1第五章負反饋放大電路5.1反饋的基本概念5.2負反饋對放大器性能的影響5.3負反饋放大器的指標計算5.4負反饋放大器的自激振蕩2輸入量：Vi、VBE、iB反饋——將電子系統輸出回路的電量（電壓或電流），以一定的方式送回到輸入回路的過程。輸出量：VO、VCE、iC正向傳輸——信號從輸入端到輸出端的傳輸TUBEICICUEIB反饋的例子——穩定工作點電路35.1反饋的基本概念5.1.1反饋的定義

在放大電路中信號的傳輸是從輸入端到輸出端，這個方向稱為正向傳輸。

信號從輸出端到輸入端的傳輸，稱為反向傳輸。反饋

—

將電路的輸出量(電壓或電流)的部分或全部，通過一定的元件，以一定的方式回送到輸入回路并影響輸入量(電壓或電流)和輸出量的過程。2.

信號的兩種流向正向傳輸：輸入輸出反向傳輸：輸出輸入

—

開環—

閉環輸入輸出

放大電路

反饋網絡放大電路無反饋—開環，放大電路有反饋—閉環。反饋放大器:（閉環放大器）－－具有反饋網絡的放大電路。4xi—輸入信號(

ii或ui)。xid—

凈輸入信號(

iid或uid)。xo—輸出信號(

io或uo)。xf—

反饋信號(

if或uf)。A+–比較環節基本放大電路F反饋網絡正向傳輸反向傳輸5.1.2反饋放大器的方框圖5圖中，各量既可為電壓，又可為電流，因此一般用加相應的下標表示。A是基本放大電路的開環放大倍數，F是反饋系數。A+–比較環節基本放大電路F反饋網絡5.1.3反饋放大電路的基本關系式1.開環放大倍數2.反饋系數3.閉環放大倍數6xid=xi-

xf—

負反饋方程。A+–比較環節基本放大電路F反饋網絡開環放大倍數反饋系數閉環放大倍數4.閉環增益與開環增益的一般表達式7A+–比較環節基本放大電路F反饋網絡開環放大倍數反饋系數閉環放大倍數5.環路增益

AF表示從輸入端的凈輸入量xid經正向通道A和反向通道F，沿反饋形成的閉合環路繞行一周后，作為反饋量出現在輸入端的信號傳輸系數，通常叫做“環路增益”。8|1+AF|—是開環增益與閉環增益幅值之比，它自然反映了反饋對放大電路的影響程度。我們把|1+AF|

叫做“反饋深度”。6.反饋深度由式可得：91）如果，則。這就是負反饋的情況，因為它表示反饋的引入削弱了輸入量的作用，使閉環增益下降。因為

可見負反饋的作用是使真正加到放大電路輸入端的凈輸入量減小到無反饋時的

，從而使閉環增益下降。102）如果，則。這是正反饋的情況，表明反饋的引入加強了輸入量的作用，使閉環增益加大。3）當時，閉環增益。這意味著即使沒有輸入量也仍然有輸出量。這種工作狀態叫做放大電路的“自激”。在自激時，放大電路已失去正常的放大功能，因而一般是必須加以消除的。但是，有時又要對自激狀態加以利用。114）當時，就變為，說明此時反饋放大電路的閉環增益將只取決于反饋系數。因為反饋網絡通常由無源元件組成，這些元件性能非常穩定，所以在這種情況下反饋放大電路的工作也將非常穩定，不受除輸入量以外的干擾因素的影響。因為，

