1、1,第七章 反馈放大电路,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,7.5 负反馈放大电路的稳定问题,2,7.1 反馈的基本概念及类型,一. 反馈的基本概念所谓反馈，就是在电子系统中把输出回路的电量（电压或电流）馈送到输入回路的过程。在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量(输入电压或输入电流)的措施称为反馈。, 对输出量取样：电压 or 电流, 存在一个反向传输信号的电路, 影响效果：增大 or 减小, 影响输入量：电
2、压 or 电流,正反馈、负反馈,反馈的定义中包含4层含义：,有无反馈的判断,电压反馈、电流反馈,串联反馈、并联反馈,什么是反馈？,3,反馈放大电路的方框图：,(b) 有反馈,比较环节,取样环节,开环,闭环,4,反馈举例,反馈通路信号反向传输的渠道,开环 无反馈通路,闭环 有反馈通路,反馈通路 （反馈网络）,信号的正向传输,有无反馈判断： 若有反馈通路（闭环） 则引入了反馈,以上两种反馈有何不同？,5,反馈信号削弱净输入信号，故称为负反馈；,反馈信号增强净输入信号，故称为正反馈。,(1)正反馈与负反馈,正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大,负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小,从另一
3、角度来看：,二. 电路中的反馈形式,6,正反馈和负反馈的判断：,在放大电路的输入端，假设一个输入信号对地的极性，用“+”、“-”表示。按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。,以上输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地而言，这样才有可比性。,瞬时极性法,7,举例：,(+),(+),(-),(-),净输入量,(+),(+),(-),(-),净输入量,负反馈,正反馈,反馈通路,反馈通路,8,例：,(+),(-),(-),(-),(-),净输入量,负反馈,反馈通路,(+),(+),(+),净输入量,负反馈,反
4、馈通路,9,正反馈与负反馈的作用效果,某种原因（温漂）,稳定,不稳定,反馈信号和输入信号加于输入回路一点时，瞬时极性相反的是负反馈，瞬时极性相同的为正反馈。,反馈信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极性相同的为负反馈，瞬时极性相反的是正反馈。,对三极管来说，“两点”是指基极和发射极，对运算放大器来说是指同相输入端和反相 输入端。,总结：,负反馈,负反馈,负反馈,负反馈,(+),(-),(+),(-),(+),(+),(+),(+),Very Important!,11,(2)交流反馈与直流反馈,根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。取决于反馈通路。,例：,(+),(
5、+),(+),(+),交、直流负反馈,(+),分别画出直流和交流通路，考察反馈通路是否存在，来进行判别,直流负反馈,12,(3)本级反馈与级间反馈,(+),(+),(+),(+),(-),(-),级间负反馈,净输入量,级间反馈通路,13,输入端：反馈信号在输入端比较方式分为串联和并联两种方式。 输出端：反馈信号在输出端取样方式分为电压取样和电流取样两种方式。,电流并联负反馈,电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈,三. 负反馈的四种组态,四种负反馈组态：,14, 影响的输入量：电压 or 电流 串联反馈、并联反馈,判断方法,串联反馈和并联反馈的判断方法：,根据电路连接方式：,15,举例
6、,(+),(+),(-),(-),(-),(+),(+),(+),(+),并联负反馈,串联负反馈,16,并联反馈：反馈量xf 和 输入量 xi 接于同一输入端；,串联反馈：反馈量xf 和 输入量 xi 接于不同的输入端,电压反馈：反馈量取样自输出电压，与输出电压成正比。若将负载短路，反馈量 xf0。,电流反馈：反馈量取样自输出电流，与输出电流成正比。若将负载短路，反馈量 xf 0。,17,7.1.2 四种类型的反馈组态, 电压串联, 电压并联, 电流串联, 电流并联,18,例1： 电路如下图所示，试分析其反馈类型。,信号的正向传输,反馈通路 （反馈网络）,类型：电压并联负反馈,反馈元件RF ；
7、,瞬时极性法判断正负反馈,(+),(+),(-),(-),19,例2. 电路如下图所示，试分析其反馈类型。,类型：电流并联负反馈,(+),(-),(-),(-),(-),信号的正向传输,反馈通路 （反馈网络）,信号的正向传输,20,例3. 电路如下图所示，试分析其反馈类型。,电路存在有两种反馈类型,T , IC, IE,IC, VE、VB不变, UBE , IB,（反馈控制）,(2)直流反馈,(1)交流反馈,类型：电流串联负反馈,21,例4. 判别下图所示电路的反馈类型。,反馈元件RF ；,瞬时极性法判断正负反馈,iid = ii if,类型：电压并联负反馈,反馈通道 (反馈网络),(-),(
