1、第七章第七章 反馈放大电路反馈放大电路7.1 7.1 反馈的基本概念反馈的基本概念7.2 7.2 负反馈放大器的四种类型负反馈放大器的四种类型7.4 7.4 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响7.5 7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算7.3 7.3 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开环与闭环开环与闭环电路中只有正向传输,没有反电路中只有正向传输,没有反向传输,称为向传输,称为开环状态。开环状态。正向传输正向传输信号从输入端到信号从输入端到输出端的传输输出端的传输反向传输反向传输信号从输信号从输出端到输入端的传输出端到输入端的传
2、输既有正向传输,又有反馈既有正向传输,又有反馈 称为称为闭环状态闭环状态。uu+f1oi+RRuuo+i信号的正向传输信号的正向传输信号的正向传输信号的正向传输反馈传输反馈传输(通路通路)(反馈网络)(反馈网络)7.1.1 7.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念1、什么是反馈、什么是反馈?所谓反馈就是在电路中把所谓反馈就是在电路中把输出量输出量(电压或(电压或电流)的一部分或全部以某种方式电流)的一部分或全部以某种方式送回输入送回输入端端,使原来输入信号增大或减少并因此影响,使原来输入信号增大或减少并因此影响放大电路某些性能的过程放大电路某些性能的过程。基本放大电路基本放大电路反馈网络反馈网
3、络AFiXidXfX oX采样采样比较比较2bR1bReRcR1Cbce2CCCU iuBUouLR CI BI EI ReU BEU CI T ReBbeUUU2、如图是静态工作、如图是静态工作点稳定的电路。实际点稳定的电路。实际上是一个负反馈的过上是一个负反馈的过程。程。在实际电子电路中,在实际电子电路中,不仅需要直流反馈来不仅需要直流反馈来稳定静态工作点,更稳定静态工作点,更需要引入交流负反馈需要引入交流负反馈来实现来实现交流性能交流性能的改的改善。善。TICQ IEUReUBE=UB-UReIB3、一个电路中有否反馈,一般有以下两种情况:个电路中有否反馈,一般有以下两种情况:(1)、输
4、出回路与输入回路之间是否有存在回路,如图:、输出回路与输入回路之间是否有存在回路,如图:RF、R1为反为反馈通路;馈通路;(2)、反馈元件同时在输入回路和输出回路中如图中的、反馈元件同时在输入回路和输出回路中如图中的Re,Re上既有上既有输入信号又有输出信号输入信号又有输出信号,本身就已担任把输出信号送回输入端本身就已担任把输出信号送回输入端的作用。的作用。iUoULR 1RFRFU输入输入回路回路2bR1bReRcR1Cbce2CCCU iuBU输出输出回路回路ou判断电路是否存在反馈通路判断电路是否存在反馈通路反馈通路反馈通路(本级)(本级)反馈通路反馈通路(本级)(本级)反馈通路反馈通路
5、(级间)(级间)7.1.2 7.1.2 反馈的分类反馈的分类1.1.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈2.2.串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈3.3.负反馈与正反馈负反馈与正反馈4.4.电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈5.本级反馈与级间反馈本级反馈与级间反馈直流反馈直流反馈若电路将直流量反馈到输入回路,则若电路将直流量反馈到输入回路,则称直流反馈。称直流反馈。1.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈 该电路引入直流反馈的目的,是为了稳定静态工该电路引入直流反馈的目的,是为了稳定静态工作点作点Q。交流反馈交流反馈若电路将若电路将交流量反馈到输入回路,交流量反馈到输入回路,则称交流反馈。
6、则称交流反馈。(如去掉电容(如去掉电容Ce)交流反馈,影响电路的交流反馈,影响电路的交流工作性能交流工作性能。直流反馈直流反馈交流反馈交流反馈+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReCeICic(1)(1)在交流通路中存在的反馈称为交流反馈如图(在交流通路中存在的反馈称为交流反馈如图(a a);(2)(2)在放大电路的直流通路中存在的反馈称为直流反馈如图(在放大电路的直流通路中存在的反馈称为直流反馈如图(b b)(3)(3)当然在直流通路和交流通路中均有反馈通路,这时交直流反当然在直流通路和交流通路中均有反馈通路,这时交直流反馈同时存在图(馈同时存在图(c c)。(a a
