1、第七章第七章 放大电路中的反馈放大电路中的反馈主要内容：主要内容：7.1 反馈的基本概念与形式 7.2 负反馈放大电路的反馈组态及其二端口网络表达7.3 负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式7.4 深度负反馈放大电路的分析7.5 负反馈对放大电路性能的改善7.6 负反馈放大电路的稳定问题反馈反馈 将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送回到输入回路，以影响输入的过程。回到输入回路，以影响输入的过程。7.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念h21ibicuceibubeh12uceh11h22反馈反馈反馈反馈7.1 7.1 反馈的基本概念与形式反馈
2、的基本概念与形式 Rc Re Rb1 Rb2 C1 C2 VCC us Rs+-+-uo+-uF 反馈反馈前向通路前向通路信号的正向传输通路信号的正向传输通路反馈通路反馈通路信号的反向传输通路信号的反向传输通路闭环闭环 有反馈通路有反馈通路信号的反馈通路信号的反馈通路（反馈网络）（反馈网络）信号的正向传输通路信号的正向传输通路开环开环 无反馈通路无反馈通路7.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念 uI uO+-RL R2 R1 Rc Re Rb1 Rb2 C1 C2 VCC us Rs+-+-uo+-uF 开环开环 无反馈通路无反馈通路（1）正反馈与负反馈）正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，
3、引入反馈后净输入量变大。正反馈：输入量不变时，引入反馈后净输入量变大。负反馈：输入量不变时，引入反馈后净输入量变小。负反馈：输入量不变时，引入反馈后净输入量变小。另一角度另一角度正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。判别方法：判别方法：瞬时极性法瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着。即在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，标出某一时刻有关节点电压（电流）变化方向信号流向，标出某一时刻有关节点电压（电流）变化方向（增大用（增大用“+”号表示、减小用号表示、减小用“-”号表示）号
4、表示）,决定反馈对净决定反馈对净输入的影响。输入的影响。7.1.2 电路中的反馈形式电路中的反馈形式 Rc Re Rb1 Rb2 C1 C2 VCC us Rs+-+-uo+-uF(+)(+)(-)净输入量减小净输入量减小(+)(+)(-)(-)净输入量增大净输入量增大负反馈负反馈正反馈正反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路级间反馈通路级间反馈通路(+)(+)(+)(+)(-)净输入量净输入量级间负反馈级间负反馈本级负反馈本级负反馈反馈通路反馈通路本级反馈通路本级反馈通路正负反馈的判别举例正负反馈的判别举例(+)（2）交流反馈与直流反馈）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
5、流，或同时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。存在，来进行判别。取决于反馈通路。取决于反馈通路。(+)(+)(+)(+)(+)交流反馈交流反馈交、直流负反馈交、直流负反馈7.1.2 电路中的反馈形式电路中的反馈形式 Rc Re Rb1 Rb2 C1 C2 VCC us Rs+-+-uo+-uF 7.1.1 基本概念基本概念 7.1.2 电路中的反馈形式电路中的反馈形式7.1 7.1 反馈的基本概念与形式反馈的基本概念与形式-小结小结 1.反馈组态反馈组态由此可组成四种组态：由此可组成四种组态：输入端：反馈信号在输入端的联接分为输入端：反馈信号在输入端的联接分为串联串
6、联和和并联并联两种方式。两种方式。输出端：反馈信号在输出端分为取输出端：反馈信号在输出端分为取电压电压和取和取电流电流两种方式。两种方式。电压串联电压串联 电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联7.2.1 7.2.1 负反馈放大电路的四种反馈组态负反馈放大电路的四种反馈组态7.2 7.2 负反馈放大电路的反馈组态及其二端口网络表达负反馈放大电路的反馈组态及其二端口网络表达2.四种反馈阻态的判断方法四种反馈阻态的判断方法iX并联：反馈量并联：反馈量和和fX输入量输入量接于同一输入一节点接于同一输入一节点接于同一回路。接于同一回路。iX串联：反馈量串联：反馈量和和fX输入量输入量fXiX
