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1、第六章反馈放大电路第1页，共109页，编辑于2022年，星期三本章重点和考点：本章重点和考点：1.负反馈四种组态的正确判断负反馈四种组态的正确判断2.深度负反馈放大电路放大倍数的计算深度负反馈放大电路放大倍数的计算3.负反馈的作用及正反馈的典型应用负反馈的作用及正反馈的典型应用本章教学时数：本章教学时数：8学时学时第2页，共109页，编辑于2022年，星期三本章讨论的问题：本章讨论的问题：1.什么是反馈？什么是直流反馈和交流反馈？什么是正反馈什么是反馈？什么是直流反馈和交流反馈？什么是正反馈和负反馈？为什么要引入反馈？和负反馈？为什么要引入反馈？2.如何判断电路中有无引入反馈？引入的是直流反馈
2、还是交如何判断电路中有无引入反馈？引入的是直流反馈还是交流反馈？是正反馈还是负反馈？流反馈？是正反馈还是负反馈？3.交流负反馈有哪四种组态？如何判断？交流负反馈有哪四种组态？如何判断？4.交流负反馈放大电路的一般表达式是什么？交流负反馈放大电路的一般表达式是什么？第3页，共109页，编辑于2022年，星期三本章讨论的问题：本章讨论的问题：5.放大电路中引入不同组态的负反馈后，将对性能分别产生什么放大电路中引入不同组态的负反馈后，将对性能分别产生什么样的影响？样的影响？6.什么是深度负反馈？在深度负反馈下，如何估算反馈什么是深度负反馈？在深度负反馈下，如何估算反馈系数和放大倍数？系数和放大倍数？
3、7.为什么放大电路以三级为最常见？为什么放大电路以三级为最常见？8.负反馈愈深愈好吗？什么是自激振荡？什么样的负反馈负反馈愈深愈好吗？什么是自激振荡？什么样的负反馈容易产生自激振荡？如何消除自激振荡？容易产生自激振荡？如何消除自激振荡？第4页，共109页，编辑于2022年，星期三第16讲一、讲授内容6.1反馈的基本概念与分类二、教学目的及要求（学生掌握、了解的要点）1、反馈的基本概念2、反馈的判断判断方法三、教学重点负反馈概念。2、各种反馈类型的判断。四、教学难点并联和串联负反馈及电流负反馈的判断五、本讲计划学时及时间分配2学时第5页，共109页，编辑于2022年，星期三6.1反馈的基本概念（
4、第反馈的基本概念（第16讲）讲）6.1.1反馈的基本概念反馈的基本概念一、什么是反馈一、什么是反馈在电子设备中经常采用反馈的方法来在电子设备中经常采用反馈的方法来改善电路的性能，以达到预定的指标。改善电路的性能，以达到预定的指标。放大电路中的放大电路中的反馈反馈，是指将放大电路，是指将放大电路输出电量输出电量(输出电压或输出电流输出电压或输出电流)的一的一部分或全部，通过一定的方式，反送回部分或全部，通过一定的方式，反送回输入回路中。输入回路中。图图6.1.1反馈放大电路的反馈放大电路的方框图方框图第6页，共109页，编辑于2022年，星期三6.1.2 负反馈和正反馈负反馈和正反馈反反馈馈信信
5、号号增增强强了了外外加加净净输输入入信信号号，使使放放大大电电路路的的放放大大倍数提高倍数提高 正反馈正反馈反反馈馈信信号号削削弱弱了了外外加加净净输输入入信信号号，使使放放大大电电路路的的放放大倍数降低大倍数降低 负反馈负反馈负反馈稳定静态工作点负反馈稳定静态工作点+-+第7页，共109页，编辑于2022年，星期三正、负反馈的判断正、负反馈的判断一、有无反馈的判断一、有无反馈的判断是否有联系输入、输出回路的反馈通路；是否有联系输入、输出回路的反馈通路；是否影响放大电路的净输入。是否影响放大电路的净输入。(a)没引入反馈的放大电路没引入反馈的放大电路(b)引入反馈的放大电路引入反馈的放大电路(
6、c)R的接入没引入反馈的接入没引入反馈第8页，共109页，编辑于2022年，星期三反馈极性的判断方法：反馈极性的判断方法：瞬时极性法。瞬时极性法。先先假假定定某某一一瞬瞬间间输输入入信信号号的的极极性性，然然后后按按信信号号的的放放大大过过程程，逐逐级级推推出出输输出出信信号号的的瞬瞬时时极极性性，最最后后根根据据反反馈馈回回输输入入端端的的信信号号对对原原输输入入信信号号的的作作用用，判判断断出出反反馈馈的的极极性。性。二、反馈极性的判断二、反馈极性的判断对分立元件而言，对分立元件而言，C与与B极性相反，极性相反，E与与B极性相同。极性相同。对集成运放而言，对集成运放而言，uO与与uN极性相