7、)交流反馈)交流反馈1R2R3RFRFCCCU(b b)直流反馈)直流反馈eRCCU FR(c c)交直流反馈)交直流反馈CCU 解:根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时解:根据反馈到输入端的信号是交流还是直流还是同时存在,来进行判别。存在,来进行判别。例:判断下图中有哪些反馈回路,是交流反馈还是直流反馈。例:判断下图中有哪些反馈回路,是交流反馈还是直流反馈。uu+1A+RfRoiC22R1C交、直流反馈交、直流反馈交流反馈交流反馈 注意电容的注意电容的“隔直通交隔直通交”作用!作用!由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定串联串联串联:串联:输
8、入以电压形式求和输入以电压形式求和(KVLKVL)-vi i+vidid+vf f=0 即即 vidid=vi i-vf f并联:并联:输入以电流形式求和输入以电流形式求和(KCLKCL)ii i-iidid-if f=0 即即 iidid=ii i-if f并联并联2 2、串联反馈和并联反馈(看输入端)、串联反馈和并联反馈(看输入端)2 2、串联反馈和并联反馈(看输入端)、串联反馈和并联反馈(看输入端)(1)如果反馈量和输入量是以电压形式相加减称为串联反馈如如果反馈量和输入量是以电压形式相加减称为串联反馈如图(图(a)。)。Ui与与 UF是以电压形式串联相加减,所以是串联是以电压形式串联相加
9、减,所以是串联反馈。反馈。(2)如果反馈量和输入量是以电流形式相叠加,如果反馈量和输入量是以电流形式相叠加,Ii和和If以电流形以电流形式相加减式相加减,称为并联反馈如图(称为并联反馈如图(b)fiiuuu iUoULR 1RFRFUiU fidIII串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈 口诀口诀因为串联的本质是分压,并联的本质是分流因为串联的本质是分压,并联的本质是分流,所以所以输入端与输入端与反馈端反馈端:同点为并联反馈同点为并联反馈输入端与输入端与反馈端反馈端:异点为串联反馈异点为串联反馈VCC_CIRCLEVCC_CIRCLE+A+LRRfifid1i1Ruoiu反馈到基极为并联反馈反馈到
10、基极为并联反馈反馈到发射极为串联反馈反馈到发射极为串联反馈ib=ii ifibiiifube=ui uf+uiube+uf例:基本放大器,无反馈,净输例:基本放大器,无反馈,净输入量入量ube=ui,电压放大倍数为:,电压放大倍数为:3.负反馈与正反馈负反馈与正反馈负反馈负反馈输入量不变时,引入反馈后使净输入量减小,输入量不变时,引入反馈后使净输入量减小,放大倍数减小。放大倍数减小。引入反馈后,净输入量引入反馈后,净输入量ube=ui-uf,电压放大倍数为:电压放大倍数为:可见,净输入量减小,放大倍数减小,所以是负反馈。可见,净输入量减小,放大倍数减小,所以是负反馈。正反馈正反馈输入量不变时,
11、引入反馈后使净输入量增加,输入量不变时,引入反馈后使净输入量增加,放大倍数增加。放大倍数增加。+u-TRuLcCCob1+.RCb2Cb1+ViR-beu+-ebeLu)(1RrRAbeLurRA+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-假设某一瞬时,在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号,按信号传假设某一瞬时,在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号,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
12、。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。iUOU1R2R3 3、正反馈与负反馈、正反馈与负反馈 判断的方法判断的方法-用瞬时极性法用瞬时极性法FUFiiUUU iUOU1R2RFUFiiUUU iU iU 口诀口诀瞬时极性法瞬时极性法:输入端与反馈端同点输入端与反馈端同点:异号为负异号为负 同号为正同号为正 输入端与反馈端异点输入端与反馈端异点:同号为负同号为负 异号为正异号为正 负反馈负反馈正反馈正反馈 电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定端的取样对象决定电压反馈:反馈信号电压反馈:反馈信号xf和输出电压成比
13、例,即和输出电压成比例,即xf=Fvo电流反馈:反馈信号电流反馈:反馈信号xf与输出电流成比例,即与输出电流成比例,即xf=Fio 并联结构并联结构串联结构串联结构4 4、电压反馈和电流反馈(看输出端)、电压反馈和电流反馈(看输出端)电压负反馈电压负反馈RL vo o xf xid vo 电压负反馈稳定输出电压电压负反馈稳定输出电压xf=Fvo,xid=xixf4 4、电压反馈和电流反馈(看输出端)、电压反馈和电流反馈(看输出端)电流负反馈电流负反馈RL io o xf xid io 电流负反馈稳定输出电流电流负反馈稳定输出电流xf=Fio,xid=xixf4 4、电压反馈和电流反馈(看输出端
