1、1第六章第六章 反馈反馈261 反馈的基本概念及基本方程反馈的基本概念及基本方程611 什么是反馈什么是反馈就是将放大器的输出量（输出电流或输出就是将放大器的输出量（输出电流或输出电压）的一部分或全部通过一定的网络，回送到电压）的一部分或全部通过一定的网络，回送到放大器的输入回路，用来影响其输入量（输入电放大器的输入回路，用来影响其输入量（输入电流或输入电压）的措施，称为反馈。流或输入电压）的措施，称为反馈。正反馈：正反馈：反馈信号对输入信号起增强作用（如反馈信号对输入信号起增强作用（如振荡器）。振荡器）。负反馈：负反馈：反馈信号对输入信号起减弱作用（使反馈信号对输入信号起减弱作用（使放大器的
2、某些性能得到改善）放大器的某些性能得到改善） 。3C1RB2RB1RECEC2RCRLUCCUiICQIEQV.Uo. 图图61负反馈稳定工作点电路负反馈稳定工作点电路 直流反馈：直流反馈：仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈。仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈。交流反馈：交流反馈：仅在交流通路中存在的反馈称为交流反馈。仅在交流通路中存在的反馈称为交流反馈。4 直流负反馈主要用于稳定放大器的静态工作直流负反馈主要用于稳定放大器的静态工作点，本章重点讨论交流负反馈，引入交流负反点，本章重点讨论交流负反馈，引入交流负反馈的放大器称为馈的放大器称为负反馈放大器负反馈放大器。5 图图62反馈放大器基
3、本框图反馈放大器基本框图 612反馈放大器的基本框图反馈放大器的基本框图 基本放大器基本放大器A取样取样比较比较Xi.净输入信号净输入信号Xf.反馈信号反馈信号输输出出信信号号输输入入信信号号Af反馈放大器反馈放大器Xi.Xo.反馈网络反馈网络F.ioXXA 基本放大器的传输增益基本放大器的传输增益(也称开环增益或开也称开环增益或开环放大倍数环放大倍数)6 图图62反馈放大器基本框图反馈放大器基本框图 612反馈放大器的基本框图反馈放大器的基本框图 基本放大器基本放大器A取样取样反馈网络反馈网络F比较比较Xf.Xi.净输入信号净输入信号反馈信号反馈信号输输出出信信号号输输入入信信号号Af反馈放
4、大器反馈放大器Xi.Xo.ofXXF 反馈网络的传输系数反馈网络的传输系数(也称反馈系数也称反馈系数)7 图图62反馈放大器基本框图反馈放大器基本框图 612反馈放大器的基本框图反馈放大器的基本框图 基本放大器基本放大器A取样取样反馈网络反馈网络F比较比较Xf.Xi.净输入信号净输入信号反馈信号反馈信号输输出出信信号号输输入入信信号号Af反馈放大器反馈放大器Xi.Xo.iofXXA 反馈放大器的传输增益（也称闭环增益）反馈放大器的传输增益（也称闭环增益）8613反馈放大器的基本方程反馈放大器的基本方程基本放大器的传输增益基本放大器的传输增益(也称开环增益或开也称开环增益或开环放大倍数环放大倍数
5、)ifofioiofofioXXXXXXFATXXAXXFXXA 反馈网络的传输系数反馈网络的传输系数(也称反馈系数也称反馈系数)环路增益环路增益(回归比回归比) 反馈放大器的传输增益（也称闭环增益）反馈放大器的传输增益（也称闭环增益）注意：注意：上述上述X可以指电压也可以指电流，因此可以指电压也可以指电流，因此A、F既可能是电既可能是电压增益也可能是电流增益，也可能是互导增益或互阻增益。压增益也可能是电流增益，也可能是互导增益或互阻增益。 9FAAXXAXFAAXXFXXXXXAXiofiooffiiio11(负反馈）反馈放大器的基本方程反馈放大器的基本方程10结结 论论（1）负反馈使放大器
6、的增益下降了（）负反馈使放大器的增益下降了（1+AF）倍；）倍；（2）反馈深度）反馈深度D = 1+AF，表征反馈强弱；，表征反馈强弱；D1或或AF 1 ，深反馈条件，深反馈条件iiifiofioXXXXXXXXXAFD11DXXiiiiifXXXXD ，则若111（3）深反馈条件下，）深反馈条件下，FAFAAf11fiiXXX（4）若正反馈，则）若正反馈，则AFAAf1126.1.4负反馈放大电路的组态和四种基本类型负反馈放大电路的组态和四种基本类型一、一、 电压反馈和电流反馈及其判断方法电压反馈和电流反馈及其判断方法根据反馈网络与基本放大器输出端的连接方式不根据反馈网络与基本放大器输出端的
