1、7.1 反馈的基本概念与分类,7.2 负反馈放大电路的方框图及增 益的一般表达式,7.3 负反馈对放大电路性能的改善,7.4 负反馈放大电路的分析方法,7 反馈放大电路,7.5 负反馈放大电路的稳定问题,反馈的概念,反馈（Feedback）,输出信号通过反馈网络反向馈送到输入端。信号经XidXoXfXid构成环形。所以反馈放大电路又称为闭环放大电路。与此相对应，A为基本放大电路，也称为开环放大电路。,定义：Xi输入信号Xid基本放大电路的输入信号（净输入信号）XF反馈信号XO输出信号A 放大网络F 反馈网络,反馈的分类,Xid=Xi+ Xf如果|Xid| |Xi|-正反馈|Xid| |Xi|-
2、负反馈,判断方法：瞬时极性法,瞬时极性法：将闭环回路在反馈通路与输入回路的连接处断开（变为开环），假定某时刻电路的输入信号为正极性（方向），分析反馈回输入回路的信号极性（方向）。 如果反馈信号使放大器得到的输入信号加强，则为正反馈； 如果反馈信号使放大器得到的输入信号减弱，则为负反馈。,判断方法：1.若反馈网络中串接了隔直电容则只对交流信号起反馈作用；2.若在反馈电阻两端并联电容，则只对直流信号起反馈作用。,直流反馈-从输出端取出直流信号送回输入端 作用是稳定工作点交流反馈-从输出端取出交流信号送回输入端 作用是提高放大器的各项交流性能。一个反馈环路里可能同时存在交流反馈和直流反馈。,指的是输
3、入信号Xi和反馈信号Xf的叠加形式。判断方法：输入信号及反馈信号加到放大器的同一个输入端，称为并联反馈；否则为串联反馈。,指的是反馈信号Xf在输出端的采样形式。反馈信号取自输出电压-电压反馈（稳定输出电压）反馈信号取自输出电流-电流反馈（稳定输出电流）,判断方法：输出端短路法,输出端短路法：vo=0时反馈不存在，则为电压反馈；vo=0时反馈仍然存在，为电流反馈。,输入端：反馈信号在输入端的联接分为串联和并联两种方式。输出端：反馈信号在输出端分为取电压和取电流两种方式。由此可组成四种组态： 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联,内部反馈,外部反馈,R3、R5为本级反馈；R2为级间反馈,反馈类型
4、的判断,（1）判断电路中是否有反馈（2）判断是交、直流反馈；级间、本级反馈（3）判断是负（正）反馈：瞬时极性法（假设输入信号源是正的，分析反馈回来信号的正负）。（4）判断具体的反馈组态：a.判断是电压（电流）反馈：看输出端（Rf与RL并联为电压反馈，Rf与RL串联为电流反馈）。b.判断串联（并联）反馈：看输入端（ Rf与Vi串联还是并联）。,例：判断电路中是否存在反馈,无反馈,有反馈，反馈通路：R2,有反馈，反馈通路：R1，R2,有反馈，反馈通路：Rf，Re1,增加隔直电容C后,Rf只对交流起反馈作用。注:本电路中C1、C2也起到隔直作用。,增加旁路电容C后,Rf只对直流起反馈作用。,+,+,
5、开环时 iD =iI闭环时 iD =iI+ iF 正反馈,+,+,+uD-,uF,+,-,-,开环时iD =iI闭环时iD =iI iF 交、直流负反馈,+,+,+ Vd -,vF,无Re时vD =vi 有Re时vD =vi vF 交、直流负反馈,+,+,+,+vD-,vF,vI,vO,开环时vD =vI闭环时vD =vI vF 交、直流负反馈,+,-,+,- vD+,vF,开环时vD =vI闭环时vD =vI vF 交、直流负反馈,+,-,+,+vD-,vF,开环时vD =vI闭环时vD =vI vF 交、直流负反馈,(+),(+),(-),(-),开环时vD =vI闭环时vD =vI vF
6、（-)= vI +|vF| 正反馈,电压串联负反馈,电压串联负反馈,电压串联负反馈,电流并联负反馈,电压串联负反馈,全局反馈：电压串联负反馈,全局反馈：电流串联负反馈,直流反馈,交流反馈 电压串联负反馈,全局反馈：电压并联负反馈,电压并联负反馈,电压串联交直流负反馈,Vi,电流串联交直流负反馈,电压并联交流正反馈,Vi,电流串联直流负反馈,电流并联直流负反馈,电压串联交流正反馈,电压串联交直流负反馈,R1、R2：电流并联直流负反馈R4：电压串联交直流负反馈,图示电路有无反馈，是直流还是交流反馈，是正反馈还是负反馈；若为交流负反馈，其组态为哪种？,1、若第三级从射极输出，则电路引入了哪种组态的交
7、流负反馈？2、若在第三级的射极加旁路电容，则反馈的性质有何变化？3、若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨接电阻，则反馈的性质有何变化？,图示电路(1)有无反馈，是直流还是交流反馈，是正反馈还是负反馈?(2)如何引入电流并联负反馈?(3)如何引入电压并联负反馈?(4)如何引入电压串联负反馈?(5)如何引入电流串联负反馈?,反馈概念的总结,反馈,瞬时极性法,反馈通路,输入端,输入端,输出端,负反馈的四种类型,1）电压串联负反馈,2）电流串联负反馈,4）电流并联负反馈,负反馈的表示方法,1、负反馈的方框图表示法,2、负反馈放大电路的一般表达式,反馈系数,闭环增益,因为,所以,信号 在四种