14、)、电压反馈和电流反馈(看输出端)iUoULR 1RFRFU4 4、电压反馈和电流反馈(看输出端)、电压反馈和电流反馈(看输出端)(1)如果反馈是取自输出电压,则称为电压反馈。如图如果反馈是取自输出电压,则称为电压反馈。如图(a)UF与与输出电压输出电压UO 成正比。成正比。(2)如果反馈是取自输出电流,则称为电流反馈。如图如果反馈是取自输出电流,则称为电流反馈。如图(b)中中 UF=IERe=ICRe与输出电流与输出电流IC成正比。成正比。oF11fuRRRu 2bR1bReRcR1Cbce2CCCU iuBUou输入输入回路回路输出输出回路回路eI电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈 口诀口诀
15、方法一:输出电路结构法方法一:输出电路结构法 输出输出端端与与 反馈端反馈端 :同点为电压反馈同点为电压反馈;异点为电流反馈异点为电流反馈方法二:输出短路法方法二:输出短路法 令令L0(短路)(短路)0 Xf=0,电压反馈电压反馈;Xf0,电流反馈电流反馈判断方法:负载短路法判断方法:负载短路法 将将负载负载短路,反馈量仍然存在短路,反馈量仍然存在电流反馈。电流反馈。将将负载负载短路(未接负载时输出对地短路),反馈量为零短路(未接负载时输出对地短路),反馈量为零电压反馈。电压反馈。电压反馈电压反馈电流反馈电流反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路4 4、电压反馈和电流反馈(看输出端)、电压反馈和
16、电流反馈(看输出端)本级反馈本级反馈反馈只存在于某一级放大器中反馈只存在于某一级放大器中 级间反馈级间反馈反馈存在于两级以上的放大器中反馈存在于两级以上的放大器中例例5.本级反馈与级间反馈本级反馈与级间反馈VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1级间反馈级间反馈本级反馈本级反馈本级反馈本级反馈7.2 7.2 负反馈放大器的四种类型负反馈放大器的四种类型负反馈类型有四种组态负反馈类型有四种组态:电压串联负反馈电压串联负反馈 电压并联负反馈电压并联负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈一一.电压串联负反馈电
17、压串联负反馈根据瞬时极性判断是负反馈,根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路为所以该电路为电压串联负反馈电压串联负反馈从输入端看,有:从输入端看,有:ud=ui-uf故为串联反馈。故为串联反馈。用用“瞬时极性法瞬时极性法”判断反馈极性判断反馈极性 反馈电压:反馈电压:fRRRuu11of因为反馈量与输出电压成比例,所以称电压反馈。因为反馈量与输出电压成比例,所以称电压反馈。VVV-fARi+duu-f-R+u1+uRo分立电路电压串联负反馈分立电路电压串联负反馈RL uO uf ud(ube)uO 电压负反馈的特性电压负反馈的特性稳定输出电压稳定输出电压稳定过程:稳定过程:负载变化时,负载变化时
18、,输出电压稳定输出电压稳定VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1ui一定一定二二.电压并联负反馈电压并联负反馈根据瞬时极性判断是根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路负反馈,所以该电路为为电压并联负反馈。电压并联负反馈。id=ii-if从输入端看有:从输入端看有:因为反馈量与输出电压成比例,所以是电压反馈。因为反馈量与输出电压成比例,所以是电压反馈。反馈电流:反馈电流:ffRuRuuioof故为并联负反馈。故为并联负反馈。VCC
19、_CIRCLEVCC_CIRCLE+A+LRRfifid1i1Ruoiu分立电路电压并联负反馈分立电路电压并联负反馈ffRuRuuiioof反馈量与输出电压成比例,反馈量与输出电压成比例,所以是电压反馈。所以是电压反馈。根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路为根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路为电压串联负电压串联负反馈反馈id=ii-if在输入端有在输入端有故为并联负反馈。故为并联负反馈。因为反馈电流:因为反馈电流:+TLR-cui-b+iCC+sRi+VOuu-ssRRffi三三.电流并联负反馈电流并联负反馈根据瞬时极性判断是根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路负反馈,所以该电路为为电流并联
