负反馈放大电路

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1、第五章 负反馈放大电路第一节 学习要求第二节 反馈的基本概念与分类第三节 负反馈对放大电路性能的改善第四节 深负反馈放大电路的分析方法第一节 学习要求1判断-在掌握反馈的基本概念和类型的基础上， 判断反馈组态及 其作用。2 引入-在熟悉各种反馈对放大电路性能影响的基础上，按要求引 入适当的负反馈。3计算-掌握深度负反馈电路交流性能指标的估算。 学习重点： 根据实际要求，引入适当的负反馈。 学习难点： 反馈组态的判别和性能指标的估算。第二节 反馈的基本概念与分类一、反馈的基本概念 1. 开环放大器或基本放大器图是一个放大器电路，它具有单向性的特点，信号只有从输入到输出一条通路，不存在其它的通路，

2、 特别是没有从输出到输入的通路。这种放大器叫做开环放大器或基本放大器。2、闭环放大器为了改善基本放大器的性能， 从基本放大器的输出端到输入端 引入一条反向的信号通路，构成这条通路的网络叫做反馈网络，这个 反向传输的信号叫做反馈信号。由基本放大器和反馈网络构成的放大 器叫做闭环放大器或反馈放大器。 所谓反馈，就是通过一定的电 路形式（反馈网络）， 把放大电路输出信号的一部分或全部按一定 的方式送回到放大电路的输入端， 并影响放大电路的输入信号。这 样，电路输入端的实际信号不仅有信号源直接提供的信号， 还有输 出端反馈回输入端的反馈信号。3、反馈放大器一般模型任何反馈放大器都可以抽象为一个模型来分

3、析， 其基本放大器和反馈网络都具有单向性。图中各函数之间的关系为：上式中左迥为基本放大电路的输入信号，尤、拓分别为反馈放大电 路的输入、输出信号，仔为反馈网络的输出信号，为基本放大电 路的增益，弁为反馈网络的传输系数，掘称为环路增益。若用坷表 示反馈放大电路的增益，则有丄_仏一氏 _了逅耳十乙 i +主 _ J耳71 + E4上式中1+戸称为放大电路的反馈深度，它是衡量反馈程度的一个重 要指标。当|1 +期|1时，贝I吗即引入反馈后，增益减少了，这种反馈一般称为负反馈。当|1十翩“1时，则4丄即引入反馈后，增益增大了，这种反馈一般称为正反馈。正反馈虽然可以提高放大电路的增益，但性能不稳定，一般

4、很少用。这就是说，放大电路在没有输入信号时，也有输出信号，叫做放大电 路的自激。4、反馈的类型1）正反馈与负反馈2）内部反馈与外部反馈3）交流反馈、直流反馈和交直流反馈4）电压反馈与电流反馈5）并联反馈与串联反馈 二、四种类型的负反馈组态1）电压串联负反馈2）电压并联负反馈3）电流串联负反馈 （4）电流并联负反馈1. 电压串联负反馈（1）反馈极性的判别方法图7.3电路如图所示，基本放大电路就是一只集成运放， 用 A 表示； 反馈网络是由R和R?组成的分压器，用F表示。下面用瞬时极性法 判别电路的反馈极性，方法如下： 断开反馈通路，给定原输入信号一个极性; 根据该极性，逐步推断基本放大器中有关信

5、号的相应极性； 确定反馈信号v的极性；F 根据v与v的极性，确定净输入信号v与v、v之间的数值IFIDIF关系：若阮|耐则为员反馈，若阮|匕刚为正反愦（2）电压反馈与电流反馈的判别方法： 先区分基本放大器A和反馈网络F； 判别F的输入端与A的输出端的连接方式：并联的称为电压反 馈 ；串联的称为电流反馈。（3）并联反馈与串联反馈的判别方法： 先区分基本放大器A和反馈网络F； 判别F的输出端与A的输入端的连接方式：并联的称为并联 反馈；串联的称为串联反馈。4）电压串联负反馈的特点： 反馈电压与输出电压成比例 稳定输出电压，降低输出电阻 V二V-V要求R小，反馈效果明显 id i f S A 指的是

6、输出电压与输入电压之比VF例题1：试分析图所示电路存在的反馈，并判断其反馈组态。rL图7.4解:(1)采用瞬时极性法判断反馈极性故为负反馈。(2)反馈网络F是由R、R构成的, 45 为电压反馈；45c 4-V V& +RlO-V。可得经反馈后的减少，其输入端与 R 并联， 所以L(3)反馈网络F的输出电压V与输入电压V串联，故为串联 反馈 。因此，该电路属于电压串联负反馈放大电路。电路如图所示(1)用瞬时极性法判别反馈极性: |jz| .为负反馈2. 电流并联负反馈2) 判别是电压反馈还是电流反馈：因为F的输入端与A的输出端串联，所以为电流反馈。3）判别是并联反馈还是串联反馈：因为F的输出端与

