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1、第第6章章 负反馈放大电负反馈放大电路路第1页，共51页，编辑于2022年，星期一2放大电路中引入反馈的作用放大电路中引入反馈的作用 放大电路静态工作点会随温度的变化而上下波动，放大电路静态工作点会随温度的变化而上下波动，其放大倍数不稳定，为了稳定放大电路的静态工作点，其放大倍数不稳定，为了稳定放大电路的静态工作点，可采用分压式工作点稳定电路，在电路中引入一个直流可采用分压式工作点稳定电路，在电路中引入一个直流电流负反馈。电流负反馈。6.1 反馈的基本概念与分类 6.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念 为了提高输入电阻，降低输出电阻，可采用射极输为了提高输入电阻，降低输出电阻，可采用射极输出
2、器，在射极输出器电路中引入电压串联负反馈。出器，在射极输出器电路中引入电压串联负反馈。第2页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1.2 反馈的分类反馈的分类 1反馈的分类反馈的分类 根据反馈的极性分类，可分为正反馈和负反馈。根据反馈的极性分类，可分为正反馈和负反馈。使放大电路净输入量增大的反馈称为正反馈，使放大使放大电路净输入量增大的反馈称为正反馈，使放大电路净输入量减小的反馈称为负反馈。正反馈虽然能电路净输入量减小的反馈称为负反馈。正反馈虽然能够提高放大倍数，但会使电路工作变得不稳定。实际够提高放大倍数，但会使电路工作变得不稳定。实际工作中正反馈常用于产生正弦波振荡。负反馈虽然降工作中正
3、反馈常用于产生正弦波振荡。负反馈虽然降低了放大电路的放大倍数，但是能够改善放大电路的低了放大电路的放大倍数，但是能够改善放大电路的各项性能。各项性能。6.1 反馈的基本概念与分类 正反馈与负反馈正反馈与负反馈第3页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1 反馈的基本概念与分类 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 1反馈的分类反馈的分类 根据反馈的交直流性质，可分为直流反馈和交流根据反馈的交直流性质，可分为直流反馈和交流反馈。如果反馈信号中只含直流成分，则称为直流反反馈。如果反馈信号中只含直流成分，则称为直流反馈，直流负反馈用于稳定静态工作点，对放大电路的馈，直流负反馈用于稳定静态工作点，对放大
4、电路的动态性能没有影响。如果反馈信号中只含交流成分，动态性能没有影响。如果反馈信号中只含交流成分，则称为交流反馈。交流负反馈用于改善放大电路的各则称为交流反馈。交流负反馈用于改善放大电路的各项动态性能。项动态性能。直流反馈与交流反馈直流反馈与交流反馈第4页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1 反馈的基本概念与分类 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 1反馈的分类反馈的分类 根据反馈的极性，可分为正反馈和负反馈。使放大电根据反馈的极性，可分为正反馈和负反馈。使放大电路净输入量增大的反馈称为正反馈，使放大电路净输入量路净输入量增大的反馈称为正反馈，使放大电路净输入量减小的反馈称为负反馈。正反馈
5、虽然能够提高放大倍数，减小的反馈称为负反馈。正反馈虽然能够提高放大倍数，但会使电路工作变得不稳定。实际工作中正反馈常用于产但会使电路工作变得不稳定。实际工作中正反馈常用于产生正弦波振荡。负反馈虽然降低了放大电路的放大倍数，生正弦波振荡。负反馈虽然降低了放大电路的放大倍数，但是能够改善放大电路的各项性能。但是能够改善放大电路的各项性能。电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 第5页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1 反馈的基本概念与分类 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 1反馈的分类反馈的分类 根据反馈信号与输入信号的关系，可分为串联反根据反馈信号与输入信号的关系，可分为串联反馈和并联反馈
6、。反馈信号与输入信号在放大电路的输馈和并联反馈。反馈信号与输入信号在放大电路的输入回路中以电压的形式求和，即反馈信号与输入信号入回路中以电压的形式求和，即反馈信号与输入信号串联，称为串联反馈。反馈信号与输入信号在放大电串联，称为串联反馈。反馈信号与输入信号在放大电路的输入回路中以电流的形式求和，即反馈信号与输路的输入回路中以电流的形式求和，即反馈信号与输入信号并联，称为并联反馈。入信号并联，称为并联反馈。串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈 第6页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1 反馈的基本概念与分类 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 2反馈的判断反馈的判断通过检查在放大电路的输出回
