1、第3章 放大电路中的反馈,在基本放大电路的性能指标（如放大倍数、输入电阻、输出电阻、通频带和非线性失真等）往往不能满足实用的需要，为了改善其性能，几乎都要引入这样或那样的反馈，以构成现代电子技术中的各种实用的放大电路（如运算放大电路、高保真扩音设备及各种电子仪器、仪表所用的电路等）。负反馈对放大电路性能的影响是通过在基本放大电路外部增加一个反馈网络来实现的，而不必改变基本放大电路的内部结构，就可以在很大范围内控制它的各项参数。可以按照实际问题的需要，设计反馈放大电路，改变原始基本放大电路的各项性能指标。掌握反馈的基本概念是研究实用电路的基础。,3.1反馈的基本概念,反馈的形式,正、负反馈 交、
2、直流反馈 电压、电流反馈 串、并联反馈,组态,电压并联负反馈 电压串联负反馈 电流并联负反馈 电流串联负反馈,交、直流反馈,一、什么是负反馈？,所谓反馈，就是在电子系统中，把放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部，通过电路网络回送到输入回路，达到调节输入量（电压或电流）的连接形式。,反馈的基本概念,含有反馈电路的放大器称为反馈放大器。在反馈放大器中，放大器放大输入信号产生输出信号，而输出信号又经反馈电路反向传输到输入端，形成闭合环路，这种情况称为闭环，所以反馈放大器又称为闭环放大器。 如果一个放大器不存在反馈，即只存在放大器放大输入信号传输的途径，则不会形成闭合环路，这种情况称为开环，没
3、有反馈的放大器又称为开环放大器。因此一个放大器是否存在反馈，主要分析输出信号能否被送回输入端，即输入回路和输出回路之间是否存在反馈通路。若有反馈通路，则存在反馈，否则没有反馈。,正反馈与负反馈,正反馈 :反馈信号增强输入信号的作用，从而使放大器的放大倍数提高。,负反馈 :反馈信号削弱输入信号的作用，从而使放大器的放大倍数降低。,直流反馈与交流反馈,3直流反馈与交流反馈如果反馈量 Xf 是直流信号（只含有直流量）则称为直流反馈，因而电路中引入的是直流反馈；如果反馈量Xf是交流信号（只含有交流量），则称为交流反馈。 在很多放大电路中，常常是交、直反馈兼而有之。如图3-2 (b)所示电路中Re，电阻
4、Re上的电压既有直流量又有交流量，因而电路中既引入了直流反馈又引入了交流反馈。,图3 2负反馈放大电路,3.2 反馈的判断,321 有无反馈及反馈性质的判断将输出信号的一部分或者全部引入到输入端，与输入信号一同控制输出信号的电路为反馈电路。1有无反馈的判断在放大电路中若存在将输出回路与输入回路相连接的通路，即反馈通路，并由此影响了放大电路的净输入信号，则表明电路引入了反馈；否则电路中就没有引入反馈。如图3 - 3所示电路,3-3 有无反馈的判断,(a)没有引入反馈的电路 (b)引入反馈的电路,在放大电路中若存在将输出回路与输入回路相连接的通路，即反馈通路,2.反馈性质的判断,判断反馈的性质通常
5、采用瞬时极性法。具体做法是：规定放大电路输入信号在某一时刻对地的极性，并以此为依据，逐级判断电路中各相关点电流的流向和电位的极性，从而得到输出信号的极性，根据输出信号的极性判断出反馈信号的极性，反馈信号使基本放大电路的净输入信号增大，则说明引入了正反馈；若反馈信号使基本放大电路的净输入信号减小，则说明引入了负反馈。,图3 - 4反馈性质的判断,图3-4中(a) 通过净输入电流的变化判断反馈的性质，（b）通过净输入电压的变化判断反馈的性质,与输入端有并联结构-电流反馈,无并联结构 -电压反馈,3.2.2 反馈类型的判断,直流负反馈用来稳定静态工作点，交流负反馈用来改善放大电路的性能，下面我们来讨
6、论交流负反馈类型的判断。通常，引入了交流负反馈的放大电路称为负反馈放大电路，一个负反馈放大电路是由基本放大电路（A）和反馈网络（F）所构成。根据反馈网络与基本放大电路在输出、输入端连接方式不同，有如图3 - 6 所示四种类型（组态）的反馈电路。其中（a）为电压串联负反馈 （b）为电流串联负反馈 （c）为 电压并联负反馈 （d）为电流并联负反馈,图3 6 四种反馈类型（组态）电路方框图,1.电压反馈与电流反馈的判断,在电压反馈放大电路中，反馈信号是取自输出电压uo，并与之成比例；在电流反馈放大电路中，反馈信号取自输出电流iO，并与之成比例。因此，只要令负反馈放大电路的输出电压uo为零，若反馈信号
7、随之消失，则说明在电路中引入了电压反馈；若反馈信号依然存在，则说明在电路中引入了电流反馈。也可用另一种方法，将负载RL开路，致使iO=0，从而使If =0（或uf =0），即由输出信号引起的反馈信号消失，从而确定为电流反馈。否则，反馈信号仍存在则为电压反馈。,电压反馈电气的判断方法：,（）,（）,（）,（）,uo,Rf,短路法： 将负载短路后，由输出端进入反馈网络的能量也被短路,uf,负载短路后，uo0V，此时在 uf 端的电压也为0V：uf 0V。,这是因为：电压反馈的取样信号是来自负载上的电压。或者说采用电压反馈的目的是检测负载上的电压变化情况。所以，如果负载上的电压没有了，反馈信号不应该
