大學(xué)-模擬電子技術(shù)ch6反饋的定義放大電路A輸入信號（Ui或Ii）輸出信號（Uo或Io）反饋網(wǎng)絡(luò)B反饋信號（Uf或If）將輸出信號取出一部分或全部送回到放大電路的輸入回路，與原輸入信號相加或相減后再作用到放大電路的輸入端。+反饋:反向傳輸放大電路有反饋也稱閉環(huán)。放大電路無反饋也稱開環(huán)，反饋UiU0ReIBQIEQEcUEUB穩(wěn)定工作點的過程：T↑→UBE↓

↑ICBO

↑→ICQ

↑→IEQ

↑→UE=IEQRe↑UBE=UB-UE↓IBQ

↓←ICQ

↓←UiUoReIeUfUBE基本放大電路反饋網(wǎng)絡(luò)直流反饋反饋的分類反饋信號的極性正反饋：負(fù)反饋：反饋信號使放大器的凈輸入信號增強反饋信號使放大器的凈輸入信號減小反饋信號的屬性直流反饋交流反饋混合反饋反饋的取樣信號電壓反饋電流反饋反饋在輸入端的引入方式并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋XdiXi單環(huán)反饋的理想模型放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)B+Xo-Xf反饋環(huán)理想模型：正向傳輸反向傳輸1.正向傳輸信號只經(jīng)過放大電路A;2.反向傳輸信號只經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)B。只有一個反饋環(huán)稱單環(huán)反饋放大器基本反饋方程式開環(huán)增益反饋系數(shù)閉環(huán)增益負(fù)反饋放大器—基本反饋方程式Af<A反饋深度AB—環(huán)路增益在深度反饋的情況下：F>>1或AB>>1

在深度負(fù)反饋條件下，閉環(huán)放大倍數(shù)近似等反饋系數(shù)的倒數(shù)，與有源器件的參數(shù)基本無關(guān)。一般反饋網(wǎng)絡(luò)是無源元件構(gòu)成的，其穩(wěn)定性優(yōu)于有源器件，因此深度負(fù)反饋時的放大倍數(shù)比較穩(wěn)定。反饋放大器方框圖XdiXi放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)B+Xo-Xf2.負(fù)反饋的放大器的分類電流并聯(lián)負(fù)反饋電壓并聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋放大電路UoUiEC判斷反饋的類型1.找出反饋網(wǎng)絡(luò)即與輸入回路有關(guān)，又與輸出回路有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。—ReIoUfUdi2.判斷反饋的類型①判斷是電壓反饋還是電流反饋電壓反饋：反饋信號的大小與輸出電壓成比例；電流反饋：反饋信號的大小與輸出電流成比例。由電路知Uf=IoRe，與輸出電流Io成正比，因此是電流反饋。

簡單的判斷方法：將輸出電壓‘短路’，若反饋回來的反饋信號為零，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存在，則為電流反饋。反饋信號與輸出電壓和電流的關(guān)系來判斷電流串聯(lián)負(fù)反饋判斷反饋的類型2.判斷反饋的類型②判斷是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋

反饋信號與輸入信號加在放大電路輸入回路的同一個電極，則為并聯(lián)反饋；反之，加在放大電路輸入回路的兩個電極，則為串聯(lián)反饋。

反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系。反饋信號與輸入信號是電壓相加減的關(guān)系。

對于三極管來說，反饋信號與輸入信號同時加在輸入三極管的基極或發(fā)射極，則為并聯(lián)反饋；一個加在基極，另一個加在發(fā)射極則為串聯(lián)反饋。UoUiECIoUfUdi

