模拟电子技术基础课件：6-放大电路中的反馈(new).ppt

1、第六章 放大电路中的反馈第六章 放大电路中的反馈6.1 6.1 反馈的概念及判断反馈的概念及判断6.2 6.2 负反馈放大电路的方框图及放大倍数的估算负反馈放大电路的方框图及放大倍数的估算6.3 6.3 交流负反馈对放大电路性能的影响交流负反馈对放大电路性能的影响6.4 6.4 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性6.5 6.5 放大电路中反馈的其它问题放大电路中反馈的其它问题本章基本要求 会判：会判：判断电路中有无反馈及反馈的性质判断电路中有无反馈及反馈的性质 会算：会算：估算深度负反馈条件下的放大倍数估算深度负反馈条件下的放大倍数 会引：会引：根据需求引入合适的反馈根据需求引入合适

2、的反馈 会判振消振：会判振消振：判断电路是否能稳定工作，会消判断电路是否能稳定工作，会消除自激振荡。除自激振荡。6.16.1 反馈的概念及判断一、反馈的基本概念一、反馈的基本概念二、交流负反馈的四种组态二、交流负反馈的四种组态三、反馈的判断三、反馈的判断1. 什么是反馈 放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到引回到输入回路，影响输入，称为反馈。输入回路，影响输入，称为反馈。一、反馈的基本概念要研究哪些问题？要研究哪些问题？怎样引回怎样引回是从输出是从输出电压还是电压还是输出电流输出电流引出反馈引出反馈多少多少怎样引出怎样引出 反馈放大电路可用

3、反馈放大电路可用方框图表示。方框图表示。影响放大电路的输入影响放大电路的输入电压还是输入电流电压还是输入电流2. 正反馈和负反馈 从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量的变化的变化减小减小的为的为负反馈负反馈，否则为正反馈；，否则为正反馈；引入反馈后其变化是引入反馈后其变化是增大？还是减小？增大？还是减小？引入反馈后其变化是增大？引入反馈后其变化是增大？还是减小？还是减小？ 或者，凡反馈的结果使净输入量或者，凡反馈的结果使净输入量减小减小的为的为负反负反馈馈，否则为正反馈。，否则为正反馈。3. 直流反馈和交流反馈 直流通路中存在的反馈称为直流反馈，交流

4、通直流通路中存在的反馈称为直流反馈，交流通路中存在的反馈称为交流反馈。路中存在的反馈称为交流反馈。引入交流负反馈引入交流负反馈引入直流负反馈引入直流负反馈4. 局部反馈和级间反馈 只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输反馈，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路的称为级间反馈。入回路的称为级间反馈。通过通过R3引入的是局部反馈引入的是局部反馈通过通过R4引入的是级间反馈引入的是级间反馈通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。二、交流负反馈的四种组态 将输出电压

5、的一部分或全将输出电压的一部分或全部引回到输入回路来影响净部引回到输入回路来影响净输入量的为输入量的为电压反馈电压反馈，即，即ooUX 将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为输入量的为电流反馈电流反馈，即，即ooIX 描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。反馈网络的取样对象。1. 电压反馈和电流反馈 或者说从输出端或者说从输出端并联引回并联引回的是的是电压反馈电压反馈，串联引回串联引回的的是是电流反馈电流反馈2. 串联反馈和并联反馈 描述放大电路和反馈网络在描述

6、放大电路和反馈网络在输入端的连接方式输入端的连接方式，即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。fiiUUU-串联负反馈fiiIII-并联负反馈+_负反馈负反馈 反馈量在输出端反馈量在输出端并联接入并联接入的是的是并联反馈并联反馈，串联接入串联接入的的是是串联反馈串联反馈串联负反馈串联负反馈可不可以是可不可以是电流？电流？3. 四种反馈组态：注意量纲：注意量纲电压串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈 为什么在并为什么在并联负反馈电路联负反馈电路中不加恒压源中不加恒压源信号？信号？ 为什么在串为什么在串联负反馈电路联负反馈电路中不加恒流源中不加恒

