第七章反饋放大電路第1頁，課件共187頁，創作于2023年2月

反饋

電路中的反饋形式

類型

四種組態的判斷方法

7.1.1

基本概念

7.1.2

四種類型的反饋組態

各種反饋類型的特點

信號源對反饋效果的影響7.1反饋的基本概念與分類第2頁，課件共187頁，創作于2023年2月1.反饋反饋通路——信號反向傳輸的渠道開環——無反饋通路閉環——有反饋通路反饋通路（反饋網絡）信號的正向傳輸7.1.1基本概念開環與閉環第3頁，課件共187頁，創作于2023年2月基本放大電路的輸入信號（凈輸入信號）7.1.1基本概念將電子系統輸出回路的電量（電壓或電流），送回到輸入回路，并對原輸入量產生影響的過程。輸出信號反饋放大電路的輸入信號1.反饋第4頁，課件共187頁，創作于2023年2月反饋元件的判定

在電路中既與輸入回路相連又與輸出回路相連的元件，以及與反饋支路相連對反饋信號的大小產生影響的元件，均稱為反饋元件。RB1+UCCRCRB2RLUiUoRe第5頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.1.1基本概念（1）正反饋與負反饋正反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變大負反饋：輸入量不變時，引入反饋后輸出量變小另一角度正反饋：引入反饋后，使凈輸入量變大負反饋：引入反饋后，使凈輸入量變小正負反饋的判別方法：瞬時極性法

從輸入端開始，假定并標記某一時刻輸入信號極性為“+”，沿著信號流向，從前向通路到反饋通路，依次標出此刻有關節點電壓的相對極性（分別用“+”、“-”號表示），最終確定反饋量對輸入量的影響。2.電路中的反饋形式第6頁，課件共187頁，創作于2023年2月例(+)(+)(-)(-)(-)凈輸入量(+)(+)(-)(-)凈輸入量負反饋正反饋反饋通路反饋通路第7頁，課件共187頁，創作于2023年2月例(+)(-)(-)(-)(-)凈輸入量(+)(+)(+)凈輸入量負反饋負反饋反饋通路反饋通路總結：負反饋負反饋負反饋負反饋(+)(-)(+)(-)(+)(+)(+)(+)第8頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.1.1基本概念2.電路中的反饋形式（2）交流反饋與直流反饋

根據反饋到輸入端的信號是交流，還是直流，或同時存在，來進行判別。取決于反饋通路。交流反饋：反饋只對交流信號起作用。直流反饋：反饋只對直流起作用。第9頁，課件共187頁，創作于2023年2月若在反饋網絡中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時反饋只對交流起作用。在起反饋作用的電阻兩端并聯旁路電容，可以使其只對直流起作用。有的反饋只對交流信號起作用；有的反饋只對直流信號起作用；有的反饋對交、直流信號均起作用。第10頁，課件共187頁，創作于2023年2月增加隔直電容C后，Rf只對交流起反饋作用。注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C第11頁，課件共187頁，創作于2023年2月增加旁路電容C后，Rf只對直流起反饋作用。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1第12頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.1.1基本概念例(+)(+)(+)(+)交、直流負反饋(+)交流正反饋分別畫出直流和交流通路，考察反饋通路是否存在，來進行判別第13頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.1.1基本概念2.電路中的反饋形式例2直流通路交流通路交流通路直流負反饋(+)(+)(+)(+)第14頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.1.1基本概念2.電路中的反饋形式（3）本級反饋與級間反饋級間反饋通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)凈輸入量級間負反饋反饋通路本級反饋通路第15頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.1.1基本概念hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe內部反饋外部反饋2.電路中的反饋形式（4）內部反饋與外部反饋（5）人為反饋與寄生反饋第16頁，課件共187頁，創作于2023年2月1.類型由此可組成四種反饋組態：輸入端：反饋信號在輸入端的聯接分為串聯和并聯兩種方式。輸出端：反饋信號在輸出端分為取電壓和取電流兩種方式。電壓串聯電壓并聯電流串聯電流并聯7.1.2四種類型的反饋組態第17頁，課件共187頁，創作于2023年2月并聯反饋：Xf與Xi在輸入回路中以電流的形式相加減，即在輸入回路中彼此并聯，并聯負反饋使輸入R減小。串聯反饋：Xf與Xi在輸入回路中以電壓的形式相加減，即在輸入回路中彼此串聯，串聯負反饋使輸入R增大。判定方法：由定義經驗判定：串聯反饋輸入與反饋點不同點，并聯反饋輸入與反饋點同點。第18頁，課件共187頁，創作于2023年2月iifibib=i-if并聯反饋ufuiubeube=ui-uf串聯反饋第19頁，課件共187頁，創作于2023年2月電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓Vo，若Vo=0，則反饋信號不存在，Xf=0。Xf與Vo成比例關系。電流反饋：反饋信號取自輸出電流Io，若Vo=0，則反饋信號仍存在，只有令Io=0，才有Xf=0。Xf與Io成比例關系。判定方法：定義法：令Vo=0，檢查Xf

