第7章反馈电路

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1、上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础7 反馈放大电路反馈放大电路7.1 反馈的基本概念及类型反馈的基本概念及类型工厂工厂用户用户销售员销售员信息员信息员实际问题举例实际问题举例上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础以影响放大电路性能。以影响放大电路性能。反馈的定义：反馈的定义：把放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部，把放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部，经过反馈网络，经过反馈网络，返送到输入回路一个反馈量（电压或电流），返送到输入回路一个反馈量（电压或电流），反馈量与原来的外加输入量进行比较，反馈量与原来的外加输入量进行比较，得到一个得到

2、一个净输入量净输入量加到某一放大器件的加到某一放大器件的真正的输入端，真正的输入端，1.什么是反馈什么是反馈上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础双极型晶体管双极型晶体管B、E单极型晶体管单极型晶体管G、S双极型晶体管组成的差分放大电路双极型晶体管组成的差分放大电路B1、B2运放电路运放电路同相、反相输入端同相、反相输入端放大元件的输入端：放大元件的输入端：上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础7.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念直流电流负反馈电路直流电流负反馈电路反馈过程反馈过程输出电流输出电流ICQ发生变化发生变化在在RE上产生压降上产生压降UEQ

3、ICQ RE的变化的变化TVCC+RB1I+_UB_RB2RCREICIEIB+UE输入回路输入回路输出回路输出回路反馈网络反馈网络2.反馈电路举例：反馈电路举例：上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础使放大元件的使放大元件的输输入入UBE产生变化产生变化抑制输出电流抑制输出电流ICQ的变化的变化直流电流负反馈可直流电流负反馈可以稳定输出电流以稳定输出电流ICQTVCC+RB1I+_UB_RB2RCREICIEIB+UE输入回路输入回路输出回路输出回路反馈网络反馈网络上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础基本放大电路基本放大电路反馈网络反馈网络A.F.XO.

4、+XidXiXf.反馈信号反馈信号输入信号输入信号输出信号输出信号净输入信号净输入信号比较环节比较环节X电压或电流信号电压或电流信号图中图中A=Xo/XidF=Xf/XoXid=XiXf3.反馈电路方框图反馈电路方框图上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础开环放大电路开环放大电路闭环放大电路闭环放大电路闭合环路闭合环路基本放大电路基本放大电路反馈网络反馈网络A.F.XO.+XidXiXf.取样取样比较比较上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础4交流反馈与直流反馈交流反馈与直流反馈(1)直流反馈直流反馈反馈作用仅在直流通路中存在反馈作用仅在直流通路中存在直流通

5、路直流通路反馈网络反馈网络+_T+_+B1RB2R1CIuCR2CECEROuCCV T+VCCRB1I+_UBQ_RB2RCREICQIEQIBQ+UEQ上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)交流反馈交流反馈 在交流通路中存在的反馈在交流通路中存在的反馈交流通路交流通路输入回路输入回路输出回路输出回路反馈网络反馈网络IuCRT BR+_OuER+_T+_+B1RB2R1CIuCR2CEROuCCV 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1)正反馈正反馈反馈信号加强输入信号的作用，使反馈信号加强输入信号的作用，使净输入信号大于原输入信号的反馈。净输入

6、信号大于原输入信号的反馈。5.正反馈与负反馈正反馈与负反馈正反馈往往把放大器转变为振荡器正反馈往往把放大器转变为振荡器反馈网络反馈网络基本放大电路基本放大电路A.F.XO.+XidXiXf.上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)负反馈负反馈反馈信号削弱输入信号的作用，使反馈信号削弱输入信号的作用，使净输入信号小于原输入信号。净输入信号小于原输入信号。负反馈改善放大电路的性能负反馈改善放大电路的性能负反馈广泛应用于电子技术、自控等领域之中。负反馈广泛应用于电子技术、自控等领域之中。基本放大电路基本放大电路A.F.XO.+XidXiXf.上页上页下页下页后退后退模拟电子技术

7、基础模拟电子技术基础电压串联电压串联 电压并联电压并联 电流串联电流串联 电流并联电流并联1.四种类型负反馈的表达式四种类型负反馈的表达式idoUUAu idoIUAr idoUIAg idoIIAi AofUUFu ofUIFg ofIUFr ofIIFi FiofUUAu iofIUAr iofUIAg iofIIAi Af7.1.2 负反馈放大电路的四种基本类型及其判别负反馈放大电路的四种基本类型及其判别上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础注：被分析电路一定是放大电路的交流通路注：被分析电路一定是放大电路的交流通路2.类型的判别：类型的判别：反序法反序法*正序法正序法

8、*此规则不适合射极输出器此规则不适合射极输出器 （串联电压负反馈）（串联电压负反馈）分析步骤：分析步骤：1）判断电路中有无反馈（据反馈定义）判断电路中有无反馈（据反馈定义）2）在输出回路中判断是电压、电流反馈）在输出回路中判断是电压、电流反馈 3）在输入回路中判断是串联、并联反馈）在输入回路中判断是串联、并联反馈 4）分析判断是正、负反馈）分析判断是正、负反馈以未接有旁路电容的分压偏置式放大电路为例分析以未接有旁路电容的分压偏置式放大电路为例分析上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础a.电压反馈电压反馈2）电压反馈和电流反馈）电压反馈和电流反馈反馈信号与输出电压成正比反馈信号