7、路与输入回路之间是否存在相通过检查在放大电路的输出回路与输入回路之间是否存在相互联系的反馈通路来判断电路中有没有引入反馈。互联系的反馈通路来判断电路中有没有引入反馈。有无反馈的判断有无反馈的判断 图图(a)、(c)没有引入反馈图没有引入反馈图(b)引入了反馈引入了反馈 第7页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1 反馈的基本概念与分类 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 2反馈的判断反馈的判断采用瞬时极性法判断，如果反馈信号与原输入信号极性相同，采用瞬时极性法判断，如果反馈信号与原输入信号极性相同，则是正反馈；如果反馈信号与原输入信号极性相反，则是负反馈。则是正反馈；如果反馈信号与原输入信号
8、极性相反，则是负反馈。正反馈与负反馈的判断正反馈与负反馈的判断 图图(a)负反馈图负反馈图(b)正反馈正反馈第8页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1 反馈的基本概念与分类 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 2反馈的判断反馈的判断 正反馈与负反馈的判断正反馈与负反馈的判断 图图(c)负反馈图负反馈图(d)负反馈负反馈第9页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1 反馈的基本概念与分类 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 2反馈的判断反馈的判断通过反馈是存在于直流通路中还是交流通路中，来判断通过反馈是存在于直流通路中还是交流通路中，来判断电路引入的是直流反馈还是交流反馈。电路引入的是直流反
9、馈还是交流反馈。直流反馈与交流负反馈的判断直流反馈与交流负反馈的判断 图图(c)负反馈图负反馈图(d)负反馈负反馈 第10页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1.2 反馈的分类反馈的分类 2反馈的判断反馈的判断反馈信号与输出电压成正比为电压反馈，反馈反馈信号与输出电压成正比为电压反馈，反馈信号与输出电流成正比为电流反馈。将输出端短路，信号与输出电流成正比为电流反馈。将输出端短路，若反馈不存在，则为电压反馈。若反馈不存在，则为电压反馈。电压反馈与电流反馈的判断电压反馈与电流反馈的判断 6.1 反馈的基本概念与分类 第11页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1.2 反馈的分类反馈的分类
10、 2反馈的判断反馈的判断 电压反馈与电流反馈的判断电压反馈与电流反馈的判断 6.1 反馈的基本概念与分类 第12页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1 反馈的基本概念与分类 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 2反馈的判断反馈的判断反馈信号与输入信号以电压的形式相加，即反馈反馈信号与输入信号以电压的形式相加，即反馈信号与输入信号串联，即是串联反馈；如果反馈信号信号与输入信号串联，即是串联反馈；如果反馈信号与输入信号在放大电路输入回路中以电流的形式相加，与输入信号在放大电路输入回路中以电流的形式相加，即反馈信号与输入信号并联，则是并联反馈。即反馈信号与输入信号并联，则是并联反馈。串联反馈与并
11、联负反馈的判断串联反馈与并联负反馈的判断 第13页，共51页，编辑于2022年，星期一6.1 反馈的基本概念与分类 6.1.2 反馈的分类反馈的分类 2反馈的判断反馈的判断 串联反馈与并联负反馈的判断串联反馈与并联负反馈的判断 第14页，共51页，编辑于2022年，星期一6.2 负反馈放大器的框图及一般表达式 6.2.1 负反馈放大器的框图负反馈放大器的框图 第15页，共51页，编辑于2022年，星期一6.2.2 负反馈放大器的一般表达式负反馈放大器的一般表达式 6.2 负反馈放大器的框图及一般表达式 反馈深度反馈深度：为负反馈。为负反馈。为正反馈。为正反馈。第16页，共51页，编辑于2022
