1、电 子 学 基 础,制作：王林炜,第四章 反馈放大器,1. 反馈的基本概念与分类 2. 负反馈的基本类型 3. 负反馈对放大器性能的影响4. 深负反馈放大器的分析计算,第四章 反馈放大器,1. 反馈的基本概念和分类,一、反馈的基本概念二、反馈的分类,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,将放大器的输出信号(电压或电流) 的一部分或全部，通过一定的方式，反送到放大器的输入回路来影响输入量(电压或电流)的一种连接方式。,一、反馈的基本概念,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,一、反馈的基本概念,反馈,图4-1 反馈概念方框图,信号有两个不同的传递方向,从输入到输出的信号流向,
2、放大,从输出到输入的信号流向,反馈,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,一、反馈的基本概念,判断一个电路是否存在反馈，可根据电路中是否有反馈通路来判断。,一、反馈的基本概念,输出信号反送到输入回路的通路,反馈通路,开环,闭环,放大电路不存在反馈,放大电路存在反馈,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,二、反馈的分类,二、反馈的分类,器件内部产生的反馈,内部反馈,通过外部元件引入的反馈,外部反馈,根据反馈极性的不同,反馈信号增强外加输入信号使净输入信号增加提高了放大器放大倍数的反馈,反馈信号消弱外加输入信号使净输入信号减小使放大器放大倍数下降的反馈,为了判断引入的反馈是正反
3、馈还是负反馈，可以采用瞬时极性法。即先假定输入信号为某一个瞬时极性，然后逐级推出电路其他有关各点瞬时信号的变化情况，最后判断反馈到输入端的瞬时极性是增强还是削弱原来的输入信号。(在电路中用符号、分别表示瞬时极性的正或负，代表该点瞬时信号的变化为增大或减小)。,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,二、反馈的分类,二、反馈的分类,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,二、反馈的分类,二、反馈的分类,根据反馈信号的交、直流性质,反馈信号中只包含直流成分,反馈信号中只包含交流成分,直流反馈的作用是稳定静态工作点，而对放大电路的各项动态性能(如放大倍数、通频带、输入电阻、输出电阻等
4、)没有影响。,交流负反馈将对放大电路的各项动态性能产生不同的影响，是用以改善电路动态技术指标的主要手段，也是本章主要讨论的内容。,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,二、反馈的分类,二、反馈的分类,交流反馈,负反馈,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,二、反馈的分类,二、反馈的分类,根据反馈信号在放大电路输出端的采样方式的不同,电压反馈,电流反馈,引入电压负反馈，将使输出电压保持稳定，其效果是降低了电路的输出电阻。,引入电流负反馈将使输出电流保持稳定，因而提高了电路的输出电阻。,为了判断放大电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈，一般可假设将输出端交流短路(即令输出电压