7、流源信号？信号？三、反馈的判断 “找联系找联系”：找输出回路与输入回路相连接的通路，若有：找输出回路与输入回路相连接的通路，若有并影响放大器的净输入量则有反馈，否则无反馈。并影响放大器的净输入量则有反馈，否则无反馈。有反馈吗？有反馈吗？将输出电压全将输出电压全部反馈回去部反馈回去无反馈无反馈1. 有无反馈的判断既在输入回路既在输入回路又在输出回路又在输出回路2. 直流反馈和交流反馈的判断“看通路看通路”，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。仅有直仅有直流反馈流反馈仅

8、有交流反馈仅有交流反馈交、直流反馈共存交、直流反馈共存仅有直仅有直流反馈流反馈3. 正、负反馈（反馈极性）的判断“看反馈的结果看反馈的结果” ” ，即净输入量，即净输入量是被是被增大增大还是被还是被减小减小。瞬时极性法：瞬时极性法： 瞬时值增加为正极性，瞬时值减少为负极性。设放大瞬时值增加为正极性，瞬时值减少为负极性。设放大器输入端的器输入端的瞬时极性瞬时极性为正极性，沿放大器从输入到输出及为正极性，沿放大器从输入到输出及反馈环路逐级依次判断反馈环路逐级依次判断相关点相关点的瞬时极性。分析反馈到输的瞬时极性。分析反馈到输入的信号极性，如果反馈使净输入的瞬时极性减小，则为入的信号极性，如果反馈使

9、净输入的瞬时极性减小，则为负反馈；反之为正反馈。负反馈；反之为正反馈。的极性的极性 的极性的极性 、 、 的叠加关系的叠加关系oXfXiXfXiXfiifii IIIUUU或正反馈正反馈负反馈负反馈fiifii IIIUUU或 BJT与运算放大器的瞬时极性与运算放大器的瞬时极性 CE 反相输出；反相输出； CC 同相输出。同相输出。A).). BJT的瞬时极性的瞬时极性B). ). 运算放大器的瞬时极性运算放大器的瞬时极性V+ 同相输入端，同相输入端， V 反相输入端。反相输入端。REVCCRCVbVeVcRfuiR1+ uidufREVCCRLRfuouiR1+ uiduf+ R2R3uo+

10、 R1Rfui负反馈负反馈Rf 构成正反馈构成正反馈负反馈负反馈正正反反馈馈R5R7T2R6R1uiT1R2R4VCCuoRL+RFR3uSRS+ 根据反馈所采样的输出信号不同，可以分为电压反根据反馈所采样的输出信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。馈和电流反馈。RET2VCCuoRLRC+RfRET2VCCuoRLRC+RfAoBuo特点特点: : 反馈与输出端直接相连，反馈与输出端直接相连，uO= 0时无反馈信号。时无反馈信号。A).).电压取样反馈：反馈输入为放大器输出电压信号。电压取样反馈：反馈输入为放大器输出电压信号。4. 电压反馈和电流反馈的判断T2VCCuoRLRC+RET2VC

11、CuoRLRC+RfRAoBuoRLioRfRERE、R 输出电流采样电阻，阻值很小。输出电流采样电阻，阻值很小。特点：特点：反馈输入信号为放大器输出的电流信号。反馈输入信号为放大器输出的电流信号。uO= 0时反馈信号仍然存在。时反馈信号仍然存在。B).).电流取样反馈电流取样反馈 根据反馈信号在输入端与输入信号求和形式的不同，可以根据反馈信号在输入端与输入信号求和形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。分为串联反馈和并联反馈。RbuiT1Rc+ifRf特点：反馈输出与输入端直接相连特点：反馈输出与输入端直接相连uoifuiufiiA).).并联反馈并联反馈: :反馈信号与输入信号并联，即反馈