9、与输出电压成正比反馈信号的来源输出电压反馈信号的来源输出电压特点特点RL反馈网络反馈网络放大电路放大电路XidXfUO方方框框图图+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础b.电流反馈电流反馈反馈信号与输出电流成正比反馈信号与输出电流成正比反馈信号的来源输出电流反馈信号的来源输出电流特点特点方方框框图图RL反馈网络反馈网络放大电路放大电路XidXfIO上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础c.判断电压和电流反馈的方法判断电压和电流反馈的方法a.令输出电压为零（令输出电压为零（uo=0）若反馈信号若反馈信号Xf=FUO=0,则为电压反馈则为电压反馈.若反馈信号若

10、反馈信号Xf=FUO 0,则为电流反馈则为电流反馈.Uo=0.反馈网络反馈网络基本放大电路基本放大电路AF.XO.+XidXiXf.iO输出短路输出短路上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础b.令输出电流为零（令输出电流为零（io=0）若反馈信号若反馈信号Xf=FIO=0,则为电流反馈则为电流反馈.若反馈信号若反馈信号Xf=FIO 0,则为电压反馈则为电压反馈.输出开路输出开路基本放大电路基本放大电路反馈网络反馈网络AF.XO.+XidXiXf.iOuOiO=0上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础3）串联反馈和并联反馈）串联反馈和并联反馈特点特点反馈网络串

11、联于输入回路反馈网络串联于输入回路反馈信号为电压反馈信号为电压反馈信号与输入电压串联反馈信号与输入电压串联反馈网络反馈网络放大电路放大电路UidUfUiXo方方框框图图a.串联反馈串联反馈上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础b.并联反馈并联反馈特点特点反馈网络并联于输入回路反馈网络并联于输入回路反馈信号为电流反馈信号为电流反馈信号与输入电流并联反馈信号与输入电流并联方方框框图图反馈网络反馈网络放大电路放大电路XoIidIfIiUi+R1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础a.在输入端加入对地瞬时极性为正的电压在输入端加入对地瞬时极性为正的电压uI。判断方

12、法：判断方法：4）瞬时极性法判断正负反馈瞬时极性法判断正负反馈 b.根据放大电路的工作原理，标出根据放大电路的工作原理，标出uO、uF的瞬时极性。的瞬时极性。c.判断反馈信号是增强还是削弱输入信号。判断反馈信号是增强还是削弱输入信号。A.F.+uIuIduOuF反馈网络反馈网络基本放大电路基本放大电路上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础d.反馈信号削弱了输入信号反馈信号削弱了输入信号(uId uI)则为正反馈。则为正反馈。A.F.+uIuIduOuF反馈网络反馈网络基本放大电路基本放大电路上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础净输入信号小于输入信号，所以为

13、负反馈。净输入信号小于输入信号，所以为负反馈。IFIIduuuu uIuO+_R1R2+_+uFuIdFA例例1 判断图示电路反馈的判断图示电路反馈的极性。极性。解：解：假设假设uI的瞬时极性为正。即的瞬时极性为正。即uI0那么那么uO0uF0 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础净输入信号大于输入信号，所以为正反馈。净输入信号大于输入信号，所以为正反馈。IFIIduuuu uO_+R1R2uI+_+uFuIdFA例例2 判断图示电路反馈的判断图示电路反馈的极性。极性。解：解：假设假设 uI0那么那么uO0uF0时时uO0uF0uId=uI-uF0时时uO0时时uO0uF0

14、uId=uI-uF0时时uO0削弱了输入信号削弱了输入信号负反馈负反馈反馈信号极性为负反馈信号极性为负RLSu+A+uOuI+R1R2IiIdiFiR3_iO上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础c.负反馈的组态判断负反馈的组态判断(a)令令uO=0，iF 0，属电流反馈。，属电流反馈。(b)iF 与与iI并联作用于运放的输入回路，属并联反馈。并联作用于运放的输入回路，属并联反馈。电流并联负反馈电流并联负反馈+A+uOuI+R1R2IiIdiFiR3_iO上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础稳定输出电流的机理稳定输出电流的机理d.电流并联负反馈的作用电流并

15、联负反馈的作用IO If Iid 稳定输出电流稳定输出电流IO +A+uOuI+R1R2IiIdiFiR3_iO上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础图中图中1.开环增益开环增益A=Xo/Xid2.闭环增益闭环增益Af=Xo/Xi3.反馈系数反馈系数F=Xf/Xo净输入信号净输入信号Xid=Xi-Xf7.2 负反馈放大电路的一般表达式负反馈放大电路的一般表达式+A.F.XO.+XidXiXf._方框图方框图上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础由以上各式得由以上各式得将将 Xf=FXo 代入上式得代入上式得Xo=A(Xi-Xf)Xo=AXi1+AF 4.闭环

