1、模擬電子應用技術課程第六章 放大電路中的反饋6.1 反饋的判別方法6.1.1 反饋的基本概念一、什么是反饋在電子電路中，將輸出量 ( 輸出電壓或輸出電流 )的一部分或全部通過一定的電路形式作用到輸入回路，用來影響其輸入量 ( 放大電路的輸入電壓或輸入電流 ) 的措施稱為反饋。圖6.1.1 反饋放大電路的方框圖XiXfXoXiAF閉環放大電路二、正反饋與負反饋使放大電路凈輸入量增大的反饋稱為正反饋。 由于反饋的結果影響了凈輸入量，因而必然影響輸出量。所以，根據輸出量的變化也可以區分反饋的極性： 反饋的結果使輸出量的變化增大時便為正反饋，使輸出量的變化減小時便為負反饋。使放大電路凈輸入量減小的反饋

2、稱為負反饋。三、直流反饋與交流反饋 如果反饋量只含有直流量，則稱為直流反饋；如果反饋量只含有交流量，則為交流反饋。 或者說，僅在直流通路中存在的反饋稱為直流反饋；僅在交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。 在很多放大電路中，常常是交、直流反饋兼而有之。6.1.2 反饋的判別一、有無反饋的判別 若放大電路中存在將輸出回路與輸入回路相連接的通路，即反饋通路，并由此影響了放大電路的凈輸入，則表明電路引入了反饋；否則電路中便沒有反饋。反饋元件：反饋通路中影響反饋量的元件。反饋通路：自輸出端至輸入端的通道。圖6.1.2 有無反饋的判斷判斷方法：是否有從輸出至輸入的逆行通路。(b) 反饋通道：uO uN ，反

3、饋元件：R2瞬時極性法是判斷電路中反饋極性的基本方法。具體做法是：二、反饋極性的判斷 規定電路輸入信號在某一時刻對地的極性，并以此為依據，逐級判斷電路中各相關點電流的流向和電位的極性，從而得到輸出信號的極性； 根據輸出信號的極性判斷出反饋信號的極性； 若反饋信號使基本放大電路的凈輸入信號增大，則說明引入了正反饋；若反饋信號使基本放大電路的凈輸入信號減小，則說明引入了負反饋。凈輸入信號（一）串聯疊加UiUfUbeUiUfUd當輸入信號與反饋信號不是接在同一極上時，為串聯電壓疊加形式。凈輸入信號：三極管電路為 Ube Ube = Ui - Uf運放電路是差模輸入電壓 Ud = Ui - Uf凈輸入

4、信號（二）并聯疊加當輸入信號與反饋信號接在同一極上時，為并聯電流疊加形式，凈輸入信號：三極管電路為 Ib Ib = Ii - If運放電路是輸入電流 ib Ib = Ii - IfIiIBIfIiIfIB圖6.1.3 反饋極性的判斷用瞬時極性法判斷，負反饋使凈輸入信號（Xi）減小。+凈輸入變小凈輸入變大凈輸入變小+-Ud = Ui - UfUd = Ui ( Uf） Ib = Ii - If圖6.1.4 分立元件放大電路反饋極性的判斷反饋通道：T2c T1e ，反饋元件R6 R3+取樣點反饋元件反饋通道施用瞬時極性法反饋加入點B 輸入，C 反相，E 跟隨E 輸入，C 同相C 輸入，只影響后級三

5、極管的瞬時極性也適用于場效應管，E - S，C - D，B - GuIufufuf集電極反相，發射極跟隨共基電路輸入輸出同相圖6.1.5 直流反饋與交流反饋的判斷（一）直流、交流看通路。直流通路交流通路圖6.1.6 直流反饋與交流反饋的判斷（二）直流通路，電容器開路無直流反饋圖6.1.7 例6.1.1 電路圖 判斷圖示電路的反饋性質。反饋通路，反饋元件。本級反饋級間反饋圖6.2.1 負反饋放大電路6.2 負反饋放大電路的四種基本組態6.2.1 負反饋放大電路分析要點穩定作用（a）從輸出電壓取樣，影響輸入電壓uO uI（b）從輸出電流取樣， 影響輸入電流.RLiI iF結 論(1) 交流負反饋使