12、信号电流与反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流叠加。输入信号电流叠加。5. 串联反馈和并联反馈的判断电压求和负电压求和负反馈使电路的输入电阻增大反馈使电路的输入电阻增大 、ube 净净输入信号输入信号uiufuidui = ube + ufui = uid + uf ，uid 与与 uf串联。串联。RbuiT1Rc+vbeRfufB).).串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电 压信号与输入信号电压叠加压信号与输入信号电压叠加。反馈网络直接与输出端相连必为电压取样反馈反馈网络直接与输出端相连必为电压取样反馈, , 不相连为电流取样反

13、馈。不相连为电流取样反馈。反馈网络直接与输入端相连必为电流求和反馈反馈网络直接与输入端相连必为电流求和反馈, , 不相连为电压求和反馈。不相连为电压求和反馈。判别捷径判别捷径: :放大器放大器vivo输出端输出端输入端输入端电压取样电压求和电压取样电压求和电压串联电压串联电压取样电流求和电压取样电流求和电压并联电压并联电流取样电压求和电流取样电压求和电流串联电流串联电流取样电流求和电流取样电流求和电流并联电流并联组态同义词：组态同义词：例例1. .判断下列电路的反馈类型判断下列电路的反馈类型电流串联负反馈电流串联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈VCCvoRL+RBTRC+viR2RETVCC

14、voRLRCR1viREVCCvoRLvfRBviT1C2+C1电压并联负反馈电压并联负反馈R5R7T2R6R1viT1R2+VCCvoRL+RFR3R5R7T2VCCvoRLR6+R1viT1R2+R4R3vfRf(4)(5)电流并联负反馈电流并联负反馈电压串联负反馈电压串联负反馈例例2：判断下列电路反馈类型判断下列电路反馈类型RpR1ui+-Rfuo电压取样电压取样电压求和反馈电压求和反馈电压取样电压取样电流求和反馈电流求和反馈iifii故为：负反馈故为：负反馈故为：负反馈故为：负反馈R1ui+-Rfu0RP判断反馈电路的一般步骤：判断反馈电路的一般步骤： 根据输出输入之间有无实质性的连接

15、判断电路有无根据输出输入之间有无实质性的连接判断电路有无反馈反馈 反馈网络存在于直流通路则为直流反馈；存在于交反馈网络存在于直流通路则为直流反馈；存在于交流通路则反馈为交流反馈；交流、直流通路均存在流通路则反馈为交流反馈；交流、直流通路均存在的反馈为交直流反馈的反馈为交直流反馈 用用输出短路法输出短路法判断是电压反馈还是电流反馈判断是电压反馈还是电流反馈 根据根据输入求和方式输入求和方式判断是串联反馈还是并联反馈判断是串联反馈还是并联反馈 用用瞬时极性法瞬时极性法判断是正反馈还是负反馈判断是正反馈还是负反馈6.26.2 负反馈放大电路的方框图及放大倍数的估算一、负反馈放大电路的方框图一、负反馈

16、放大电路的方框图二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式三、深度负反馈的实质三、深度负反馈的实质四、基于反馈系数的放大倍数的估算方法四、基于反馈系数的放大倍数的估算方法五、基于理想运放的放大倍数的计算方法五、基于理想运放的放大倍数的计算方法一、负反馈放大电路的方框图断开反馈，且断开反馈，且考虑反馈网络考虑反馈网络的负载效应的负载效应决定反馈量和输出量关系决定反馈量和输出量关系的所有元件所组成的网络的所有元件所组成的网络负反馈放大电路负反馈放大电路的基本放大电路的基本放大电路反馈网络反馈网络方框图中信号是单向流通的。方框图中信号是单向流通的。ioXXA基本放大