，所以叫做“深度反饋”。反饋電路的三個環節：放大、反饋、疊加。125.1.4反饋類型及其判定(1)電壓反饋：圖5–2電壓反饋示意圖1.電壓反饋與電流反饋根據反饋所采樣的信號不同，可以分為電壓反饋和電流反饋。電壓反饋和電流反饋的區別在于輸出端取樣方式的不同。電壓反饋的特點是反饋網絡和基本放大器輸出端以及負載電阻三者是并聯關系,如圖5-2所示,于是反饋信號與輸出電壓成正比。有時也將這種取樣方式稱為并聯取樣。反饋信號取自輸出電壓，即Xf正比于輸出電壓，Xf反映的是輸出電壓的變化，所以稱之為電壓反饋。13RLuoRLuo電壓反饋采樣的兩種形式：采樣電阻很大14(2)電流反饋：圖5–3電流反饋示意圖電流反饋的特點是反饋網絡串接在基本放大器的輸出回路中,也就是說反饋網絡、基本放大器的輸出端以及負載電阻三者之間是串聯關系,如圖5－3所示。這樣,反饋信號與輸出電流成正比,這種取樣方式也稱為串聯取樣。反饋信號取自輸出電流，正比于輸出電流，反映的是輸出電流的變化，所以稱之為電流反饋。15電流反饋采樣的兩種形式：RLioiERLioiERf采樣電阻很小16(3)電壓反饋和電流反饋的判定：

假設輸出端交流短路（RL=0），即UO=0，若反饋信號消失了，則為電壓反饋；若反饋信號仍然存在，則為電流反饋。因為輸出端對交流短路后,輸出交變電壓為零,若反饋信號隨之消失,則說明反饋信號正比于輸出電壓,故為電壓反饋；若反饋信號依然存在,則說明反饋信號不正比于輸出電壓,故不是電壓反饋,而是電流反饋。判定方法之一——輸出短路法。在交流通路中,若放大器的輸出端和反饋網絡的取樣端處在同一個放大器件的同一個電極上,則為電壓反饋；否則是電流反饋。判定方法之二——按電路結構判定：17

當負載電阻一定時,輸出電流一定正比于輸出電壓,這時反饋信號既和輸出電流成正比,也和輸出電壓成正比。然而,在一般情況下,負載并不是始終保持不變的（如負載是一阻抗,它將隨頻率的變化而變化）,這時輸出電流和輸出電壓就不成正比例關系,因此電壓反饋與電流反饋是不一樣的。

無論是電壓反饋還是電流反饋,反饋信號可以是反饋電壓,也可以是反饋電流,這就要看輸入端比較電路的形式了。182.串聯反饋和并聯反饋(1)串聯反饋：圖5–5串聯反饋示意圖串聯反饋的特點是反饋網絡和信號源以及基本放大器的輸入端三者構成串聯關系,如圖5－5所示。根據反饋信號在輸入端與輸入信號比較形式的不同，可以分為串聯反饋和并聯反饋。

對交流信號而言，輸入信號、基本放大器、反饋網絡三者在比較端是串聯連接，則稱為串聯反饋。即輸入信號與反饋信號在輸入端串聯連接。19uid

=

ui

uf特點：信號源內阻越小，反饋效果越明顯。RSAFuiuidufus串聯反饋要求信號源趨近于恒壓源，若信號源是恒流源，則串聯反饋無效。

在串聯反饋電路中，反饋信號和原始輸入信號在輸入端以電壓的形式進行電壓相減，產生凈輸入電壓信號，即：

20(2)并聯反饋：

對交流信號而言，輸入信號、基本放大器、反饋網絡三者在比較端是并聯連接，則稱為并聯反饋。即輸入信號與反饋信號在輸入端并聯連接。圖5–6并聯反饋示意圖

在并聯反饋時,反饋信號一定是反饋電流If,

反饋的作用是將反饋電流If和輸入信號電流Ii進行比較。21在并聯反饋電路中，反饋信號和原始輸入信號在輸入端以電流的形式進行電流相加減，產生凈輸入電流信號，即：并聯反饋要求信號源趨近于恒流源，若信號源是恒壓源，則并聯反饋無效。iid

=

ii

ifAFiiifisiidRS特點：信號源內阻越大，反饋效果越明顯。22對于交變分量而言,若信號源的輸出端和反饋網絡的比較端接于同一個放大器件的同一個電極上,則為并聯反饋；否則,為串聯反饋。(3)串聯反饋和并聯反饋的判定方法：