是否為0。經驗判定：一般電壓反饋采樣點與輸出同點（并聯），電流反饋采樣點與輸出點不同點（串聯）。一般電壓反饋的采樣點與輸出電壓在相同端點；電流反饋的采樣點與輸出電壓在不同端點。第20頁，課件共187頁，創作于2023年2月RLuoRLuo電壓反饋采樣的兩種形式：采樣電阻很大第21頁，課件共187頁，創作于2023年2月電流反饋采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf采樣電阻很小第22頁，課件共187頁，創作于2023年2月并聯：反饋量輸入量接于同一輸入端接于不同的輸入端串聯：反饋量輸入量并聯：輸入端短路，反饋消失串聯：輸入端開路，反饋消失電壓：輸出端短路，反饋消失電流：輸出端開路，反饋消失2.四種組態的判斷方法根據電路連接方式：電壓：反饋量取自輸出電壓電流：反饋量取自輸出電流根據電路分析方法：電壓串聯反饋電壓并聯反饋電流串聯反饋電流并聯反饋第23頁，課件共187頁，創作于2023年2月電壓串聯負反饋

如圖7.1所示負反饋放大電路，采樣點和輸出電壓同端點，為電壓反饋；反饋信號與輸入信號在不同端點，為串聯反饋。因此電路引入的反饋為電壓串聯負反饋。7.1.2四種類型的反饋組態第24頁，課件共187頁，創作于2023年2月圖7.1電壓串聯負反饋第25頁，課件共187頁，創作于2023年2月

放大電路引入電壓串聯負反饋后，通過自身閉環系統的調節，可使輸出電壓趨于穩定。

電壓串聯負反饋的特點：輸出電壓穩定，輸出電阻減小，輸入電阻增大，具有很強的帶負載能力。第26頁，課件共187頁，創作于2023年2月電壓并聯負反饋

如圖7.2所示由運放所構成的電路，采樣點和輸出電壓在同端點，為電壓反饋；反饋信號與輸入信號在同端點，為并聯反饋。因此電路引入的反饋為電壓并聯負反饋。第27頁，課件共187頁，創作于2023年2月圖7.2電壓并聯負反饋第28頁，課件共187頁，創作于2023年2月電壓并聯負反饋的特點：輸出電壓穩定，輸出電阻減小，輸入電阻減小。第29頁，課件共187頁，創作于2023年2月電流串聯負反饋

如圖7.3所示電路，電路中電阻R1構成反饋網絡F。電流串聯負反饋的特點：輸出電流穩定，輸出電阻增大，輸入電阻增大。第30頁，課件共187頁，創作于2023年2月圖7.3電流串聯負反饋第31頁，課件共187頁，創作于2023年2月電流并聯負反饋

如圖7.4所示由運放所構成的電路，反饋信號與輸入信號在同端點，為并聯反饋；輸出電壓uo=0時，反饋信號仍然存在，為電流反饋。因此電路引入的反饋為電流并聯負反饋。電流并聯負反饋的特點為：輸出電流穩定，輸出電阻增大，輸入電阻減小。第32頁，課件共187頁，創作于2023年2月圖7.4電流并聯負反饋

第33頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.1.2四種類型的反饋組態A.電壓串聯RL

vO

vF

vID

vO

電壓負反饋：穩定輸出電壓串聯反饋：輸入端電壓求和（KVL）3.各種反饋類型的特點-vI+vID+vF=0輸入端有vID=vI-vF即第34頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.1.2四種類型的反饋組態3.各種反饋類型的特點B.電流并聯RL

iO

iF

iID

iO

電流負反饋：穩定輸出電流并聯反饋：輸入端電流求和（KCL）其他兩種組態有類似的結論iI

-

iID-iF=0輸入端有iID=iI-iF即第35頁，課件共187頁，創作于2023年2月T

穩定原理：

IC

IE

IC

VE

、VB不變

VBE

IB

（反饋控制）例直流反饋分析7.1.2四種類型的反饋阻態電流串聯負反饋(+)(+)(+)凈輸入量反饋通路電流負反饋：穩定輸出電流串聯反饋：輸入端電壓求和（KVL）第36頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.1.2四種類型的反饋組態串聯反饋4.信號源對反饋效果的影響vID=vI-vF

則vI最好為恒壓源，即信號源內阻RS越小越好。

要想反饋效果明顯，就要求vF變化能有效引起vID的變化。第37頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.1.2四種類型的反饋組態并聯反饋4.信號源對反饋效果的影響iID=iI-iF

則iI最好為恒流源，即信號源內阻RS越大越好。

要想反饋效果明顯，就要求iF變化能有效引起iID的變化。第38頁，課件共187頁，創作于2023年2月負反饋交流反饋直流反饋電壓串聯負反饋電壓并聯負反饋電流串聯負反饋電流并聯負反饋穩定靜態工作點負反饋的分類小結第39頁，課件共187頁，創作于2023年2月分析步驟：3.是否負反饋？4.是負反饋！那么是何種類型的負反饋？（判斷反饋的組態）1.找出反饋網絡（電阻）。2.是交流反饋還是直流反饋？一、反饋類型的判斷第40頁，課件共187頁，創作于2023年2月例1)

判別圖3.7所示電路的反饋類型。解:a）RF

元件連接輸出端和輸入端，電路存在反饋；

b）輸入回路有：

i’i=ii

－ifc）輸出回路有：圖3.7

d）瞬時極性法如圖所示。綜述：反饋類型為并聯電壓負反饋第41頁，課件共187頁，創作于2023年2月例2)判別圖3.8所示電路的反饋類型。圖3.8

解:a)有R1

、RF

反饋元件，存在反饋；

b)輸入回路有：

u’i=ui

－ufc）輸出回路有：

d)瞬時極性法如圖所示。綜述：反饋類型為串聯電壓負反饋第42頁，課件共187頁，創作于2023年2月例3)