7、连接方式不同，反馈可分为：同，反馈可分为：电压反馈：电压反馈：反馈网络与基本放大器输出端反馈网络与基本放大器输出端并联并联连连接，反馈信号直接取自于输出电压。接，反馈信号直接取自于输出电压。电流反馈：电流反馈：反馈网络与基本放大器输出端反馈网络与基本放大器输出端串联串联连连接，反馈信号直接取自于输出电流。接，反馈信号直接取自于输出电流。13(a)(b)AF电流取样电流取样RLUo.Xf.Io.反馈支路反馈支路UCCRCuoVRERfui(c)(d)反馈支路反馈支路UCCRCuoRERfuiIe.AF电压取样电压取样RLUo.Xf.图图66电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈14采用采用“输出负
8、载短路法输出负载短路法”。只要令输出只要令输出端负载短路，输出电压为零，若反馈量也随端负载短路，输出电压为零，若反馈量也随之为零，则说明电路中引入了电压反馈；若之为零，则说明电路中引入了电压反馈；若反馈量依然存在，则说明电路中引入了电流反馈量依然存在，则说明电路中引入了电流反馈。反馈。 判断方法判断方法1516ofIRRRI21217根据反馈网络和基本放大器输入端的连接方根据反馈网络和基本放大器输入端的连接方式方式不同，分为：式方式不同，分为：串联反馈：串联反馈：反馈网络串联在基本放大器的输入回路反馈网络串联在基本放大器的输入回路中，使得净输入电压中，使得净输入电压U i等于总输入电压等于总输
9、入电压U i减去减去反馈电压反馈电压U f，即，即Ui=UiU f。并联反馈：并联反馈：反馈网络直接并联在基本放大器的输入反馈网络直接并联在基本放大器的输入端，在这种反馈方式中，放大器的净输入电流端，在这种反馈方式中，放大器的净输入电流I i等等于输入电流于输入电流I i减去反馈电流减去反馈电流I f，即，即I i=I iI f， 。二、串联反馈和并联反馈及其判断方法二、串联反馈和并联反馈及其判断方法18fiiUUUARiFUi. .RifUfUiIi. . . .(a)串联反馈串联反馈1）Ui与与Uf是串联关系。是串联关系。2）输入信号与反馈信号不在同一节点上。）输入信号与反馈信号不在同一节
10、点上。3）19ARiFUi. .RifIi. .Ii. .If. .(b)并联反馈并联反馈fiiIII1）Ui与与Uf是并联关系。是并联关系。2）输入信号与反馈信号在同一节点上。）输入信号与反馈信号在同一节点上。3）20uiR1Ii.Ii.If.Rf反馈反馈Ui.Ui.REUf.Rf反馈反馈图图610放大器输入回路中引入串联反馈和并联反馈放大器输入回路中引入串联反馈和并联反馈 (a)串联反馈串联反馈(b)并联反馈并联反馈21 一般地，串联反馈是输入信号与反馈一般地，串联反馈是输入信号与反馈信号加在放大器的不同输入端上；而并联信号加在放大器的不同输入端上；而并联反馈则是两者并接在同一个输入端。反
11、馈则是两者并接在同一个输入端。串联反馈和并联反馈的判断方法串联反馈和并联反馈的判断方法22Ui.AFUo.Uf.Ui.AFUo.Us.RsIi.If.Ii. 图图6.1.9四种典型的负反馈组态电路四种典型的负反馈组态电路(a)串联电压负反馈串联电压负反馈(b)串联电流负反馈串联电流负反馈(c)并联电压负反馈并联电压负反馈(d)并联电流并联电流负反馈负反馈AFUo.IoUs.RsIi.Ii.If.AFUo.Ui.Uf.Ui.Io.三、三、 四种基本反馈类型四种基本反馈类型 23Ui.AFUo.Uf.Ui.(a)串联电压负反馈串联电压负反馈6-1-4四种组态反馈放大器增益和反馈系数的定四种组态反馈
12、放大器增益和反馈系数的定义及近似计算义及近似计算 一、串联电压负反馈一、串联电压负反馈uuuioufofuiouFAAUUAUUFUUA1,24rggiogfofriogFAAUIAIUFUIA1, 二、串联电流负反馈二、串联电流负反馈(b)串联电流负反馈串联电流负反馈AFUo.Ui.Uf.Ui.Io.25三、并联电压负反馈三、并联电压负反馈grriorfofgiorFAAIUAUIFIUA1,AFUo.Us.RsIi.If.Ii.(c)并联电压负反馈并联电压负反馈26四、并联电流负反馈四、并联电流负反馈iiiioifofiioiFAAIIAIIFIIA1,(d)并联电流并联电流负反馈负反馈A