20、负反馈。电流并联负反馈。又因为又因为在输入端有在输入端有:id=ii-if 反馈电流:反馈电流:RRRiifof因为反馈量与输出电流成比例,所以是电流反馈。因为反馈量与输出电流成比例,所以是电流反馈。故为并联负反馈。故为并联负反馈。uu-1AiiR+i+oidifiofRRLR+-分立电路组成的电流并联负反馈分立电路组成的电流并联负反馈引入电流负反馈的目的引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定输出电流稳定过程:稳定过程:负载变化时,负载变化时,输出电流稳定输出电流稳定RL io(ic2)if id(ib)io(ic2)+-Rc1c2RRfRe2RsLR1T2Tic2ifsius-u+O+-uiC
21、C+Vibuu-1AiiR+i+oidifiofRRLR+-四四.电流串联负反馈电流串联负反馈 反馈电压:反馈电压:uf=ioRf根据瞬时极性判断是根据瞬时极性判断是负反馈,所以该电路负反馈,所以该电路为为电流串联负反馈电流串联负反馈ud=ui-uf又因为又因为在输入端有在输入端有因为反馈量与输出电流成比例,所以是电流反馈。因为反馈量与输出电流成比例,所以是电流反馈。故为串联负反馈。故为串联负反馈。u-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi分立电路组成的电流串联负反馈电路分立电路组成的电流串联负反馈电路io uf ud io 引入电流负反馈的目的引入电流负反馈的目的稳定输出电流稳定输
22、出电流稳定过程:稳定过程:负载变化时,负载变化时,输出电流稳定输出电流稳定输出电阻输出电阻RL u-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-fbeu+-五、反馈类型及判别方法总结五、反馈类型及判别方法总结1.1.直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈注意电容的注意电容的“隔直通交隔直通交”作用作用 例题例题1:试判断下图电路中有哪些反馈支路,各是直流反试判断下图电路中有哪些反馈支路,各是直流反馈还是交流反馈?馈还是交流反馈?+V+_-+1R5R6RccRO2u4uRi3R7R3CC1C2C42.2.反馈极性:正反馈与
23、负反馈反馈极性:正反馈与负反馈判定方法判定方法“瞬时极性法瞬时极性法”例题例题2:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。对于串联反馈:对于串联反馈:输入量与反馈量作用在不同的两点上,若输入量与输入量与反馈量作用在不同的两点上,若输入量与反馈量的瞬时极性相同为负反馈,瞬时极性相反为正反馈。反馈量的瞬时极性相同为负反馈,瞬时极性相反为正反馈。对于并联反馈:对于并联反馈:输入量与反馈量作用在同一点上,若反馈元件两端输入量与反馈量作用在同一点上,若反馈元件两端瞬时极性相反为负反馈,瞬时极性相同为正反馈。瞬时极性相反为负反馈,瞬时极性相同为正反馈。动画演示动画演示+V+
24、_-+1R5R6RccRO2u4uRi3R7R3CC1C2C4uu+RofA+i1RVVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6VV+A+uOiu1RR2CC+V3RU+VUcc2RR1Ouiu3.取样方式取样方式电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 假设输出端交流短路(假设输出端交流短路(RL=0),即),即uo=0,若,若反馈信号消失了,则为电压反馈;若反馈信号仍反馈信号消失了,则为电压反馈;若反馈信号仍然存在,则为电流反馈。然存在,则为电流反馈。电压反馈:电压反馈:反馈信号的大小与输出电压成比反馈信号的大小与输出电压成比 例。例。判断方法判断方法输出短路法:输出短路法:电流反馈:电流反
25、馈:反馈信号的大小与输出电流成比反馈信号的大小与输出电流成比 例。例。例题例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈。压反馈还是电流反馈。+CTRb1CCRb1b2RVL+uoR-u+-ib2CcReic+u-f+R1bCCTCRVRu+-Lo-+uieC2Su+-RSf-u+VVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6+_+V-+cciuuO1RR23RR4R56Ru-uR+1f-o+LRR+iA+-du+-fuoi 4.比较方式比较方式串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈串联反馈:串联反馈:反馈信号与输入信号加在放大电路输反馈信号与输入信号加在
26、放大电路输入回路的两个电极。有:入回路的两个电极。有:ud=ui-uf 并联反馈:并联反馈:反馈信号与输入信号加在放大电路输反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极。有:入回路的同一个电极。有:id=ii-if 此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。对于三极管电路:对于三极管电路:T输入量反馈量输入量反馈量T 若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极,则为并联反馈。极,则为并联反馈。若反馈信号与输入信号