電路如圖3.9所示，試判別反饋類型.圖3.9

d)瞬時極性法如圖所示。綜述：反饋類型為并聯電流負反饋解:a）RF

元件連接輸出端和輸入端，電路存在反饋；

b)輸入回路有：

i’i=ii

－ifc)輸出回路有：第43頁，課件共187頁，創作于2023年2月圖3.7并聯電壓負反饋圖3.9并聯電流負反饋圖3.8串聯電壓負反饋第44頁，課件共187頁，創作于2023年2月總之，從上述三個運算放大器電路可以看出：(1)反饋電路直接從輸出端引出的，是電壓反饋,否則是電流反饋；(2)輸入信號和反饋信號分別加在兩個輸入端(同相和反相)上的，是串聯反饋；加在同一個輸入端(同相或反相)上的，是并聯反饋；(3)反饋信號使凈輸入信號減小的，是負反饋；反饋信號使凈輸入信號增加的，是正反饋。第45頁，課件共187頁，創作于2023年2月(1)引入電壓串聯負反饋解：求:例(習題7.1.7)(+)(+)(

)(

)(

)正反饋第46頁，課件共187頁，創作于2023年2月(1)引入電壓串聯負反饋解：求:例(習題7.1.7)(+)(+)(+)(+)(+)電壓串聯負反饋第47頁，課件共187頁，創作于2023年2月(2)引入電壓并聯負反饋解：求:例(習題7.1.7)(+)(+)(+)(+)(+)正反饋第48頁，課件共187頁，創作于2023年2月解：求:例(習題7.1.7)(+)(+)(

)(

)(

)電壓并聯負反饋(2)引入電壓并聯負反饋第49頁，課件共187頁，創作于2023年2月(3)引入電流串聯負反饋解：求:例(習題7.1.7)(+)(+)(

)(+)(+)電流串聯負反饋第50頁，課件共187頁，創作于2023年2月(4)引入電流并聯負反饋解：求:例(習題7.1.7)(+)(+)(+)(

)(

)電流并聯負反饋第51頁，課件共187頁，創作于2023年2月電壓反饋與電流反饋判別方法：電壓反饋一般從后級放大器的集電極采樣。電流反饋一般從后級放大器的發射極采樣。并聯反饋與串聯反饋判別方法：并聯反饋的反饋信號接于晶體管基極。串聯反饋的反饋信號接于晶體管發射極。注意：直流反饋中，輸出電壓指UCE，輸出電流指IE或IE。第52頁，課件共187頁，創作于2023年2月例4：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此電路是電壓串聯負反饋，對直流不起作用。第53頁，課件共187頁，創作于2023年2月

分析中用到了三極管的集電極與基極相位相反這一性質。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rfubeube54第54頁，課件共187頁，創作于2023年2月

這里分析的是交流信號，不要與直流信號混淆。分析中用到的電壓、電流要在電路中標出。并且注意符號的使用規則。如果反饋對交直流均起作用，可以用全量。

當為交流反饋時，瞬時極性法所判斷的也是相位的關系。電路中兩個信號的相位不是同相就是反相，因此若兩個信號都上升，它們一定同相；若另一個信號下降而另一個上升，它們一定反相。55第55頁，課件共187頁，創作于2023年2月例5：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋并聯反饋uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯負反饋，對直流也起作用。第56頁，課件共187頁，創作于2023年2月+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif問題：三極管的靜態工作點如何提供？能否在反饋回路加隔直電容？不能！Rf為三極管提供靜態電流！Rf的作用：1.提供靜態工作點。2.直流負反饋，穩定靜態工作點。3.交流負反饋，穩定放大倍數。第57頁，課件共187頁，創作于2023年2月例6：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。電流反饋并聯反饋iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2第58頁，課件共187頁，創作于2023年2月例7：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。電流并聯負反饋。對直流也起作用，可以穩定靜態工作點。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2第59頁，課件共187頁，創作于2023年2月例8：判斷如圖電路中RE1、RE2的負反饋作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie電流串聯反饋RE2對交流反饋不起作用1.對交流信號：ieueube=ui-ueibieRE1：電流串聯負反饋。第60頁，課件共187頁，創作于2023年2月2.對直流信號：RE1、RE2對直流均起作用，通過反饋穩定靜態工作點。反饋過程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UB–UEIBIE第61頁，課件共187頁，創作于2023年2月例9：判斷如圖電路中RE3的負反饋作用。+UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=ui–ufuc1uc2ib3ie3電流串聯負反饋，對直流不起作用。第62頁，課件共187頁，創作于2023年2月二、負反饋放大電路的放大倍數方法一：當電路比較簡單時，可直接用微變等效電路分析。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：第63頁，課件共187頁，創作于2023年2月放大倍數穩定性的比較：