6、放大電路的輸出量與輸入量之間具有穩定的比例關系，任何因素引起的輸出量的變化均將得到抑制。由于輸入量的變化所引起的輸出量的變化也同樣會受到抑制，因此交流負反饋使電路的放大能力下降。(2) 反饋量實質上是對輸出量的取樣，其數值與輸出量成正比。負反饋的基本作用是將引回的反饋量與輸入量相減，從而調整電路的凈輸入量和輸出量。(4) 反饋量取自于輸出電壓將使輸出電壓穩定； 取自于輸出電流將使輸出電流穩定。 對于具體的負反饋放大電路，首先應研究下列問題，進而進行定量分析。(1) 從輸出端看，反饋量是取自于輸出電壓，還是取自于輸出電流。(2) 從輸入端看，反饋量與輸入量是以電壓方式相疊加，還是以電流方式相疊加

7、。 當反饋量取自輸出電壓時稱為電壓反饋，取自輸出電流時稱為電流反饋；交流負反饋的四種組態 當反饋量與輸入量以電壓方式相疊加時稱為串聯反饋，以電流方式相疊加時稱為并聯反饋；因此，交流負反饋有四種組態，即電壓串聯、電壓并聯、電流串聯和電流并聯，有時也稱為交流負反饋的四種方式。6.2.2 四種反饋組態一、輸入端信號疊加形式反饋放大器的輸入端信號疊加方式以電壓源串聯的形式：串聯反饋，電壓源串聯。并聯反饋，電流源并聯以電流源并聯的形式：串聯反饋與并聯反饋的比較并聯反饋Xi 與 Xf 接在同一輸入端串聯反饋 Xi 與 Xf 接在不同輸入端兩個重要結論1. 虛短：uD 0 ； uN uP當基本放大器的放大倍

8、數足夠大時，可以認為凈輸入信號近似為 0 。例如運放A741的開放大倍數約為105 ，當輸出電壓為10V時，差模輸入電壓為：2. 虛斷：iB1 = iB2 = iB 0虛短u+ = u-ui = uf虛斷iB1 = iB2 = 000圖6.2.2 電壓串聯負反饋電路一、電壓串聯負反饋深度負反饋，凈輸入信號近似為零：Xi0（虛短）ui uF圖6.2.3 電流串聯負反饋電路二、電流串聯負反饋(6.2.3)(6.2.4)輸出電流穩定的過程：結論：(1)電壓負反饋能夠穩定輸出電壓，電流負反饋能夠穩定輸出電流。 (2)串聯負反饋電路的輸入電流很小，適用于輸入信號為恒壓源或近似恒壓源的情況。圖6.2.4

9、電壓并聯負反饋電路（虛短）三、電壓并聯負反饋圖6.2.5 電流并聯負反饋電路四、電流并聯負反饋(1)電壓負反饋能夠穩定輸出電壓，電流負反饋能夠穩定輸出電流。 (2)并聯負反饋電路的輸入電流很大，適用于輸入信號為恒流源或近似恒流源的情況。結論：串聯反饋：輸入信號與反饋信號接在輸入級不同端。并聯反饋：輸入信號與反饋信號接在同一端。電壓反饋：反饋信號取自UO端。電流反饋：反饋信號不取自UO端。6.2.3 反饋組態的判別串聯并聯看輸入，電壓電流看輸出。圖6.2.6 電壓反饋與電流反饋的判斷（一）一、電壓負反饋與電流負反饋的判斷令 UO = 0，反饋不存在圖6.2.7 電壓反饋與電流反饋的判斷（二）令

