1、第五章 負負反饋放放大電路路 第一節 學學習要求求第二節節 反饋饋的基本本概念與與分類第第三節 負反饋饋對放大大電路性性能的改改善第四四節 深深負反饋饋放大電電路的分分析方法法第一節 學學習要求求1判斷-在掌掌握反饋饋的基本本概念和和類型的的基礎上上， 判判斷反饋饋組態及及其作用用。2 引入入-在在熟悉各各種反饋饋對放大大電路性性能影響響的基礎礎上，按按要求引引入適當當的負反反饋。33計算算-掌掌握深度度負反饋饋電路交交流性能能指標的的估算。學習重點： 根據據實際要要求，引引入適當當的負反反饋。學習難點： 反饋饋組態的的判別和和性能指指標的估估算。第二節反反饋的基基本概念念與分類類一、反饋的的

2、基本概概念1. 開環環放大器器或基本本放大器器 圖7.1是一一個放大大器電路路，它具具有單向向性的特特點，信信號只有有從輸入入到輸出出一條通通路，不不存在其其它的通通路， 特別是是沒有從從輸出到到輸入的的通路。這這種放大大器叫做做開環放放大器或或基本放放大器。2、閉閉環放大大器為了改改善基本本放大器器的性能能， 從從基本放放大器的的輸出端端到輸入入端引入入一條反反向的信信號通路路，構成成這條通通路的網網絡叫做做反饋網網絡，這這個反向向傳輸的的信號叫叫做反饋饋信號。由由基本放放大器和和反饋網網絡構成成的放大大器叫做做閉環放放大器或或反饋放放大器。 所謂反饋，就是是通過一一定的電電路形式式（反饋饋

3、網絡）， 把放大大電路輸輸出信號號的一部部分或全全部按一一定的方方式送回回到放大大電路的的輸入端端， 并并影響放放大電路路的輸入入信號。這這樣，電電路輸入入端的實實際信號號不僅有有信號源源直接提提供的信信號， 還有輸輸出端反反饋回輸輸入端的的反饋信信號。33、反饋饋放大器器一般模模型任何反反饋放大大器都可可以抽象象為一個個模型來來分析， 其基本本放大器器和反饋饋網絡都都具有單單向性。圖圖7.22中各函函數之間間的關系系為：上式式中為基基本放大大電路的的輸入信信號， 、分別為為反饋放放大電路路的輸入入、輸出出信號，為反饋網絡的輸出信號， 為基本放大電路的增益， 為反饋網絡的傳輸系數，稱為環路增益

4、。若用表示反饋放大電路的增益，則有上式中稱為為放大電電路的反反饋深度度，它是是衡量反反饋程度度的一個個重要指指標。即引入反饋饋后，增增益減少少了，這這種反饋饋一般稱稱為負反反饋。即引引入反饋饋后，增增益增大大了，這這種反饋饋一般稱稱為正反反饋。正正反饋雖雖然可以以提高放放大電路路的增益益，但性性能不穩穩定，一一般很少少用。這就就是說，放放大電路路在沒有有輸入信信號時，也也有輸出出信號，叫叫做放大大電路的的自激。4、反饋的的類型（11）正反反饋與負負反饋（22）內部部反饋與與外部反反饋（33）交流流反饋、直直流反饋饋和交直直流反饋饋（4）電電壓反饋饋與電流流反饋（55）并聯聯反饋與與串聯反反饋二

5、、四四種類型型的負反反饋組態態（1）電電壓串聯聯負反饋饋（2）電電壓并聯聯負反饋饋（3）電電流串聯聯負反饋饋（4）電電流并聯聯負反饋饋1. 電壓壓串聯負負反饋（1） 反反饋極性性的判別別方法：電路如如圖7.3所示示，基本本放大電電路就是是一只集集成運放放， 用用A表示示；反饋饋網絡是是由R11和R2組成的的分壓器器，用FF表示。 下面用用瞬時極極性法判判別電路路的反饋饋極性，方方法如下下：斷開開反饋通通路，給給定原輸輸入信號號一個極極性；根據據該極性性，逐步步推斷基基本放大大器中有有關信號號的相應應極性；確定反反饋信號號vF的極性性；根據據vI與vF的極性性，確定定凈輸入入信號vvID與vvI

6、、vF之間的的數值關關系：（2）電壓壓反饋與與電流反反饋的判判別方法法：先區區分基本本放大器器A和反反饋網絡絡F；判判別F的的輸入端端與A的的輸出端端的連接接方式：并聯的的稱為電電壓反饋饋 ；串串聯的稱稱為電流流反饋。（3）并聯反饋與串聯反饋的判別方法： 先區分基本放大器A和反饋網絡F； 判別F的輸出端與A的輸入端的連接方式： 并聯的稱為并聯反饋；串聯的稱為串聯反饋。（4）電壓串聯負反饋的特點： 反饋電壓與輸出電壓成比例 穩定輸出電壓，降低輸出電阻 Vid=Vi-Vf要求RS小，反饋效果明顯 AVF指的是輸出電壓與輸入電壓之比例題1：試試分析圖圖7.44所示電電路存在在的反饋饋，并判判斷其反反