17、电路的放大倍数基本放大电路的放大倍数反馈系数反馈系数ofXXF反馈放大电路的放大倍数反馈放大电路的放大倍数iofXXA二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式ioXXAofXXFiofXXAiiioiifiif XFAXXAXFXXAXXXAA反馈组态反馈组态功能功能电压串联电压串联电压控制电压电压控制电压电压并联电压并联电流控制电压电流控制电压电流串联电流串联电压控制电流电压控制电流电流并联电流并联电流控制电流电流控制电流AFfAioUUofUUioUUioIUofUIioIUioIIofIIioIIioUIofIUioUIFAAA1f三、深度负反馈的实质。，即，则若 1 11 fifXXFA

18、FAFAAA1f净输入量净输入量忽略不计忽略不计fifi IIUU在并联负反馈电路中，馈电路中，上式说明：在串联负反。电路引入的才为负反馈，只有0FA符号相同。、在中频段，通常， fAFA环路开环环路开环放大倍数放大倍数自激振荡时有输出，称电路产生，电路在输入为若0-1FA四、基于反馈系数的电压放大倍数的估算方法1. 电压串联负反馈电路uuuuFUUUUA1foiofofUUFuu211ofRRRUUFuu12f11RRFAuuuu反馈网络反馈网络2. 电压并联负反馈电路 ofUIFuisiossososfRIURIUUUAussfo11RFRIUui为什么为什么?为什么为什么? 0 iXui

19、0 虚短路虚短路ii0 虚开路虚开路uoui2. 电压并联负反馈电路ssosf11RFUUAuiu12ssf11RRRFAiuuofUIFui2of1RUIFiu2ON2RuuiR令令uN=03. 电流串联负反馈电流LuiLuRFURIUUA1foiofofIUFui1ofRIUFuiFu1Lf1RRRFALuiu4. 电流并联负反馈电路sL21sLsf)1 (1RRRRRRFAiiuofIIFii212ofRRRIIFiissosf1RRFUUALiiuLRIURIUoosfs，深度负反馈条件下四种组态负反馈放大电路的电压放大倍数反馈组态反馈组态电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串

20、联电流并联电流并联sff uuAA或uuuFUUUUA1foiofssosf11RFUUAuiuLiuuRFUUA1iofssosf1RRFUUALiiu符号相同。、通常， )(fsffAFAAAuu与负载无关与负载无关与总负载成与总负载成线性关系线性关系 讨论一 求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。e3fe1e3e1fRRRRRIUFo)(L3ce3e1e3fe1ioRRRRRRRUUAu+_+_uF比较两电路比较两电路_ 讨论二 求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。 1. 第三级从射极输出；第三

21、级从射极输出；e1ff1RRAusfRRAuR2. 若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨接一电阻。跨接一电阻。五、基于理想运放的电压放大倍数的计算方法1. 理想运放参数特点：Aod，rid， ro0，fH ，所有失调因素、温漂、噪声均为零。所有失调因素、温漂、噪声均为零。2. 理想运放工作在线性区的电路特征：引入交、直流负：引入交、直流负反馈反馈因为因为uO为有限值，为有限值， Aod，所以，所以 uNuP0，即，即uNuP虚短路虚短路因为因为r ridid，所以，所以 iNiP0 0虚断路虚断路求解放大倍数求解放大倍数的基本出发点的基

22、本出发点无源网络无源网络3. 理想运放工作在线性区的特点利用“虚短”、“虚断”求解电路1IIF21 RuiiuuRR，121RRAu)(211IORRRuu清华大学 华成英 利用“虚短”、“虚断”求解电路。1I12IPN RuiiuuuRR，L31321ILOIOfRRRRRRuRiuuAu3I1233)1 (21RuRRRuuiRRRI3132132OuRRRRRiiiRR清华大学 华成英 fu 设所有的电容对交流设所有的电容对交流信号均可视为短路。试说信号均可视为短路。试说明电路中是否引入了交流明电路中是否引入了交流负反馈；如引入了，则说负反馈；如引入了，则说明其组态。明其组态。讨论电流串

