1、6.2.2 Re1=Re2=100 ,=100,VBE=0.6V,ro=100k 求：（1）Vi1=0.01V，Vi2=-0.01V时，求Vo=Vo1-Vo2（2）RL=5.6k时Vo（3）单端输出且RL=时，Vo2=？求Avd2、Avc2和KCMR2（4）求差模输入电阻、共模输入电阻和不接RL时，单端输出的输出电阻,（1）差模情况,接入负载时, 双入、双出,（1）差模情况, 双入、单出,接入负载时,单端输出,共模情况,7.4 负反馈对放大电路性能的影响,7.4.2 减小非线性失真,7.4.3 扩展频带,7.4.5 对输入电阻和输出电阻的影响,7.4.1 提高增益的稳定性,7.4.4 抑制反馈
2、环内噪声,7.4.1 提高增益的稳定性,闭环时,对A求导得：,只考虑幅值有,即闭环增益对相变化量比开环减小了1+AF,另一方面,在深度负反馈条件下有：,即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。,负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Avf 、Arf 、Agf 、Aif）,例7.4.1 某放大电路的A=1000，由于环境温度的变化，使增益下降为900，引入负反馈后，反馈系数F=0.099。求闭环增益的相对变化量。,7.4.2 减小非线性失真,闭环时增益减小，线性度变好。,只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就是失真的，即使引入负反馈，也无济
3、于事。,1开环特性 2闭环特性,7.4.3 扩展带宽,放大电路加入负反馈后，增益下降，但带宽却加宽了，如图6.14所示。,图6.14 负反馈对带宽的影响,无反馈时的带宽f = f HfL f H，有反馈时的放大电路高频段的增益为,有反馈时的带宽ffH = (1+AF) fH负反馈放大电路带宽有一个重要的特性，即增益-带宽积为常数：,7.4.4 抑制反馈环内噪声,比原有的信噪比提高了 倍,电压的信噪比：,新的信噪比,7.4.5 对输入电阻和输出电阻的影响,串联负反馈,1. 对输入电阻的影响,开环输入电阻 Ri=vid/ii,因为 vf=Fxo xo=Avid,闭环输入电阻 Rif=vi/ii,所
4、以 vi=vid+vf=(1+AF )vid,闭环输入电阻 Rif=vi/ii,引入串联负反馈后，输入电阻增加了（1+AF）倍。,7.4.5 对输入电阻和输出电阻的影响,并联负反馈,1. 对输入电阻的影响,闭环输入电阻,引入并联负反馈后，输入电阻减小了（1+AF）倍。,注意: 反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。,例如,图中R1不在环内,但是,当R1 时，反馈对Rif几乎没有影响。,7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响,2. 对输出电阻的影响,电压负反馈,闭环输出电阻,而 Xid= - Xf= - FvT,忽略反馈网络对iT的分流得：,所以,引入电压负反馈后，输出电阻减小了（1
5、+AF）倍。,7.4.5 对输入电阻和输出电阻的影响,2. 对输出电阻的影响,电流负反馈,闭环输出电阻,引入电流负反馈后，输出电阻增大了（1+AF）倍。,注意: 反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。,负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。,串联负反馈 ,并联负反馈 ,电压负反馈 ,电流负反馈 ,特别注意表7.4.1的内容,增大输入电阻,减小输入电阻,减小输出电阻，稳定输出电压,增大输出电阻，稳定输出电流,7.4.5 对输入电阻和输出电阻的影响,7.4.1 一放大电路的开环电压增益为Avo=104，当它接成负反馈放大电路时，其闭环电压增益为Av
6、f=50，若Avo变化10%，问Avf变化多少？,7.5 深度负反馈条件下的近似计算,1. 深度负反馈的特点,2. 举例,1. 深度负反馈的特点,即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关,又因为,代入上式得：,（也常写为 xf xi）,净输入信号近似等于零,由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念,输入信号近似等于反馈信号,（xid 0 ）,1. 深度负反馈的特点,串联负反馈，输入端电压求和,深度负反馈条件下xid= xi - xf 0,虚短,虚断,虚短,虚断,并联负反馈，输入端电流求和,vid= iid ri 0,在深度负反馈条件下，在放大器的输入端，“虚短”和“虚断”同时
7、存在。,2. 举例,反馈组态为电压串联负反馈。,反馈系数,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。,解：,根据虚短、虚断求解。,闭环增益（就是闭环电压增益）：,2. 举例,反馈组态为电压串联负反馈。,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。,解：,根据虚短、虚断得：,闭环电压增益：,2. 举例,电流并联负反馈,设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电流增益和闭环电压增益表达式。,解：,根据虚短、虚断得：,闭环电流增益为：,7.6 负反馈放大电路设计,7.6.1 设计负反馈放大电路的一般步骤,7.6.2 设计举例,7.6.1 设计负反馈放大电路的一般
8、步骤,1. 选定需要的反馈类型,2. 确定反馈系数的大小,信号源性质 恒压源（内阻小） 需要较大的输入电阻 串联负反馈 恒流源（内阻大） 需要较小的输入电阻 并联负反馈,对输出信号的要求,对输入、输出电阻的要求,对信号变换的要求（V-V、V-I、I-V、I-I ）,深度负反馈时,3. 适当选择反馈网络中的电阻阻值,尽量减小反馈网络对基本放大电路的负载效应 串联负反馈 反馈网络输出端的等效阻抗要小 并联负反馈 反馈网络输出端的等效阻抗要大,串联,并联,4. 通过仿真分析，检验设计是否满足要求,电压负反馈 反馈网络输入端的等效阻抗要大 电流负反馈 反馈网络输入端的等效阻抗要小,7.6.2 设计举例