7、饋組態態。解：（1）采采用瞬時時極性法法判斷反反饋極性性。可得得經反饋饋后的減減少，故故為負反反饋。（2）反反饋網絡絡F是由由R4、R5構成的的，其輸輸入端與與RL并聯， 所以為為電壓反反饋；（33）反饋饋網絡FF的輸出出電壓VVF與輸入入電壓VVi串聯， 故為串串聯反饋饋 。因因此，該該電路屬屬于電壓壓串聯負負反饋放放大電路路。2. 電流流并聯負負反饋電電路如圖圖7.55所示 （1）用用瞬時極極性法判判別反饋饋極性：（2）判判別是電電壓反饋饋還是電電流反饋饋：因為FF的輸入入端與AA的輸出出端串聯聯，所以以為電流流反饋。（3） 判別是并聯反饋還是串聯反饋：因為F的輸出端與A的輸入端并聯，所以

8、為并聯反饋。所以該電路反饋形式為電流并聯負反饋。（4）電流并聯負反饋特點： 反饋電流與輸出電流成比例。 輸出電流趨向于維持恒定。 因為為，所以以要求RRS大，反反饋效果果明顯 AIFF指的是是輸出電電流與輸輸入電流流之比。即即：例題2：由由硅三極極管T11、T2組成的的反饋電電路如圖圖7.66所示，試試分析電電路結構構和其中中存在的的反饋，并并判斷其其反饋組組態。 解（11）電路路結構分分析該電電路為22級直接接耦合的的共射極極放大電電路，它它們之間間通過RRf實現級級間反饋饋。輸入入信號為為電流源源IS， 內內阻RSS的值很很高而被被忽略；輸出量量為電流流IO，因此此它是電電流放大大器。解解

9、（2）直流反饋分析如果是直流負反饋， 那么其目的就是穩定電路的靜態工作點。可以用瞬時極性法判別之。解（3）交流反饋組態判別用瞬時極性法判別反饋極性可知， 由反饋網絡Rf引入的反饋是負反饋。 電壓或電流反饋：電流反饋串聯或并聯反饋：并聯反饋3、電壓并并聯負反反饋 電電路如圖圖7.77所示，該該電路的的反饋極極性和反反饋組態態的判斷斷與上述述方法一一樣，下下面只介介紹該類類型電路路的特點點： 輸輸出電壓壓趨向于于維持恒恒定 因因為，所所以要求求RS大，反反饋效果果明顯 ARFF指的是是輸出電電壓與輸入電電流之比比，即：其中4、電流串串聯負反反饋 電電路如圖圖7.88所示，該該電路的的反饋極極性和反

10、反饋組態態的判斷斷與上述述方法一一樣，下下面只介介紹該類類型電路路的特點點： 輸輸出電流流趨向于于維持恒恒定。 因為，所所以要求求RS小，反反饋效果果明顯 AGFF指的是是輸出電電流與輸輸入電壓壓之比，即即：小結：反饋饋放大電電路中的的電壓、電電流信號號及AFF和F和和含義，（見見教材PP2900表7.3.11）例題題（P3319 7.22.2）推推導圖77.9所所示電路路框圖閉閉環增益益的表達達式。返回第三節負負反饋對對放大電電路性能能的改善善一、提高增增益的穩穩定性穩定定性是放放大電路路的重要要指標之之一。在在輸入一一定的情情況下，放放大電路路由于各各種因素素的變化化，輸出出電壓或或電流會

11、會隨之變變化，因因而引起起增益的的改變。引引入負反反饋，可可以穩定定輸出電電壓或電電流，進進而使增增益穩定定 。上式表明：引入深深負反饋饋的情況況下，負負反饋放放大器的的增益只只與反饋饋系數FF有關，因因此有很很高的穩穩定性。 由于增增益的穩穩定性是是用其絕絕對值的的相對變變化來表表示的，因因此上式式可以表表示為：上式表明：引入負負反饋以以后，增增益的穩穩定度提提高了11+AFF倍二、擴擴展通頻頻帶從本質質上說，頻頻帶限制制是由于于放大電電路對不不同頻率率的信號號呈現出出不同的的放大倍倍數而造造成的。負負反饋具具有穩定定閉環增增益的作作用，因因而對于于頻率增增大（或或減小）引引起的放放大倍數數