=60時,

Ao

=-93

=50時,Ao=-77

=60時,AF=-19.4

=50時,AF

=-18.6無負反饋時：有負反饋時：RB1=100k

RB2=33k

RE=2.4k

RE1=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15Vrbe=1.62k

第64頁，課件共187頁，創作于2023年2月性能比較：結論:(1)輸入電阻提高了。

(2)放大倍數減小了，但穩定了，即受晶體管的影響減小。無RF有RF放大倍數-93-19.4輸入電阻1.52k

5.9k

輸出電阻5k

5k

RB1=100k

RB2=33k

RE=2.4k

RE1=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15Vrbe=1.62k

第65頁，課件共187頁，創作于2023年2月方法二：從負反饋電路的閉環放大倍數的公式出發。先計算Ao和F。計算AF。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：第66頁，課件共187頁，創作于2023年2月F

-0.1/(5//5)=-0.04RB1=100k

RB2=33k

RE=2.4k

RE1=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15Vrbe=1.62k

與方法一的計算結果基本相同。第67頁，課件共187頁，創作于2023年2月方法三：放大倍數的近似計算。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例1：若（1+

）RF>>rbe,則與方法一比較：在深度負反饋下，兩種方法結果一致。第68頁，課件共187頁，創作于2023年2月RB+ECC1C2RERLuiuo例2：射極跟隨器性能：（1）放大倍數

1（2）輸入電阻大（3）輸出電阻小反饋形式：電壓串聯負反饋第69頁，課件共187頁，創作于2023年2月放大倍數的近似計算：若（1+

）R′L>>rbe

,則AF

1因為uf=uo，所以F=uf/uo=1（1）用公式：（2）用反饋放大器進行計算：AF=

1/F

1第70頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.2負反饋放大電路的方框圖及增益的一般表達式

7.2.1

負反饋放大電路的方框圖

7.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式

環路增益

反饋深度

表達式推導

構成

信號的單向化傳輸考慮反饋網絡的負載效應和輸入效應第71頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.2.1負反饋放大電路的方框圖1.構成信號源輸出信號反饋放大電路的輸入信號反饋信號基本放大電路的輸入信號（凈輸入信號）第72頁，課件共187頁，創作于2023年2月2.信號的單向化傳輸信號的正向傳輸信號的反向傳輸信號在反饋網絡中的正向傳輸信號在基本放大電路中的反向傳輸7.2.1負反饋放大電路的方框圖第73頁，課件共187頁，創作于2023年2月2.信號的單向化傳輸信號的正向傳輸信號的反向傳輸7.2.1負反饋放大電路的方框圖單向化第74頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式1.表達式推導開環增益（考慮反饋網絡的負載效應）反饋系數閉環增益因為所以已知即閉環增益的一般表達式又因為所以對信號源的增益第75頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式2.考慮反饋網絡的負載效應和輸入效應對輸入口的影響對輸出口的影響第76頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式信號在四種反饋組態中的具體形式電壓串聯電壓并聯電流串聯電流并聯第77頁，課件共187頁，創作于2023年2月3.反饋深度一般負反饋7.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式稱為反饋深度深度負反饋正反饋自激振蕩第78頁，課件共187頁，創作于2023年2月4.環路增益7.2.2負反饋放大電路增益的一般表達式環路電壓增益=第79頁，課件共187頁，創作于2023年2月§7.3負反饋對放大電路的影響基本放大電路Ao反饋回電路F

+–反饋電路的基本方程第80頁，課件共187頁，創作于2023年2月一、對放大倍數的影響Ao開環放大倍數AF閉環放大倍數反饋深度定義：第81頁，課件共187頁，創作于2023年2月同相，所以則有：負反饋使放大倍數下降。引入負反饋使電路的穩定性提高。(2)中，(1)(3)若稱為深度負反饋，此時在深度負反饋的情況下，放大倍數只與反饋網絡有關。第82頁，課件共187頁，創作于2023年2月二、改善波形的失真Aouiuo加反饋前加反饋后ufuiudAoF+–

改善uouo負反饋只能減小反饋環內的非線性失真第83頁，課件共187頁，創作于2023年2月三、對輸入、輸出電阻的影響1.串聯負反饋使電路的輸入電阻增加：2.并聯負反饋使電路的輸入電阻減小：例如:射極輸出器理解：串聯負反饋相當于在輸入回路中串聯了一個電阻，故輸入電阻增加。理解：并聯負反饋相當于在輸入回路中并聯了一條支路，故輸入電阻減小。第84頁，課件共187頁，創作于2023年2月3.電壓負反饋使電路的輸出電阻減小：例如:射極輸出器理解：電壓負反饋目的是阻止

uo的變化，穩定輸出電壓。放大電路空載時可等效右圖框中為電壓源：輸出電阻越小，輸出電壓越穩定，反之亦然。roesouoRLRL變化，若Vo穩定則有Ro0。第85頁，課件共187頁，創作于2023年2月理解：電流負反饋目的是阻止

io的變化，穩定輸出電流。放大電路空載時可等效為右圖框中電流源：輸出電阻越大，輸出電流越穩定，反之亦然。4.電流負反饋使電路的輸出電阻增加：roisoioRLRL變化，若Io穩定則有Ro

。第86頁，課件共187頁，創作于2023年2月引入負反饋使電路的通頻帶寬度增加：fABo

Ao

AF

BF四、對通頻帶的影響

頻率響應是放大電路的重要特性之一。在多級放大電路中，級數越多，增益越大，頻帶越窄。引入負反饋后，可有效擴展放大電路的通頻帶。第87頁，課件共187頁，創作于2023年2月低頻增益表達式高頻增益表達式第88頁，課件共187頁，創作于2023年2月無反饋時引入反饋時可見，放大器引入負反饋以后，其下限頻率降低，上限頻率升高，通頻帶變寬。增益*帶寬=常數第89頁，課件共187頁，創作于2023年2月放大電路引入負反饋的一般原則