7、fXiXfXiXfXiX电流：将电流：将负载负载短路，反馈量仍然存在。短路，反馈量仍然存在。电压：将电压：将负载负载短路，反馈量为零。短路，反馈量为零。7.2.1 7.2.1 负反馈放大电路的四种反馈组态负反馈放大电路的四种反馈组态7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达反馈组态判别举例反馈组态判别举例 例例1 1电压串联负反馈电压串联负反馈fXiXfXiXfXiXfXiX反馈组态判别举例反馈组态判别举例 例例2 2电压串联负反馈电压串联负反馈fXiXfXiXfXiXfXiX7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路反馈组
8、态的判别及其二端口网络表达负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达反馈组态判别举例反馈组态判别举例 例例3 3电流并联负反馈电流并联负反馈fXiXfXiXfXiXfXiX7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达电流并联负反馈电流并联负反馈反馈组态判别举例反馈组态判别举例 例例4 4fXiXfXiXfXiXfXiX7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达反馈组态判别举例反馈组态判别举例 例例5 5电压并联负反馈电压并联负反馈fXiXfXiX
9、fXiXfXiX7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达电压并联负反馈电压并联负反馈反馈组态判别举例反馈组态判别举例 例例6 6fXiXfXiXfXiXfXiX7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达反馈组态判别举例反馈组态判别举例 例例7 7电流串联负反馈电流串联负反馈fXiX7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达电流串联负反馈电流串联负反馈反馈组态判别举例反馈组态
10、判别举例 例例8 8fXiXfXiXfXiXfXiX7.2.2 7.2.2 负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达负反馈放大电路反馈组态的判别及其二端口网络表达7.3 负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式7.3.1 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图 7.3.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式7.3.2 四种反馈组态的比较四种反馈组态的比较7.3.1 7.3.1 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图信号源信号源输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电
11、路的输入基本放大电路的输入信号（净输入信号）信号（净输入信号）Xo基基 本本 放放 大大A电电 路路Xid反反 馈馈 网网 络络FXf+XiXs变变 换换 网网 络络K已知开环增益（考虑反馈网络的负载效应）：idoXXA反馈系数：oFiXAX闭环增益：ofXXFidifXXXoFiXAXfidoXXXFXAXXooo/由于：则：F1AAAF 为闭环增益的一般表达式为闭环增益的一般表达式 则：7.3.2 7.3.2 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式 1.1.增益的一般表达式增益的一般表达式idfofidoXXXXXXFA称为环路增益。称为环路增益。2.2.反馈深度的讨
12、论反馈深度的讨论 F1AAAF 中 称为反馈深度F AA，一般负反馈 F AA，正反馈 深度负反馈 无输入也有输出，自激振荡 F1AFFA (4)1 0,=-1AFAF时，(1)11 AF 时，(2)11 1 AFAF时，(3)1 1 AF 时，1AF 7.3.2 7.3.2 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式 3.3.信号信号 在四种反馈组态中的具体形式在四种反馈组态中的具体形式 XFV7.3.2 7.3.2 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式 A.A.电压串联电压串联uO uf uid uO 电压负反馈：稳定输出电压电压负反馈：稳定输出电