23、联负反馈电流串联负反馈72L732f)(RRRRRRAu6.36.3 交流负反馈对放大电路性能的影响一、提高放大倍数的稳定性一、提高放大倍数的稳定性二、改变输入电阻和输出电阻二、改变输入电阻和输出电阻三、展宽频带三、展宽频带四、减小非线性失真四、减小非线性失真五、引入负反馈的一般原则五、引入负反馈的一般原则一、提高放大倍数的稳定性在中频段，放大倍数、反馈系数等均为实数。在中频段，放大倍数、反馈系数等均为实数。AFAA1fAAAFAAd11dff2f)1(1ddAFAA2f)1(ddAFAA说明放大倍数的说明放大倍数的变化变化减小到基本放大电路的减小到基本放大电路的 ，AF11）（AF1放大倍数

24、的稳定性是基本放大电路的放大倍数的稳定性是基本放大电路的 倍。倍。二、改变输入电阻和输出电阻1. 对输入电阻的影响iiiIUR iif)1 (RAFR 对输入电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输对输入电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输入端的入端的接法有关接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。，即决定于是串联反馈还是并联反馈。iiiifiiiifIAFUUIUUIUR串联负反馈对输入电阻影响的讨论iif)1 (RAFR 引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到原来的（到原来的（1 1AFAF）倍。）倍。 引入串联负反馈，对图示两

25、电路的输入电阻所产生的引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的影响一样码？影响一样码？ Rb1支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无变化？支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无变化？FuiiifiiiiifiiiAFIIUIIUIURIURAFRR1iif串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。引入并联负反馈，或引入串联负反馈时在0 )( )1 (ifififRRRAF2、对输出电阻的影响 对输出电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路对输出电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输出在输出端的接法有关端的接法有关，即决定于是电压反馈还是

26、电流反馈。，即决定于是电压反馈还是电流反馈。AFRR1oof引入电压负反馈时引入电压负反馈时引入电流负反馈时引入电流负反馈时oof)1 (RAFR 电压负反馈稳定输出电压，使输出具有恒压特性，因而电压负反馈稳定输出电压，使输出具有恒压特性，因而输出电阻减小。输出电阻减小。 电流负反馈稳定输出电流，使输出具有恒流特性，因而电流负反馈稳定输出电流，使输出具有恒流特性，因而输出电阻增大。输出电阻增大。电流负反馈对输出电阻影响的讨论oof)1 (RAFRRc2支路在引入反馈前后对输出电阻的影响有无变化？支路在引入反馈前后对输出电阻的影响有无变化？ 引入电流负反馈，使引出反馈的支路的等效电阻增大到原引入

27、电流负反馈，使引出反馈的支路的等效电阻增大到原来的（来的（1 1AFAF）倍。）倍。或引入电流负反馈；引入电压负反馈时在)( 0 )1 (ofofofRRRAF三、展宽频带：设反馈网络是纯电阻网络设反馈网络是纯电阻网络Alg20fHmHLmLfj1 j11ffAAffAAFAAAO引入负反馈后的幅频特性引入负反馈后的幅频特性bwbwfLLfHHf)1 (1)1 (fAFfAFfffAFf可推导出引入负可推导出引入负反馈后的截止频反馈后的截止频率、通频带率、通频带fLfHFA1lg20fLffHf四、减小非线性失真 由于晶体管输入特性的非线性，由于晶体管输入特性的非线性，当当b-e间加正弦波信号

28、电压时，基间加正弦波信号电压时，基极电流的变化不是正弦波。极电流的变化不是正弦波。 可以设想，若加在可以设想，若加在b-e之间之间的电压正半周幅值大于负半的电压正半周幅值大于负半周的幅值，则其电流失真会周的幅值，则其电流失真会减小，甚至为正弦波。减小，甚至为正弦波。非正弦波非正弦波近似近似正弦波正弦波四、减小非线性失真 设基本放大电路的输出信号与输入信号同相。设基本放大电路的输出信号与输入信号同相。 可以证明，可以证明，在引入负反馈前在引入负反馈前后输出量后输出量基波幅值相同的情况基波幅值相同的情况下，非线性失真减小到基本放下，非线性失真减小到基本放大电路的大电路的1/(/(1AF ) )。净

