1、第七章 反饋放大電路 重點： 1.理解反饋的類型及其判斷方法； 2.理解負反饋對放大電路的影響； 3.掌握負反饋放大電路的分析方法。,（1-2）,7.1反饋的基本概念與分類 一 .什么是反饋 將放大電路輸出端的信號(電壓或電流)的一部分或全部通過某種電路引回到輸入端。,開環放大倍數,反饋系數,閉環放大倍數,基本放大 電路Ao,. Xi,. Xd,. Xo,反饋信號 . Xf,凈輸入信號,反饋對放大電路的各項指標均有影響,且不同的反饋對放大電路的影響亦不同,故必須學會判斷反饋。,（1-3）,名詞解釋: (1)輸入信號xi xi=vi或ii (2)輸出信號xo xo=vo或 io BJT電路中io

2、一般為ie或ic (3)反饋信號xf xf=vf 或if (4)凈輸入信號xd xd=vd 或id BJT電路中凈輸入信號= “vbe”或“ib”(共射、共集電路) 運放中凈輸入信號= “v+-v-”或“i-”、“i+”,（1-4）,二.反饋的分類和判斷方法 1.找出反饋網路 連接輸出、輸入回路的元件或網路 輸入回路:輸入信號、凈輸入信號等組成的回路 輸出回路:輸出信號、負載等組成的回路,RE為反饋元件,輸入回路,輸出回路,輸入回路,輸出回路,（1-5）,2. 交流反饋、直流反饋 交流反饋：對交流信號起反饋作用 直流反饋：對直流信號起反饋作用 判斷方法：畫直流通路和小信號電路 在直流通路中起反

3、饋作用直流反饋 在小信號電路中起反饋作用交流反饋,小信號電路,Re1:交直流反饋 Re2:直流反饋,（1-6）,3. 電壓反饋、電流反饋 電壓反饋：反饋信號取自輸出電壓信號vo 電流反饋：反饋信號取自輸出電流信號io 判斷方法1： 若vf (或if)vo 電壓反饋 vf (或if)io 電流反饋 判斷方法2：看輸出端,電壓反饋,電流反饋,電流反饋,電壓反饋,（1-7）,4.串聯反饋、并聯反饋 串聯反饋: 反饋信號xf 與輸入信號xi 串聯 并聯反饋: 反饋信號xf 與輸入信號xi 并聯 判斷方法1： 在輸入回路,若出現id=ii if 并聯反饋 在輸入回路,若出現vd=vi vf 串聯反饋 判

4、斷方法2：看輸入端 輸入端包括： 基極和發射極(BJT) 柵極和源極(FET) 同相端和反相端(運放),并聯反饋,串聯反饋,（1-8）,5.正反饋、負反饋 正反饋：反饋信號xf 加強凈輸入信號xd 負反饋：反饋信號xf 削弱凈輸入信號xd 判斷方法1： 若xd=xi - xf 負反饋 若xd=xi + xf 正反饋 判斷方法2：瞬時極性法,輸入“+”,正反饋,負反饋,負反饋,正反饋,+,-,+,-,（1-9）,注意信號極性的傳輸變化關系： BJT分立電路:,輸入+,-,+,輸入+,+,輸入+,-,輸入+,+,場效應管判斷同上。 運算放大電路:,（1-10）,7.2 反饋的組態與判斷 一 . 反

5、饋組態 根據放大電路中反饋是電壓還是電流反饋、串聯還是并聯反饋、正還是負反饋, 組合起來有8種反饋組態： 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 電壓串聯正反饋 電壓并聯正反饋 電流串聯正反饋 電流并聯正反饋 再根據放大電路中反饋是交流還是直流反饋劃分, 組合起來共有有16種反饋組態。,（1-11）,二 . 反饋判斷舉例,電壓、,并聯、,負反饋,+,-,例1：判斷Rf的反饋組態。,書上方法： if=(vo-vi)/Rf電壓反饋 ib=ii +if 并聯反饋 vi0時vo0 if實際方向與參考方向相反, ib被削弱 ,負反饋,（1-12）,增加隔直電容C后，Rf只對交流起

6、反饋作用。,電壓、,串聯、,負反饋,+,+,例2：判斷Rf是何種反饋。,（1-13）,例3：判斷如圖電路中RE1、RE2的反饋類型。,RE1：交流、電流串聯負反饋。,RE1, RE2 :對直流均起作用, 通過反饋穩定靜態工作點。,+,+,（1-14）,例4：判斷如圖電路中 Rf 的反饋類型。,+,+,-,電壓串聯正反饋。,（1-15）,(+),(-),(+),(+),電壓、串聯、負反饋,(+),級間反饋,例5：判斷下圖電路的反饋組態。,（1-16）,例6:試判斷下列電路中的反饋組態。,解:電壓串聯負反饋。,(-),(-),(+),(+),（1-17）,解:電壓并聯負反饋。,例7:試判斷下列電路