要穩定放大電路的靜態工作點Q，應該引入直流負反饋。要改善放大電路的動態性能（如增益的穩定性、穩定輸出量、減小失真、擴展頻帶等），應該引入交流負反饋。要穩定輸出電壓，減小輸出電阻，提高電路的帶負載能力，應該引入電壓負反饋。第90頁，課件共187頁，創作于2023年2月

要穩定輸出電流，增大輸出電阻，應該引入電流負反饋。要提高電路的輸入電阻，減小電路向信號源索取的電流，應該引入串聯負反饋。要減小電路的輸入電阻，應該引入并聯負反饋。

注意，在多級放大電路中，為了達到改善放大電路性能的目的，所引入的負反饋一般為級間反饋。負反饋對放大電路性能的改善是以犧牲放大倍數作為代價換來的。第91頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4負反饋放大電路的分析方法

深度負反饋的特點

各種反饋組態的近似計算

7.4.1

深度負反饋條件下的近似計算

舉例第92頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4.1深度負反饋條件下的近似計算1.深度負反饋的特點①閉環增益只與反饋網絡有關或②輸入量近似等于反饋量，或凈輸入量近似等于零由此可得深度負反饋條件下，基本放大電路“兩虛”的概念深度負反饋時第93頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4.1深度負反饋條件下的近似計算1.深度負反饋的特點串聯負反饋，輸入端電壓求和深度負反饋條件下虛短虛斷虛短虛斷并聯負反饋，輸入端電流求和第94頁，課件共187頁，創作于2023年2月輸入量近似等于反饋量，凈輸入信號接近于0

反饋環內參數理想：串聯負反饋：串聯負反饋：電壓負反饋：電流負反饋：深電壓負反饋：電壓放大倍數與負載及管參數無關。

深電流負反饋：電壓放大倍數與負載有關，與管參數無關。閉環增益AF（廣義量）：僅取決于反饋系數F。深度負反饋特點：第95頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋組態的近似計算（1）電壓串聯負反饋由虛斷則忽略輸入電流在反饋網絡的影響，反饋系數為閉環電壓增益電壓增益由虛短第96頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋組態的近似計算閉環輸入電阻設負載開路，且忽略反饋網絡的負載效應比無反饋時增加了Rif第97頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋組態的近似計算（1）電壓串聯負反饋閉環輸出電阻比無反饋時減小了Rof由虛斷第98頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋組態的近似計算（2）電流并聯負反饋利用虛短和虛斷反饋系數閉環電流增益閉環電壓增益則第99頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋組態的近似計算（2）電流并聯負反饋同樣利用虛短和虛斷反饋系數為閉環電流增益閉環電壓增益有參考方向不同時（結果不同）第100頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋組態的近似計算（3）電壓并聯負反饋反饋系數閉環互阻增益閉環電壓增益利用虛短和虛斷第101頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋組態的近似計算（4）電流串聯負反饋則反饋系數閉環互導增益閉環電壓增益利用虛短和虛斷可知第102頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.4.1深度負反饋條件下的近似計算2.

各種反饋組態的近似計算另一近似計算方法閉環電壓增益利用虛短和虛斷可知第103頁，課件共187頁，創作于2023年2月例電路如圖所示，近似計算它的電壓增益。閉環互導增益閉環電壓增益解：忽略基極直流偏置電路后的交流通路如下圖所示電路為電流串聯負反饋則反饋系數為對比可知電路必須滿足深度負反饋條件才有此結論在深度負反饋條件下，利用虛短和虛斷可知第104頁，課件共187頁，創作于2023年2月例求：(1)大環反饋組態

(2)局部反饋組態閉環互阻增益閉環電壓增益在深度負反饋條件下，利用虛短和虛斷可知解：(1)電壓并聯負反饋則反饋系數為(3)深度負反饋下大環的閉環電壓增益。(2)T2電流串聯負反饋T3電流串聯負反饋T2和T3級間電流串聯正反饋(3)第105頁，課件共187頁，創作于2023年2月例求：(1)大環反饋組態

(2)局部反饋組態另一分析方法解：(3)深度負反饋下大環的閉環電壓增益。(3)則所以第106頁，課件共187頁，創作于2023年2月例求：(1)判斷反饋組態；在深度負反饋條件下，利用虛短和虛斷可知解：(1)電壓串聯負反饋

(2)深度負反饋下大環的閉環電壓增益。(2)第107頁，課件共187頁，創作于2023年2月例閉環電壓增益在深度負反饋條件下，利用虛短和虛斷可知解：(1)電壓串聯負反饋則反饋系數為

(2)深度負反饋下大環的閉環電壓增益。(2)求：(1)判斷反饋組態；第108頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.5

負反饋放大電路的穩定問題

7.5.1

自激及穩定工作條件第109頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.5.1自激及穩定工作條件1.自激振蕩現象