電路中輸入信號Ui加在基極，反饋信號Uf加在發(fā)射極，因此是串聯(lián)反饋。瞬時極性法：在放大電路的輸入端，假設(shè)一個輸入信號的電壓極性，可用“+”、“-”。按信號傳輸方向經(jīng)基本放大器反饋網(wǎng)絡(luò)判斷相關(guān)點的瞬時極性，直至判斷出反饋信號的瞬時電壓極性。如果反饋信號的瞬時極性使凈輸入減小，則為負(fù)反饋；反之為正反饋。電流串聯(lián)負(fù)反饋判斷反饋的類型2.判斷反饋的類型③判斷是正反饋還是負(fù)反饋UoUiECIoUfUdi+-+Udi=Ui-Uf<Ui即由于反饋的引入削弱了凈輸入信號，因此是負(fù)反饋。電流串聯(lián)負(fù)反饋判斷反饋的類型2.判斷反饋的類型④判斷是直流反饋還是交流反饋電容觀察法：反饋通路如存在隔直電容，則為交流反饋；反饋通路如存在旁路電容，則為直流反饋；反饋通路不存在電容，則為交直流混合反饋。UoUiECIoUfUdi顯然，反饋為交直流混合反饋綜合前面分析可知：該電路反饋元件Re引入的是交直流、電流串聯(lián)負(fù)反饋。電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路判斷反饋的類型1.找出反饋網(wǎng)絡(luò)—Rf和Re12.判斷反饋的類型+-Uf+-Udi①將輸出對地短路，反饋消失，因此是電壓反饋。②輸入信號和反饋信號加在三極管的兩個輸入端，故為串聯(lián)反饋。③假定輸入電壓的瞬時極性為正，反饋電壓的瞬時極性也為正，Udi=Ui-Uf<Ui,因此是負(fù)反饋。+--++④電路中無電容，因此是交直流反饋。電壓串聯(lián)負(fù)反饋放大電路判斷反饋的類型Rf和Re1組成兩極放大電路的交直流電壓串聯(lián)負(fù)反饋。Re1又是T1本級的電流串聯(lián)負(fù)反饋。Re2是T2本級的電流串聯(lián)負(fù)反饋。稱為極間反饋電路中存在三個反饋環(huán)，分析時以極間反饋作為主要反饋環(huán)。電流并聯(lián)負(fù)反饋放大電路判斷反饋的類型1.找出反饋網(wǎng)絡(luò)—Rf和Re22.判斷反饋的類型①將輸出對地短路，反饋仍存在，因此是電流反饋。②輸入信號和反饋信號加在三極管的同一輸入端，故為并聯(lián)反饋。③由瞬時極性法可判斷：If的方向由輸入流入Rf，Idi=Ii-If<Ii，因此是負(fù)反饋。+---④電路中無電容，因此是交直流反饋。IoIiIdiIf

反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系。IoEC電壓并聯(lián)負(fù)反饋放大電路判斷反饋的類型1.找出反饋網(wǎng)絡(luò)—Rf2.判斷反饋的類型①將輸出對地短路，反饋消失，因此是電壓反饋。②輸入信號和反饋信號加在三極管的同一輸入端，故為并聯(lián)反饋。③由瞬時極性法可判斷：If的方向由輸入流入Rf，Idi=Ii-If<Ii，因此是負(fù)反饋。+-④電路中無電容，因此是交直流反饋。If

反饋信號與輸入信號是電流相加減的關(guān)系。3.負(fù)反饋對放大器性能的影響負(fù)反饋對非線性失真的影響負(fù)反饋對輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對增益的影響負(fù)反饋對通頻帶的影響信號源內(nèi)阻對負(fù)反饋放大器性能的影響負(fù)反饋對增益的影響

根據(jù)負(fù)反饋基本方程，不論何種負(fù)反饋，都可使反饋放大倍數(shù)下降1+AB倍，只不過不同的反饋組態(tài)AB的量綱不同而已。反饋放大器的增益由于某種原因，使基本放大器的增益由A→A'

加入反饋后，閉環(huán)增益的變化律是開環(huán)增益變化率的1/（1+A'B),有反饋時增益的穩(wěn)定性比無反饋時提高了(1+A'B)倍。深度反饋情況下1+A'B>>1，可得：加深度反饋后，放大器的穩(wěn)定性更高。注：在負(fù)反饋條件下增益的穩(wěn)定性也得到了提高，這里增益應(yīng)該與反饋組態(tài)相對應(yīng)。負(fù)反饋對通頻帶的影響f|AU(j)|幅頻特性曲線：放大器的增益AU與頻率f的關(guān)系曲線flfh低頻截止頻率高頻截止頻率BW=

fh-fl通頻帶引入反饋后增益下降A(chǔ)Ufflffhf通頻帶加寬BWf=(1+AUB)BWAU由此可知：負(fù)反饋的引入使放大電路的通頻帶得到展寬負(fù)反饋對非線性失真的影響XdiXi放大電路A反饋網(wǎng)絡(luò)B+Xo-Xf結(jié)論1.負(fù)反饋改善波形失真的實質(zhì)是利用失真減小失真，但不能完全消除失真。2.負(fù)反饋只能減小反饋環(huán)內(nèi)的失真，如輸入信號本身就是失真的，負(fù)反饋則不能改善失真。負(fù)反饋對輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸入阻抗的影響