7、中的反饋組態。,（1-18）,電流、并聯、負反饋,例8：判斷運放電路的反饋組態。,（1-19）,電流、并聯、負反饋,電流、串聯、負反饋,例9：判斷運放電路的反饋組態。,（1-20）,電壓、并聯、負反饋,電壓、串聯、負反饋,例10：判斷運放電路的反饋組態。,（1-21）,電壓、串聯、正反饋,例11：判斷RF引入的反饋組態。,（1-22）,電流、串聯、正反饋,例12：判斷RF引入的反饋組態。,（1-23）,7.37.4 負反饋對放大電路的影響 一 .負反饋對使增益下降,開環增益: A= xo/xd 反饋系數: F=xf /xo 負反饋xd=xi xf 正反饋xd=xi +xf 閉環增益: Af=

8、xo/xi,負反饋使增益Af下降。,其中負反饋:,（1-24）,Af的含義,（1-25）,二 .負反饋提高增益的穩定性 設某放大器開環增益: A 有負反饋時增益(閉環增益):,設當溫度變化t =dt 時: 開環增益變化量: A=dA 閉環增益Af 的變化量：Af= dAf,無負反饋時增益A 的相對變化率：d A/A 有負反饋時增益Af 的相對變化率：d Af /Af, dA,閉環增益相對變化量比開環縮小了1+AF, 穩定性提高。, d A/A,（1-26）,+ vf _,例1,20C時開環電壓增益A104, 當溫度變化到40C時 A11000。設R110k, R2100k。 求(1)20C時的

9、閉環電壓增益Avf; (2)40C時的Avf 及其變化率。,解：,40C時的A 的變化率:,40C時的Avf :,40C時的Avf 的變化率:,（1-27）,三.負反饋能改善輸出波形的非線性失真,加負反饋后,加負反饋前,非線性失真,改善,負反饋是利用失真的波形來改善波形的失真，因此只能減小失真，而不能完全消除失真。,（1-28）,四.負反饋能抑制反饋環內噪聲(干擾信號),(1)增加一為無噪聲的前置級(差放), vn1被抑制;,改進,噪聲,(2)采用負反饋,使vn經過AF差放后,在差放輸出端產生一大小與vn相等、方向相反的信號,使vn被削弱,輸出噪聲減少。,（1-29）,五.負反饋對輸入電阻和輸

10、出電阻的影響,串聯負反饋使輸入電阻增加,并聯負反饋使輸入電阻減小,輸入電阻：,輸出電阻：,電壓負反饋使輸出電阻減小,電流負反饋使輸出電阻增加,Rif =(1+AoF )Ri,Rof =(1+AoF )Ro,Ri開環輸入電阻 Ro開環輸出電阻 Ao開環增益 F反饋系數,（1-30）,無反饋時輸入電阻：,有串聯負反饋時： 凈輸入id=ii , vd=vi vf 開環增益A= xo/vd 反饋系數F=vf /xo ,負反饋對輸入電阻影響的證明,有并聯負反饋時： 凈輸入vd=vi , id=ii if 開環增益A= xo/id 反饋系數F=if /xo,（1-31）,負反饋對輸出電阻影響的證明,開環輸

11、出電阻Ro,(1)電壓負反饋對輸出電阻影響,而Xid=-Xf=-FvT,有電壓負反饋時忽略反饋網絡對iT的分流,所以,（1-32）,(2)電流負反饋對輸出電阻影響,閉環輸出電阻,開環輸出電阻Ro,有電壓負反饋時,而Xid=-Xf=-FiT,所以,（1-33）,六、負反饋對通頻帶的影響,引入負反饋使電路的通頻帶寬度增加,寬帶積不變。,無負反饋時通頻帶：,有負反饋時通頻帶：,BW = f2 f1,BWf =f2 f1,寬帶積：,AoBW,寬帶積：,AF BWf,= AoBW,=(1+AoF )BW,（1-34）,七 .為改善性能引入負反饋的一般原則,要穩定靜態工作點,引直流負反饋,要穩定交流量,引