29、输入信号的正半周幅值小于净输入信号的正半周幅值小于负半周幅值负半周幅值五、引入负反馈的一般原则 稳定稳定Q点应引入直流负反馈，改善动态性能应引入交流负点应引入直流负反馈，改善动态性能应引入交流负反馈；反馈； 根据根据信号源特点信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小输入电阻应引入并联负反馈；输入电阻应引入并联负反馈； 根据根据负载需要负载需要，需输出稳定电压（即减小输出电阻）的应，需输出稳定电压（即减小输出电阻）的应引入电压负反馈，需输出稳定电流（即增大输出电阻）的引入电压负反馈，需输出稳定电流（即增大输出电阻）的应引入电流负反馈；应引入电流负反馈；

30、从信号转换关系上看，输出电压是输入电压受控源的为电从信号转换关系上看，输出电压是输入电压受控源的为电压串联负反馈，输出电压是输入电流受控源的为电压并联压串联负反馈，输出电压是输入电流受控源的为电压并联负反馈，输出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈，负反馈，输出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈，输出电流是输入电流受控源的为电流并联负反馈；输出电流是输入电流受控源的为电流并联负反馈； 当当(1AF) 1时，它们的转换系数均约为时，它们的转换系数均约为1/F。讨论一 为减小放大电路从信号源索取的电流，增强为减小放大电路从信号源索取的电流，增强带负载能力，应引入什么反馈？带负载能力，应引入什

31、么反馈？ 为了得到稳定的电流放大倍数，应引入什么为了得到稳定的电流放大倍数，应引入什么反馈？反馈？ 为了稳定放大电路的静态工作点，应引入什为了稳定放大电路的静态工作点，应引入什么反馈？么反馈？ 为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号，应引入什么反馈？压信号，应引入什么反馈？ 为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电流信号，应引入什么反馈？流信号，应引入什么反馈？讨论二试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈。试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈。电流反馈电流反馈电压反馈电压反馈串联反馈串联反馈并联反

32、馈并联反馈Fu清华大学 华成英 讨论三 在图示电路中能够引入哪些组态的交流负反馈？在图示电路中能够引入哪些组态的交流负反馈？只可能引入电压并联或电流串联两种组态的交流只可能引入电压并联或电流串联两种组态的交流负负反馈。反馈。6.46.4 负反馈放大电路的稳定性一、自激振荡产生的原因及条件一、自激振荡产生的原因及条件二、负反馈放大电路稳定性的分析二、负反馈放大电路稳定性的分析三、负反馈放大电路稳定性的判断三、负反馈放大电路稳定性的判断四、消除自激振荡的方法四、消除自激振荡的方法一、自激振荡产生的原因及条件1. 现象：输入信号为：输入信号为0 0时，输出有一定幅值、一时，输出有一定幅值、一定频率的

33、信号，称电路产生了自激振荡。定频率的信号，称电路产生了自激振荡。负反馈放大电路自激振荡的频率在低频段或高频段。负反馈放大电路自激振荡的频率在低频段或高频段。低频低频干扰干扰或产或产生了生了轻微轻微低频低频振荡振荡高频高频干扰干扰或产或产生了生了轻微轻微高频高频振荡振荡实验实验波形波形oifo XXXX 在电扰动下，如合闸通电，必含有频率为在电扰动下，如合闸通电，必含有频率为f0的信号，对于的信号，对于f = f0 的信号，产生正反馈过程的信号，产生正反馈过程 输出量逐渐增大，直至达到动态平衡，电路产生了输出量逐渐增大，直至达到动态平衡，电路产生了自激自激振荡振荡。2. 原因fiiXXX 在低频