7、A的输入端并联，所以为并联反馈。 所以该电路反馈形式为电流并联负反馈。4）电流并联负反馈特点： 反馈电流与输出电流成比例。 输出电流趋向于维持恒定。 因为所以要求R大，反馈效果明显S A 指的是输出电流与输入电流之比。即：IF例题2：由硅三极管T、T组成的反馈电路如图所示，试分析电路结 构和其中存在的反馈，1并判2 断其反馈组态。解（1）电路结构分析该电路为2级直接耦合的共射极放大电路，它们之间通过R实现级间反馈。输入信号为电流源I ,内阻R的值很f S S高而被忽略；输出量为电流I,因此它是电流放大器。O解（2）直流反馈分析如果是直流负反馈,那么其目的就是稳定电路 的静态工作点。可以用瞬时极

8、性法判别之。解（3）交流反馈组态判别用瞬时极性法判别反馈极性可知,由反馈网络R引入的反馈是负反馈。电压或电流反馈：电流反馈串联或并 f联反馈：并联反馈3、电压并联负反馈电路如图所示,该电路的反馈极性和反馈组态的判断与上述方法 一样,下面只介绍该类型电路的特点： 输出电压趋向于维持恒定 因为所以要求R大，反馈效果明显S A 指的是输出电压与输入电流之比,即：RF其中4、电流串联负反馈ffl 7.8电路如图所示，该电路的反馈极性和反馈组态的判断与上述方法 一样，下面只介绍该类型电路的特点： 输出电流趋向于维持恒定。 因为H耳，所以要求R小，反馈效果明显S A 指的是输出电流与输入电压之比，即：GF

9、其中宀育，r小结：反馈放大电路中的电压、电流信号及Af和F和含义，（见教材P290 表） 例题（P319 ）推导图所示电路框图闭环增益的表达式。解=&片边=加乙】-兔监）=&G% _喙=爲撫怎-眈-応拓=44 MBM.3銅.14HTxij斛电阻心IA4RA訓脣-&%斛訓mffi龍电IH压球返回 第四节 深负反馈放大电路的分析方法一、深负反馈条件下的近似估算 所谓的深负反惯，即” |1.A =上=-丄与基本放大器的贬关1 十 AF F这就是说，只要求出F,人口的值也就确定。F例 1（P296 例）电路如图所示，试近似计算放大电路的电压增益， 定性分析放 大电路的输入输出电阻。图7.H在深负反馈条

10、件下，放大电路的增益为： 盘_巧_兔 叮兔十尽二亦=吃辭丄=上鱼=1十邑7, F 4%根据电压反馈的特点，反馈放大器的输出电阻Rf远比运算放大 器本身的输出电阻 r 要小。o録齐,打 72大为减少，即陽比尽大许多倍。二、虚短、虚断概念的运用:.FX9 = Xf厂血ZT虚短因此，”0乙7虚斷现在让我们利用虚短、虚断的概念重新解例1%备例2电路如图所示，它是三极管射极偏置电路，其交流通路见图, 试近似电路的电压增益。T龙iL-+PT*-将上式与第三章的计算结果卩氐+1+叭 作一比较可知， 当电路处于深度负反馈，例如在B值甚大时，对（1十叭可以简 化为&其物理意义是明显的。根据电流串联负反馈的特点，

11、图（图）所示电路的输人电阻提高 很多；而由于电流反馈的作用，BJT的恒流特性得到改善，故其输 出电阻大为增加，但它作为电压放大电路使用时，其实际的输出电阻 R R。of c电流串联负反馈电路一般用作电压-电流变换器。因其输入电阻 高的特点，有时亦可作为多级放大电路的输入级使用。例3 电路如图所示，请判断电路中存在的反馈组态，并导出电压增 益表达式。设运放是理想的。图 7.16解（1）用瞬时极性法判别可知电路的反馈极性为负反馈；由图中可 知，运放A和A组成基本放大电路，输入电压为V，输出电压为V， 属电压放大电路。反馈网络由分压器（R、R）、运放A和（R、RO） 组成的同相放大电路以及第二分压电路组成（R、R） 所3组成，5属有 78源反馈网络。78解（2）求闭环增益/帀：由题意知，各运放都是理想的，由运放组成的电路均处于深度负反馈的情况，级间反馈也处于深度负反馈的状 态；根据虚短和虚短的概念有：返回