負(fù)反饋對輸入電阻的影響與反饋加入的方式有關(guān)，即與串聯(lián)或并聯(lián)反饋有關(guān)；而與輸出取樣無直接關(guān)系，即與電壓或電流反饋無關(guān)。1.串聯(lián)負(fù)反饋使輸入阻抗增加無反饋時：ri=Udi/Ii有反饋時：rif=Ui/Ii電壓串聯(lián)負(fù)反饋Uf=BUUoUo=AUUdi+-UiRb+-Udi

RL+-Uo-B+UfriAIirifr'ifIo輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸入阻抗的影響1.串聯(lián)負(fù)反饋使輸入阻抗增加電壓串聯(lián)負(fù)反饋電流串聯(lián)負(fù)反饋Uf=BRIoIo=AGUdi串聯(lián)負(fù)反饋使輸入阻抗增加，增大的倍數(shù)等于反饋深度。輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸入阻抗的影響2.并聯(lián)負(fù)反饋使輸入阻抗減小+-UiRbIdi

RL+-UoBIfriAIirifr'ifIo電流并聯(lián)負(fù)反饋無反饋時：ri=Ui/Idi有反饋時：rif=Ui/IiIi=If+IdiIf=BIIoIo=AIIdi電壓并聯(lián)負(fù)反饋

并聯(lián)負(fù)反饋使輸入阻抗減小，減小的倍數(shù)等于反饋深度。輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸入阻抗的影響1.負(fù)反饋對輸入阻抗的影響只取決于反饋在輸入端的連接方式即串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋有關(guān)，而與輸出取樣信號即電壓反饋和電流反饋無關(guān)。輸出的取樣信號只影響A和B的下標(biāo)內(nèi)容。2.串聯(lián)負(fù)反饋使輸入阻抗增大，并聯(lián)負(fù)反饋使輸入阻抗減小。增大或減小的倍數(shù)等于反饋的深度。輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸出阻抗的影響

負(fù)反饋對輸出電阻的影響與輸出取樣的內(nèi)容有關(guān)，即與電壓或電流反饋有關(guān)；而與輸入端的連接方式無直接關(guān)系，即與串聯(lián)或并聯(lián)反饋無關(guān)。分析輸出阻抗的方法：1.將輸入電壓源短路，或?qū)⑤斎腚娏髟撮_路，但電源的內(nèi)阻必須保留。2.摘去負(fù)載RL,并在輸出端外加激勵電壓Uos,此時產(chǎn)生的電流為Ios。3.輸出阻抗rof=Uos/Ios4.當(dāng)考慮集電極負(fù)載Rc的影響時，輸出阻抗r'of=rof//Rc輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸出阻抗的影響1.電壓負(fù)反饋使輸出阻抗減小+-riUdiUf+-Rs+-AUoUdiro+-UosIos電壓串聯(lián)負(fù)反饋rof基本放大器輸出電阻AUo輸出開路電壓增益考慮Rs后基本放大器的開路電壓增益Uf=BUUosr'of=rof//Rc輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸出阻抗的影響1.電壓負(fù)反饋使輸出阻抗減小電壓并聯(lián)負(fù)反饋+-riUdiRs+-ARoIdiro+-UosIosrofIfIdiARo輸出開路互阻增益考慮Rs后基本放大器的開路互阻增益If=BGUosr'of=rof//Rc，穩(wěn)定輸出電壓。輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸出阻抗的影響2.電流負(fù)反饋使輸出阻抗增加電流并聯(lián)負(fù)反饋+-UosIosrof+-riUdiRsIfIdi，穩(wěn)定輸出電流。AIoIdiroIoAIo輸出短路電流增益考慮Rs后基本放大器的開路互阻增益If=BIIor'of=rof//RcIo=-Ios+-UosIosrofAGoUdiroIo+-riUdiUf+-Rs輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸出阻抗的影響2.電流負(fù)反饋使輸出阻抗增加電流串聯(lián)負(fù)反饋，穩(wěn)定輸出電流。AGo輸出短路互導(dǎo)增益用類似的方法可推出：r'of=rof//Rc輸入輸出阻抗的影響負(fù)反饋對輸出阻抗的影響1.負(fù)反饋對輸出阻抗的影響只取決于輸出取樣是電壓還是電流，與輸入端的連接方式無直接關(guān)系。2.電壓負(fù)反饋使輸出阻抗減小，電流負(fù)反饋使輸出阻抗增加。3.電壓負(fù)反饋可以穩(wěn)定輸出電壓，電流負(fù)反饋可以穩(wěn)定輸出電流。信號源內(nèi)阻對負(fù)反饋放大器性能的影響輸入應(yīng)采用電壓源Us，Rs影響歸入基本放大器。當(dāng)Rs→∞時，AUs→0,串聯(lián)負(fù)反饋放大器

