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1、第4章 负反馈第1页，共25页，编辑于2022年，星期一4.1.2 反馈的分类反馈的分类 若引入的反馈信号削弱了外加输入信号的作用，从而使输出信号减弱的，称为负反馈负反馈。若引入的反馈信号增强了外加输入信号的作用，从而使放大电路的输出信号增强的，称为正反馈正反馈。1.正反馈和负反馈正反馈和负反馈从不同的角度出发，反馈可以有不同的分类方法。正反馈往往会使放大电路的工作状态不稳定，常用于波形发生器中。负反馈能够改善放大电路的性能指标，在电子电路中被广泛采用。第2页，共25页，编辑于2022年，星期一2.直流反馈和交流反馈直流反馈和交流反馈 如果反馈信号中只包含直流成分，称为直流反馈直流反馈；若反馈
2、信号中只有交流成分，称为交流反馈交流反馈。在很多情况下，反馈信号中同时存在直流信号和交流信号，则交、直流反馈并存。3.电压反馈和电流反馈电压反馈和电流反馈 如果反馈信号取自输出电压，或者说与输出电压成正比，称为电压反馈电压反馈；如果反馈信号取自输出电流，或者说与输出电流成正比，称为电流反馈电流反馈。4.1.2 反馈的分类反馈的分类第3页，共25页，编辑于2022年，星期一4.串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈 如果反馈信号与输入信号在输入端以电压形式求和，称为串联反馈串联反馈。如果反馈信号与输入信号在输入端是并联连接方式，即反馈信号与输入信号在输入端以电流形式求和，称为并联反并联反馈馈。5.
3、本级反馈和级间反馈本级反馈和级间反馈 在多级放大器中，如果反馈信号是从后级放大器的输出端取出，加到前级放大器的输入端，称为级间反馈级间反馈。如果只在一级放大器内部的反馈，叫做本级反馈或称为局部反馈本级反馈或称为局部反馈。4.1.2 反馈的分类反馈的分类第4页，共25页，编辑于2022年，星期一4.2 负反馈的四种基本组态负反馈的四种基本组态 实际放大电路中的反馈形式是多种多样的，将输入端和输出端的连接方式综合起来，负反馈放大电路可以有四种基本类型（或称为四种基本组态），它们分别是：n电压串联负反馈电压串联负反馈n电压并联负反馈电压并联负反馈n电流串联负反馈电流串联负反馈n电流并联负反馈电流并联
4、负反馈第5页，共25页，编辑于2022年，星期一反馈组态的判别方法反馈组态的判别方法判断反馈组态，一般可按以下顺序进行：1.找出联系放大电路的输出回路与输入回路的反馈网络，并用瞬时极性法判别电路引入的是正反馈还是负反馈；2.从放大电路的输出回路来分析，反馈网络是取样输出电压还是取样输出电流，确定为电压反馈还是电流反馈；3.从放大电路的输入回路来分析，反馈信号与输入信号是电压求和，还是电流求和，确定为串联反馈还是并联反馈。4.2 负反馈的四种基本组态负反馈的四种基本组态第6页，共25页，编辑于2022年，星期一4.2.1 电压串联负反馈电压串联负反馈 图4.2.1（a）所示射极输出器电路，就是具
5、有电压串联负反馈的电路。图4.2.1（b）是它的交流通路。（a）电路 （b）交流通路图4.2.1 电压串联负反馈放大电路第7页，共25页，编辑于2022年，星期一 例如，当输入信号电压一定的情况下，假如负载电阻RL值突然减小，而使输出电压uO下降，则通过以下负反馈过程 uOufube ib iO uO使uO趋于稳定。相反，若由于某种原因使uO上升，则通过负反馈的自动调节作用，同样可以使升高的uO会自动地降下来，起到稳定输出电压的作用。电压串联负反馈可以使电路的输出电压保持稳定，即具有稳定输出电压的作用。4.2.1 电压串联负反馈电压串联负反馈 第8页，共25页，编辑于2022年，星期一4.2.