13、FUo.IoUs.RsIi.Ii.If.27四、负反馈放大电路举例四、负反馈放大电路举例1. 电压串联负反馈电压串联负反馈RBUCCC1Ui.C2REUf Uo.RLUo.反馈网络(a)iU28瞬时极性法瞬时极性法：在反馈放大电路的输入端加入对地瞬：在反馈放大电路的输入端加入对地瞬时极性为正的电压。根据放大电路的工作原理，就时极性为正的电压。根据放大电路的工作原理，就可标出电路中各点电压的瞬时极性。通过检验反馈可标出电路中各点电压的瞬时极性。通过检验反馈信号是增强还是削弱净输入信号（串联反馈指的是信号是增强还是削弱净输入信号（串联反馈指的是净输入电压，并联反馈指的是净输入电流）来判别，净输入电
14、压，并联反馈指的是净输入电流）来判别，削弱者为负反馈，增强者为正反馈。削弱者为负反馈，增强者为正反馈。 正反馈和负反馈的判决方法正反馈和负反馈的判决方法291ofoifibeiUUFUUUUUU1ioufofiUUAUUU在深反馈条件下：3031211RRRUUFofu1212111RRRRRFAuuf在深负反馈条件下在深负反馈条件下 32图图618三种不同反馈组态的单级放大器三种不同反馈组态的单级放大器(c)R2UCCC2.RERLUo.CER1If.Ii.RC反馈网络iUiI2. 电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路33在深反馈条件下：SRUIFofg21 21RFAgrf34RBUCCC
15、1Ui.C2Ui.RERL反馈网络(b)Uf.RofRCIc.图图618三种不同反馈组态的单级放大器三种不同反馈组态的单级放大器3. 电流串联负反馈电路电流串联负反馈电路35在深反馈条件下：EefcfrRIUIUFErgfRFA1364. 电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路37212RRRIIFofi在深负反馈下在深负反馈下1211RRFAiif3862 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响 621负反馈使放大倍数稳定度提高负反馈使放大倍数稳定度提高基本放大器基本放大器A取样取样反馈网络反馈网络F比较比较Xf.Xi.净输入信号净输入信号反馈信号反馈信号输输出出信信号号输输入入信信
16、号号Af反馈放大器反馈放大器Xi.Xo. 图图62反馈放大器基本框图反馈放大器基本框图 .39 )(ofoXFXXA )(fiioXXXX不变时，若不变时，若当当 iX通常用放大倍数的相对变化量来衡量放大器的稳定性。通常用放大倍数的相对变化量来衡量放大器的稳定性。基本放大器基本放大器A取样取样反馈网络反馈网络F比较比较Xf.Xi.净输入信号净输入信号反馈信号反馈信号输输出出信信号号输输入入信信号号Af反馈放大器反馈放大器Xi.Xo.40开环放大倍数相对稳定度为开环放大倍数相对稳定度为闭环放大倍数相对稳定度为闭环放大倍数相对稳定度为AA ffAA AdAAFAAdAAFAFAdAAFdAAFAA
17、fff 111111112)(若近似以增量代替微分，则：若近似以增量代替微分，则：AAAFAAff 1141结论结论引入负反馈使放大倍数的相对变化量减小为原引入负反馈使放大倍数的相对变化量减小为原相对变化量的相对变化量的1/(1+AF)，即反馈越深，放大倍数的，即反馈越深，放大倍数的增益稳定性越好。增益稳定性越好。在深度负反馈时，在深度负反馈时，Af=1/F，因此，只要，因此，只要F稳定，稳定，Af也将稳定。也将稳定。注意注意：负反馈被稳定的对象与反馈信号的取样：负反馈被稳定的对象与反馈信号的取样对象有关。如果取样对象是输出电压，则输出电压对象有关。如果取样对象是输出电压，则输出电压将被稳定；
18、如果取样对象是输出电流，则输出电流将被稳定；如果取样对象是输出电流，则输出电流将被稳定。将被稳定。 42例例1设计一个负反馈放大器，要求闭环放大倍设计一个负反馈放大器，要求闭环放大倍数数Af=100,当开环放大倍数当开环放大倍数A变化变化10%时，时，Af的的相对变化量在相对变化量在0.5%以内，试确定开环放大倍以内，试确定开环放大倍数数A及反馈系数及反馈系数F值。值。AAAFAAff 11所以，反馈深度所以，反馈深度D必须满足必须满足因为因为 解解 因为因为2050101 %.%/ffAAAAAFDAFAAf 1432000201001 )(AFAAf所以所以 因为因为%.950200019