27、一个加在基极一个加在发射极若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。则为串联反馈。T输入量反馈量T输入量反馈量 对于运放电路:对于运放电路:若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并联反馈。联反馈。若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相端则为串联反馈。端则为串联反馈。反馈量+u+uA输入量反馈量u+输入量u+A输入量+A+u反馈量u+uA+u输入量反馈量例题例题4:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还是并联反馈。还是并联反馈。VV+A+
28、uOiu1RR2CC+V3R+V-+_+ccuOui1RR23R4RVVA+2A1uiOu1RR2R3R45RR6U+VUcc2RR1Ouiu例题例题5:试判断下列电路中的反馈组态。试判断下列电路中的反馈组态。解解:电压串联负反馈。电压串联负反馈。_+VRCCVuTV+R2R2i1TEEIsf1uRRA+o12VVVfARi+uu-f-R+u1+Ro1解解:电压并联负反馈。电压并联负反馈。动画演示动画演示例题例题6:试判断下列电路中的反馈组态。试判断下列电路中的反馈组态。+_V1fI12R12TiR2+uRTRRsR34RCCVVEEuoT3VCC_CIRCLEVCC_CIRCLEuiuRf+
29、Ao1R基本放大电路基本放大电路AidXoX 反馈网络反馈网络FfX 放大放大:idoXXA迭加:迭加:fiidXXX1.方框图:方框图:A称为开环称为开环放大倍数放大倍数iX+反馈反馈:ofXXF AF称为闭环放大倍数称为闭环放大倍数AF=Xo/Xi输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号净输入信号净输入信号F称为反馈系数称为反馈系数设设Xf与与Xi同相同相8.3 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负反馈放大器负反馈放大器2.负反馈放大器的一般关系负反馈放大器的一般关系闭环放大倍数:闭环放大倍数:放大放大:idoXXA反馈反馈:ofXXF 迭加:迭加:fii
30、dXXXAF=Xo/Xi=Xo /(Xid+Xf)=Xo /(+XoF)=XoA11A+F=A1+AF3.关于反馈深度的讨论关于反馈深度的讨论一般负反馈一般负反馈称为反馈深度称为反馈深度FA 1FAAA 1F时,时,11 )1(FA,FAA 时,时,11 )2(FA深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈时,时,11 )3(FA,FAA 自激振荡自激振荡时,时,01 )4(FA,F A负反馈放大电路中各种信号量的含义负反馈放大电路中各种信号量的含义8.4 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响 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 改变输入电阻和输出电阻改变输入
31、电阻和输出电阻 在放大器中引在放大器中引入负反馈入负反馈 降低了放大倍数降低了放大倍数 使放大器的性能得以改善:使放大器的性能得以改善:1.提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性闭环时闭环时FAAA 1F则则2F)1(1AFdAdA 只考虑幅值有只考虑幅值有AFAA 1FAdAAFAdA 11FF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倍倍另一方面另一方面:在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下FA1F 即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的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。线性元件组成时,闭环增益将