34、段或高频段，若存在在低频段或高频段，若存在一个频率一个频率f0，且当且当 f f0 时时附加附加相移为相移为，则则ooi 0XXX维持时，ooXFAXAXi1FA3. 自激振荡的条件1FA)( ) 12(1FA为整数nnFA 由于电路通电后输出量有一个从小到大直至稳幅的由于电路通电后输出量有一个从小到大直至稳幅的过程，起振条件为过程，起振条件为幅值平衡条件幅值平衡条件相位平衡条件相位平衡条件二、负反馈放大电路稳定性的分析附加相移由放大电路决定附加相移由放大电路决定;振荡只可能产生在高频段。振荡只可能产生在高频段。090AAf，时，设反馈网络为电阻网络，放大电路为直接耦合形式。设反馈网络为电阻网

35、络，放大电路为直接耦合形式。因没有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。因没有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。0180AAf，时，因没有满足幅值条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。因没有满足幅值条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。0270AAf，时，对于产生对于产生180附加相移的信号频率，有可能满足起振条件，附加相移的信号频率，有可能满足起振条件，故引入负反馈后可能振荡。故引入负反馈后可能振荡。对于单管放大电路对于单管放大电路:对于两级放大电路对于两级放大电路:对于三级放大电路对于三级放大电路:什么样的放大电路引入负反馈后容易产生自激振荡？ 三级或三级以上放大电路引

36、入负反馈后有可能三级或三级以上放大电路引入负反馈后有可能产生高频振荡；同理，耦合电容、旁路电容等为三产生高频振荡；同理，耦合电容、旁路电容等为三个或三个以上的放大电路，引入负反馈后有可能产个或三个以上的放大电路，引入负反馈后有可能产生低频振荡。生低频振荡。 放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引入的负反馈越深，产生自激振荡容越多，引入的负反馈越深，产生自激振荡的可能性越大。的可能性越大。 环路放大倍数环路放大倍数AF越大，越容易满足起振条件，闭越大，越容易满足起振条件，闭环后越容易产生自激振荡。环后越容易产生自激振荡。三、负反馈放大电路稳定性的判断已

37、知环路增益的频率特性来判断闭环后电路的稳定性。已知环路增益的频率特性来判断闭环后电路的稳定性。使环路增益下降到使环路增益下降到0dB的频率，记作的频率，记作fc；使使AF(2n1) 的频率，记作的频率，记作f0。fcf0fcf0稳定性的判断fcf0满足起满足起振条件振条件电路不稳定电路不稳定电路稳定电路稳定 f0 fc，电路不稳定，可能会产生自激振荡；，电路不稳定，可能会产生自激振荡； f0 fc，电路稳定，不会产生自激振荡。，电路稳定，不会产生自激振荡。fcf0Gm幅值幅值裕度裕度m相位裕度相位裕度电路稳定电路稳定当当Gm10dB且且m45，才，才具有可靠的稳定性。具有可靠的稳定性。不满足不

38、满足起振条件起振条件四、消除自激振荡的方法1. 简单滞后补偿)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA常用的方法为滞后补偿方法。常用的方法为滞后补偿方法。设放大电路为直接耦合方式，反馈网络为电阻网络。设放大电路为直接耦合方式，反馈网络为电阻网络。20dB/十倍频40dB/十倍频60dB/十倍频fH1fH2fH3fO20lgAF. 在在最低的上限频率所在回最低的上限频率所在回路加补偿电容路加补偿电容。补偿电容补偿电容H1f1. 简单滞后补偿最大附加相最大附加相移为移为-135 具有具有45的相位的相位裕度，故电路稳定裕度，故电路稳定补偿前补偿前补偿后补偿后。时，补偿后，当dB0