10、UO = 0，反饋仍存在圖6.2.8 例圖6.2.1 電路圖二、串聯負反饋與并聯負反饋的判斷輸入信號與反饋信號接在不同輸入端上圖6.2.9 例圖6.2.2 電路圖【例6.2.2】試判電路的反饋組態。P316 圖P316 圖(1)正確接入信號源和反饋，使電路的輸入電阻增大輸出電阻減小。（2）若 ，Rf=?6.3 負反饋放大電路的方塊圖及一般表達式6.3.1 負反饋放大電路的方塊圖表示法圖6.3.1 負反饋放大電路的方框圖之間的關系基本放大電路放大倍數反饋系數閉環放大倍數反饋深度環路放大倍數6.3.2 四種反饋組態電路的方框圖表6.3.1 四種組態負反饋放大電路的比較6.3.3 負反饋放大電路的一

11、般表達式）當引入深度負反饋時，AF + 1 1（） 表明當電路引入深度負反饋(即1+AF1)時，放大倍數幾乎僅僅決定于反饋網絡，而與基本放大電路無關。 從深度負反饋的條件可知，反饋網絡的參數確定后，基本放大電路的放大能力愈強，即A的數值愈大，反饋愈深，Af 與 1F 的近似程度愈好。*6.3.4 負反饋放大電路的基本放大電路 負反饋放大電路的方塊圖是將電路等效成兩個二端口網絡連接而成。為了使信號的傳遞單向化，在分解出基本放大電路時，應考慮反饋網絡的負載效應，也就是要將反饋網絡作為放大電路輸入端和輸出端的等效負載。根據網絡理論，當考慮反饋網絡在輸入端的負載效應時，應令輸出量的作用為零；而當考慮反

12、饋網絡在輸出端的負載效應時，應令輸入量的作用為零。圖6.3.3 電壓串聯負反饋電路的基本放大電路(a)電壓串聯負反饋電路 (b) 圖(a)所示電路的基本放大電路 R1 和 R2 構成反饋網絡，令輸出量的作用為零，即令uO = 0，則R1和 R2 中的電流僅為輸入量作用的結果，因此在輸入端的等效負載為R1 / R2 ；令輸入量的作用為零，即令輸入電流 iI = 0，相當于將圖(a)中的N點斷開，則R1和R2中的電流僅為輸出量作用的結果，因此在輸出端的等效負載為R1和R2的串聯。圖6.3.4 電流串聯負反饋電路的基本放大電路 R構成反饋網絡。令輸出量的作用為零，即 iO = 0，相當于斷開圖(a)

13、中的M點，則得到在輸入端的等效負載R；令輸入量的作用為零，即斷開圖(a)中的N點，則得到在輸出端的等效電阻R，R 與 RL，串聯。因此，圖(a)所示電路的基本放大電路如圖(b)所示，輸出路中R上的電壓為反饋電壓uF。圖6.3.5 電壓并聯負反饋電路的基本放大電路 R構成反饋網絡。令輸出量的作用為零，即令 uO = 0，則得到在輸人端的等效負載為 R ；令輸入量的作用為零，即令 iI 流入R的電流為零，相當于將輸入端接地圖6.3.6 電流并聯負反饋電路的基本放大電路6.4 深度負反饋放大電路的放大倍數分析6.4.1 深度負反饋的實質深度負反饋閉環放大倍數 （定義式）比較式和式，分子相同，必然有：

14、所以：（在串聯反饋電路中）（在并聯反饋電路中）圖6.4.1 反饋網絡的分析6.4.2 反饋網絡的分析反饋組態：電壓串聯負反饋反饋組態：電流串聯負反饋注意： 不是 。反饋組態：電壓并聯負反饋反饋組態：電流并聯負反饋6.4.3 基于反饋系數的放大倍數的分析一、電壓串聯負反饋二、電流串聯負反饋比較： （）2. 根據Q點求出rbe1. 反饋組態：電流串聯負反饋 反饋通路和元件：ee；Rf3.4. 估算：三、電壓并聯負反饋只有采用具有內阻的信號源，才能具有反饋作用。圖6.4.2 并聯負反饋電路的信號源為求Ausf，需要分析Us與Is的關系uDuDuD0（虛短）四、電流并聯負反饋圖6.4.3 例6.4.3