12、下降，同同樣具有有穩定作作用。也也就是說說，它能能減小頻頻率變化化對閉環環增益的的影響，從從而展寬寬閉環增增益的頻頻率。可以以證明：引入負負反饋后后，放大大器的通通頻帶擴擴展了11+AFF倍-見教材材P2993注意：對于電電壓串聯聯負反饋饋情況， 展寬的的是電壓壓增益的的頻帶(1+ AF倍倍)。對對于其它它三種類類型能否否展寬電電壓增益益的頻帶帶與其它它條件有有關。三三、對輸輸入、輸輸出電阻阻的影響響（1）串串聯負反反饋使輸輸入電阻阻增加 由于于基本放放大電路路與反饋饋電路在在輸入回回路串聯聯，如圖圖7.110所示示。因為為削弱了了的作用用，導致致在同樣樣的下，比無無反饋時時小，因因此，串串聯

13、負反反饋具有有提高輸輸入電阻阻的作用用。上式表明：串聯負負反饋使使輸入電電阻增大大倍。（22）并聯聯負反饋饋使輸入入電阻減減少 由于基基本放大大電路與與反饋電電路在輸輸入回路路中并聯聯， 如如圖 77.111所示，由由于，在在相同的的Vi作用下下，因IIf的存在在而使IIi增加，因因此，并并聯負反反饋使輸輸入電阻阻Riff=Vi/Ii減小。所所以，并并聯負反反饋使輸輸入電阻阻減小倍倍。（33）電壓壓負反饋饋使輸出出電阻減減小由于電電壓負反反饋具有有穩定輸輸出V00的作用用，即RRL改變時時，維持持V0基本不不變，相相當于內內阻很小小的電流流源。電壓負負反饋的的引入，使使R0比無反反饋時小小。可

14、以以證明：Roff= RRo /(1+AAoF)其中AAo：RL短路的的開環放放大倍數數。（44）電流流負反饋饋使輸出出電阻增增大由于電電流負反反饋具有有穩定輸輸出I00的作用用，即RRL改變時時，維持持I0基本不不變，相相當于內內阻很大大的電流流源。電流負負反饋的的引入，使使R0比無反反饋時大大。可以以證明：Roff=(11+AooF)RRo其其中Aoo：RL開路的的開環放放大倍數數。四、減少非非線性失失真 由于于放大器器均存在在非線性性傳輸特特性如圖圖7.112所示示，特別別是輸入入信號幅幅度較大大的情況況下 ， 放大器器可能工工作到它它的傳輸輸特性的的非線性性部分，使使輸出波波形產生生非

15、線性性失真。引引入負反反饋后，可可以使這這種失真真減少。在深度負反饋的情況下：上式表表明：負負反饋放放大器的的增益與與基本放放大器的的增益無無關，所所以電壓壓放大器器的閉環環傳輸特特性可以以近似用用一條直直線表示示，如圖圖7.112中的的曲線22。與曲曲線1相相比，在在同樣輸輸出電壓壓幅度的的情況下下，斜率率（即增增益）下下降了，但但增益隨隨輸入信信號的大大小而改改變的程程度卻大大為減小小，著說說明輸出出與輸入入之間幾幾乎呈線線性關系系，即減減少了非非線性失失真。注注意：負負反饋減減少非線線性失真真是指反反饋環內內的失真真。P295 表7.3.22負反饋饋對放大大電路性性能的影影響返回第四節深

16、深負反饋饋放大電電路的分分析方法法一、深負反反饋條件件下的近近似估算算這就是說，只只要求出出F，AAF的值也也就確定定。例11（P2296例例7.44.1）電路如圖7.13所示，試近似計算放大電路的電壓增益， 定性分析放大電路的輸入輸出電阻。在深負負反饋條條件下，放放大電路路的增益益為：根據電電壓反饋饋的特點點，反饋饋放大器器的輸出出電阻RRif遠比比運算放放大器本本身的輸輸出電阻阻ro要小。二、虛虛短、虛虛斷概念念的運用用現在讓我們們利用虛虛短、虛虛斷的概概念重新新解例11例2 電路路如圖77.144所示，它它是三極極管射極極偏置電電路，其其交流通通路見圖圖7.115，試試近似電電路的電電壓

17、增益益。將上式式與第三三章的計計算結果果 作一一比較可可知，當當電路處處于深度度負反饋饋，例如如在值值甚大時時， 可可以簡化化為其物物理意義義是明顯顯的。根據據電流串串聯負反反饋的特特點，圖圖7.114（圖圖7.115）所所示電路路的輸人人電阻提提高很多多； 而而由于電電流反饋饋的作用用， BBJT的的恒流特特性得到到改善，故故其輸出出電阻大大為增加加，但它它作為電電壓放大大電路使使用時，其其實際的的輸出電電阻RoofRRc。電電流串聯聯負反饋饋電路一一般用作作電壓-電流變變換器。 因其輸輸入電阻阻高的特特點，有有時亦可可作為多多級放大大電路的的輸入級級使用。例3 電路如圖7.16所示，請判斷電路中存在的反饋組態，并導出電壓增益表達式。設運放是理想的。解（1）用用