13、压串联反馈：输入端电压求和（串联反馈：输入端电压求和（KVL）1.1.各种反馈类型的特点各种反馈类型的特点输入端有输入端有7.3.3 7.3.3 四种反馈组态的比较四种反馈组态的比较idifuuuB.B.电流并联电流并联RL iO iF iid iO 电流负反馈：稳定输出电流电流负反馈：稳定输出电流并联反馈：输入端电流求和（并联反馈：输入端电流求和（KCL）其他两种组态有类似的结论其他两种组态有类似的结论输入端有输入端有1.1.各种反馈类型的特点各种反馈类型的特点7.3.3 7.3.3 四种反馈组态的比较四种反馈组态的比较idifiii串联反馈串联反馈2.2.信号源对反馈效果的影响信号源对反馈
14、效果的影响 则则ui最好为恒压源，即最好为恒压源，即信号源内阻信号源内阻RS越小越好。越小越好。要想反馈效果明显，就要想反馈效果明显，就要求要求uf变化变化能有效引起能有效引起uid的的变化。变化。idifu=u-u7.3.3 7.3.3 四种反馈组态的比较四种反馈组态的比较并联反馈并联反馈 则则ii最好为恒最好为恒流流源，即信源，即信号源内阻号源内阻RS越大越好。越大越好。要想反馈效果明显，就要想反馈效果明显，就要求要求if变化变化能有效引起能有效引起iid的的变化。变化。2.2.信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响idifi=i-i7.3.3 7.3.3 四种反馈组态的比较四种反馈
15、组态的比较7.3 负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式小结：小结：7.3.1 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图 7.3.2 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式7.3.3 四种反馈组态的比较四种反馈组态的比较7.4 7.4 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析7.4.1 深度负反馈的实质深度负反馈的实质7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析7.4.1 深度负反馈的实质深度负反馈的实质即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关 11
16、AF由于由于F1AAAF 则则FFAA1 又因为又因为oFiXAXofXXF ifXX 得得即输入量近似等于反馈量即输入量近似等于反馈量0fiid XXX净输入量近似等于零净输入量近似等于零F1AFfoioXXXX对串联负反馈，输入端电压求和。对串联负反馈，输入端电压求和。i difUUU0i di diUI0r深度负反馈条件下深度负反馈条件下虚短虚短虚断虚断i dif0IIIi di d iU0I r虚短虚短虚断虚断并联负反馈，输入端电流求和。并联负反馈，输入端电流求和。idif0XXX7.4.1 深度负反馈的实质深度负反馈的实质1.电压串联负反馈电压串联负反馈利用利用虚短虚短和和虚断虚断的
17、概念得知的概念得知iI0f1UUo12UURFRR则反馈系数为则反馈系数为121RR 闭环增益即闭环电压增益：闭环增益即闭环电压增益：UUifUUUU1UUooFFAAF7.4.2 7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析2.2.电流并联负反馈电流并联负反馈利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知RIIRI)(offf 反馈系数为：反馈系数为：闭环增益为电流增益：闭环增益为电流增益：闭环电压增益：闭环电压增益：oUFsUUAoLoLSsisI RI RI RI RLIIFsRAR sLf)1(RRRR NPUU则则idU0fII11ooFIIFifIIRAAIIFR 7.4.2
18、 7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析fIIoIFIfRRR 3.3.电压并联负反馈电压并联负反馈fIUoIFUf1R 则反馈系数为则反馈系数为IU1FfR 闭环增益为互阻增益闭环增益为互阻增益 闭环电压增益闭环电压增益 oooUFs1sfUIFSSSiSRUUUAAUR IR IRRNP0UU利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知 fofRIUooFUIFifUUAAII7.4.2 7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析4.电流串联负反馈电流串联负反馈fUIoUFIfR 则反馈系数为则反馈系数为f1R 闭环增益为互导增益：闭环增益为互导增益：闭环电