32、有很高的稳定性。2.改善放大器的非线性失真改善放大器的非线性失真Auiufuiuoud加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后AF+失真失真改善改善uouo3.3.负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响 (1)(1)串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈使输入电阻增加 无无反馈时:反馈时:有有反馈时:反馈时:idiii=iuiuR)(1iAFR iiif=iuRifd=iuu iod=iFuu idd=iAFuu id)1(=iAFu+RiuooR-Riu+-+duii+o-uLRAi+Ro+oLiuiA+ouRu-dRiu+-RRfu-f+R1ifi(2)(2)并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使
33、输入电阻减小 无无反馈时:反馈时:有有反馈时:反馈时:diiii=iuiuR iiif=iuRfdi=iiu Fuiuodi=AFiiuddi=)1(=diAFiu AFR 1=i+ARu-Li+uoRiR-Rd+-+diuoifouiRffii+uoLiRu-uiuAo+Rid-R+-oi+Rdii4.4.负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响 电压负反馈电压负反馈稳定输出电压(当负载变化时)稳定输出电压(当负载变化时)恒压源恒压源输出电阻小。输出电阻小。(1)(1)电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈使输出电阻减小 电流负反馈电流负反馈稳定输出电流(当负载变化时)稳定输出电流(当负载变
34、化时)恒流源恒流源输出电阻大。输出电阻大。(2)(2)电流负反馈使输出电阻提高电流负反馈使输出电阻提高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 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要满足信号转换要求要满足信号转换要求如:电流如:电流 电压电压电压并联负反馈电压并联负反馈 电压电压 电流电流电流
35、串联负反馈电流串联负反馈举例:举例:在下面的放大器中按要求引入适当的反馈。在下面的放大器中按要求引入适当的反馈。(1)希望加入信号后,)希望加入信号后,ic3的数值基本不受的数值基本不受R6改变的影响。改变的影响。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-f1R(2)希望接入负载后,输出电压)希望接入负载后,输出电压UO基本稳定。基本稳定。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-f2R(3)希望输入端向信号源索取的电流小)希望输入端向信号源索取的电流小。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo
36、+-f2R(4)希望稳定静态工作点)希望稳定静态工作点。解:解:以上两种反馈都同时具有交、直流反馈,所以能够稳以上两种反馈都同时具有交、直流反馈,所以能够稳定静态工作点定静态工作点。如果要求只引入直流负反馈,去除交流反馈。怎样接?如果要求只引入直流负反馈,去除交流反馈。怎样接?CVVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+iuo+-f1R8.5 负反馈放大电路的计算负反馈放大电路的计算 本节本节重点讨论深度负反馈条件下的近似计算重点讨论深度负反馈条件下的近似计算1.估算的依据估算的依据 深度负反馈:深度负反馈:即,深度负反馈条件下,闭环增益只与反馈系数即,深度负反馈条件下
37、,闭环增益只与反馈系数有关。有关。11 FA由由FAAA 1F得得FFAA1 11 FA 方法一:方法一:一一.估算电压增益估算电压增益 方法二:方法二:FAAA 1F根据根据FFAA1 将将ioFXXA ofXXF 代入上式代入上式得得即:输入量近似等于反馈量即:输入量近似等于反馈量净输入量近似等于零净输入量近似等于零 由此可得深度负反馈条件下,基本放大电路由此可得深度负反馈条件下,基本放大电路“虚虚短短”、“虚断虚断”的概念的概念或或ifXX 0fidXXX深度负反馈条件下:深度负反馈条件下:Xd=Xi-Xf0ui=uf(运放电路)(运放电路)ue=ub(三极管电路)(三极管电路)(1)“
38、虚短虚短”ud0(2)“虚断虚断”id0“虚短虚短”与与“虚断虚断”-u-R+fu+R-u+1fAd+i+-u+fui+-TfR+u-d串联负反馈串联负反馈id=0(运放电路)(运放电路)ib=0(三极管电路)(三极管电路)深度负反馈条件下:深度负反馈条件下:Xd=Xi-Xf0ii+=ii-=0ib=0“虚短虚短”与与“虚断虚断”u+A+ifRiifiii+i-i+T-i+ufRiiibif并联负反馈并联负反馈(1)“虚短虚短”ud0(2)“虚断虚断”id0ii=if(运放电路)(运放电路)ii=if(三极管电路)(三极管电路)u+=u-(运放电路)(运放电路)ub=ue(三极管电路)(三极管