16、增益闭环增益Af=XoXiA1+AF=Xo=A(Xi-FXo)AF环路增益环路增益+A.F.XO.+XidXiXf._上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础在图示电路中在图示电路中环路增益环路增益AF 的意义：的意义：XO=A Xid+A.F.XO.+XidXiXf._Xf=AF Xid 即反馈信号是净输入信号的即反馈信号是净输入信号的AF倍倍 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础即即 闭环放大倍数下降到闭环放大倍数下降到开环放大倍数的开环放大倍数的1/(1+AF)其中其中D=1+AF 称为反馈深度称为反馈深度Af=A1+AF 负反馈放大电路的放大倍数的一

17、般表达式负反馈放大电路的放大倍数的一般表达式 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础5.对负反馈放大电路放大倍数的一般表达式讨论对负反馈放大电路放大倍数的一般表达式讨论 Af 1 时时1+AF 电路引入负反馈电路引入负反馈上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础Af Ab.当当1 时时，称为深反馈。，称为深反馈。1+AF F1Af=A1+AF 此时此时闭环放大倍数闭环放大倍数Af只取决于反馈系数只取决于反馈系数Fa.便于设计、分析和计算放大电路便于设计、分析和计算放大电路b.提高了闭环放大倍数的稳定性提高了闭环放大倍数的稳定性主要特点主要特点上页上页下页下页后

18、退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础即电路没有输入，但仍有一定的输出。即电路没有输入，但仍有一定的输出。XoXi=A1+AF Af=e.当当=0 时时1+AF 上式成立的条件上式成立的条件Xi=0Xo 0电路产生了自激振荡电路产生了自激振荡上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础思思 考考 题题1、在何种情况下，式、在何种情况下，式 Af=A1+AF 与式与式Af=A1+AF等同？等同？2在深负反馈的条件下，由于闭环放大倍数在深负反馈的条件下，由于闭环放大倍数 ，与管子参数几乎无关，因此可以任意选用晶体管来组与管子参数几乎无关，因此可以任意选用晶体管来组成放大级，管子的参数也

19、就没有什么意义了。这种说成放大级，管子的参数也就没有什么意义了。这种说法对吗？法对吗？FA/1f 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础7.3.1 降低了放大倍数降低了放大倍数AAFAA 1f7.3 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可证明，当电路为负反馈时可证明，当电路为负反馈时AF为同相位，为同相位，AF01AF1，Af A上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础放大倍数下降的原因放大倍数下降的原因Xf=FXo=FAXid Xid=Xi1+AF 即引入负反馈之后，电路的净输入信号降为原输即引入负反馈之后，电路的净输入信号降为原输入信号的入

20、信号的1/(1+AF)。由于由于Xid=Xi-Xf故故上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础7.3.2 稳定被取样的输出信号稳定被取样的输出信号电压反馈可以稳定输出电压电压反馈可以稳定输出电压电流反馈可以稳定输出电流电流反馈可以稳定输出电流7.3 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上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础AFAA 1f由由dAAFdA2f)1(1 得得AdAAFAdA 11ff7.3.3 提高放大电路倍数的稳定性提高放大电路倍数的稳定性AAAFAA 11ff或或Af的相对变化量：的相对变化量：相对变化量越小，相对变化量越小，电

21、路越稳定。电路越稳定。上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础AxIxO7.3.4 减小非线性失真减小非线性失真输入信号输入信号输出信号输出信号开环放大电路开环放大电路减小非线性失真原理减小非线性失真原理iQBi0BEuiB的波形图的波形图非线性失真非线性失真上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础xI闭环放大电路闭环放大电路xOxId=xI信号传信号传输方向输方向反馈信号反馈信号xOxIdxIxF+AF_xId=xI-xF上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1对输入电阻的影响（在输入回路中考虑）对输入电阻的影响（在输入回路中考虑）（1）串联

22、负反馈串联负反馈基本放大电路的输入电阻基本放大电路的输入电阻iidiIUR 负反馈放大电路的输入电阻负反馈放大电路的输入电阻ifidiiifIUUIUR 7.3.5 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响方框图方框图Ii+Uid+-Ri+-RifAUiXoOfFXU F上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础由于由于idoAUX ofFXU idAFU iiifIUR 故故 输入电阻输入电阻ifidIUU Ii+Uid+-Ri+-RifAUiXoOfFXU F上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础i)1(RAF iididIAFUU iid)1(

23、IAFU ifidifIUUR 串联负反馈增大输入电阻串联负反馈增大输入电阻Ii+Uid+-Ri+-RifAUiXoOfFXU F上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础（2）并联负反馈）并联负反馈基本放大电路的输入电基本放大电路的输入电阻阻idiiIUR 负反馈放大电路输入电阻负反馈放大电路输入电阻iiifIUR 方框图方框图+-UsR1RifRifUi+-RiAXOOfFXI IiIidIfF上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础OfFXI fidiIII 由于由于idoAIX idofFAIFXI 故故+-UsR1RifRifUi+-RiAXOOfFXI