8、存在。 检测负载上的电压变化情况如同用仪表测量负载电压一样应该用并联的方式。因此，反馈网络与负载是呈并联状态连接,（a）原理电路 （b）令输出电压为零时（uo=0）的交流通路 图3 7 电压反馈与电流反馈的判断（一）,电压反馈电气的判断方法：,将负载短路后，由输出端进入反馈网络的能量也被短路,电路结构特点：反馈元件与输出电压的正端相连接,判断（二）,（ a）原理电路 （b）令输出电压为零时（uo=0）的交流通路图38 电压反馈与电流反馈的判断（二）,电路结构特点：反馈元件不与输出电压的正端相连接,2.串联负反馈与并联负反馈的判断,串联负反馈与并联负反馈的区别在于基本放大电路的输入回路与反馈网络
9、的连接方式不同。若反馈信号为电压量uf ，它与输入电压ui以串联的形式进行比较求差而获得净输入电压ube（ubeui - uf）则为串联负反馈；若反馈信号为电流量if ，它与输入电流ii以并联的形式进行比较求差获得净输入电流ib（ibii - if）则为并联负反馈。,串联反馈和并联反馈,串、并联方式实质上是指反馈信号与输入信号的比较方式。因此串、并联的判断是对反馈网络与输入信号连接方式进行判断。,串联负反馈电路结构如下图所示,电路实例：,输入信号ui并非完全加载在BE结上。而是加载在BE结与Re并Rf上。反馈信号与净输入信号ube呈串联状态。,Re,Rf,ui = ube+ uf,+uf -,
10、ube,+-,串联负反馈的电气判断方法,假设将放大器的输入信号短路，如果反馈信号不为0，则为串联反馈,以右图为例：,假设将输入信号短路，由于温度变化引起的ie电流（即 : if )不会因没有输入信号而消失。因此: if0,【例3-1】 有硅晶体管T1和T2组成的反馈放大电路如图39（a）所示，试分析电路结构和其中存在的反馈，并判断其反馈类型和性质,(a)原理电路 (b)直流通路图 图39 例3-1电路,通过分析可知： 由于反馈到前级的信号取自输出电压uO，因而它是电压反馈；由于反馈信号与输入信号经rbe连接到信号源所以是串联负反馈由于反馈网络没有电容隔直，所以是直流负反馈,电流串联负反馈,电压
11、串联负反馈,RE 引入本级电流串联负反馈；,引入级间电流并联负反馈。,反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈，在同一个节点为并联反馈。,反馈取自输出端或输出分压端为电压反 馈，反馈取自非输出端为电流反馈。,规 律：,3.3负反馈对放大电路性能的影响,1 、降低放大增益 2 、提高增益稳定性 3 、对输入、输出电阻的影响,负反馈放大器的计算,负反馈放大器的一般模型,图中带箭头的线条表示各组成部分的连线及信号的传输方向，符号“”表示比较环节，节点“”表示取样点,基本放大器的放大倍数,反馈网络的反馈系数,净输入信号,反馈信号,输出信号,输入信号,负反馈放大器的计算,负反馈放大器的一般模型,根据由图得
12、到,负反馈放大器的闭环放大倍数,X o=A X id,1、提高放大倍数的稳定性,基本放大器增益: A=Xo/Xid 负反馈放大器增益: Af =Xo/Xi 反馈系数F=Xf /Xo； 反馈深度： | 1+AF |,当|1+AF|1时：,闭环增益与开环增益无关，只要用高增益放大器，工作在深度负反馈条件下，即可实现闭环增益稳定。,P151,Xo,Xi,Xf,例：对于Au分别为103、 104 、 105 ， F=0.01，计算并比较Af 的值。,解：,负反馈减小非线性失真,予失真控制信号,反馈信号,无反馈输出信号,有反馈输出信号,输入信号,负反馈只能减小反馈环内（无反馈的放大器产生的失真）所产生的
13、失真，而对于输入信号本身存在的失真，负反馈是无能为力的。可以证明，引入负反馈后，输出信号的非线性失真系数将降为无反馈时的1/(1AF)倍。,(1)输入电阻的变化串联负反馈 输入电阻增大;并联负反馈 输入电阻减小,3、改变输入电阻和输出电阻,串联负反馈 输入电阻增大,含有反馈的输入电阻等于 输入电压比输入电流, ui=ui+uf, uf=AFui,提取ui余反馈深度,净输入电压/输入电流得基本放大器的输入电阻,由此推导出基本放大器的输入电阻与反馈深度的关系：,由表达式可看出增加串联负反馈后输入电阻增大了 1AF,其中：A为基本放大器的放大倍数、F为反馈系数,同理，可推导出并联负反馈使输入电阻减小 1AF 倍,(2)输出电阻的变化电流负反馈 输出电阻增大;电压负反馈 输出电阻减小;,3、改变输入电阻和输出电阻,各种反馈方式的作用：,电压负反馈：,电流负反馈：,使得输出电压稳定、输出电阻减小。 适用于阻抗较高的负载。,使得输出电流稳定、输出电阻增大。 稳定输出电阻 RL适用于阻抗较低的负载。,串联负反馈：,使得输入电阻增大、能获得较高的输入电压。,并联负反馈：,使得输入电阻减小、能获得较高的输入电流。,且使得输入电压稳定。适用于电压源。,且使得输入电流稳定。适用于电流源。,交流、直流反馈：分别稳定交流、直流参数 结束,
