頻區產生的附加相移達到180，使中頻區的負反饋在高頻區或低頻區變成了正反饋，當同時滿足了一定的幅值條件時，便產生自激振蕩。6.5 6.5 負反饋放大電路的穩定性負反饋放大電路的穩定性( (自激振蕩自激振蕩) )ffi

23、fidXXXXXX0)(回首頁第6章 負反饋放大電路6.5.1 6.5.1 自激振蕩產生的條件自激振蕩產生的條件負反饋放大電路產生自激振蕩。因而，產生自激振蕩的條件是回路增益等于負1。1FAfffidXXXXX0ofdoXFAXAXAX回首頁第6章 負反饋放大電路相位條件幅值條件1|FAAF =A+ F=(2n+1) ， n=0,1,2,3上式的模和相角分別為自激振蕩的幅值條件和相位條件 AF是放大電路和反饋電路的總附加相移，如果在中頻條件下，放大電路有180的相移。在其它頻段電路中如果出現了附加相移AF，且AF達到180，使總的相移為360，負反饋變為正反饋。如果幅值條件滿足要求，放大電路產

24、生自激。 在許多情況下反饋電路是由電阻構成的，所以F=0，AF = A+F= A。FA1起振條件由由1FAFAFA1FA回首頁第6章 負反饋放大電路6.5.2 6.5.2 負反饋放大電路的穩定性的定性分析負反饋放大電路的穩定性的定性分析單管共射負反饋放大電路，不存在滿單管共射負反饋放大電路，不存在滿足相位條件的頻率為足相位條件的頻率為fo，不可能自激，不可能自激振蕩。振蕩。相位條件幅值條件1|FAAF =A+ F=(2n+1) ， n=0,1,2,3一級一級兩級兩級20lgAF/dBAF=1=180兩管負反饋放大電路，也不兩管負反饋放大電路，也不可能自激振蕩可能自激振蕩回首頁第6章 負反饋放大

25、電路1.放大電路級數愈多，引入負反饋后愈容易產生高頻振蕩。放大電路中耦合電容、旁路電容等愈多，引入負反饋后，愈容易產生低頻振蕩。 2.(1+AF)愈大，即反饋愈深，滿足幅值條件的可能性愈大，產生自激振蕩的可能性就愈大。3.電路的自激振蕩是由其自身條件決定的，不因其輸入信號的改變而消除。定性分析定性分析三管以上可以自激振蕩！三管以上可以自激振蕩！4.要消除自激振蕩，就必須破壞產生振蕩的條件；而只有消除了自激振蕩，放大電路才能穩定地工作。回首頁第6章 負反饋放大電路6.5.3 6.5.3 負反饋放大電路穩定性的判斷負反饋放大電路穩定性的判斷滿足相位條件的頻率為fo滿足幅值條件的頻率為fC消除自激就是設法使消除自激就是