在不加任何輸入信號的情況下，放大電路仍會產生一定頻率的信號輸出。2.產生原因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，當滿足了一定的幅值條件時，便產生自激振蕩。第110頁，課件共187頁，創作于2023年2月中頻時：為負反饋高頻或低頻時，放大器產生的附加相移達到180°時，變為正反饋。此時滿足，則仍會有輸出信號。第111頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.5.1自激及穩定工作條件3.自激振蕩條件自激振蕩反饋深度即又得自激振蕩條件幅值條件相位條件（附加相移）注：輸入端求和的相位（-1）不包含在內閉環增益第112頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.5.1自激及穩定工作條件4.穩定工作條件破壞自激振蕩條件或

當反饋網絡為純電阻網絡，且幅值用分貝數表示時，上式可寫為:其中Gm——幅值裕度，一般要求Gm10dB

m——相位裕度，一般要求

m45保證可靠穩定，留有余量。第113頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.5.1自激及穩定工作條件4.穩定工作條件用波特圖表示或Gm10dB或

m45第114頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.5.1自激及穩定工作條件5.負反饋放大電路穩定性分析環路增益的幅頻響應寫為一般與頻率無關，則的幅頻響應是一條水平線利用波特圖分析關鍵作出的幅頻響應和相頻響應波特圖水平線的交點為即該點滿足第115頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.5.1自激及穩定工作條件5.負反饋放大電路穩定性分析(2)作水平線判斷穩定性方法(1)作出的幅頻響應和相頻響應波特圖在水平線的交點作垂線交相頻響應曲線的一點(3)判斷是否滿足相位裕度

m45若該點滿足相位裕度，穩定；否則不穩定。在相頻響應的點處作垂線交于P點若P點在水平線之下，穩定；否則不穩定。或第116頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.5.1自激及穩定工作條件5.負反饋放大電路穩定性分析基本放大電基本放大

反饋深度越深，越容易自激。越大，水平線下移，越容易自激越大，表明反饋深度越深P點交在的-20dB/十倍頻程處，放大電路是穩定的。第117頁，課件共187頁，創作于2023年2月消除自激振蕩：降低主極點的頻率，拉大它與第二個極點頻率之間的距離，確保相交點在第一、第二極點頻率之間即-20dB/dec。負反饋放大電路的頻率補償技術第118頁，課件共187頁，創作于2023年2月

為消除自激，要破壞自激的幅度或相位條件。減小反饋系數F，使負反饋放大電路的頻率補償技術加入R、C元件組成校正網絡，改變環路增益的穩定特性，破壞自激條件——頻率補償。第119頁，課件共187頁，創作于2023年2月7.5.1自激及穩定工作條件思考如果在0dB線以上只有一個轉折頻率，則無論反饋深度如何，電路都能穩定工作，對嗎？（假設為無源網絡）最大為1，即0dB線以上只有一個轉折頻率，則在0dB線以上的斜率為-20dB/十倍頻程。無論反饋深度如何，P點都交在的-20dB/十倍頻程處，放大電路是穩定的。第120頁，課件共187頁，創作于2023年2月

反饋深度越深，越容易自激。

單級電路只有一個轉折頻率，附加相移最大90°，穩定。多級電路，頻率響應復雜，多個轉折頻率，附加相移大，易自激。說明第121頁，課件共187頁，創作于2023年2月凡是將放大電路輸出端的信號（電壓或電流）的一部分或全部引回到輸入端，與輸入信號迭加，就稱為反饋。若引回的信號削弱了輸入信號，就稱為負反饋。若引回的信號增強了輸入信號，就稱為正反饋。這里所說的信號一般是指交流信號，所以判斷正負反饋，就要判斷反饋信號與輸入信號的相位關系，同相是正反饋，反相是負反饋。7.1反饋的基本概念與分類§7.1.1反饋的基本概念第122頁，課件共187頁，創作于2023年2月放大器輸出輸入取+加強輸入信號正反饋用于振蕩器取-削弱輸入信號負反饋用于放大器開環閉環負反饋的作用：穩定靜態工作點；穩定放大倍數；提高輸入電阻；降低輸出電阻；擴展通頻帶。反饋網絡±疊加反饋信號實際被放大信號反饋框圖：第123頁，課件共187頁，創作于2023年2月反饋電路的三個環節：放大：反饋：疊加：負反饋框圖：基本放大電路Ao反饋回路F