5、等于零)，观察此时是否仍有反馈信号。如果反馈信号不复存在，则为电压反馈，否则就是电流反馈。,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,二、反馈的分类,二、反馈的分类,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,二、反馈的分类,二、反馈的分类,根据反馈信号与输入信号在放大器输入回路中求和形式的不同,串联反馈,并联反馈,判断反馈类型,反馈极性,反馈交直流性质,反馈在输出端的采样方式,反馈在输入端的求和方式,以上介绍了几种常见的反馈分类方法，除此之外，反馈还可以按其他方面来分类。例如，在多级放大电路中，可分为局部反馈和级间反馈；又如在差动放大电路中，可以分为差模反馈和共模反馈等等。此处不再
6、一一列举。,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,二、反馈的分类,二、反馈的分类,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,二、反馈的分类,二、反馈的分类,电流并联直流负反馈,电压串联交流负反馈,试分别指出各电路级间反馈类型。,【练习】,第四章 反馈放大器 1. 反馈的基本概念和分类,二、反馈的分类,电流串联交直流正反馈,电压串联交直流负反馈,电压并联交直流正反馈,电流并联交直流负反馈,2. 负反馈的基本类型,一、电压串联负反馈二、电压并联负反馈三、电流串联负反馈四、电流并联负反馈五、反馈的一般表达式,第四章 反馈放大器 2. 负反馈的基本类型,一、电压串联负反馈,第四章 反馈
7、放大器 2. 负反馈的基本类型,一、电压串联负反馈,为了便于分析引入反馈后的一般规律，常常利用方框图来表示各种组态的负反馈。,电压串联负反馈组态的方框图如图所示,图中的两个方框分别表示不加反馈时的放大网络和反馈网络,反馈电压从放大电路的输出端由电压采样而得，然后在输入回路中与外加输入电压相减后得净输入电压,在图示电路中,反馈系数为,一、电压串联负反馈,第四章 反馈放大器 2. 负反馈的基本类型,一、电压串联负反馈,二、电压并联负反馈,第四章 反馈放大器 2. 负反馈的基本类型,二、电压并联负反馈,电压并联负反馈组态的方框图如图所示,转移电阻,量纲是电导,三、电流串联负反馈,第四章 反馈放大器
8、2. 负反馈的基本类型,三、电流串联负反馈,电流串联负反馈组态的方框图如图所示,转移电导,量纲是电阻,四、电流并联负反馈,第四章 反馈放大器 2. 负反馈的基本类型,四、电流并联负反馈,电流并联负反馈组态的方框图如图所示,根据以上讨论可知，对于不同组态的负反馈放大电路来说，其放大倍数和反馈系数的物理意义和量纲都各不相同，统称为广义的放大倍数和广义的反馈系数。为了便于比较，现将四种负反馈组态的放大倍数和反馈系数分别列入表中。,第四章 反馈放大器 2. 负反馈的基本类型,表 41 四种负反馈组态的A、F之比较,第四章 反馈放大器 2. 负反馈的基本类型,五、负反馈的一般表达式,第四章 反馈放大器
9、2. 负反馈的基本类型,五、负反馈的一般表达式,输入信号,净输入信号,反馈信号,输出信号,五、负反馈的一般表达式,第四章 反馈放大器 2. 负反馈的基本类型,五、负反馈的一般表达式,负反馈放大器放大倍数的一般表达式,中频段 、 、 均为实数,反馈深度不同，负反馈放大器的特性有质的差别，表现为三种情况。,(1)、若 ，则 ，即放大器引入反馈 后，放大倍数减小了，这种反馈称为负反馈；,五、负反馈的一般表达式,第四章 反馈放大器 2. 负反馈的基本类型,五、负反馈的一般表达式,(2)、若 ，则 ，即放大器引入反馈 后，放大倍数增大了，这种反馈称为正反馈；,(3)、若 ，则 ，表明放大器虽然没 有输入
10、信号，也有输出信号，这时放大器转变 为自激振荡器。,3. 负反馈对放大器性能的影响,一、提高放大倍数的稳定性二、扩展频带三、对输入、输出电阻的影响,第四章 反馈放大器 3. 负反馈对放大器性能的影响,一、提高放大倍数的稳定性,第四章 反馈放大器 3. 负反馈对放大器性能的影响,一、提高放大倍数的稳定性,放大电路引入负反馈以后，虽然使放大倍数有所损失，但改善了放大器的性能。其中最直接最显著的效果就是提高了放大倍数的稳定性。即在输入信号一定的情况下，当电路参数变化、电源电压波动或负载发生变化时，由于引入了负反馈，放大电路输出信号的波动大大减小，也就是说放大倍数的稳定性提高了。,一、提高放大倍数的稳