24、 IiIidIfF上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础fidiifIIUR ididiFAIIU )1(idiFAIU FAR 1i并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小+-UsR1RifRifUi+-RiAXOOfFXI IiIidIfF上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2对输出电阻的影响（在输出回路中分析）对输出电阻的影响（在输出回路中分析）而输出回路的反馈类型是电压和电流反馈而输出回路的反馈类型是电压和电流反馈（1）电压负反馈）电压负反馈根据输出电阻的定义根据输出电阻的定义画出求输出电阻的等效电路方框图画出求输出电阻的等效电路方框图0o

25、iL XRIUR上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础图中图中 LidooRXUA+-IAoXid+-UARofF=0Ro+-XidXiXfI1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础idooXAIRU ffiidXXXX FUFXX of忽略电流忽略电流i1由图可知由图可知+-IAoXid+-UARofF=0Ro+-XidXiXfI1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础由以上各式得由以上各式得FUAIRUoo FARIURooof1 故输出电阻故输出电阻电压负反馈使电压负反馈使输出电阻减小输出电阻减小+-IAoXid+-UARofF=0R

26、o+-XidXiXfI1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础（2）电流负反馈）电流负反馈求输出电阻的等效电路求输出电阻的等效电路图中图中0idooL RXIA+-Rof=0RO+-XidXiXfIAoXidUAF+-U1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础忽略电压忽略电压u1ffiidXXXX FIFXX ofidooXARUI 那么那么+-Rof=0RO+-XidXiXfIAoXidUAF+-U1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础由此可得由此可得idooXARUI )(fooXARU )(ooIFARU +-Rof=0RO+-Xi

27、dXiXfIAoXidUAF+-U1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础)1(ooofFARIUR 故故电流负反馈使电流负反馈使输出电阻增大输出电阻增大+-Rof=0RO+-XidXiXfIAoXidUAF+-U1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础7.3.6 抑制反馈环内的干扰和噪声抑制反馈环内的干扰和噪声tuo0无反馈时信号与无反馈时信号与噪声的输出波形噪声的输出波形t0uo提高输入信号幅提高输入信号幅度后的输出波形度后的输出波形t0uo有反馈有反馈 时信号与时信号与噪声的输出波形噪声的输出波形上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础

28、已知高频区电路开环放大倍数已知高频区电路开环放大倍数Am为中频区的开环放大倍数为中频区的开环放大倍数 fH为上限截止频率为上限截止频率HmHj1ffAA 7.3.7 扩展通频带扩展通频带式中式中上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础引入负反馈后高频区闭环放大倍数为引入负反馈后高频区闭环放大倍数为FAAAHHHf1 设反馈系数为实数设反馈系数为实数F（为方便）（为方便）HmHj1ffAA 将将代入上式得代入上式得上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础FffAffAAhmhmHfj11j1 hmmj1ffFAA )1(j11mhmmFAffFAA hfmfj1f

29、fA 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础HfmfHfj1ffAA FAAAmmmf1 )1(mHHfFAff 式中式中fHf为引入负反馈后的电路上限截止频率为引入负反馈后的电路上限截止频率上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础同理可证，引入负反馈后的电路下限截止频率同理可证，引入负反馈后的电路下限截止频率FAffmLLf1 引入负反馈后电路的通频带引入负反馈后电路的通频带LfHfbwffff Hff Hm)1(fFA 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础由于开环电路的通频带由于开环电路的通频带hLhbwffff 故故bwm)1(fFA

30、 hmbwf)1(fFAf bwmfbwmffAfA常数常数可见，放大电路扩展通频带是以牺牲放大倍数来换取的。可见，放大电路扩展通频带是以牺牲放大倍数来换取的。但增益带宽积但增益带宽积（注：只适合一阶惯性环节的放大电路）（注：只适合一阶惯性环节的放大电路）上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础7.3.8 正确引入反馈正确引入反馈(a)减小信号源的负载减小信号源的负载(b)提高输出端的负载能力提高输出端的负载能力正确引入负反馈应考虑的两个主要主要问题：正确引入负反馈应考虑的两个主要主要问题：a.选择合适的负反馈放大电路的类型选择合适的负反馈放大电路的类型选择类型应该考虑的两个主

31、要问题：选择类型应该考虑的两个主要问题：上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础对于电压对于电压电流变换器：电流变换器：对于电流对于电流电压变换器：电压变换器：对于电压放大器：对于电压放大器：对于电流放大器：对于电流放大器：选择电压串联负反馈选择电压串联负反馈选择电流并联负反馈选择电流并联负反馈选择电流串联负反馈选择电流串联负反馈选择电压并联负反馈选择电压并联负反馈上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础选择元件参数的依据选择元件参数的依据:反馈深度反馈深度1+AF 目前，设计放大电路大多都选用集成运算放目前，设计放大电路大多都选用集成运算放大器，一旦运放选定后