7、反，极性相反，uO与与uP极性相同。极性相同。第9页，共109页，编辑于2022年，星期三例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。-因因为为差差模模输输入入电电压压等等于于输输入入电电压压与与反反馈馈电电压压之之差差，反反馈馈增增强强了了输输入入电电压压，所所以以为为正反馈正反馈。-反反馈馈信信号号削削弱弱了了输输入入信信号号，因此为因此为负反馈负反馈。图图 6.1.3(a)正反馈正反馈(b)负反馈负反馈第10页，共109页，编辑于2022年，星期三例例(+)(+)(-)(-)净输入量减净输入量减小小(+)(+)(-)(-)净输入量增净输入量增加加a a负反
8、馈负反馈b b正反馈正反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路级间反馈通级间反馈通路路(+)(+)(+)(+)(-)净输入量减净输入量减小小c c级间负反馈级间负反馈反馈通路反馈通路本级反馈通路本级反馈通路第11页，共109页，编辑于2022年，星期三分立元件电路反馈极性的判断分立元件电路反馈极性的判断图图6.1.4分立元件放大电路反馈极性的判断分立元件放大电路反馈极性的判断反馈通路反馈通路净输入量减净输入量减小小负反馈负反馈原则：对分立元件而言，原则：对分立元件而言，C与与B极性极性相反相反，E与与B极性极性相同相同。第12页，共109页，编辑于2022年，星期三6.1.3 直流反馈和交流反馈直
9、流反馈和交流反馈(a)直流负反馈直流负反馈(b)交流负反馈交流负反馈交流负反馈交流负反馈：反馈量只含有交流量。：反馈量只含有交流量。用以改善放大电路的性能。用以改善放大电路的性能。可稳定静态工作点。可稳定静态工作点。第13页，共109页，编辑于2022年，星期三直流反馈与交流反馈的判断直流反馈与交流反馈的判断直流负反馈直流负反馈：反馈量只含有直流量。：反馈量只含有直流量。交流负反馈交流负反馈：反馈量只含有交流量。：反馈量只含有交流量。图图6.1.5直流反馈与交流反馈的判断（一）直流反馈与交流反馈的判断（一）(a)电路电路(b)直流通路直流通路(c)交流通路交流通路直流反馈直流反馈无交流反馈无交
10、流反馈第14页，共109页，编辑于2022年，星期三6.1.4 电压负反馈与电流负反馈电压负反馈与电流负反馈令输出电压为零，反馈电流不存在，所以是令输出电压为零，反馈电流不存在，所以是电压负反馈电压负反馈电压：将电压：将负载负载短路，反馈量为零。短路，反馈量为零。反馈信号取自输出电压，则为反馈信号取自输出电压，则为电压反馈电压反馈第15页，共109页，编辑于2022年，星期三令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是电流负反馈电流负反馈反馈信号取自输出电流，则为反馈信号取自输出电流，则为电流反馈电流反馈电流：将电流：将负载负载短路，反馈量仍然存在。短路，反馈量
11、仍然存在。第16页，共109页，编辑于2022年，星期三并联：反馈量并联：反馈量输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。串联：反馈量串联：反馈量输入量输入量6.1.5 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈反馈量与输入量以电压形式求和，为反馈量与输入量以电压形式求和，为串联反馈串联反馈反馈量与输入量以电流形式求和，为反馈量与输入量以电流形式求和，为并联反馈并联反馈第17页，共109页，编辑于2022年，星期三第17讲一、讲授内容6.2负反馈放大电路的四种组态二、教学目的及要求（学生掌握、了解的要点）1.负反馈放大电路的四种基本组态的判断方法（1）电压串联负