39、电路)(1 1)电压串联负反馈电压串联负反馈 例例1.1.分立电路电压串联负反馈分立电路电压串联负反馈2.举例举例 解:解:用方法一。用方法一。求反馈系数:求反馈系数:求闭环电压放大倍数:求闭环电压放大倍数:feeofuuRRRuuF 11e1fe1uuiouf1RRRFuuA VVfL+VCC+TRbe+e2Rc2c1-O-uRfuRRCb1b1Rb2Cu+-2T1+iu-Re1例例2 2.运放组成的运放组成的电压串联负反馈电路电压串联负反馈电路 解:用方法二。解:用方法二。利用利用虚短虚短和和虚断虚断的概念得知的概念得知闭环电压增益闭环电压增益00id iu11foioUFRRRuuuuA
40、f 11RRf 则则fOfiRRRuuu11VVV+A+-R1RfuiuuRf+d-uo-(2)电流并联负反馈放大器)电流并联负反馈放大器反馈系数反馈系数:闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益 解:用方法一解:用方法一。se2e2fsic2sousfRRRRRRiRiuuALLe2fe2c2fRRRii e2fe2c2fiiRRRiiF e2e2fiifc2iifRRRFiiA 1 例例1.1.分立电路电流并联负反馈分立电路电流并联负反馈Rc1c2R+Vc2i-ROsR-ff12+uTisRRTiCCibiuLe2闭环电压增益:闭环电压增益:利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知例例2.运放
41、组成的电流并联负反馈放大器运放组成的电流并联负反馈放大器ofiRRRif1foRiRiL122RRRRRLf 解:用方法二。解:用方法二。1ioiousfRiRiuuALii=ifu-uR+1f-ofo+LiRRRi+idAiii闭环增益:闭环增益:RRRiiiiAffoioiifui=ii R1(3)电压并联负反馈)电压并联负反馈 例例1.1.分立电路电压并联负反馈分立电路电压并联负反馈闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益 解:用方法一解:用方法一。反馈系数反馈系数:f1RuiF ofiuffRuRuuiioof fiuiouifRFiuA 1sousfuuAssioRRRiuf sf+
42、uTi+VbiCCusRiOiRRRL-f-+c 例例2.2.运放组成的电压并联负反馈运放组成的电压并联负反馈利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知u+=u-=0ii=if1f1iffioufRRRiRiuuA VCC_CIRCLEVCC_CIRCLE+A+LRRfifid1i1Ruoiu闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益例例1.分立元件组成的电流串联负反馈分立元件组成的电流串联负反馈ebeLc)1()/(RrRRAu 解:用方法一。解:用方法一。反馈系数反馈系数:eofuiRiuF euiioiufRFuiA11 eLciLcoioufRRRuRRiuuA/)/(由第二章知,该电路闭环电
43、压增益由第二章知,该电路闭环电压增益:(4)电流串联负反馈)电流串联负反馈+-b2TRcVi-Cb2b1+uouRCCf-RC+Lb1RuioReeofRiu 例例2.2.运放组成的电流串联负反馈运放组成的电流串联负反馈闭环电压增益闭环电压增益:利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知:ifuuuu foioufuuuuA 11RRRiRiLoLo 解:用方法二。解:用方法二。二二.估算输入输出电阻估算输入输出电阻在深度负反馈条件下:在深度负反馈条件下:注:表中的输入、输出电阻均指注:表中的输入、输出电阻均指反馈环反馈环中的输入、输出电阻。中的输入、输出电阻。本章小结本章小结1将电子系统输出回路的
44、电量(电压或电流),以一定的方式送回到输将电子系统输出回路的电量(电压或电流),以一定的方式送回到输入回路的过程称为反馈。入回路的过程称为反馈。2电路中常用的负反馈有四种组态:电压串联负反馈,电压并联负反馈电路中常用的负反馈有四种组态:电压串联负反馈,电压并联负反馈,电流串联负反馈和电流并联负反馈。可以通过观察法,输出短路法和瞬,电流串联负反馈和电流并联负反馈。可以通过观察法,输出短路法和瞬时极性法等方法判断电路反馈类型。时极性法等方法判断电路反馈类型。FAAAf1.3负反馈电路的四种不同组态可以统一用方框图加以表示,其闭环增益负反馈电路的四种不同组态可以统一用方框图加以表示,其闭环增益的表达式为:的表达式为:4负反馈可以全面改善放大电路的性能,包括:提高放大倍数的稳定性负反馈可以全面改善放大电路的性能,包括:提高放大倍数的稳定性,减小非线性失真,抑制噪声,扩展频带,改变输入、输出电阻等。,减小非线性失真,抑制噪声,扩展频带,改变输入、输出电阻等。FAf1.5在深负反馈条件下,可用在深负反馈条件下,可用 或或“虚短虚短”“虚断虚断”法估算电路的闭法估算电路的闭环增益。环增益。