32、，大器，一旦运放选定后，Au、Ro、Ri即被确定，剩即被确定，剩下的工作就是估算反馈系数下的工作就是估算反馈系数F。b.正确选用各元件参数正确选用各元件参数上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.对于高内阻、低内阻的信号源，应该选择何种类对于高内阻、低内阻的信号源，应该选择何种类型的负反馈电路？型的负反馈电路？思思 考考 题题2.由于负反馈可以展宽频带，所以只要反馈深度足由于负反馈可以展宽频带，所以只要反馈深度足够深，就可以用低频管代替高频管组成放大电路来够深，就可以用低频管代替高频管组成放大电路来放大高频信号。这种说法是否正确？放大高频信号。这种说法是否正确？上页上页下页

33、下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础负反馈放大电路的分析计算常用方法负反馈放大电路的分析计算常用方法a.等效电路法：即微变等效电路法。等效电路法：即微变等效电路法。b.分离法分离法7.4 负反馈放大电路的分析及近似计算负反馈放大电路的分析及近似计算(选学）选学）等效电路法等效电路法分离法分离法近似计算法近似计算法上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(b)分别求出基本放大电路的分别求出基本放大电路的A、Ri、Ro、fH 和和fL等指等指标及反馈网络的反馈系数标及反馈网络的反馈系数F。(c)分别求出分别求出Af、Rid、Rof、fHf 和和fLf等。等。(a)分负反馈放

34、大电路为基本放大电路和反馈网络两分负反馈放大电路为基本放大电路和反馈网络两部分。部分。分离法的基本思想分离法的基本思想:上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.采用近似计算的依据采用近似计算的依据a.多级放大电路的放大倍数一般比较大。多级放大电路的放大倍数一般比较大。b.集成运算放大器的广泛应用。集成运算放大器的广泛应用。放大电路满足深度负反馈的条件。放大电路满足深度负反馈的条件。7.4.1 深度负反馈放大电路近似计算的一般方法深度负反馈放大电路近似计算的一般方法因为因为2.近似计算的原理近似计算的原理使放大电路很容易满足深度负反馈的条件。使放大电路很容易满足深度负反馈的条

35、件。上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础在深度负反馈（在深度负反馈（AF1）的条件下）的条件下XoXiXoXfF1Af=A1+AF F=XfXo代入上式得代入上式得将将XoXiAf=上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础Xid0XoXiXoXf由由得得（1）当电路引入串联负反馈时当电路引入串联负反馈时UfUiUid0(称为虚短称为虚短)XfXi上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)当电路引入并联负反馈时当电路引入并联负反馈时IfIiIid0(称为虚断）称为虚断）由于基本放大电路的电压放大倍数也很大，条件由于基本放大电路的电压放大倍数

36、也很大，条件Uid0也同时成立。也同时成立。上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1电压串联负反馈（同相输入比例放大器）电压串联负反馈（同相输入比例放大器）7.4.2 电压模运放组成的反馈电路电压模运放组成的反馈电路+A+Uid+F+UfUiUoRLR2R1_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础深度负反馈条件下的分析依据深度负反馈条件下的分析依据有有Uid0 (虚短虚短)U+U+A+Uid+F+UfUiUoRLR2R1_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础即即Ui Uf由于由于o211fURRRU 故故o211iURRRU +A+Uid

37、+F+UfUiUoRLR2R1_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础电路的闭环电压放大倍数电路的闭环电压放大倍数ioufUUA 121RRR foUU+A+Uid+F+UfUiUoRLR2R1_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础Rif 闭环输入电阻闭环输入电阻 Rof 0闭环输出电阻闭环输出电阻RifRof+A+Uid+F+UfUiUoRLR2R1_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2电压并联负反馈（反相输入比例放大器）电压并联负反馈（反相输入比例放大器）Ii If在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下RL+A+UoUsF+R1R2

38、IiIidIf_Iid0(虚断虚断)上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础根据根据Uid0(虚短虚短)知知0 UURL+A+UoUsF+R1R2IiIidIf_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1s1siRURUUI 2o2ofRURUUI RL+A+UoUsF+R1R2IiIidIf_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础闭环互阻增益闭环互阻增益2iorfRIUA RL+A+UoUsF+R1R2IiIidIf_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数12soufRRUUA RL+A+Uo

39、UsF+R1R2IiIidIf_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础输入电阻输入电阻0if R11ififRRRR RifRifRL+A+UoUsF+R1R2IiIidIf_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础0of R输出电阻输出电阻RofRL+A+UoUsF+R1R2IiIidIf_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础3电流串联负反馈电流串联负反馈电压电流变换器电压电流变换器由于由于RIUof ifUU +A+Uid+UfUiUoRLRIoF_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础故电路的闭环互导增益故电路的闭环

40、互导增益iogfUIA foUI RIIoo R1+A+Uid+UfUiUoRLRIoF_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数RRL ioufUUA iLoURI LgfRA+A+Uid+UfUiUoRLRIoF_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础 ifR ofR输入、输出电阻输入、输出电阻RifRof+A+Uid+UfUiUoRLRIoF_上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础4电流并联负反馈电流并联负反馈电流放大器电流放大器在深度负反馈的条件下在深度负反馈的条件下Ii IfUi 0+A+UOUI+F