對于串聯(lián)負(fù)反饋，信號源應(yīng)采用低內(nèi)阻Rs才能得到好的反饋效果。失去負(fù)反饋的作用信號源內(nèi)阻對負(fù)反饋放大器性能的影響輸入應(yīng)采用電流源Is，Rs影響歸入基本放大器。當(dāng)Rs→0時，AIs→0,并聯(lián)負(fù)反饋放大器

對于并聯(lián)負(fù)反饋，信號源應(yīng)采用高內(nèi)阻Rs才能得到好的反饋效果。失去負(fù)反饋的作用多級放大器的閉環(huán)穩(wěn)定性多極點閉環(huán)系統(tǒng)的自激振蕩現(xiàn)象閉環(huán)穩(wěn)定性的判別方法

什么是自激？ 當(dāng)Ui=0時，在輸出端仍有一定頻率和幅度的信號輸出。

負(fù)反饋可以改善放大電路的性能指標(biāo)，但是負(fù)反饋引入不當(dāng)，會引起放大電路的自激。為了使放大電路正常工作，必須要研究放大電路產(chǎn)生自激的原因和消除自激的有效方法。產(chǎn)生自激的原因在中頻：放大電路有180的相移。在其它頻段：電路中出現(xiàn)附加相移，且達(dá)到180，使總的 相移為360，負(fù)反饋變?yōu)檎答仯a(chǎn)生自激。多極點閉環(huán)系統(tǒng)的自激振蕩現(xiàn)象自激的條件

幅度條件：相位條件：自激振蕩現(xiàn)象負(fù)反饋系統(tǒng)：

當(dāng)負(fù)反饋放大器的環(huán)路增益滿足AB=-1，Af∞，即無輸入信號，電路也會產(chǎn)生輸出，出現(xiàn)自激振蕩。產(chǎn)生自激振蕩的條件：AB=-1由環(huán)路增益判別20lgAB=20lgA+20lgB=20lgA－20lg1/B對于幅度條件|AB|=1

20lgAB=20lgA－20lg1/B=0dB

在以20lgA為Y坐標(biāo)的波特圖上減去20lg1/B，即可得到環(huán)路增益20lgAB的波特圖了。

由于負(fù)反饋的自激條件是AB=-1，所以將以20lgA為Y坐標(biāo)的波特圖改變?yōu)橐?0lgAB為Y坐標(biāo)的波特圖，用于分析放大電路的自激更為方便。由于閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判別

根據(jù)以上討論，可將環(huán)路增益波特圖分為三種情況，f

0—增益交界頻率：滿足幅值條件AB=1=0dB

時的頻率fc—相位交界頻率：滿足相位條件=±180

時的頻率

幅度裕量： (a)穩(wěn)定:fc>f0,Gm<0dB相位裕量：(b)自激:fc<f0,Gm>0dB(c)臨界狀態(tài):fc=f0,Gm=0dB試分析放大電路的閉環(huán)穩(wěn)定性？解：1.先作出幅頻特性曲線和相頻特性曲線，中頻電壓增益AU=104即80dB。有三個高頻極點fp1=104、fp2=105、fp3=106由開環(huán)增益判別穩(wěn)定性判別例：有一負(fù)反饋放大電路的頻率特性表達(dá)式如下20lg|A(j)|(dB)lgf1021031041051061