將信號源的交流短路，如果反饋信號依然能加到基本放大器中，則為串聯反饋，否則為并聯反饋。方法之二：交流短路法方法之一：23iifibib=i-if并聯反饋ufuiubeube=ui-uf串聯反饋24例題:試判斷下列電路中引入的反饋是串聯反饋還是并聯反饋。25直流反饋：若反饋環路內,只有直流分量可以流通,則該反饋為直流反饋。

有的反饋只對交流信號起作用；有的反饋只對直流信號起作用；有的反饋對交、直流信號均起作用。3.直流反饋和交流反饋交流反饋：若反饋環路內,只有交流分量可以流通,則該反饋為交流反饋。交直流反饋：若反饋環路內，直流分量和交流分量均可流通，則該反饋為交直流反饋。26若在反饋網絡中串接隔直電容，則可以隔斷直流，此時反饋只對交流起作用。在起反饋作用的電阻兩端并聯旁路電容，可以使其只對直流起作用。直流反饋主要用于穩定靜態工作點。交流負反饋主要用來改善放大器的性能；交流正反饋主要用來產生振蕩。交流和直流反饋的判定，只要看反饋網絡能否通過交流和直流就可判定。27增加隔直電容C后，Rf只對交流起反饋作用。注：本電路中C1、C2也起到隔直作用。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE1C28增加旁路電容C后，Rf只對直流起反饋作用。C+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+–T1T2RfRE129按反饋極性分，可分為負反饋和正反饋。4.負反饋和正反饋若反饋信號使凈輸入信號減弱，則為負反饋。若反饋信號使凈輸入信號加強，則為正反饋。取+加強凈輸入信號正反饋用于振蕩器取-削弱凈輸入信號負反饋用于放大器放大器輸出輸入閉環反饋網絡±疊加反饋信號凈輸入信號－>實際要被放大的信號負反饋多用于改善放大器的性能；正反饋多用于振蕩電路。30正反饋和負反饋的判斷法之一：瞬時極性法

在放大電路的輸入端，假設一個輸入的正弦信號處于某一瞬時的對地極性，可用“+”、“-”或“↑”、“↓”表示。然后沿信號傳輸方向，按照先放大、后反饋的正向傳輸順序，逐級推出電路中有關各點的瞬時極性，直至判斷出反饋信號的瞬時極性。反饋網絡一般為線性電阻網絡，其輸入、輸出端信號的瞬時極性相同。最后判斷反饋到輸入回路信號的瞬時極性是增強還是減弱原輸入信號(或凈輸入信號)，增強者為正反饋，減弱者則為負反饋。31

由于在if的影響下,iB的變化極性與原設定的變化極性相反,表明反饋信號使凈輸入信號減弱,所以是負反饋。

按上述方法可以判定圖5-4(a)是負反饋。判定過程如下：因為是并聯反饋,所以設定一個增大的iB,則iB↑→iC↑→UC↓→if↑iB↓32

正反饋可使輸出幅度增加，負反饋則使輸出幅度減小。在明確串聯反饋和并聯反饋后，正反饋和負反饋可用下列規則來判斷：正反饋和負反饋的判斷法之二：

對三極管來說這兩點是基極和發射極，對運算放大器來說是同相輸入端和反相輸入端。對于串聯反饋：輸入量與反饋量作用在不同的兩點上，若反饋量的瞬時極性相同為負反饋，瞬時極性相反為正反饋。對于并聯反饋：輸入量與反饋量作用在同一點上，若反饋量的瞬時極性相反為負反饋，瞬時極性相同為正反饋。如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開始。如果是電流反饋，則要從輸出電流的微小變化開始。33一、電壓反饋和電流反饋電壓反饋

—

反饋信號取自輸出電壓的部分或全部。判別法：使uo=0(RL短路)，若反饋消失則為電壓反饋。電流反饋

—

反饋信號取自輸出電流。判別法：使io=0(RL開路)，若反饋消失則為電流反饋。AFRLuo電壓反饋電流反饋iouoFARLio反饋類型及其判定法總結：輸出端：反饋信號在輸出端的取樣形式分為