8、反馈阻态中的具体形式,3. 反馈深度的讨论,引入深度负反馈后，电路增益基本与放大电路的内部参数和负载无关(只要负载不使A下降太多)。,4. 环路增益,将输入信号短路，把环路在某点断开，叫做开环方框图。,负反馈对放大电路性能的影响,1.增加放大倍数的稳定性 仅考虑幅值的稳定性，不考虑其相位关系。,负反馈可以对放大电路的各项主要指标产生影响，通常这 些影响对放大器的性能会有所改善。,若A不够稳定，则A的变化会引起Af的变化,再对上式两边同除以Af，则,2.扩展频带,其中：Amf-闭环中频放大倍数，fhf-闭环上限频率于是得到即闭环时的频率上限增加到开环时的（1+AmF）倍。,用同样的方法可以得到即
9、闭环时的频率下限为开环时的1/（1+AmF）。,在波特图上频率的上、下限都拓展了同样的距离。,3.减小非线性失真,闭环时增益减小，线性度变好。,4.对输出电阻的影响,1)电压反馈型,+VO-,无反馈时电路的输出电阻是指电路的开环（基本放大器）的输出电阻：,2)电流反馈型,引入电流负反馈后输出电阻是原电路输出电阻的(1+AF)倍,使输出电流稳定.,5.对输入电阻的影响,1)串联反馈型,rid为运放的差模输入电阻引入串联反馈后电路的输入电阻是原输入电阻的（1+AF）倍,2)并联反馈型,并联反馈使输入电阻减小为原来的1/(1+AF)倍,引入负反馈后，当|1+AF|10时，电路工作在深度负反馈状态，且
10、电路一定工作在线性状态。此时：,不同的反馈组态，表达式中取不同的量：电压反馈：Xo为电压；电流反馈：Xo为电流。串联反馈：Xi、Xf、Xid取电压；并联反馈：Xi、Xf、Xid取电流。,负反馈放大电路的分析,分析方法：估算法、方框图法,1)电压串联负反馈典型电路,深度负反馈条件下：,输入电阻：,输出电阻：,电压串联负反馈电路举例,方法1,2)电压并联负反馈典型电路,方法2,电压并联负反馈电路举例,输入端电压相加减；VO为0时，有反馈,3)电流串联负反馈典型电路,方法1,方法2,电流串联负反馈电路举例,输入端电流相加减；VO为0时，有反馈,4)电流并联负反馈典型电路,方法一：深度负反馈时,方法二
11、：运放输入端虚短、虚断,电压放大倍数,反馈分类总结,分类: 正反馈和负反馈-瞬时极性法 直流反馈和交流反馈-电容的接法 电压反馈和电流反馈-负载短路法 串联反馈和并联反馈-两个信号接法负反馈的四种组态： 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联,反馈组态总结,引入负反馈的一般原则,分析负反馈放大电路的一般步骤,(1) 找出信号放大通路和反馈通路,(2) 用瞬时极性法判断正、负反馈,(3) 判断交、直流反馈,(4) 判断反馈组态,(5) 标出输入量、输出量及反馈量,(6) 估算深度负反馈条件下电路的,例1：简单电路的计算,深度负反馈时：,方法1：,方法2：,例2：电路如图所示，近似计算它的电压增益
12、。,闭环增益,闭环电压增益,解：,忽略基极直流偏置电路后的交流通路如下图所示。,电路为电流串联负反馈,解： (1)电压并联负反馈(2) T2 电流串联负反馈 T3 电流串联负反馈T2和T3级间电流串联正反馈,(3)在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知,例3：(1)大环组态；(2)二、三级局部组态；(3)深度负反馈下大环的闭环电 压增益 。,例4：(1)判断反馈组态；(2)深度负反馈下大环的闭环电压增益 。,(2)在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知,解：(1)电压串联负反馈,闭环电压增益,负反馈自激及稳定工作条件,1. 自激振荡现象,在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信
13、号输出。,2. 产生原因,在高频区或低频区产生的附加相移达到180，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。,3. 自激振荡条件,自激振荡,反馈深度,即,又,得自激振荡条件,幅值条件,相位条件（附加相移）,闭环增益,4. 稳定工作条件,破坏自激振荡条件,或写为,其中,Gm幅值裕度，一般要求Gm -10dB,m相位裕度，一般要求m 45,保证可靠稳定，留有余地。,负反馈自激电路实例,中频时，V1和V6反相，电路为负反馈放大电路,V,低频时，每个电容电流都超前一定角度。三个电容就可能达到1800，使V1和V1变为同相。,单级放大电路只含一个RC网络，附加相移小于90o，稳定两级放大电路含两个RC网络，附加相移小于180o，稳定三级放大电路的附加相移可达270o，必然有一个频率点使得附加相移刚好为180o，有可能发生振荡为了使负反馈放大电路稳定工作，反馈环最好不要超过三级。,5. 负反馈放大电路稳定性分析,环路增益的幅频响应写为,利用波特图分析,即该点满足,基本放大电,基本放大,反馈深度越深，越容易自激。,