12、年，星期一6.3.1 负反馈对放大倍数的影响负反馈对放大倍数的影响 引入负反馈后，放大倍数的稳定性得到了提高引入负反馈后，放大倍数的稳定性得到了提高。6.3 负反馈对放大器性能的影响 第17页，共51页，编辑于2022年，星期一6.3.2 负反馈对通频带和失真的影响负反馈对通频带和失真的影响 1展宽通频带展宽通频带 6.3 负反馈对放大器性能的影响 第18页，共51页，编辑于2022年，星期一6.3 负反馈对放大器性能的影响 6.3.2 负反馈对通频带和失真的影响负反馈对通频带和失真的影响 1展宽通频带展宽通频带 第19页，共51页，编辑于2022年，星期一6.3 负反馈对放大器性能的影响 6
13、.3.2 负反馈对通频带和失真的影响负反馈对通频带和失真的影响 1展宽通频带展宽通频带 第20页，共51页，编辑于2022年，星期一6.3 负反馈对放大器性能的影响 6.3.2 负反馈对通频带和失真的影响负反馈对通频带和失真的影响 1展宽通频带展宽通频带 第21页，共51页，编辑于2022年，星期一2减少非线性失真减少非线性失真 6.3 负反馈对放大器性能的影响 6.3.2 负反馈对通频带和失真的影响负反馈对通频带和失真的影响 第22页，共51页，编辑于2022年，星期一6.3.3 负反馈对噪声的影响负反馈对噪声的影响 6.3 负反馈对放大器性能的影响 第23页，共51页，编辑于2022年，星
14、期一6.3 负反馈对放大器性能的影响 6.3.3 负反馈对噪声的影响负反馈对噪声的影响 第24页，共51页，编辑于2022年，星期一6.3.4 负反馈对输入输出电阻的影响负反馈对输入输出电阻的影响 1负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响 6.3 负反馈对放大器性能的影响 串联负反馈使输入电阻增大串联负反馈使输入电阻增大 第25页，共51页，编辑于2022年，星期一6.3 负反馈对放大器性能的影响 6.3.4 负反馈对输入输出电阻的影响负反馈对输入输出电阻的影响 1负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响 并联负反馈使输入电阻减少并联负反馈使输入电阻减少 第26页，共51页，编辑于2
15、022年，星期一6.3 负反馈对放大器性能的影响 6.3.4 负反馈对输入输出电阻的影响负反馈对输入输出电阻的影响 2负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响 电压负反馈使输出电阻减少电压负反馈使输出电阻减少 第27页，共51页，编辑于2022年，星期一6.3 负反馈对放大器性能的影响 6.3.4 负反馈对输入输出电阻的影响负反馈对输入输出电阻的影响 2负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响 电流负反馈使输出电阻增大电流负反馈使输出电阻增大 第28页，共51页，编辑于2022年，星期一6.4 负反馈放大器的四种组态 6.4.1 电压串联负反馈电压串联负反馈 图（图（a）电路中，）电路
16、中，第29页，共51页，编辑于2022年，星期一6.4 负反馈放大器的四种组态 6.4.2 电压并联负反馈电压并联负反馈图（图（a）电路中，）电路中，第30页，共51页，编辑于2022年，星期一6.4 负反馈放大器的四种组态 6.4.3 电流串联负反馈电流串联负反馈 图（图（a）电路中，）电路中，第31页，共51页，编辑于2022年，星期一6.4 负反馈放大器的四种组态 6.4.4 电流并联负反馈电流并联负反馈 图（图（a）电路中，）电路中，第32页，共51页，编辑于2022年，星期一6.4 负反馈放大器的四种组态 例例6-6 试判断下图各电路中反馈的极性和组态。试判断下图各电路中反馈的极性和
17、组态。电压串联负反馈电压串联负反馈 电流并联负反馈电流并联负反馈 第33页，共51页，编辑于2022年，星期一6.4 负反馈放大器的四种组态 例例6-6 试判断下图各电路中反馈的极性和组态。试判断下图各电路中反馈的极性和组态。电压并联负反馈电压并联负反馈 电流串联负反馈电流串联负反馈 第34页，共51页，编辑于2022年，星期一6.4 负反馈放大器的四种组态 例例6-7 在左图所示放大电路中，引入适当的负反馈，要在左图所示放大电路中，引入适当的负反馈，要求达到以下目的：降低放大电路的输出电阻，提高带负载能求达到以下目的：降低放大电路的输出电阻，提高带负载能力；提高放大电路的输入电阻，减少对信号
18、源索取的电流；力；提高放大电路的输入电阻，减少对信号源索取的电流；减小输出电压的非线性失真，改善输出波形。减小输出电压的非线性失真，改善输出波形。第35页，共51页，编辑于2022年，星期一6.5 深度负反馈对放大电路的近似计算 6.5.1 利用关系式利用关系式 估算闭环电压放大倍数估算闭环电压放大倍数 对电压串联负反馈对电压串联负反馈 对其他三种负反馈，先求对其他三种负反馈，先求 再转换为再转换为 第36页，共51页，编辑于2022年，星期一6.5 深度负反馈对放大电路的近似计算 6.5.2 利用关系式估算闭环电压放大倍数利用关系式估算闭环电压放大倍数 在串联负反馈电路中，三者均为电压，则有