取電壓和取電流兩種方式。34二、串聯反饋和并聯反饋串聯反饋：反饋信號與輸入信號以電壓相加減的形式在輸入端出現。uid=

ui

uf特點：要求信號源為電壓源

信號源內阻越小，

反饋效果越明顯。并聯反饋：反饋信號與輸入信號以電流相加減的形式在輸入端出現。iid=

ii

if特點：要求信號源為電流源信號源內阻越大，反饋效果越明顯。AFiiifisiidRSRSAFuiuidufus輸入端：反饋信號在輸入端的連接形式分為串聯

和并聯兩種方式。35負反饋交流反饋直流反饋電壓串聯負反饋電壓并聯負反饋電流串聯負反饋電流并聯負反饋穩定靜態工作點一、負反饋的分類用于改善放大電路性能5.1.5負反饋放大器的四種基本組態36二、四種基本負反饋類型AFuiuidufusRSRLuo電壓串聯負反饋AFuiuidufusRSiouoRLio電流串聯負反饋FAiiifisiidRSRLuo電壓并聯負反饋FAiiifisiidRSiouoRLio電流并聯負反饋為什么在并聯負反饋電路中不加恒壓源信號？為什么在串聯負反饋電路中不加恒流源信號？375.1.6四種負反饋組態的判別方法分析步驟：3.是否負反饋？4.是負反饋！那么是何種類型的負反饋？（判斷反饋的組態）1.找出反饋網絡（電阻）。2.是交流反饋還是直流反饋？38判斷方法：并聯：反饋量輸入量接于同一輸入端。接于不同的輸入端。串聯：反饋量輸入量電流：將負載短路，反饋量仍然存在。電壓：將負載短路，反饋量為零。39一、電壓反饋與電流反饋判別方法：電壓反饋一般從后級放大器的集電極采樣。電流反饋一般從后級放大器的發射極采樣。二、并聯反饋與串聯反饋判別方法：并聯反饋的反饋信號接于晶體管基極。串聯反饋的反饋信號接于晶體管發射極。注意：直流反饋中，輸出電壓指UCE，輸出電流指IE或IC。從輸出端看：按電路結構、采樣形式、輸出端短路法分析。從輸入端看：按電路結構、反饋信號性質、比較形式分析。40三、正反饋與負反饋的判別方法——瞬時極性法假設輸出端信號有一定極性的瞬時變化，依次經過反饋、比較、放大后，再回到輸出端，若輸出信號與原輸出信號的變化極性相反，則為負反饋。反之為正反饋。如果是電壓反饋，則要從輸出電壓的微小變化開始。如果是電流反饋，則要從輸出電流的微小變化開始。判斷時在輸入端也要反映出反饋信號與輸入信號的比較關系。41

為了使閉環增益Af與開環增益A滿足Af=A/(1+FA)的關系,應作如下約定：在反饋放大器中，放大器的輸出信號有輸出電壓和輸出電流兩種形式，被取樣的輸出信號是其中之一。串聯反饋，其反饋信號一定以電壓的形式與原始輸入電壓進行比較，產生凈輸入電壓，反饋電流與原始輸入電流并不進行比較。并聯反饋，其反饋信號一定以電流的形式與原輸入電流進行比較，產生凈輸入電流。而反饋電壓和原始輸入電壓并不進行比較。負反饋放大電路的性能指標約定：421.串聯電壓負反饋圖5–7串聯電壓負反饋放大器電路43稱作開環電壓放大倍數,無量綱。稱作電壓反饋系數,無量綱。稱作閉環電壓放大倍數,無量綱。(1).性能指標44基本放大器反饋網絡.AFAF⊕⊕⊕⊕vividvfvo（2）判斷方法因為：從輸入端看，有：vd=vi-vF

反饋電壓Vf與輸入電壓Vid是串聯關系，故為串聯反饋。反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。45瞬時極性法判斷正負反饋當vi一定時：若