41、SU+R1R2iIidIfIR3OI_RL上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础输入电流输入电流1siRUI 反馈电流反馈电流o323fIRRRI +A+UOUI+FSU+R1R2iIidIfIR3OI_RL上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础闭环电流放大倍数闭环电流放大倍数ioifIIA foII o323oIRRRI 332RRR +A+UOUI+FSU+R1R2iIidIfIR3OI_RL上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数13L32)(RRRRR 1LifRRA soufUUA 1iLoRIRI+

42、A+UOUI+FSU+R1R2iIidIfIR3OI_RL上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础0if R11ififRRRR ofR输入、输出电阻输入、输出电阻RifRof+A+UOUI+FSU+R1R2iIidIfIR3OI_RL上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1电压串联负反馈电压串联负反馈7.4.3 分立元件组成的反馈电路分立元件组成的反馈电路F+1CIu+VCCT1B11RE1C+2CB12RT2+E2C+C1RE1R1R2R3CC2RE2RB21RB22R+Fu+IduLROu+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (1)

43、负反馈的判断负反馈的判断F+1CIu+VCCT1B11RE1C+2CB12RT2+E2C+C1RE1R1R2R3CC2RE2RB21RB22R+Fu+IduLROu+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数o211fURRRU 由于由于F+1CIu+VCCT1B11RE1C+2CB12RT2+E2C+C1RE1R1R2R3CC2RE2RB21RB22R+Fu+IduLROu+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础ioufUUA foUU 211RRR F+1CIu+VCCT1B11RE1C+2CB12RT2+E2C+C1R

44、E1R1R2R3CC2RE2RB21RB22R+Fu+IduLROu+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础 ifRB2B1Bifif/RRRRR (3)输入电阻输入电阻RifRifF+1CIu+VCCT1B11RE1C+2CB12RT2+E2C+C1RE1R1R2R3CC2RE2RB21RB22R+Fu+IduLROu+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础0of R(4)输出电阻输出电阻RofF+1CIu+VCCT1B11RE1C+2CB12RT2+E2C+C1RE1R1R2R3CC2RE2RB21RB22R+Fu+IduLROu+上页上页下页下页后退后

45、退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2电流并联负反馈电流并联负反馈Su+1C+VCCT1EC+T2+C1RE1R3R2R2CC2RFLROu+1R+IuIiIdiFi上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(1)负反馈的判断负反馈的判断Su+1C+VCCT1EC+T2+C1RE1R3R2R2CC2RFLROu+1R+IuIiIdiFi上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)电流放大倍数电流放大倍数由于反馈电流由于反馈电流iF来自于输出级晶体管来自于输出级晶体管T2集电极电流集电极电流iC2故故 电路稳定的是电路稳定的是iC2，而不负载电流，而不负载电流iOi

46、C2iE2iOSu+1C+VCCT1EC+T2+C1RE1R3R2R2CC2RFLROu+1R+IuIiIdiFi上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(2)闭环电流放大倍数闭环电流放大倍数ic2ifIIA 323RRR fc2II iC2iE2iOSu+1C+VCCT1EC+T2+C1RE1R3R2R2CC2RFLROu+1R+IuIiIdiFi上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(3)闭环电闭环电压放大倍数压放大倍数s32L3)(RRRRR soufUUA siLc2RIRI sLifRRA iC2iE2iOSu+1C+VCCT1EC+T2+C1RE1

47、R3R2R2CC2RFLROu+1R+IuIiIdiFi上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础RifRif(4)输入电阻输入电阻0if R11ififRRRR iC2iE2iOSu+1C+VCCT1EC+T2+C1RE1R3R2R2CC2RFLROu+1R+IuIiIdiFi上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础(4)输出电阻输出电阻从从T2集电极看进去的闭环输出电阻集电极看进去的闭环输出电阻 ofR从负载看进去的输出电阻从负载看进去的输出电阻c2ofc2of/RRRR RofRofiC2iE2iOSu+1C+VCCT1EC+T2+C1RE1R3R2R2CC

48、2RFLROu+1R+IuIiIdiFi上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础7.4.4 电流模运放的闭环特性电流模运放的闭环特性电流模运放同相电流模运放同相输入放大电路输入放大电路Ui+1RiIiRZCZ+1IiUoR1R2I2Uf+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础低频闭环电压放大倍数低频闭环电压放大倍数在深度负反馈的条件下在深度负反馈的条件下121uf0RRRA Ui+1RiIiRZCZ+1IiUoR1R2I2Uf+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础分析电路的高频特性分析电路的高频特性Ui+1RiIiRZCZ+1IiUoR1R

49、2I2Uf+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础由图可知由图可知zZioj1/CRIU zzzij1CRRI 12iiii)(RIIRIU Ui+1RiIiRZCZ+1IiUoR1R2I2Uf+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2fo2RUUI iiifRIUU Ui+1RiIiRZCZ+1IiUoR1R2I2Uf+上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础由以上各式得电路的高频闭环特性由以上各式得电路的高频闭环特性)(j()(1212iizz2z1i2zi121iofRRRRRCRRRRRRRRRRRUUAu 由于由于ziRR z2RR