19、19 AF19120 AF所以所以 446-2-2 负反馈使放大器通频带展宽，线负反馈使放大器通频带展宽，线性失真减小性失真减小HIffjAjfA 1)(HfIfHIIIfffjAfFAfjFAAjfA 1111)()()()()(jfFAjfAjfAf 1引入负反馈后，闭环增益：引入负反馈后，闭环增益： 因此：因此：45IIfIFAAA 1增益频带积增益频带积 HIfHfIfAfAILLfFAff 1fHfIfffjAfjA 1)(HIfHfFAf)( 1式中：式中：46无反馈放大器的频率响应无反馈放大器的频率响应有负反馈放大器的频率响应有负反馈放大器的频率响应增益增益AIAI-3 dBAI
20、fAIf-3 dBfLffLfH无反馈放大器的带宽无反馈放大器的带宽负反馈放大器的带宽负反馈放大器的带宽fHff(频率频率) 图图63负反馈改善放大器频率响应的示意图负反馈改善放大器频率响应的示意图 47AFABC1RLCoUo.Ui.UfUi.图图64 引起频率失真的因素必须包含在反馈环之内引起频率失真的因素必须包含在反馈环之内 486-2-3 负反馈使非线性失真减小，输入负反馈使非线性失真减小，输入动态范围展宽动态范围展宽 49io0ubeAXi.Xo.xo0t0txi基本放大器基本放大器t0 xi0txi图图65负反馈改善非线性失真的工作原理示意图负反馈改善非线性失真的工作原理示意图(a
21、)无反馈无反馈io0ubeAFXo.Xi.Xf.Xi.(b)负反馈使非线性失真减小负反馈使非线性失真减小txo0 xf0t50onhhhXXXXTHD122322 非线性失真系数：非线性失真系数：“全谐波失真率全谐波失真率” 式中：式中：Xnh为器件非线性产生的输出高次谐波为器件非线性产生的输出高次谐波分量，分量，X1O为基波分量。为基波分量。 51AFTHDTHDf1负反馈使非线性失真减小了（负反馈使非线性失真减小了（1+AF）倍。失真）倍。失真减小，意味着线性动态范围的拓宽。减小，意味着线性动态范围的拓宽。注意：注意：非线性失真的减小只限于反馈环内放大器非线性失真的减小只限于反馈环内放大器
22、产生的非线性失真，对外来信号已有的非线性失产生的非线性失真，对外来信号已有的非线性失真，负反馈将无能为力。而且，只在输入信号有真，负反馈将无能为力。而且，只在输入信号有增大的余地，非线性失真也不是十分严重的情况增大的余地，非线性失真也不是十分严重的情况下才是正确的。下才是正确的。 526-2-4 负反馈可以减小放大器内部产生的负反馈可以减小放大器内部产生的噪声与干扰的影响噪声与干扰的影响利用负反馈抑制放大器内部噪声及干扰的机利用负反馈抑制放大器内部噪声及干扰的机理与减小非线性失真是一样的。负反馈输出噪声理与减小非线性失真是一样的。负反馈输出噪声下降下降(1+AF)倍。如果输入信号本身不携带噪声
23、和倍。如果输入信号本身不携带噪声和干扰，且其幅度可以增大，输出信号分量保持不干扰，且其幅度可以增大，输出信号分量保持不变，那么放大器的信噪比将提高变，那么放大器的信噪比将提高(1+AF)倍。倍。 53(1)负反馈使放大器的放大倍数下降，但增益负反馈使放大器的放大倍数下降，但增益稳定度提高，频带展宽，非线性失真减小，内部稳定度提高，频带展宽，非线性失真减小，内部噪声干扰得到抑制，且所有性能改善的程度均与噪声干扰得到抑制，且所有性能改善的程度均与反馈深度反馈深度(1+AF)有关。有关。(2)被改善的对象就是被取样的对象。被改善的对象就是被取样的对象。负反馈的特点负反馈的特点(3)负反馈只能改善包含
24、在负反馈环节以内负反馈只能改善包含在负反馈环节以内的放大器性能，对反馈环以外的，与输入信号一的放大器性能，对反馈环以外的，与输入信号一起进来的失真、干扰、噪声及其它不稳定因素是起进来的失真、干扰、噪声及其它不稳定因素是无能为力的。无能为力的。546-3 反馈放大器的分类及对输入、反馈放大器的分类及对输入、输出阻抗的影响输出阻抗的影响 6-3-1 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈根据反馈网络与基本放大器输出端的连接根据反馈网络与基本放大器输出端的连接方式不同，反馈可分为：方式不同，反馈可分为：电压反馈：电压反馈：反馈信号直接取自于输出电压。反馈反馈信号直接取自于输出电压。反馈网络与基本放大器