RL

vovfvidvo

電壓負反饋穩定輸出電壓AFAF⊕⊕⊕⊕vividvfvo負反饋電壓串聯負反饋46例1：試分析該電路存在的反饋，并判斷其反饋組態。⊕⊕⊕⊕○

經Rf加在發射極E1上的反饋電壓Vf與輸入電壓Vi是串聯關系，故為串聯負反饋。+vf-解：根據瞬時極性法判斷該電路為負反饋。輸出回路反饋信號與電壓成比例，是電壓反饋。輸入回路反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同為負反饋。電壓串聯負反饋47例2：試分析該電路存在的反饋，并判斷其反饋組態。○⊕⊕○○解:

根據瞬時極性法電路是負反饋。

反饋信號vf和輸入信號vi加在運放A1的兩個輸入端，故為串聯反饋。

反饋信號與輸出電壓成比例，故為電壓反饋。反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同為負反饋。交直流串聯電壓負反饋48例1：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rf此電路是電壓串聯負反饋，對直流不起作用。49

分析中用到了三極管的集電極與基極相位相反這一性質。+–C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+–T1T2Rfubeube50

這里分析的是交流信號，不要與直流信號混淆。分析中用到的電壓、電流要在電路中標出。并且注意符號的使用規則。如果反饋對交直流均起作用，可以用全量。

當為交流反饋時，瞬時極性法所判斷的也是相位的關系。電路中兩個信號的相位不是同相就是反相，因此若兩個信號都上升，它們一定同相；若另一個信號下降而另一個上升，它們一定反相。51圖5–8串聯電流負反饋放大器2.串聯電流負反饋52稱作開環互導放大倍數,其量綱是電導。稱作互阻反饋系數,其量綱是電阻。稱作閉環互導放大倍數,其量綱是電導。(1).性能指標53因為反饋電壓：

Uf=ioRfvd=vi-vF又因為在輸入端有反饋量與輸出電流成比例，所以是電流反饋。故為串聯負反饋。（2）判斷方法IO

vF

vd

IO

瞬時極性判斷:RL

電流負反饋所以該電路為電流串聯負反饋引入電流負反饋的目的——穩定輸出電流另：反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同為負反饋。AFAF⊕⊕vividvfθioθ54例：電流串聯負反饋試分析該電路存在的反饋，并判斷其反饋組態。反饋信號和輸入信號加于輸入回路兩點時，瞬時極性相同為負反饋。解：根據瞬時極性法判斷55例5：判斷如圖電路中RE1、RE2的負反饋作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie電流串聯反饋RE2對交流反饋不起作用1.對交流信號：ieueube=ui-ueibieRE1：電流串聯負反饋。562.對直流信號：RE1、RE2對直流均起作用，通過反饋穩定靜態工作點。反饋過程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UB–UEIBIE57例6：判斷如圖電路中RE3的負反饋作用。+UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=ui–ufuc1uc2ib3ie3電流串聯負反饋。583.并聯電壓負反饋圖5–9并聯電壓負反饋放大器59稱作開環互阻放大倍數,其量綱是電阻。稱作互導反饋系數,其量綱是電導。稱作閉環互阻放大倍數,其量綱是電阻。(1).性能指標60

因為反饋電流：id=ii-iF從輸入端看有：輸出端的取樣是電壓，反饋量與輸出電壓成比例，所以是電壓反饋。輸入端Ii和If以并聯的方式進行比較故為并聯負反饋。（2）判斷方法電壓并聯負反饋AF....AF⊕voIiIidIf○○61例2：判斷Rf是否負反饋，若是，判斷反饋的組態。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif電壓反饋并聯反饋uoifib=i+ifuo此電路是電壓并聯負反饋，對直流也起作用。62+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif問題：三極管的靜態工作點如何提供？能否在反饋回路加隔直電容？不能！Rf為三極管提供靜態電流！Rf的作用：1.提供靜態工作點。2.直流負反饋，穩定靜態工作點。3.交流負反饋，穩定放大倍數。634.并聯電流負反饋圖5–10并聯電流負反饋放大器64稱作開環電流放大倍數,無量綱。稱作電流反饋系數,無量綱。稱作閉環電流放大倍數,無量綱。(1).性能指標65AF...⊕iiiidif○AF○反饋信號和輸入信號