6、2 电压并联负反馈电压并联负反馈 图4.2.2是具有电压并联负反馈的电路。当输入信号电流i1一定的情况下，如果因为某种原因导致输出电压uO上升，则通过以下负反馈过程，使uO趋于稳定。电压并联负反馈同样具有稳定输出电压的作用。第9页，共25页，编辑于2022年，星期一4.2.3 电流串联负反馈电流串联负反馈图4.2.3是具有电流串联负反馈的电路。例如，当输入信号一定的情况下，如果某种原因导致输出电流iO减小，则通过以下负反馈过程使iO趋于稳定。电流串联负反馈可以使电路的输出电流保持稳定，即具有稳定输出电流的作用。第10页，共25页，编辑于2022年，星期一4.2.4 电电流并流并联负联负反反馈馈
7、图4.2.4 电流并联负反馈放大电路在本电路中，电阻RF和RE2构成了级间反馈，由于级间反馈强度比本级反馈大得多，通常多级放大电路中主要研究级间反馈。图4.2.4是具有电流并联负反馈的电路。与电流串联负反馈一样，电流并联负反馈电路也具有稳定输出电流的作用。第11页，共25页，编辑于2022年，星期一【例4.2.1】在图4.2.5所示的两级放大电路中，（1）哪些是直流负反馈？哪些是交流负反馈？并说明反馈组态；？（2）如果RF不接在C3与RL之间，而是接在VT2管的集电极，两者有何不同？（3）如果在图4.2.5所示电路中，RF的另一端不是接在VT1管的发射极，而是接在它的基极，这时构成的是何种类型
8、的反馈？4.2 负反馈的四种基本组态负反馈的四种基本组态图4.2.5【例4.2.1】图 第12页，共25页，编辑于2022年，星期一解：（1）RE1上有本级电流IE1产生的直流负反馈；RE2上有本级电流IE2产生的直流负反馈。4.2 负反馈的四种基本组态负反馈的四种基本组态（2）RE1上有两种交流反馈：一种是本级电流的交流分量ie1产生的交流电流串联负反馈（分析过程略）；二是由输出端交流信号经RF和RE1分压而产生的级间反馈，反馈组态为交流电压串联负反馈。（3）如果RF不接在C3与RL之间，而是接在VT2管的集电极，这时级间反馈的类型是交直流电压串联负反馈。（4）如果在图4.2.5所示电路中，
9、RF的另一端改接在T1的基极，则反馈提高了VT1管的基极电位，使得ube1增大，这时构成的是交流电压并联正反馈。第13页，共25页，编辑于2022年，星期一4.3 反馈的方块图和一般表达式反馈的方块图和一般表达式4.3.1反反馈馈放大放大电电路的方路的方块图块图 为了便于深入研究引入反馈后对放大电路有何影响，可以将不同极性、不同组态的反馈。用统一的方块图来表示，如图4.3.1所示。第14页，共25页，编辑于2022年，星期一n为了表示一般情况，方框图中的输入信号、输出信号和反馈信号分别用正弦相量 表示。“”是求和符号，外加输入信号与反馈信号经过求和环节后得到净输入信号 ，再送到基本放大电路。n
10、可见，引入反馈后，基本放大器的输入端同时受输入信号和反馈信号的作用。有反馈的放大电路称为反馈放大电路，或称为闭环放大器。没有反馈的放大电路称为开环放大器。4.3.1 反反馈馈放大放大电电路的方路的方块图块图 第15页，共25页，编辑于2022年，星期一4.3.2 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n基本放大电路的放大倍数，也称为开环放大倍数为n反馈放大电路的放大倍数，也称为闭环放大倍数为 n反馈网络的反馈系数为 所以有 第16页，共25页，编辑于2022年，星期一可以得到，反馈放大器的放大倍数为4.3.2 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第17页，共25页
11、，编辑于2022年，星期一4.4 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 4.4.1 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 1.降低了放大倍数降低了放大倍数 可见，引入负反馈后，放大电路的闭环放大倍数Af下降为开环放大倍数的1/（1+AF）倍。2.提高了放大倍数的稳定性提高了放大倍数的稳定性 dA/A和dAf/Af分别表示开环和闭环放大倍数的相对变化量，可见引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了（1+AF）倍。第18页，共25页，编辑于2022年，星期一3.减小非线性失真和抑制干扰减小非线性失真和抑制干扰 图4.4.1 利用负反馈减小非线性失真 这里要注意，负反馈只