25、输出端网络与基本放大器输出端并联并联连接。连接。电流反馈：电流反馈：反馈信号直接取自于输出电流。反馈反馈信号直接取自于输出电流。反馈网络与基本放大器输出端网络与基本放大器输出端串联串联连接。连接。55(a)(b)AF电流取样电流取样RLUo.Xf.Io.反馈支路反馈支路UCCRCuoVRERfui(c)(d)反馈支路反馈支路UCCRCuoRERfuiIe.AF电压取样电压取样RLUo.Xf.图图66电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈56采用采用“输出短路法输出短路法”。即将输出端短路。即将输出端短路，观察反馈信号是否还存在。如果反馈信号，观察反馈信号是否还存在。如果反馈信号不存在，说明是电压
26、反馈；反之，则说明是不存在，说明是电压反馈；反之，则说明是电流反馈。电流反馈。 判断方法判断方法57 6-3-2电压反馈和电流反馈对输出电电压反馈和电流反馈对输出电阻的影响阻的影响 图图67 电压负反馈放大器输出电阻的计算电压负反馈放大器输出电阻的计算 Ro为基本放大器的输出电阻（即开环输出电阻）为基本放大器的输出电阻（即开环输出电阻） 为等效开路电压（为等效开路电压（Ao为负载开路放大倍数）。为负载开路放大倍数）。 ioXA AoXi.RoIofUo.RofXi 0.Xi Xf FUo.电压负反馈放大器.XiXiXf58 AoXi.RoIofUo.RofXi 0.Xi Xf FUo.电压负反
27、馈放大器.分析：分析：在无反馈时，将输入短路在无反馈时，将输入短路Xi=0，则净输入，则净输入Xi=0，所以，所以AoXi=0，此时的输出电阻为，此时的输出电阻为Ro。 引入反馈后，当引入反馈后，当Xi=0时，净输入时，净输入Xi 0，而是，而是Xi= -Xf，此时反馈放大器的输出电阻为：，此时反馈放大器的输出电阻为： 0iofoofXIURXiXiXf59 AoXi.RoIofUo.RofXi 0.Xi Xf FUo.电压负反馈放大器. oooofiooofooofoUFARIXARIURIU FARXIURooiofoof 10XiXiXf60图图68电流负反馈放大器输出电阻的计算电流负反
28、馈放大器输出电阻的计算 电流负反馈对输出电阻的影响电流负反馈对输出电阻的影响 ooofooiofRUIFARUXAI AXi.RoIofRofXi 0.Xi Xf FIof.电流负反馈放大器.Uo.XiXiXf AFRXIURoiofoof 1061根据反馈网络和基本放大器输入端的连接方根据反馈网络和基本放大器输入端的连接方式方式不同，分为：式方式不同，分为：串联反馈：串联反馈：反馈网络串联在基本放大器的输入回路反馈网络串联在基本放大器的输入回路中。中。并联反馈：并联反馈：反馈网络并接在基本放大器的输入端。反馈网络并接在基本放大器的输入端。633串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈62fiiU
29、UUARiFUi.RifUfUiIi.(a)串联反馈串联反馈1）Ui与与Uf是串联关系。是串联关系。2）输入信号与反馈信号不在同一节点上。）输入信号与反馈信号不在同一节点上。3）63ARiFUi.RifIi.Ii.If.(b)并联反馈并联反馈fiiIII1）Ui与与Uf是并联关系。是并联关系。2）输入信号与反馈信号在同一节点上。）输入信号与反馈信号在同一节点上。3）64uiR1Ii.Ii.If.Rf反馈反馈Ui.Ui.REUf.Rf反馈反馈图图610放大器输入回路中引入串联反馈和并联反馈放大器输入回路中引入串联反馈和并联反馈 (a)串联反馈串联反馈(b)并联反馈并联反馈65V1V2R1R1Uf
30、.Rf反馈反馈IoUi.R1Ii.Ii.If.Rf反馈反馈Ui.IoV1V2R1图图611差分放大器中引入串联反馈和并联反馈差分放大器中引入串联反馈和并联反馈(a)串联反馈串联反馈(b)并联反馈并联反馈66 一般地，串联反馈是输入信号与反馈一般地，串联反馈是输入信号与反馈信号加在放大器的不同输入端上；而并联信号加在放大器的不同输入端上；而并联反馈则是两者并接在同一个输入端。反馈则是两者并接在同一个输入端。串联反馈和并联反馈的判断方法串联反馈和并联反馈的判断方法67634串联负反馈和并联负反馈对放大器输串联负反馈和并联负反馈对放大器输入电阻的影响入电阻的影响ARiFUi.RifUfUiIi.(a