39、lg20 H2FAff 滞后补偿法是滞后补偿法是以以频带变窄为代频带变窄为代价价来消除自激振来消除自激振荡的。荡的。)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA2. 密勒补偿CCkC)1 ( 在获得同样补偿的在获得同样补偿的情况下，补偿电容比情况下，补偿电容比简单滞后补偿的电容简单滞后补偿的电容小得多小得多。 在在最低的上限频率所在最低的上限频率所在放大电路中加补偿电容放大电路中加补偿电容。补偿前补偿前补偿后补偿后等效变换等效变换补偿电容补偿电容H1H12Hj11j1j1 ffffff，取代补偿后产生系数：3. RC 滞后补偿：在在最低的上限频率最低的上限频率所在回路加补偿。所

40、在回路加补偿。)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA)j(1)j(1H3H1mm2H2HffffFAFAff，则若 上式表明，最大附加相移为上式表明，最大附加相移为180，不满足起振条件，闭，不满足起振条件，闭环后一定不会产生自激振荡，电路稳定。环后一定不会产生自激振荡，电路稳定。补偿电路补偿电路RC 滞后补偿与简单滞后补偿比较简单补偿后简单补偿后的幅频特性的幅频特性RC滞后补偿后滞后补偿后的幅频特性的幅频特性补偿前补偿前 滞后补偿法消振均以频带变窄为代价，滞后补偿法消振均以频带变窄为代价，RC滞后补偿较简滞后补偿较简单电容补偿使频带的变化小些。单电容补偿使频带的变化小些

41、。 为使消振后频带变化更小，可考虑采用超前补偿的方法。为使消振后频带变化更小，可考虑采用超前补偿的方法。清华大学 华成英 讨论判断电路引入负反馈后有可能产生自激振荡吗？判断电路引入负反馈后有可能产生自激振荡吗？如可能，则应在电路的哪一级加补偿电容？如可能，则应在电路的哪一级加补偿电容？6.56.5 放大电路中反馈的其它问题一、放大电路中的正反馈一、放大电路中的正反馈二、电流反馈型集成运放二、电流反馈型集成运放一、放大电路中的正反馈 引入的正、负反馈目标应引入的正、负反馈目标应一致。一致。 自举电路：通过引入正反自举电路：通过引入正反馈，增大输入电阻，因而提馈，增大输入电阻，因而提高输入电压。高

42、输入电压。fuuRuRARiURRUARUUi1)1 (3i33i3oi33负反馈负反馈正反馈正反馈两路反馈要分别分析！两路反馈要分别分析！二、电流反馈型集成运放1. 电流模技术 信号传递过程中除与晶体管信号传递过程中除与晶体管b-e间电压有关外，其余各间电压有关外，其余各参量均为电流量的电路称为参量均为电流量的电路称为电流模电路电流模电路。 电流源电路可按比例传输电流，故称为电流模电路的单电流源电路可按比例传输电流，故称为电流模电路的单元电路。元电路。IOii 优点：优点：（1）只要）只要uCE2UCES，iO就仅受就仅受ICM限制。限制。（2） iO与与iI具有良好的线性关系，不受晶体具有

43、良好的线性关系，不受晶体管非线性特性的影响。管非线性特性的影响。（3）极间电容有低阻回路，电路上限频率高。）极间电容有低阻回路，电路上限频率高。2. 2. 由电流反馈型集成运放组成的负反馈放大电路的频率响应)21( j112HH12CRfffRRAu 改变改变R1可改变增益，但上可改变增益，但上限频率不变，即频带不变，限频率不变，即频带不变，带宽增益积不是常量。带宽增益积不是常量。讨论 1. 引入了哪种组态的交流负反馈？深度负反馈条件下的引入了哪种组态的交流负反馈？深度负反馈条件下的电压放大倍数电压放大倍数？输入电阻？输入电阻？输出电阻？输出电阻？ 2. 若若uI=1V，则在正常情况下和，则在正常情况下和R2、 R3、 R5、 R6分别出分别出现短路、断路情况下现短路、断路情况下uO=?uoR5R6R31k100kR11kR2R41k1k10kuIA1A2R5uIR2uOR3R4R1+VCCVEEAVT2VT1对应电路 本章习题 6.1 6.5 6.6 6.8 6.9 6.13 6.15 6.16