19、压增益闭环电压增益oUFiUAUooioIUUIIUFLARfLRR 0PN II利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知ffOUR IooIUFifIIAUUUI1FFA 7.4.2 7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析举例举例例例1 1：电路如图所示，近似计算它的电压增益。：电路如图所示，近似计算它的电压增益。ebec)1(RrR准确的电压增益为：准确的电压增益为：7.4.2 7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析 Rc Re Rb1 Rb2 C1 C2 VCC us Rs+-+-uo+-uF 解：忽略基极直流偏置电路后的交流通路如下图所示。fUI
20、oUFIeR 电路为电流串联负反馈电路为电流串联负反馈则反馈系数为则反馈系数为feUI在深度负反馈条件下，在深度负反馈条件下，利用虚短有：利用虚短有：BE0U7.4.2 7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析 Rc Re Rb1 Rb2 C1 C2 VCC us Rs+-+-uo+-uF oIUFiIAUUI1Fe1R 闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益oUFiUAUooioIUUIIUFc()AR ecRR 该电路的准确分析表明，闭环电压增益为：该电路的准确分析表明，闭环电压增益为：所以上述近似分析只有在电路满足深度负反馈条件时才成立。所以上述近似分析只有在电路满
21、足深度负反馈条件时才成立。ebec)1(RrR7.4.2 7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析例例2 2：电路如图，求：(1)大环组态；(2)二、三级局部组态；(3)深度负反馈下对信号源的闭环电压增益。7.4.2 7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益BE0U解（解（3）则反馈系数为则反馈系数为0b1 If1RoUIFiUAIIU1FfR oooUSFssissUUUAUR IR IUIFs1ARsfRR ffIUOffIIFUI R
22、7.4.2 7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析例例3 3：电路如图，：电路如图，其中集成运放为理想，求闭环电压增益。其中集成运放为理想，求闭环电压增益。解：电路引入了解：电路引入了电流串联负反馈电流串联负反馈。由于虚断，。由于虚断，中电流与中电流与 中电流相等，为输出电流在中电流相等，为输出电流在 支路的分流：支路的分流：123L10k,100k,2k,5kRRRR1R2R2R23o123RRIIRRR2131o123fRR RUR IIRRR13UIo123fUR RFIRRRoo123UIfi131IUFIIRRRAFUUR Rooo123Lioi13UFUUIR
23、RRARUI UR R7.4.2 7.4.2 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析(1)找出信号放大通路和反馈通路找出信号放大通路和反馈通路(2)用瞬时极性法判断正、负反馈用瞬时极性法判断正、负反馈(3)判断交、直流反馈判断交、直流反馈(4)判断反馈组态判断反馈组态(5)标出输入量、输出量及反馈量标出输入量、输出量及反馈量(6)估算深度负反馈条件下电路的估算深度负反馈条件下电路的FUFFAA、分析负反馈放大电路的一般步骤分析负反馈放大电路的一般步骤7.4 7.4 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析-小结小结 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减少非线性失真减少非线性失
24、真 扩展频带扩展频带 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则7.5 7.5 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善 7.5.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性闭环时闭环时F1AAAF 则则只考虑幅值有只考虑幅值有F1AAAFFF11dAdAAAFA即闭环增益相对变化量比开环减小了即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍倍,提高了增益提高了增益的稳定性的稳定性在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性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