9、,例7.6.1 用集成运放设计一个负反馈放大电路，它的输入信号来自一个内阻Rs=2k的电压源vs，负载电阻RL=50。要求该电路向负载提供的输出电压vo=10vs，且当负载变化时，输出电压趋于稳定。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。（1）选择反馈类型 （2）确定反馈系数（3）确定反馈网络电阻值,7.6.2 设计举例,例7.6.2 设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为05V，内阻Rs=500。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。,解:,驱
10、动电路需要将电压vs转换为电流io1,选用电流串联负反馈电路,解:,选用电流串联负反馈电路,所以 Rf=1k,又因为根据虚断有,深度负反馈时,7.6.2 设计举例,例7.6.2 设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为05V，内阻Rs=500。要求LED的io1=10-3vs(A)。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。,解:,仿真电路,io1与vs的呈线性关系， io1=10-3vs， 放大电路满足设计要求。,7.6.2 设计举例,例7.6.2 设计一个带负反馈的光电隔离器的驱动电路。设vs的变化范围为05V，内阻Rs=500。
11、要求LED的io1=10-3vs(A)。已知运放的Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计后仿真检验发光二极管的电流。,7.7 负反馈放大电路的频率响应,7.7.2 增益一带宽积,7.7.1 频率响应的一般表达式,7.7.1 频率响应的一般表达式,基本放大电路的高频响应,比开环时增加了,为基本放大电路通带增益,通带闭环增益,其中,同理可得,闭环上限频率,比开环时减小了,闭环下限频率,引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了,7.7.1 频率响应的一般表达式,例7.7.1 设集成运算放大器电路的增益有一个极点。电路 的开环低频电压增益Av=105，开环上限频率fH=10Hz。 试作出反馈系数F
12、v分别为0.01、0.1、1时，开环增益和 闭环增益的幅频响应波特图 。,4.7.1 单时间常数RC电路的频率响应,1. RC低通电路的频率响应,（电路理论中的稳态分析）,RC电路的电压增益（传递函数）：,则,且令,又,电压增益的幅值（模）,（幅频响应）,电压增益的相角,（相频响应）,增益频率函数,RC低通电路,最大误差 -3dB,频率响应曲线描述,1. RC低通电路的频率响应,最大误差 5.7,2. RC高通电路的频率响应,RC电路的电压增益：,输出超前输入,RC高通电路,7.7.1 频率响应的一般表达式,例7.7.1 设集成运算放大器电路的增益有一个极点。电路 的开环低频电压增益Av=10
13、5，开环上限频率fH=10Hz。 试作出反馈系数Fv分别为0.01、0.1、1时，开环增益和 闭环增益的幅频响应波特图,7.7.2 增益一带宽积,放大电路的增益-带宽积为常数,闭环增益-带宽积,开环增益-带宽积,7.8 负反馈放大电路的稳定性,*7.8.2 频率补偿,7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件,7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件,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。,7.8.1 自激振荡及
14、稳定工作的条件,3. 自激振荡条件,自激振荡,反馈深度,即,又,注：输入端求和的相位（-1）不包含在内,闭环增益,7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件,4. 稳定工作条件,破坏自激振荡条件,当反馈网络为纯电阻网络时， f = 0。,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）,写成等式，且幅值用分贝数表示时,7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件,用波特图表示,或,Gm -10dB， m 45,4. 稳定工作条件,7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件,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,7
15、.8.1 自激振荡及稳定工作的条件,判断稳定性方法,若P点在 水平线之下，稳定；否则不稳定。,或,5. 负反馈放大电路稳定性分析,基本放大电,基本放大,反馈深度越深，越容易自激。,7.8.1 自激振荡及稳定工作的条件,5. 负反馈放大电路稳定性分析,*7.8.2 频率补偿,例7.8.1 设一电压放大电路的开环电压增益表达式为反馈网络由纯电阻组成，反馈系数F=0.02，试分析该电路的工作稳定性，若不稳定增加主极点实现频率补偿。,7 反馈放大电路,7.1 反馈的基本概念与分类,7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式,7.4 负反馈对放大电路性能的影响,7.5 深度负反馈条件下的近似计算,7.2 负反馈放大电路的四种组态,7.6 负反馈放大电路设计,7.7 负反馈放大电路的频率响应,7.8 负反馈放大电路的稳定性,