50、)(j(12iuf0zuf0iofRRACAUUAu 当当Auf0 RiR2时时2zf0fj1RCAAuu 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2zHf21RCf 2zuf0fj1RCAAu 由式由式得得电路的闭环上限截止频率为电路的闭环上限截止频率为（1）fHf仅与仅与Cz、R2有关，而与有关，而与R1无关。无关。结论：结论：（2）电流模运放的闭环电压放大倍数增）电流模运放的闭环电压放大倍数增大时，带宽增益有所增加。大时，带宽增益有所增加。上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础电流模运放幅频特性电流模运放幅频特性.dB/|lg20fuAlg20R1R2R

51、1 0fHfflg20R2R1 R1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础电压模运放幅频特性电压模运放幅频特性电压模运放带宽电压模运放带宽增益积等于常数增益积等于常数.dB/|lg20fuAlg20R1R2R1 0fHfflg20R2R1 R1f Hf上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1.在深度负反馈的条件下，由于闭环放大倍数只于在深度负反馈的条件下，由于闭环放大倍数只于反馈系数有关，而与管子参数几乎无关。因此，可反馈系数有关，而与管子参数几乎无关。因此，可以任意选用晶体管来组成放大级，管子的参数也就以任意选用晶体管来组成放大级，管子的参数也就没有什么意

52、义了。这种说法对吗？没有什么意义了。这种说法对吗？思思 考考 题题上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础7.5.1 负反馈放大电路的自激振荡条件负反馈放大电路的自激振荡条件01 AF 即即1 AF 将上式写成将上式写成7.5 负反馈放大电路的自激振荡及消除负反馈放大电路的自激振荡及消除相位条件相位条件幅度条件幅度条件)12(nFA 1 AF上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础A 基本放大电路在高频或低频区内产生的基本放大电路在高频或低频区内产生的 附加相移附加相移F 反馈网络高频或低频区内产生的附加相移反馈网络高频或低频区内产生的附加相移式中式中相位条件相

53、位条件幅度条件幅度条件)12(nFA 1 AF上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础对于负反馈电路对于负反馈电路 180FA 1.在中频区，反馈信号与输入信号反相，即在中频区，反馈信号与输入信号反相，即2.高频或低频区，放大电路与高频或低频区，放大电路与反馈网络，因电路反馈网络，因电路中的电容而产生附加相位移中的电容而产生附加相位移 A、F反馈电压信号和输入电压信号同相反馈电压信号和输入电压信号同相 180FA 当当时时负反馈变为正反馈负反馈变为正反馈上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础（1）这时如果这时如果AF 1，产生自激振荡。产生自激振荡。a.输出信

54、号越来越大。输出信号越来越大。b.出现等幅振荡。出现等幅振荡。实际情况是：实际情况是：即使无输入信号，也有一定的信号输出。即使无输入信号，也有一定的信号输出。表现形式：表现形式：上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础输出信号在不断的减小输出信号在不断的减小,不会产生自激振荡。不会产生自激振荡。（2）此时）此时如果如果AF 45要求要求要求要求/dBlg20AF 00 90 180 mGmf0fffC A A Ff0fC上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础在放大电路中加入在放大电路中加入RC相位补偿网络，使其具有相位补偿网络，使其具有足够的幅度裕度足够的幅度

55、裕度Gm和相位裕度和相位裕度m。相位补偿的思想：相位补偿的思想：相位补偿方法相位补偿方法7.5.3 消除自激振荡的方法消除自激振荡的方法相位补偿相位补偿滞后补偿滞后补偿超前补偿超前补偿上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础1滞后补偿滞后补偿在多级放大电路中的上限截止频率最低的一级放大在多级放大电路中的上限截止频率最低的一级放大电路中加入电路中加入RC网络。网络。R+CC1C+RCREC1VCC（1）补偿方法）补偿方法补偿电容补偿电容C补偿网络等效电路补偿网络等效电路上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础)(2111HCCRf 补偿后补偿后1H121RCf 补

56、偿前补偿前（2）补偿前后，该级）补偿前后，该级电路的上限截止频率电路的上限截止频率C+RCREC1VCCR+CC1上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础由于电容的并入使滞后的附加相移更加滞后，所以由于电容的并入使滞后的附加相移更加滞后，所以称为滞后补偿。称为滞后补偿。（3）补偿效果）补偿效果幅幅频频特特性性补偿前补偿前补偿后补偿后不稳定不稳定稳定稳定2040600fH3f0ff 0fH2fH1f H1/dBlg20A上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2.超前补偿超前补偿在反馈网络中加入补偿电容在反馈网络中加入补偿电容C，使，使 F0，以补偿，以补偿滞后附

57、加相移滞后附加相移 A(A0)。使。使 1800ffFA （1）补偿方法）补偿方法上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础（2）补偿电路）补偿电路（3）反馈系数）反馈系数120j1j1ffffF )/(j1j1212211RRCCRRRR 2211j1CRRRR 0fUUF 补补偿偿电电路路+-A+uI+uF+uOR1R2CRL上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础2221CRf )/(21211RRCf 12ff 由于由于2110RRRF 式中式中120j1j1ffffFF 反馈放大电路具有超前附加相移反馈放大电路具有超前附加相移+-A+uI+uF+uOR1