11、定性,第四章 反馈放大器 3. 负反馈对放大器性能的影响,一、提高放大倍数的稳定性,负反馈使放大倍数稳定的程度，常用引入反馈前后放大倍数的相对变量的关系式来表示。设反馈网络为电阻性的，放大器工作在中频段，则 和 均为实数，有：,求导,第四章 反馈放大器 3. 负反馈对放大器性能的影响,二、扩展频带,二、扩展频带,引入负反馈能显著地扩展放大器的频带。负反馈的深度愈深，则频带展的愈宽，但同时中频放大倍数也下降的愈多。,教材P197,增益带宽积,第四章 反馈放大器 3. 负反馈对放大器性能的影响,三、对输入、输出电阻的影响,三、对输入、输出电阻的影响,放大电路引入不同组态的负反馈后，对输入电阻和输出
12、电阻将产生不同的影响。人们经常利用各种形式的负反馈来改变输入、输出电阻，以满足实际工作对输入、输出电阻的要求。,负反馈对输入电阻的影响，只取决于反馈信号与输入信号在放大器输入回路中的求和方式，而与反馈信号在输出端的取样方式无直接关系，反馈信号在输出端的取样方式只影响输出电阻。,第四章 反馈放大器 3. 负反馈对放大器性能的影响,三、对输入、输出电阻的影响,三、对输入、输出电阻的影响,1、负反馈对输入电阻的影响, 串联负反馈对输入电阻的影响,第四章 反馈放大器 3. 负反馈对放大器性能的影响,三、对输入、输出电阻的影响,三、对输入、输出电阻的影响,1、负反馈对输入电阻的影响, 并联负反馈对输入电
13、阻的影响,第四章 反馈放大器 3. 负反馈对放大器性能的影响,三、对输入、输出电阻的影响,三、对输入、输出电阻的影响,2、负反馈对输出电阻的影响, 电压负反馈对输出电阻的影响,第四章 反馈放大器 3. 负反馈对放大器性能的影响,三、对输入、输出电阻的影响,三、对输入、输出电阻的影响,2、负反馈对输出电阻的影响, 电流负反馈对输出电阻的影响,第四章 反馈放大器 3. 负反馈对放大器性能的影响,三、对输入、输出电阻的影响,三、对输入、输出电阻的影响,通过前面对负反馈影响放大电路的输入电阻和输出电阻的分析，可以得出以下几点结论： 串联负反馈使输入电阻增大，并联负反馈使输 入电阻减小。 电压负反馈使输
14、出电阻减小，电流负反馈使输 出电阻增大。 负反馈对输入电阻和输出电阻影响的程度，均 与反馈深度1+AF有关，或增大为原来的(1+AF) 倍，或减小为原来的 。,4. 深负反馈放大器的分析计算,一、深度负反馈的特点二、深度负反馈放大器计算举例,第四章 反馈放大器 4.深负反馈放大器的分析计算,第四章 反馈放大器 4.深负反馈放大器的分析计算,一、深度负反馈的特点,一、深度负反馈的特点,负反馈,深度负反馈,深负反馈放大器的闭环放大倍数 近似等于反馈系数 的倒数。,第四章 反馈放大器 4.深负反馈放大器的分析计算,一、深度负反馈的特点,一、深度负反馈的特点,串联负反馈,并联负反馈,第四章 反馈放大器
15、 4.深负反馈放大器的分析计算,二、深度负反馈放大器计算举例,二、深度负反馈放大器计算举例,电压串联负反馈,第四章 反馈放大器 4.深负反馈放大器的分析计算,二、深度负反馈放大器计算举例,二、深度负反馈放大器计算举例,电压并联负反馈,第四章 反馈放大器 4.深负反馈放大器的分析计算,二、深度负反馈放大器计算举例,二、深度负反馈放大器计算举例,电流串联负反馈,第四章 反馈放大器 4.深负反馈放大器的分析计算,二、深度负反馈放大器计算举例,二、深度负反馈放大器计算举例,电流并联负反馈,【习题】,四版教材P231 4.2 4.3 P234 4.12,第四章 反馈放大器,习题,五版教材P174 4.2 4.3 P176 4.10,