19、在串联负反馈电路中，三者均为电压，则有 在并联负反馈电路中，二者均为电流，则有在并联负反馈电路中，二者均为电流，则有 第37页，共51页，编辑于2022年，星期一6.5 深度负反馈对放大电路的近似计算 例例6-8 计算图中各放大电路的电压放大倍数。计算图中各放大电路的电压放大倍数。电路是电压串联负反馈。电路是电压串联负反馈。第38页，共51页，编辑于2022年，星期一6.5 深度负反馈对放大电路的近似计算 例例6-8 计算图中各放大电路的电压放大倍数。计算图中各放大电路的电压放大倍数。电路是电压并联负反馈。电路是电压并联负反馈。第39页，共51页，编辑于2022年，星期一6.5 深度负反馈对放
20、大电路的近似计算 例例6-8 计算图中各放大电路的电压放大倍数。计算图中各放大电路的电压放大倍数。电路是电流并联负反馈。电路是电流并联负反馈。第40页，共51页，编辑于2022年，星期一6.5 深度负反馈对放大电路的近似计算 例例6-8 计算图中各放大电路的电压放大倍数。计算图中各放大电路的电压放大倍数。电路是电流串联负反馈。电路是电流串联负反馈。第41页，共51页，编辑于2022年，星期一6.6 负反馈放大器自激振荡及消除方法 6.6.1 产生自激振荡的原因及条件产生自激振荡的原因及条件 1自激振荡产生的原因自激振荡产生的原因 说明放大电路产生了自激振荡。说明放大电路产生了自激振荡。此时即使
21、没有输入信号，此时即使没有输入信号，放大电路仍将有一定的输出信号，放大电路仍将有一定的输出信号，第42页，共51页，编辑于2022年，星期一6.6 负反馈放大器自激振荡及消除方法 6.6.1 产生自激振荡的原因及条件产生自激振荡的原因及条件 2自激振荡产生的条件自激振荡产生的条件 产生自激振荡的幅值条件为：产生自激振荡的幅值条件为：产生自激振荡的相位条件为：产生自激振荡的相位条件为：第43页，共51页，编辑于2022年，星期一6.6 负反馈放大器自激振荡及消除方法 6.6.1 产生自激振荡的原因及条件产生自激振荡的原因及条件 2自激振荡产生的条件自激振荡产生的条件 如图所示为阻容耦合单级共如图
22、所示为阻容耦合单级共射放大器的频率特性，中频相射放大器的频率特性，中频相移移180度，在低频段和高频段，度，在低频段和高频段，还将分别产生附加相移还将分别产生附加相移90度，度，到一定的反馈深度即可能产生到一定的反馈深度即可能产生三级负反馈放大电路则只要达三级负反馈放大电路则只要达自激振荡。自激振荡。第44页，共51页，编辑于2022年，星期一6.6 负反馈放大器自激振荡及消除方法 6.6.2 消除自激振荡的方法消除自激振荡的方法 简单的滞后补偿简单的滞后补偿1滞后补偿滞后补偿 补偿前的上限频率为补偿前的上限频率为 补偿后的上限频率为补偿后的上限频率为 第45页，共51页，编辑于2022年，星
23、期一6.6 负反馈放大器自激振荡及消除方法 1滞后补偿滞后补偿 6.6.2 消除自激振荡的方法消除自激振荡的方法 简单的滞后补偿简单的滞后补偿选择电容选择电容C使：使：实线为补偿后的波特图实线为补偿后的波特图 有足够的相位裕度，有足够的相位裕度，不会产生自激。不会产生自激。第46页，共51页，编辑于2022年，星期一6.6 负反馈放大器自激振荡及消除方法 6.6.2 消除自激振荡的方法消除自激振荡的方法 RC滞后补偿滞后补偿 1滞后补偿滞后补偿 简单的滞后补偿简单的滞后补偿，会使频带变窄。会使频带变窄。其中：第47页，共51页，编辑于2022年，星期一6.6 负反馈放大器自激振荡及消除方法 6
24、.6.2 消除自激振荡的方法消除自激振荡的方法 1滞后补偿滞后补偿 RC滞后补偿滞后补偿 补偿前补偿前 补偿后补偿后 电路中只留下两个拐点，不可能产生振荡。电路中只留下两个拐点，不可能产生振荡。第48页，共51页，编辑于2022年，星期一6.6 负反馈放大器自激振荡及消除方法 6.6.2 消除自激振荡的方法消除自激振荡的方法 1滞后补偿滞后补偿 RC滞后补偿的波特图滞后补偿的波特图 第49页，共51页，编辑于2022年，星期一6.6 负反馈放大器自激振荡及消除方法 6.6.2 消除自激振荡的方法消除自激振荡的方法 2超前补偿超前补偿 补偿前补偿前 补偿后补偿后 式中：第50页，共51页，编辑于2022年，星期一6.6 负反馈放大器自激振荡及消除方法 6.6.2 消除自激振荡的方法消除自激振荡的方法 2超前补偿超前补偿 90045000加补偿电容后反馈系数的频率特性加补偿电容后反馈系数的频率特性 第51页，共51页，编辑于2022年，星期一