58、R2CRL上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础练习题练习题例例1 1 某一负反馈放大电路的开环电压放大倍数某一负反馈放大电路的开环电压放大倍数|A|=300，反馈系数反馈系数|F|=0.01。试问。试问（1）闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数|Af|为多少？为多少？（2）如果如果|A|发生发生20%的变化，则的变化，则|Af|的相对变化为多的相对变化为多少？少？f3007511300 0.01AAAF解解 （1）闭环电压放大倍数闭环电压放大倍数上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础（2）当已知当已知A的相对变化率来计算的相对变化率来计算Af的相对变化率的相对

59、变化率时，应根据时，应根据A的相对变化率的大小采用不同的方法。的相对变化率的大小采用不同的方法。本例中本例中A已有已有20%的变化，应采用后一种方法。的变化，应采用后一种方法。b.b.当当A的相对变化率较大时，应通过的相对变化率较大时，应通过|A|/|/|A|计计算出算出|Af|后再计算后再计算|Af|/|/|Af|。a.当当 A 的 相 对 变 化 率 较 小 时，可 对的 相 对 变 化 率 较 小 时，可 对|Af|=|=|A|/(1+|/(1+|AF|)|)求导求导,推出推出d d|Af|/|/|Af|与与d|A|/|/|A|的关系式后再计算。的关系式后再计算。上页上页下页下页后退后退

60、模拟电子技术基础模拟电子技术基础FAAA%)201(1%)201(f当当A变化变化20%时时3.7801.0%)201(3001%)201(300 则则|Af|的相对变化率为的相对变化率为ffffAAAAA%4.4%10075753.78 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础当当A变化变化-20%时时那么，那么，|Af|的相对变化率为的相对变化率为FAAA%)201(1%)201(f6.7001.0%)201(3001%)201(300 ffffAAAAA%9.5%10075756.70 上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础例例2 某负反馈放大电路的组成

61、框图如图所示，试求某负反馈放大电路的组成框图如图所示，试求电路的总闭环增益电路的总闭环增益 。iof/XXA +XiA1A2F1F2+Xo解解 该负反馈放大电路有两个反馈环，该负反馈放大电路有两个反馈环，F1构成外环，构成外环，F2构成内环。构成内环。上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础 2222f1FAAA 内环的闭环增益为内环的闭环增益为外环的开环增益为外环的开环增益为2f1AAA +XiA1A2F1F2+Xo上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础因而该电路的闭环增益为因而该电路的闭环增益为 iofXXA 11AFA 122212221111FFAAA

62、FAAA 12122211FAAFAAA +XiA1A2F1F2+Xo上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础例例3 一反馈放大电路在一反馈放大电路在F=0.1时的幅频特性如图所示。时的幅频特性如图所示。（1）试求基本放大电路的放大倍数试求基本放大电路的放大倍数|A|及闭环放大倍及闭环放大倍数数|Af|；（2）试写出基本放大电路的放大倍数试写出基本放大电路的放大倍数 的频率特性的频率特性表达式；表达式；|A|2040060decdB/20 80dBFA/lg20 10102103decdB/40 Hz/f上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础（3）已知已知AF

63、在低频时为正数，当电路按负反馈联结在低频时为正数，当电路按负反馈联结时，若不加校正环节是否会产生自激？为什么？时，若不加校正环节是否会产生自激？为什么？解解（1）由图可知，该放大电路是一个直接耦合放大由图可知，该放大电路是一个直接耦合放大电路。在低频范围内，放大电路的环路增益电路。在低频范围内，放大电路的环路增益|AF|等等于于80dB。2040060decdB/20 80dBFA/lg20 10102103decdB/40 Hz/f上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础故故即即 410 AF 54101.010 FAFA AFAA 1f AFA 101.011 F上页上页下

64、页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础（2）由图可见，该放大由图可见，该放大电路环路增益的幅频特性电路环路增益的幅频特性有有2个转折点（即个转折点（即2个极点个极点f1=10Hz和和f1=103Hz）。）。因反馈系数等于常数，故基本放大电路的放大倍数因反馈系数等于常数，故基本放大电路的放大倍数 A的幅频特性与的幅频特性与AF的幅频特性相似，两者的区别仅在的幅频特性相似，两者的区别仅在它们的模不同。因而由图可直接写出它们的模不同。因而由图可直接写出A 的频率特性的频率特性:)1000j1)(10j1(104ff )j1)(j1(21mffffAA 2040060decdB/20 80dBFA/lg20 10102103decdB/40 Hz/f上页上页下页下页后退后退模拟电子技术基础模拟电子技术基础 （3）不会产生自激。因为环路增益函数在整个频域不会产生自激。因为环路增益函数在整个频域内只有两个极点，其最大附加相移为内只有两个极点，其最大附加相移为180 。当附加相。当附加相移为移为180时，时，|AF|1，不满足自激振荡的幅度条件。，不满足自激振荡的幅度条件。2040060decdB/20 80dBFA/lg20 10102103decdB/40 Hz/f