31、)串联反馈串联反馈AFRIUAFUIUUIURiiiiifiiiif1AFRRiif168ARiFUi.RifIiIiIf.(b)并联反馈并联反馈AFRIAFIUIIUIURiiiifiiiiif1FARRiif169Ui.AFUo.Uf.Ui.AFUo.Us.RsIi.If.Ii. 图图612四种典型的负反馈组态电路四种典型的负反馈组态电路(a)串联电压负反馈串联电压负反馈(b)串联电流负反馈串联电流负反馈(c)并联电压负反馈并联电压负反馈(d)并联电流负反馈并联电流负反馈AFUo.IoUs.RsIi.Ii.If.AFUo.Ui.Uf.Ui.Io.70Ui.AFUo.Uf.Ui.(a)串联电
32、压负反馈串联电压负反馈6-4 反馈放大器的分析和近似计算反馈放大器的分析和近似计算 6-4-1四种组态反馈放大器增益和反馈系数的定四种组态反馈放大器增益和反馈系数的定义及近似计算义及近似计算 一、串联电压负反馈一、串联电压负反馈uuuioufofuiouFAAUUAUUFUUA 1,71rggiogfofriogFAAUIAIUFUIA 1, 二、串联电流负反馈二、串联电流负反馈(b)串联电流负反馈串联电流负反馈AFUo.Ui.Uf.Ui.Io.72三、并联电压负反馈三、并联电压负反馈grriorfofgiorFAAIUAUIFIUA 1,AFUo.Us.RsIi.If.Ii.(c)并联电压负
33、反馈并联电压负反馈73四、并联电流负反馈四、并联电流负反馈iiiioifofiioiFAAIIAIIFIIA 1,(d)并联电流负反馈并联电流负反馈AFUo.IoUs.RsIi.Ii.If.74 基本放大器引入负反馈的原则基本放大器引入负反馈的原则 在电路输出端在电路输出端若要求电路若要求电路Uo稳定或稳定或Ro小小应引入电压负反馈。应引入电压负反馈。若要求电路若要求电路Io稳定或稳定或Ro大大应引入电流负反馈。应引入电流负反馈。在电路输入端在电路输入端若要求若要求Ri大或从信号源索取的电流小大或从信号源索取的电流小引入串联负反馈。引入串联负反馈。若要求若要求Ri小或从信号源索取的电流大小或从
34、信号源索取的电流大引入并联负反馈。引入并联负反馈。反馈效果与信号源内阻反馈效果与信号源内阻RS的关系的关系若电路采用若电路采用RS较小的电压源激励较小的电压源激励应引入串联负反馈应引入串联负反馈若电路采用若电路采用RS较大的电流源激励较大的电流源激励应引入并联负反馈应引入并联负反馈反馈效果与增益的关系反馈效果与增益的关系若要稳定电压增益若要稳定电压增益应引入串联电压负反馈应引入串联电压负反馈若要稳定电导增益若要稳定电导增益应引入串联电流负反馈应引入串联电流负反馈75 fiUU深度负反馈条件下深度负反馈条件下对串联反馈对串联反馈对并联反馈对并联反馈放大器工作在深度负反馈条件下，即放大器工作在深度
35、负反馈条件下，即 FAf1求求Auf时，可以利用如下关系式：时，可以利用如下关系式： fiII76正反馈和负反馈的判决方法正反馈和负反馈的判决方法 瞬时极性法：瞬时极性法：假设输入信号向某一方向变假设输入信号向某一方向变化，沿闭环系统，逐级推出电路中其它各有关化，沿闭环系统，逐级推出电路中其它各有关点信号的瞬时变化极性，最后看反馈到输入端点信号的瞬时变化极性，最后看反馈到输入端信号的极性对原来的信号是增强还是削弱。增信号的极性对原来的信号是增强还是削弱。增强则为正反馈，削弱则为负反馈。强则为正反馈，削弱则为负反馈。 77R2c1R1R5R4R6RLC1Uf.R3C3V1V2c2C2UoUCCU
36、i.反馈网络e1b1+iU负反馈负反馈78R2CCR3RLUo.R6CER1Ii.c1If.Ui.e1V1e2UCCR4V2R5Rof反馈网络b1c2iUiI负反馈负反馈79C2Uo.UCCRCRERDUf.RSugsC1Ui.Rf反馈网络RGD1E2正反馈正反馈80R2Ui.R3c1Ui.V1c2R4V2R5CBUf.R8b1R1CCRLUo.e3UCCR6V3R7反馈网络负反馈负反馈81正反馈正反馈82负反馈负反馈83643分立元件负反馈放大器的分析计算分立元件负反馈放大器的分析计算一、单级负反馈放大器电路一、单级负反馈放大器电路1. 单级串联电压负反馈电路单级串联电压负反馈电路反馈网络反
37、馈网络(a)RBUCCC1Ui.C2REUfUo.RLUo.iU =+841 ofoifibeiUUFUUUUUU1 ioufofiUUA UUU在深反馈条件下：在深反馈条件下：反馈网络反馈网络(a)RBUCCC1Ui.C2REUfUo.RLUo.iU =+85RBUCCC1Ui.C2Ui.RERL反馈网络(b)Uf.RofRCIc.图图618三种不同反馈组态的单级放大器三种不同反馈组态的单级放大器2. 单级串联电流负反馈电路单级串联电流负反馈电路86EeifieiiEcEeefRIUUUUUURIRIUU ELioufLcLCcoEcEefiRRUUARIRRIURIRIUU )(在在深深反