+–輸出信號輸入信號反饋信號差值信號第124頁，課件共187頁，創作于2023年2月基本放大電路Ao反饋回路F

+–——開環放大倍數——閉環放大倍數——反饋系數第125頁，課件共187頁，創作于2023年2月負反饋放大器的一般關系：基本放大電路Ao反饋回路F

+–反饋深度定義：第126頁，課件共187頁，創作于2023年2月負反饋放大器的閉環放大倍數當Ao很大時，

AoF>>1：結論：當Ao很大時，負反饋放大器的閉環放大倍數與晶體管無關，只與反饋網絡有關。即負反饋可以穩定放大倍數。第127頁，課件共187頁，創作于2023年2月ufud例：Rf、RE1組成反饋網絡，反饋系數：+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf第128頁，課件共187頁，創作于2023年2月§3.2負反饋的類型及分析方法§3.2.1負反饋的類型一、電壓反饋和電流反饋電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓信號。電流反饋：反饋信號取自輸出電流信號。電壓負反饋：可以穩定輸出電壓、減小輸出電阻。電流負反饋：可以穩定輸出電流、增大輸出電阻。根據反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。第129頁，課件共187頁，創作于2023年2月RLuoRLuo電壓反饋采樣的兩種形式：采樣電阻很大第130頁，課件共187頁，創作于2023年2月電流反饋采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf采樣電阻很小第131頁，課件共187頁，創作于2023年2月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。串聯反饋：反饋信號與輸入信號串聯，即反饋電壓信號與輸入信號電壓比較。并聯反饋：反饋信號與輸入信號并聯，即反饋信號電流與輸入信號電流比較。串聯反饋使電路的輸入電阻增大；并聯反饋使電路的輸入電阻減小。二、串聯反饋和并聯反饋第132頁，課件共187頁，創作于2023年2月iifibib=i-if并聯反饋ufuiubeube=ui-uf串聯反饋第133頁，課件共187頁，創作于2023年2月三、交流反饋與直流反饋交流反饋：反饋只對交流信號起作用。直流反饋：反饋只對直流起作用。若在反饋網絡中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時反饋只對交流起作用。在起反饋作用的電阻兩端并聯旁路電容，可以使其只對直流起作用。有的反饋只對交流信號起作用；有的反饋只對直流信號起作用；有的反饋對交、直流信號均起作用。第134頁，課件共187頁，創作于2023年2月增加隔直電容C后，Rf只對交流起反饋作用。注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C第135頁，課件共187頁，創作于2023年2月增加旁路電容C后，Rf只對直流起反饋作用。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1第136頁，課件共187頁，創作于2023年2月負反饋交流反饋直流反饋電壓串聯負反饋電壓并聯負反饋電流串聯負反饋電流并聯負反饋穩定靜態工作點負反饋的分類小結第137頁，課件共187頁，創作于2023年2月§3.2.2負反饋的分析方法分析步驟：3.是否負反饋？4.是負反饋！那么是何種類型的負反饋？（判斷反饋的組態）1.找出反饋網絡（電阻）。2.是交流反饋還是直流反饋？一、反饋類型的判斷第138頁，課件共187頁，創作于2023年2月電壓反饋與電流反饋判別方法：電壓反饋一般從后級放大器的集電極采樣。電流反饋一般從后級放大器的發射極采樣。并聯反饋與串聯反饋判別方法：并聯反饋的反饋信號接于晶體管基極。串聯反饋的反饋信號接于晶體管發射極。注意：直流反饋中，輸出電壓指UCE，輸出電流指IE或IE。第139頁，課件共187頁，創作于2023年2月判斷負反饋的方法——瞬時極性法假設輸出端信號有一定極性的瞬時變化，依次經過反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號與原輸出信號的變化極性相反，則為負反饋。反之為正反饋。如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開始。如果是電流反饋，則要從輸出電流的微小變化開始。判斷時在輸入端也要反映出反饋信號與輸入信號的比較關系。第140頁，課件共187頁，創作于2023年2月例1：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此電路是電壓串聯負反饋，對直流不起作用。第141頁，課件共187頁，創作于2023年2月

分析中用到了三極管的集電極與基極相位相反這一性質。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rfubeube142第142頁，課件共187頁，創作于2023年2月

這里分析的是交流信號，不要與直流信號混淆。分析中用到的電壓、電流要在電路中標出。并且注意符號的使用規則。如果反饋對交直流均起作用，可以用全量。

當為交流反饋時，瞬時極性法所判斷的也是相位的關系。電路中兩個信號的相位不是同相就是反相，因此若兩個信號都上升，它們一定同相；若另一個信號下降而另一個上升，它們一定反相。143第143頁，課件共187頁，創作于2023年2月例2：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋并聯反饋uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯負反饋，對直流也起作用。第144頁，課件共187頁，創作于2023年2月+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif問題：三極管的靜態工作點如何提供？能否在反饋回路加隔直電容？不能！Rf為三極管提供靜態電流！Rf的作用：1.提供靜態工作點。2.直流負反饋，穩定靜態工作點。3.交流負反饋，穩定放大倍數。第145頁，課件共187頁，創作于2023年2月例3：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。電流反饋并聯反饋iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2第146頁，課件共187頁，創作于2023年2月例4：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。電流并聯負反饋。對直流也起作用，可以穩定靜態工作點。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2第147頁，課件共187頁，創作于2023年2月例5：判斷如圖電路中RE1、RE2的負反饋作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie電流串聯反饋RE2對交流反饋不起作用1.對交流信號：ieueube=ui-ueibieRE1：電流串聯負反饋。第148頁，課件共187頁，創作于2023年2月2.對直流信號：RE1、RE2對直流均起作用，通過反饋穩定靜態工作點。反饋過程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UB–UEIBIE第149頁，課件共187頁，創作于2023年2月例6：判斷如圖電路中RE3的負反饋作用。+UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=ui–ufuc1uc2ib3ie3電流串聯負反饋，對直流不起作用。第150頁，課件共187頁，創作于2023年2月二、負反饋放大電路的放大倍數方法一：當電路比較簡單時，可直接用微變等效電路分析。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：第151頁，課件共187頁，創作于2023年2月放大倍數穩定性的比較：