15、 電路圖例6.4.2 （P278）（虛短）圖6.4.4 例6.4.4 電路圖例6.4.3 （P279）IoIo反饋組態：電流并聯負反饋IS IS IfIo已知：Rs = Re1 = Re2 = 1kRc1 = Rc2 = RL=10k代入已知數值解得：Rf = 9k6.4.4 基于理想運放的放大倍數分析2. 線性區的特點：兩個重要結論一、理想運放的線性工作區1. 理想運放的性能指標3. 集成運放工作在線性區的電路特征虛短：虛斷：電路中存在負反饋。二、放大倍數的分析圖6.4.6 由理想運放組成的負反饋放大電路電壓串聯負反饋電壓并聯負反饋IiIf電流串聯負反饋IoIoIo電流并聯負反饋I1I2Io

16、（P283 (6.4.24)）？（虛地）【例6.4.4】圖，求Ausf 。II6.5 負反饋對放大電路性能的影響 放大電路中引入交流負反饋后，其性能會得到多方面的改善，比如，可以穩定放大倍數，改變輸入電阻和輸出電阻，展寬頻帶，減小非線性失真等。6.5.1 穩定放大倍數（）（）當 A 改變時，Af 的變化是 1( 1+AF )6.5.2 改變輸入電阻和輸出電阻串聯負反饋使輸入電阻增大 1AF 倍。并聯負反饋使輸入電阻減小 1 + AF 倍。圖6.5.1 串聯負反饋電路的方框圖圖6.5.2 Rb在反饋環之外時串聯 負反饋電路的方框圖圖6.5.3 并聯負反饋電路的方框圖圖6.5.4 電壓負反饋電路的

17、方框圖圖6.5.5 電流負反饋電路的方框圖6.5.3 展寬頻帶6.5.3 展寬頻帶分子分母同除以6.5.3 展寬頻帶同理可得：引入負反饋，使通頻帶展寬（1+AmF）倍圖6.5.6 消除 ib失真的方法6.5.4 減小非線性失真圖6.5.7 引入負反饋使非線性失真減小6.5.5 放大電路中引入反饋的一般原則 通過以上分析可知，負反饋對放大電路性能方面的影響，均與反饋深度 ( 1+AF ) 有關。應當指出，以上的定量分析是為了更好地理解反饋深度與電路各性能指標的定性關系。從某種意義上講，對負反饋放大電路的定性分析比定量計算更重要；這一方面是因為在分析實用電路時，幾乎均可認為它們引入的是深度負反饋，

18、如當基本放大電路為集成運放時，便可認為 ( 1+AF ) 趨于無窮大；另一方面，即使需要精確分析電路的性能指標，也不需要利用方塊圖進行手工計算，而采用如SPICE等電子電路計算機輔助分析和設計軟件進行各種分析；因此， 在學習電子技術課程時，還應學習一種電子電路分析和設計軟件的使用方法。 對負反饋的定性了解，將在電路設計中起重要作用。 引入負反饋可以改善放大電路多方面的性能，而且反饋組態不同，所產生的影響也各不相同。因此，在設計放大電路時，應根據需要和目的，引入合適的反饋。引入合適負反饋的一般原則 (1)為了穩定靜態工作點，應引入直流負反饋；為了改善電路的動態性能，應引入交流負反饋。 (2)根據

19、信號源的性質決定引入串聯負反饋，或者并聯負反饋。當信號源為恒壓源或內阻較小的電壓源時，為增大放大電路的輸入電阻，以減小信號源的輸出電流和內阻上的壓降，應引入串聯負反饋。當信號源為恒流源或內阻較大的電壓源時，為減小放大電路的輸入電阻，使電路獲得更大的輸入電流，應引入并聯負反饋。 (3)根據負載對放大電路輸出量的要求，即負載對其信號源的要求，決定引入電壓負反饋或電流負反饋。當負載需要穩定的電壓信號時，應引人電壓負反饋；當負載需要穩定的電流信號時，應引入電流負反饋。(4)根據表631所示的四種組態反饋電路的功能，在需要進行信號變換時，選擇合適的組態。例如，若將電流信號轉換成電壓信號，應在放大電路中引入電壓并聯負反饋；若將電壓信號轉換成電流信號，應在放大電路中引入電流串聯負反饋，等等。圖6.5.8 例6.5.1 電路圖圖6.5