8、-),(+),信号的正向传输,22,例5. 判别图所示电路的反馈类型。,解: R1 、RF 反馈元件；,瞬时极性法判断正负反馈,类型:电压串联负反馈,vf,vid = vi vf,(+),(+),(+),23,例6. 电路如图所示，试判别反馈类型.,瞬时极性法判断正负反馈。,解：反馈元件RF、R；,iid = iiif,类型：电流并联负反馈,(+),(-),(-),24,电压并联负反馈,电流并联负反馈,电压串联负反馈,25,电压串联负反馈,电压负反馈可以稳定输出电压：,26,电压并联负反馈,电压负反馈可以稳定输出电压：,27,电流串联负反馈,电流负反馈可以稳定输出电流：,28,电流并联负反馈,
9、电流负反馈可以稳定输出电流：,29,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,四种组态的比较,30,(+),(-),(-),(+),(+),(+),(+),(+),(+),例,31,分立元件反馈电路,(+),(+),(-),(-),(+),(+),电压串联负反馈,32,增加旁路电容C后，Rf 只对直流起反馈作用。,33,电压反馈、电流反馈、串联反馈、并联反馈见下表,34,1. 表达式推导,开环增益,反馈系数,闭环增益,7.2 反馈放大电路增益的一般表达式,即,闭环增益的一般表达式,对信号源的增益,35,2. 反馈深度,一般负反馈,称为反馈深度,深度负反馈,正反馈,自激振荡
10、,36,上式说明，在深度负反馈时，闭环放大倍数Af 仅与反馈电路的参数有关。,当负反馈为深度负反馈时，即 ，有:,37,负反馈放大电路参数的意义,38,一. 深度负反馈条件下的近似计算,7.4 负反馈放大电路的分析及近似计算,1. 深度负反馈的特点,深度负反馈时，有：, 闭环增益只与反馈网络有关,或, 输入量近似等于反馈量，,或净输入量近似等于零,由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念,39,串联负反馈，输入端以电压形式比较。,深度负反馈条件下,虚短,虚断,虚短,虚断,并联负反馈，输入端电流求和,1. 深度负反馈的特点,40,例1：电路如图所示，在深度负反馈条件下，试近似计算它的
11、电压增益.,方法一：,分析可知电路为电压串联负反馈,方法二：利用“虚短”概念，求Auf,二. 应用举例,41,例2. 反相比例运算放大电路，电路如图所示，求Auf。,解：根据“虚断”、“虚短”分析，有,称反相输入端此时“虚地”。,由图可列出：,反相比例运算,（虚断）,（虚短）,42,例3.电路如图所示，试近似计算它的源电压增益Auf。,解：电流并联负反馈根“虚断”、“虚短”，有,反馈系数为,闭环电流增益,闭环源电压增益,43,例4.电路如下图所示，为了稳定放大器的输出电压，并提高输入电阻，应引入何种级间负反馈，并在图中画出。,分析结果：应采用电压串联负反馈。,44,7.3 负反馈对放大电路性能
12、的影响,分析：,一. 提高放大电路增益的稳定性,对A求微分，得,即闭环增益相对变化量比开环闭环增益相对变化量减小了(1+AF)倍，,放大倍数的稳定性提高到开环时的(1+AF)倍。,45,二. 减小非线性失真,(减小反馈环内的非线性失真),加反馈前,加反馈后,失真,改善,46,三. 扩展通频带,Am为中频区开环放大倍数； AF为中频区闭环放大倍数； fH 为上限截止频率；,开环幅频响应,闭环幅频响应,可见，引入负反馈可拓宽放大器的通频带，拓宽的程度与负反馈的反馈深度有关。,47,四. 抑制反馈环内的干扰和噪声,信噪比：,信噪比：,48,串联负反馈 ,并联负反馈 ,电压负反馈 ,电流负反馈 ,输入
13、电阻,输入电阻,稳定输出电压 输出电阻,稳定输出电流 输出电阻,输入电阻:,输出电阻:,三、对输入、输出电阻的影响,49,(1) 串联负反馈 输入电阻,无反馈时：,有反馈时：,50,(2) 并联负反馈 输入电阻,无反馈时：,有反馈时：,51,电压负反馈稳定输出电压（当负载变化时）恒压源输出电阻小。,(1) 电压负反馈使输出电阻减小,电流负反馈稳定输出电流（当负载变化时）恒流源输出电阻大。,(2) 电流负反馈使输出电阻提高,(2) 负反馈对输出电阻的影响,52,为改善放大电路性能引入负反馈的一般原则,要稳定直流量,引直流负反馈,要稳定交流量,引交流负反馈,要稳定输出电压,引电压负反馈,要稳定输出
14、电流,引电流负反馈,要增大输入电阻,引串联负反馈,要减小输入电阻,引并联负反馈,参考（表7.3.2）归纳总结,53,思考： 如果需要实现下列要求，在交流放大电路中应引入哪种类型的负反馈? (1) 要求输出电压uo基本稳定,并能提高输入电阻。 (2) 要求输出电流 io 基本稳定,并能减小输入电阻。 (3) 要求输出电流 io 基本稳定，并能提高输入电阻。,54,7.5 负反馈放大电路的稳定问题,负反馈对放大电路性能的改善取决于反馈深度,或环路增益,的大小，,值越大，电路的性能越好。,但是如果反馈过深，有时放大电路就不能稳定工作，而产生震荡现象，称电路自激。,55,负反馈放大电路的自激及稳定工作的条件,相当于放大倍数无穷大，电路无输入，,放大电路也有输出，这时放大电路产生自激。,产生自激的条件：,56,产生自激的条件,负反馈放大电路要稳定工作就要破坏上述两个条件。,57,电压并联负反馈,58,电流串联负反馈,59,电流并联负反馈,60,电压串联负反馈,61,电压并联负反馈,62,引入电流并联负反馈,63,