25、，闭环增益将有很高的稳定性。元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。F22(1)1(1)(1)dAAFAFdAAFAF1FAF7.5.2 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响电压负反馈电压负反馈 减小输出电阻，稳定输出电压减小输出电阻，稳定输出电压电流负反馈电流负反馈 增大输出电阻，稳定输出电流增大输出电阻，稳定输出电流串联负反馈串联负反馈 增大输入电阻增大输入电阻并联负反馈并联负反馈 减小输入电阻减小输入电阻1 1对输出电阻的影响对输出电阻的影响1）电压负反馈，使输出电阻减小2）电流负反馈，使输出电阻增大定量分析:1）电压负反馈以电压串联负反馈为例放大电路输出端用电压源 与 的
26、串联表示，A为开环放大倍数，为放大电路无反馈时的输出电阻。oRofRoR现计算加入负反馈时的输出电阻 7.5.2 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响oAFU 即短路，输出端加 ，求 .0iU oUoI1)在输入端：idifioUUUUFU0,iidfoUUUFU (1)ooooooUAFUIRAF UR 1ooofoURRAFI ofoRR1AF 可见：减小的幅度取决于2)在输出端：7.5.2 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响电压源电压：oAFU 2）电流负反馈 可证明：(1)ofoRRAF 使输出电阻增大。7.5.2 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻
27、和输出电阻的影响引入负反馈后，串联负反馈消弱了放大电路的输入电压，使加在放大电路输入端的净电压减小；在同样的净输入电压下，有负反馈后有负反馈后，外加电压增加，使输入电阻增大。idifUUUiidfUUUifR 较引入负反馈前大，故 并联负反馈消弱了放大电路的输入电流，使净输入电流减小。在同样的净输入电流下，有负反馈后，输入电流增大，使输入电阻减小。fidifiidIIIIII,iIifR引入并联负反馈后，较引入负反馈前增大，故iU7.5.2 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响2输入电阻输入电阻定量分析：定量分析：以串联负反馈为例,串联负反馈放大电路如图无反馈时：idiiURI
28、加负反馈：(1)iidfidididUUUUAFUAF U()()11 iidifiiiUAF URIIAF RifiRRif11iRRAF 同理,并联负反馈:7.5.2 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响1AF 增大的程度取决于A 开环幅频响应开环幅频响应7.5.3 扩扩 展展 频频 带带HFH(1)AF 上限频率扩展上限频率扩展 倍倍LLF1AF 下限频率降低下限频率降低1+AF倍倍闭环幅频响应闭环幅频响应H HF FA1AF 7.5.3 扩扩 展展 频频 带带推导如下：开环高频特性：1UMUHHAAj加反馈时，闭环高频特性：闭环高频特性：1(1)UMFUMHAjAF11
29、1()111()11()111UMHUMUMjFAUHUMUMHUHFUMUHUMHHUMHAAjAjAA FAAFAjjFAjFA Fj 同乘同除(1)HFHUMA F 为中频段有反馈时的频率特性，的上限角频率变为：比无反馈时有所增加，增加的程度决定于 。UMA()UHFAj(1)H FHU MA F1AF UMAA此处：7.5.3 扩扩 展展 频频 带带1LLFUMAFL同理，引入负反馈，下限频率：,比减小，综上，加负反馈，展宽了频带。如图.AHHFFA闭环幅频响应闭环幅频响应开环幅频响应开环幅频响应则：(1)1UMUMFBWFHUMUMHUMAAffAFAfAF加入负反馈后放大电路的增益
30、带宽积不变。若 HBWffBWFHFff7.5.4 减少非线性失真减少非线性失真可以证明，在输出信号基波不变的情况下，负反馈放大电路可以证明，在输出信号基波不变的情况下，负反馈放大电路的非线性失真是其开环时的的非线性失真是其开环时的 分之一。分之一。1AF idifXXX 要稳定直流量要稳定直流量引直流负反馈引直流负反馈 要稳定交流量要稳定交流量引交流负反馈引交流负反馈 要稳定输出电压要稳定输出电压 引电压负反馈引电压负反馈 要稳定输出电流要稳定输出电流 引电流负反馈引电流负反馈 要增大输入电阻要增大输入电阻 引串联负反馈引串联负反馈 要减小输入电阻要减小输入电阻 引并联负反馈引并联负反馈7.