12、交流負反饋,要穩定輸出電壓, 減小輸出電阻,引電壓負反饋,要穩定輸出電流, 增大輸出電阻,引電流負反饋,要增大輸入電阻,引串聯負反饋,要減小輸入電阻,引并聯負反饋,注意： 負反饋對放大電路性能的改善，是以犧牲增益為代價的，且僅對環內的性能產生影響。,（1-35）,稱為反饋深度,7.5 深度負反饋條件下的近似計算 一、反饋深度 設輸入信號為正弦量。當放大電路采用負反饋時,閉環增益:,深度負反饋,正反饋,電路產生自激振蕩,二、反饋深度對放大器的影響,一般負反饋,（1-36）,三、深度負反饋時電路的近似計算依據,當放大電路采用負反饋時,閉環增益:,則,深度負反饋時：(1+AF )1,xf xi,負反

13、饋時凈輸入:,xd=xi xf 0,（1-37）,1、串聯負反饋 輸入端電壓存在求和形式 , 即:,虛短,虛斷,虛短,虛斷,2、并聯負反饋 輸入端電流求和形式, 即:,id= ii - if 0,vd= id ri 0,凈輸入電流,結論：在分析計算深度負反饋放大電路時，可認為 vd0， id0 在運放深度負反饋電路中：v+=v- (vd=v+-v-), i+=i-=0 在BJT深度負反饋電路中： ve=vb (vbe0), ib0,凈輸入電壓 vd= vi - vf 0,開環輸入電阻,（1-38）,四、深度負反饋時動態指標的估算 在深度負反饋條件下： 1.閉環增益(不一定是電壓增益),3.閉環

14、輸出電阻 電壓負反饋：,電流負反饋：,Rof =(1+AF )Ro ,2.閉環輸入電阻 串聯負反饋：,Rif =(1+AF )Ri ,并聯負反饋：,（1-39）,反饋系數,實際上該電路就是第2章介紹的同相比例放大電路,該結果與第2章所得結果相同。,解:這是電壓串聯負反饋電路 根據虛短、虛斷,閉環電壓增益:,例1,設電路滿足深度負反饋條件,求閉環電壓增益 Avf =vo/vi 、輸入電阻Rif 、輸出電阻Rof 。,反饋環輸入電阻:Rif 輸入電阻: RifR3+Rif 輸出電阻: Rof0,（1-40）,設電路滿足深度負反饋條件,求閉環電壓增益 Avf =vo/vi 、輸入電阻Rif 、輸出電

15、阻Rof 。,閉環電壓放大倍數：,例2,反饋環輸入電阻:Rif 輸入電阻: RifRif /Rb1Rb1 輸出電阻: RofRC2/0=0,+ vf -,解:這是電壓串聯負反饋電路。 反饋系數:,（1-41）,反饋系數:,閉環增益,閉環電壓增益,解:這是電流并聯負反饋電路,例3,設電路滿足深度負反饋條件,求閉環電壓增益 Avf =vo/vs 、輸入電阻Rif 、輸出電阻Rof 。,輸入電阻: Rif0 反饋環輸出電阻:Rof 輸出電阻:Rof=Rof/RC2=RC2,（1-42）,閉環電壓增益：,解：這是電流并聯負反饋電路。利用虛短和虛斷可知 vi=ii R1 ii=if,例4,設電路滿足深度

16、負反饋條件,求閉環電壓增益 Avf =vo/vi 、輸入電阻Rif 、輸出電阻Rof 。,反饋環輸入電阻:Rif 0 輸入電阻: RifR1+0R1 輸出電阻: Rof,（1-43）,閉環增益:,閉環電壓增益,解：這是電壓并聯負反饋電路,反饋系數:,設電路滿足深度負反饋條件,求閉環電壓增益 Avf =vo/vs 、輸入電阻Rif 、輸出電阻Rof 。,例5,輸入電阻:Rif0 反饋環輸出電阻:Rof0 輸出電阻: Rof=Rof /RC=0,（1-44）,閉環增益,閉環電壓增益,解：,反饋系數:,由第四章知,該電路指標:,例6,設電路滿足深度負反饋條件,求電壓增益Avf =vo/vi 、輸入電阻Rif,、輸出電阻Rof 。,反饋環輸入電阻:Rif 輸入電阻:RifRb1/Rb2 反饋環輸出電阻:Rof 輸出電阻: RofRc,Rif=Rb1/Rb2/rbe+(1+)Re RofRc,（1-45）,解：利用虛短和虛斷可知 v+=v- = vf=vi 閉環電壓增益:,例7,+ -,設電路滿足深度負反饋條件,求閉環電壓增益 Avf =vo/vi 、輸入電阻Rif 、輸出電阻Rof 。,輸入電阻: Rif 輸出電阻: Rof,（1-46）,本章小結 1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稱為