38、反馈馈条条件件下下：用等效模型精确计算：用等效模型精确计算： EbeLufRrRA 187图图618三种不同反馈组态的单级放大器三种不同反馈组态的单级放大器3. 单级并联电压负反馈电路单级并联电压负反馈电路(c)R2UCC+_C2.RERLUo.CER1If.Ii.RCiUiI反馈网络反馈网络+_88fiiofIIIRUI 2122211RRUUARURUUIRURUUIIIioufooifiiiifi 在在深深反反馈馈条条件件下下：(c)R2UCC+_C2.RERLUo.CER1If.Ii.RCiUiI反馈网络反馈网络+_89图图619串联电压负反馈对串联电压负反馈对 二、多级反馈放大器电路
39、二、多级反馈放大器电路R2c1R1R5R4R6RLC1+_Uf.R3C3V1V2c2C2UoUCCUi.反馈网络反馈网络e1b1iU+_+_+_+901. 串联电压负反馈对串联电压负反馈对oofUFURRRU 4333434331RRRFUUAURRRUFUUioufoofi 91(a)R4Ui.Ui.R3Uo.Uf.V1(b)Ui.V1R3|R4Uf.R3R3R4UoFUo.图图620等效到第一级射极的反馈电压等效到第一级射极的反馈电压(a)输入回路等效；输入回路等效；(b)戴维南等效电路戴维南等效电路 92 图图621 并联电流负反馈对并联电流负反馈对 2. 并联电流负反馈对并联电流负反馈
40、对 R2CCR3RLUo.R6CER1Ii.c1If.Ui.e1V1e2UCCR4V2R5Rof反馈网络反馈网络b1c2iUiI+_+_+_+9351655652421165526552RRRRRUUARRRRIRIRRIURURUUIRRRIRRRIIIILioufLfLcLcoiiiiceffi )()(94 图图622 串联电流负反馈电路串联电流负反馈电路 3.串联电流负反馈电路串联电流负反馈电路R2Ui.R3c1Ui.V1c2R4V2R5CBUf.R8b1R1CCRLUo.e3UCCR6V3R7+_+_+_+_+_+反馈网络反馈网络9573783363378373RRRRRRUUUUA
41、RIRRIUUURRRRRIULfoioufLeLeofief )(96图图623 三级并联电压负反馈电路三级并联电压负反馈电路 4.并联电压负反馈电路并联电压负反馈电路Ui.V1R3CE1R1If.Ii.R2c1R4R6CE3R8R7UCCV2V3b1RifR1Uo.c2c3R5iUiI+_+_+_+反馈网络反馈网络971881RRUUARUIRUIIIioufofiifi ,98C2Uo.UCCRCRERDUf.RSugsC1Ui.Rf反馈网络RGD1E2图图624 串联电流正反馈电路串联电流正反馈电路5. 串联电流正反馈电路串联电流正反馈电路99六、复反馈放大器六、复反馈放大器 UCCR
42、CRBCBCE1CE2RE1RE2RLUo.CLUi.CE1:几十几百pF (高频补偿电容)CE2:几十几百F (射极旁路电容)(a)CC100(b)电流增益Aif过补偿(CE1太大)欠补偿(CE1太小)f(频率)(b)复反馈补偿电流高频响应复反馈补偿电流高频响应 101R4R3Rf1R5uo1ufR2 UDDR2V1V2Rf2abcuoR1uiIoR1 UEE（ gm ）IfS图图627 例例2电路电路 三、反馈放大器例题分析三、反馈放大器例题分析102例例2电路如图电路如图627所示。这是一个两级放大器，第所示。这是一个两级放大器，第一级为场效应管差分放大器，第二级为运放构成的一级为场效应
43、管差分放大器，第二级为运放构成的反相比例放大器。反相比例放大器。(1)为进一步提高输出电压稳定度，试正确引入反馈。为进一步提高输出电压稳定度，试正确引入反馈。(2)计算没有引入反馈时放大倍数。计算没有引入反馈时放大倍数。 (3)计算引入反馈后的闭环放大倍数计算引入反馈后的闭环放大倍数Auf=?(4)若一定要求引入并联电压负反馈，电路应如何改若一定要求引入并联电压负反馈，电路应如何改接接? 1033423211211121RRARRgUUAAAUUUUUUAumiouuuooioiou 单端输出）单端输出）()(111RRAfuf 104 实际上，放大器在中频区施加负反馈时，有可能因实际上，放大