31、5.5 7.5.5 为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减少非线性失真减少非线性失真 扩展频带扩展频带 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则7.5 7.5 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善-小结小结 举例举例电路如图，为了达到下列目的，分别说明应引入哪种组电路如图，为了达到下列目的，分别说明应引入哪种组态的负反馈以及电路如何连接。态的负反馈以及电路如何连接。（1 1）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力；）减小放大电路从信号源索
32、取的电流并增强带负载能力；（2 2）将输入电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流；）将输入电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流；（3 3）将输入电流转换成稳定的输出电压。）将输入电流转换成稳定的输出电压。举例解:1 1）电路需要增大输入电阻并减小输出电阻，故应引入电压串联）电路需要增大输入电阻并减小输出电阻，故应引入电压串联负反馈。负反馈。反馈信号从输出电压取样，故将与相连接；反馈应为串联，反馈信号从输出电压取样，故将与相连接；反馈应为串联，故将与相连接；故将与相连接；为了保证电路引入的为负为了保证电路引入的为负反馈，当反馈，当 对地为对地为“+”+”时，时，应为上应为上+下下-，即的电位为
33、，即的电位为“+”+”，因此应将与连，因此应将与连接起来。接起来。Iufu举例解:（2 2）将输入电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流）将输入电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流:电路应引入电流并联负反馈。电路应引入电流并联负反馈。将与、与分别相连将与、与分别相连为了保证电路引入负反馈，为了保证电路引入负反馈，当当 对地为对地为“+”+”时，时，应自输入端流出，即应使应自输入端流出，即应使端的电位为端的电位为-。因此应将。因此应将与连接起来。与连接起来。Iufi举例解:3 3）将输入电流转换成稳定的输出电压：电路应引入电压并将输入电流转换成稳定的输出电压：电路应引入电压并联负反馈。联负反馈
34、。电路中应将与、与、与分别连接起来。电路中应将与、与、与分别连接起来。7.6 负反馈放大电路的稳定问题负反馈放大电路的稳定问题主要内容主要内容:7.6.1 负反馈放大电路产生自激振荡的原因和条件负反馈放大电路产生自激振荡的原因和条件7.6.2 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断7.6.3 负反馈放大电路消除自激振荡的方法负反馈放大电路消除自激振荡的方法7.6.1 负反馈放大电路产生自激振荡的原因和条件负反馈放大电路产生自激振荡的原因和条件 1.自激振荡现象在不加任何输入信号在不加任何输入信号的情况下，放大电路的情况下，放大电路仍会产生一定频率的仍会产生一定频率的输出的现象。输
35、出的现象。2.产生原因及条件 在高频区或低频区产生的在高频区或低频区产生的附加相移附加相移达到达到180，使中频区的，使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，在满足了一定的幅值条负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，在满足了一定的幅值条件时，便产生自激振荡。如在中频区，件时，便产生自激振荡。如在中频区，的相移为的相移为0 ，而在高，而在高频区或低频区产生的频区或低频区产生的附加相移若为附加相移若为180，原来的负反馈变成为正，原来的负反馈变成为正反馈，反馈信号可代替输入而维持输出。反馈，反馈信号可代替输入而维持输出。FA和和FA和和fiidXXX 1）中频区）中频区 ,的引入使的引入使 实
36、际减小，则构成实际减小，则构成负反馈负反馈fXidX 2）高频区或低频区）高频区或低频区,若若 产生产生180的相移，的相移，则则 的引入使的引入使 实际增大，则构成正反馈。实际增大，则构成正反馈。fidXAFX AF idXfX则则 可代替可代替 作为输入作为输入时，放大电路即使在没有输时，放大电路即使在没有输入的情况下，仍能够产生稳入的情况下，仍能够产生稳定的输出，则放大电路产生定的输出，则放大电路产生了自激振荡了自激振荡。fXidXfidXAFX 1AF 若若7.6.1 负反馈放大电路产生自激振荡的原因和条件负反馈放大电路产生自激振荡的原因和条件 自激振荡的条件为：自激振荡的条件为：即即
37、1 FA为为环环路路增增益益）（FA自激振荡条件：自激振荡条件：1)()(FAaf()()(21)180n 幅值条件幅值条件相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）放大电路一旦产生自激振荡，将无法正常放大，称电路放大电路一旦产生自激振荡，将无法正常放大，称电路处于不稳定状态。处于不稳定状态。7.6.1 负反馈放大电路产生自激振荡的原因和条件负反馈放大电路产生自激振荡的原因和条件 稳定工作条件稳定工作条件不产生自激振荡的条件：不产生自激振荡的条件：1 FAaf(21)180n 1 FAaf(21)180n 稳定稳定自激振荡自激振荡,不稳定不稳定7.6.2 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路