12、能减小放大器自身的非线性失真，对输入信号本身的失真，负反馈放大器则无法克服。负反馈是利用失真的波形改善波形失真，因此负反馈只能减小失真，不能消除失真。4.4.1 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 第19页，共25页，编辑于2022年，星期一4.展宽通频带展宽通频带 通频带（简称带宽）是反映放大电路对输入信号频率变化适应能力的一个动态指标，用BW表示。4.4.1 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 图4.4.2是单管共射放大电路的幅频特性和相频特性图图4.4.2 单管共射极放大电路的频率特性单管共射极放大电路的频率特性 第20页，共25页，编辑于2022年，
13、星期一 在图4.4.2(a)中，fL和fH分别称为下限截止频率（简称下限频率）和上限截止频率（简称上限频率）它们是放大倍数下降到中频放大倍数Aum的70.7%时，所确定的两个频率。介于fL和fH之间的频率范围称为中频区，通常又称为放大电路的通频带，BW=fHfL。4.4.1 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 图4.4.2 单管共射极放大电路的频率特性 第21页，共25页，编辑于2022年，星期一图4.3.3 负反馈展宽放大电路通频带 4.4.1 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 由图4.4.3可见，引入负反馈后，BWfBW，频带展宽。可以证明引入负反馈后
14、的通频带为 BWf（1+AF）BW 即频带展宽了（1+AF）倍。第22页，共25页，编辑于2022年，星期一5.负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响（1）串联负反馈使输入电阻提高 rif=（1+AF）ri 即串联负反馈放大电路的输入电阻rif为开环时输入电阻ri 的（1+AF）倍。（2）并联反馈使输入电阻下降 rif=ri/（1+AF）即并联负反馈放大电路的输入电阻rif为开环时输入电阻ri的1/（1+AF）倍。设ri为开环时基本放大电路的输入电阻，rif为闭环时负反馈放大电路的输入电阻。4.4.1 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 第23页，共25页，编辑于202
15、2年，星期一6.负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻的影响（1）电压反馈使输出电阻降低 rof=ro/（1+AF）即电压负反馈放大电路的输出电阻ro为开环时输出电阻ro的1/（1+AF）倍。ro为开环时基本放大电路的输出电阻，rof为闭环时负反馈放大电路的输出电阻。（2）电流反馈使输出电阻提高 rof=（1+AF）ro 即电流负反馈放大电路的输出电阻rof为开环时输入电阻ro的（1+AF）倍。4.4.1 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 第24页，共25页，编辑于2022年，星期一4.4.2 放大电路引入负反馈的一般原则放大电路引入负反馈的一般原则 n若要求稳定静态工作点，应引入直流负反馈；若要求改善放大器的动态性能指标，应引入交流负反馈。n若要求稳定输出电压，应引入电压负反馈；若要求稳定输出电流，应引入电流负反馈。n若要求减小输入电阻，应引入并联反馈；要求提高输入电阻，应引入串联反馈。n若要求输出电阻高，应引入电流负反馈；要求输出电阻低，应引入电压负反馈。n当输入信号源为高内阻的电流源时，应引入并联负反馈；当输入信号源为低内阻的电压源时，应引入串联负反馈。n当要求放大电路带负载能力强时，应引用电压负反馈；当要求恒流源输出时，应引用电流负反馈。第25页，共25页，编辑于2022年，星期一