44、器在中频区施加负反馈时，有可能因Akf 在高在高频区的附加相移使负反馈变为正反馈，引起电路自激。频区的附加相移使负反馈变为正反馈，引起电路自激。反馈放大器频率特性：反馈放大器频率特性：F)A)A)A (j1(j(jf 若在某一频率上若在某一频率上 1j FA 放大器自激放大器自激自激振幅条件自激振幅条件 1j FA 1 FjA j 自激相位条件自激相位条件 说明说明 自激时，即使自激时，即使Xi=0，但由于，但由于Xi = Xf ，因此反馈，因此反馈电路在无输入时，仍有信号输出。电路在无输入时，仍有信号输出。65 反馈放大器稳定性讨论反馈放大器稳定性讨论651 负反馈放大器稳定工作的条件负反馈
45、放大器稳定工作的条件105环路增益环路增益|AF|/dB0附加相移附加相移f(频率）频率）幅度裕度幅度裕度0f相位裕度相位裕度135180AB图图628用环路增益来判断稳定性用环路增益来判断稳定性 106 652 利用开环增益的波特图来利用开环增益的波特图来判别放大器的稳定性判别放大器的稳定性)()()()()(kHzfjkHzfjkHzfjjjjAjAI10011011110000111321 1070.010.11101001000A/dB806040200204045|A(j)|(开环开环)20dB/10倍频程倍频程13540dB/10倍频程倍频程180225稳定稳定不稳定不稳定（闭环）
46、（闭环）AfF1AfF1(不稳定不稳定)60dB/10倍频程倍频程f / kHza(a)R2R1Uo.(b)Ui.图图629用开环特性波特图来判断放大器的稳定性用开环特性波特图来判断放大器的稳定性 1)(FjA108FjAjAjAf)()()( 11211RRRFjAf )( )()( jAjAf 在低频和中频在低频和中频 区：区：，则，则在高频区，若在高频区，若1FjA)( 109653常用的消振方法常用的消振方法相位补偿法相位补偿法一、电容滞后补偿一、电容滞后补偿)(21211ioRRfC1100.010.11101001000A/dB80604020020404520dB/10 倍频程1
47、3540dB/10 倍频程225加电容补偿后的开环特性0.001b (45)20dB/10倍频程(13540dB/10 倍频程60dB/10 倍频程(22560dB/10 倍频程( f1 )( f1 )( f2 )( f3 )(补偿后的开环带宽)(补偿后的闭环带宽)A1A2Ro1CRi2f / kHzAfF10.11(20dB) a)图图630电容滞后补偿的开环频率特性波特图电容滞后补偿的开环频率特性波特图 111二、零极点对消二、零极点对消RC滞后补偿滞后补偿CRRjRCjCjRRCjRUUARC)(111112RCfCRRf21,)(2121令112)(ffffjffjARC 11211则
48、则)()()()()()()(32123211111111ffjffjffjffjAjfAffjffjffjAjfAII 113)1)(1 ()(312ffjffjAjfAffI则若114Ro1RCRi2Ci2R RCA1A2RCU1.U2.U1.U1.U2.U2.图图631零极点相消零极点相消RC滞后补偿滞后补偿(a)RC串联补偿网络电路串联补偿网络电路(b)输出等效电路输出等效电路(c)简化等效电路简化等效电路1150.010.11101001000A/dB8060402002040(45)20dB/10 倍频程13540dB/10 倍频程225加RC补偿的开环特性0.00120dB/10
49、倍频程60dB/10 倍频程( f1 )( f3 )(RC补偿后的开环带宽)(补偿后的闭环带宽)f / kHz45AfF10.11(20dB)(135)图图632零极点相消零极点相消RC滞后补偿的开环频率响应波特图滞后补偿的开环频率响应波特图 116三、密勒效应补偿三、密勒效应补偿CAC)1(2A2C(a)(b)A2C图图633 密勒电容补偿密勒电容补偿 117四、导前补偿四、导前补偿CRjCRjRRRCjRRRFfff11)1(1111式中，式中，R=R1Rf。记。记 则,21,21,2111CRfCRfRRRFffo118212111ffffjffjFFo且119作作 业业6-16-86-116-156-176-18 (1)、(2)