38、稳定性的判断或或:稳定工作条件稳定工作条件若将若将 定义为稳定边界，定义为稳定边界，则将电路离稳定边界的距离定义则将电路离稳定边界的距离定义为稳定裕度，分为幅值裕度为稳定裕度，分为幅值裕度和相位裕度。定义如下：和相位裕度。定义如下：一般要求一般要求GGmm -10dB-10dB，以以保证可靠稳定保证可靠稳定一般要求一般要求 m m 45 45，留有余地留有余地1FA幅值裕度幅值裕度相位裕度：相位裕度：m20logPffGAF 0maf180Cff7.6.2 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断稳定稳定不稳定不稳定利用Bode图可以很容易判断电路的稳定性。和上述电路稳定的条件1）
39、或2）对应，有下列结论：1）在相位特性越过-1800 时对应的频率 处，若幅值特性已穿过0dB线，即幅值小于0dB，则电路稳定，否则不稳定。2）在幅值特性过0dB的频率 处，如果相位特性还没有越过-1800 ，则系统是稳定的。否则不稳定。fCPf稳定稳定不稳定不稳定7.6.2 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断例：某三级放大电路 610()(1)(1)(1)0.215A jfffjjj画出Bode图，并求：1）幅值裕度和相位裕度，2）判断稳定性。101FZMHf:,20lg AF解：幅值频率特性：相位频率特性：52.0111ftgftgftgAF7.6.2 负反馈放大电路稳定
40、性的判断负反馈放大电路稳定性的判断P时，电路不稳定；CAF180时，已越过 电路不稳定。1FA610()(1)(1)(1)0.215A jfffjjj7.6.2 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断为使系统稳定，可采取下列措施：为使系统稳定，可采取下列措施：1）减小F,使 下移，若下移到 时，则系统临界稳定。AFlg20P1FA若要求一定的幅值稳定若要求一定的幅值稳定裕量，则要求幅值频率裕量，则要求幅值频率特性进一步下移，即特性进一步下移，即F进一步减小。进一步减小。故故F太大，易不稳定。太大，易不稳定。7.6.2 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断2)在放大
41、电路的前向通道上加RC网络（补偿网络），使 提前下降，使 时，系统稳定，称为校正或频率补偿。AFlg20PAF 1FA为使系统稳定，可采取下列措施：为使系统稳定，可采取下列措施：可见反馈深度越深，可见反馈深度越深，越大，越容易不稳定越大，越容易不稳定即越容易产生自激。即越容易产生自激。7.6.2 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断1.滞后补偿滞后补偿 7.6.3 负反馈放大电路消除自激振荡的方法负反馈放大电路消除自激振荡的方法若若 最低上限转折频率为最低上限转折频率为 。在具体放大电路中，找出对应的。在具体放大电路中，找出对应的那级电路，假设为图中由那级电路，假设为图中由A2
42、组成的放大电路。在其输入端加补偿组成的放大电路。在其输入端加补偿电容电容 C。AF 1Hf1012212(/)HiifRRC1012212(/)()HiifRRCC 补偿前：补偿前：补偿后补偿后：1.1.滞后补偿滞后补偿：F007中的补偿电容C(30pF)7.6.3 负反馈放大电路消除自激振荡的方法负反馈放大电路消除自激振荡的方法2.超前补偿超前补偿 7.6.3 负反馈放大电路消除自激振荡的方法负反馈放大电路消除自激振荡的方法主要内容：主要内容：7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类7.2 负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路的四种基本组态7.3 负反馈放大电路的方框图及增益的
43、一般表达式负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式7.4 深度负反馈放大电路的分析深度负反馈放大电路的分析7.5 负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善7.6 负反馈放大电路的稳定问题负反馈放大电路的稳定问题本本 章章 小小 结结本本 章章 小小 结结本章主要概念：本章主要概念：1 1反馈的概念，反馈对放大电路性能的改善。反馈的概念，反馈对放大电路性能的改善。2 2负反馈的四种组态及其特性。负反馈的四种组态及其特性。3 3深度负反馈放大电路的近似分析。深度负反馈放大电路的近似分析。4 4自激振荡及放大电路的稳定。自激振荡及放大电路的稳定。作业7.77.7，7.97.9，7.107.10，7.127.12，7.137.13，7.147.14，7.157.15，7.167.16，7.227.22，7.297.29，7.307.30