=60時,

Ao

=-93

=50時,Ao=-77

=60時,AF=-19.4

=50時,AF

=-18.6無負反饋時：有負反饋時：RB1=100k

RB2=33k

RE=2.4k

RE1=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15Vrbe=1.62k

第152頁，課件共187頁，創作于2023年2月性能比較：結論:(1)輸入電阻提高了。

(2)放大倍數減小了，但穩定了，即受晶體管的影響減小。無RF有RF放大倍數-93-19.4輸入電阻1.52k

5.9k

輸出電阻5k

5k

RB1=100k

RB2=33k

RE=2.4k

RE1=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15Vrbe=1.62k

第153頁，課件共187頁，創作于2023年2月方法二：從負反饋電路的閉環放大倍數的公式出發。先計算Ao和F。計算AF。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例：第154頁，課件共187頁，創作于2023年2月F

-0.1/(5//5)=-0.04RB1=100k

RB2=33k

RE=2.4k

RE1=100

RC=5k

RL=5k

=60EC=15Vrbe=1.62k

與方法一的計算結果基本相同。第155頁，課件共187頁，創作于2023年2月方法三：放大倍數的近似計算。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例1：若（1+

）RF>>rbe,則與方法一比較：在深度負反饋下，兩種方法結果一致。第156頁，課件共187頁，創作于2023年2月RB+ECC1C2RERLuiuo例2：射極跟隨器性能：（1）放大倍數

1（2）輸入電阻大（3）輸出電阻小反饋形式：電壓串聯負反饋第157頁，課件共187頁，創作于2023年2月放大倍數的近似計算：若（1+

）R′L>>rbe

,則AF

1因為uf=uo，所以F=uf/uo=1（1）用公式：（2）用反饋放大器進行計算：AF=

1/F

1第158頁，課件共187頁，創作于2023年2月一.反饋的概念1.定義：

*凡是將放大電路(或某個系統)輸出端的信號(電壓或電流)的一部分或全部通過某種電路(反饋電路)引回到輸入端，則稱為反饋。

*若引回的反饋信號削弱輸入信號而使放大電路的放大倍數降低，則稱這種反饋為負反饋。

*若反饋信號增強輸入信號，則為正反饋。3.2放大器中的反饋第159頁，課件共187頁，創作于2023年2月2.方框圖：如圖3.4所示圖3.4

放大電路方框圖反饋信號削弱凈輸入信號，故稱為負反饋；反饋信號增強凈輸入信號，故稱為正反饋。(a)無反饋(b)有反饋3.組成：引入反饋的放大電路是由放大環節、反饋環節和比較環節三部分組成。第160頁，課件共187頁，創作于2023年2月圖3.5分別示出上述幾種反饋形式的框圖圖3.5幾種反饋形式的框圖(a)串聯電流負反饋(b)并聯電流負反饋(c)串聯電壓負反饋(d)并聯電壓負反饋第161頁，課件共187頁，創作于2023年2月二.反饋性質和類型的判斷.(交流負反饋的判斷)1.串聯電流負反饋:交流通路RB1+UCCRCRB2RLUiUoReRB1RCRB2RLUoReUiUfUbe判斷電路中有無交流反饋視其交流通路中,輸入回路與輸出回路間有無起聯系的元件.1).Re為反饋元件.2).Ui、Ube、Uf在輸入回路中以環路形式出現---串聯反饋.3).Uf=IeRe,Uf正比于輸出電流---電流反饋.4).根據瞬時極性法判斷反饋性質++UfUbe減小,所以是負反饋第162頁，課件共187頁，創作于2023年2月2.并聯電壓負反饋:+UCCRCC2C1RfuoiiibifRSuSRL1).Rf為反饋元件2).反饋在輸入回路以電流形式影響輸入信號,ii、ib、if以節點的形式出現----并聯反饋.3).4).負反饋+_反饋量If與輸出電壓成正比-----電壓反饋第163頁，課件共187頁，創作于2023年2月3.串聯電壓負反饋:C1RB1RC1RB21RB22C2UoUiT1RfRE1Uf+RC2RE2CEC3+UCCT2+__Ube+串聯電壓負反饋第164頁，課件共187頁，創作于2023年2月增加隔直電容C后，Rf只對交流起反饋作用。注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C第165頁，課件共187頁，創作于2023年2月增加旁路電容C后，Rf只對直流起反饋作用。交流無反饋作用.C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1第166頁，課件共187頁，創作于2023年2月4.并聯電流負反饋:C1RB1RC1RB21RB22RC2Re2C3C2+UCC+–T1T2RfRE1RSUSIiIbIf+---UoUe2并聯電流負反饋第167頁，課件共187頁，創作于2023年2月小結:1.反饋從輸出電壓取出----電壓反饋,否則為電流反饋.2.反饋引回射極----串聯反饋,引回到基極----并聯反饋.3.瞬時極性法:集電極與基極反相,射極與基極跟隨,串聯反饋將Rf在輸出回路的瞬時極性拉回看Ube的增減,Ube減小為負反饋.并聯反饋則根據瞬時極性看If的流向可知Ib的增減,使Ib減小則為負反饋.第168頁，課件共187頁，創作于2023年2月例1：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的類型。并聯反饋uouiiiiBifRE2RfRE1RC1RC2+UCC+--采用瞬時極性法得知Rf在輸出回路的瞬時極性為負,反饋電流if從正流向負,使iB減小,所以為負反饋.-電流反饋第169頁，課件共187頁，創作于2023年2月例2：判斷如圖電路中RE3的級間交流反