12、反馈（2）电流串联负反馈（3）电压并联负反馈（4）电流并联负反馈2.负反馈放大电路的方块图表示法3.四种组态电路的方块图三、教学重点1.负反馈放大电路的四种基本组态类型的判断2.反馈基本框图和基本反馈方程四、教学难点负反馈放大电路的四种基本组态类型的判断；五、本讲计划学时及时间分配2学时第18页，共109页，编辑于2022年，星期三6.2负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态引子：负反馈放大电路的分析引子：负反馈放大电路的分析 反馈放大电路的分析包括定性分析和定量计算两个方面。定性分析要求读懂电路图，确定反馈的类型，分析负反馈对放大电路性能的改善等。定量计算就是计算负反馈放大电路的性
13、能指标。第19页，共109页，编辑于2022年，星期三（2）从输入端看，反馈量与输入量是以电压方式）从输入端看，反馈量与输入量是以电压方式相叠加，还是以电流方式相叠加。相叠加，还是以电流方式相叠加。对于具体的负反馈放大电路，首先应进行定性分析，进而进行定对于具体的负反馈放大电路，首先应进行定性分析，进而进行定量分析。量分析。（1）从输出端看，反馈量是取自于输出电压，）从输出端看，反馈量是取自于输出电压，还是取自于输出电流。还是取自于输出电流。反馈信号取自输出电压，则为反馈信号取自输出电压，则为电压反馈电压反馈反馈信号取自输出电流，则为反馈信号取自输出电流，则为电流反馈电流反馈反馈量与输入量以电
14、压形式求和，为反馈量与输入量以电压形式求和，为串联反馈串联反馈反馈量与输入量以电流形式求和，为反馈量与输入量以电流形式求和，为并联反馈并联反馈第20页，共109页，编辑于2022年，星期三四种负反馈组态具体电路举例四种负反馈组态具体电路举例一、电压串联负反馈一、电压串联负反馈图图 6.2.1电压串联负反馈电路电压串联负反馈电路反反馈馈信信号号与与输输出出电电压压成成正正比比，集集成成运运放放的的净净输输入入电电压压等等于于输输入入电压与反馈电压之差，电压与反馈电压之差，电压串联、电压并联、电流串联、电流并联电压串联、电压并联、电流串联、电流并联负反馈负反馈电压串联负反馈方框图电压串联负反馈方框
15、图第21页，共109页，编辑于2022年，星期三二、电流串联负反馈二、电流串联负反馈图图 6.2.2电流串联负反馈电路电流串联负反馈电路反反馈馈信信号号与与输输出出电电流流成成正正比比，净净输输入入电电压压等等于于外外加加输输入入信信号号与与反反馈信号之差馈信号之差2.串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为恒压源或近似恒压源串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为恒压源或近似恒压源的情况。的情况。1.电压负反馈能够稳定输出电压，电流负反馈能够稳定输出电流。电压负反馈能够稳定输出电压，电流负反馈能够稳定输出电流。小结小结电流串联负反馈方框图电流串联负反馈方框图第22页，共109页，
16、编辑于2022年，星期三三、电压并联负反馈三、电压并联负反馈图图 6.2.3电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路反反馈馈信信号号与与输输出出电电压压成成正正比比，净净输输入入电电流流等等于于外外加加输输入入电电流流与与反馈电流之差反馈电流之差电压并联负反馈方框图电压并联负反馈方框图第23页，共109页，编辑于2022年，星期三四、电流并联负反馈四、电流并联负反馈图图 6.2.4电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路 反反馈馈信信号号与与输输出出电电流流成成正正比比，净净输输入入电电流流等等于于外外加加输输入入信信号号与与反反馈馈信号之差：信号之差：电流并联负反馈方框图电流并联负反馈方框图第24页
17、，共109页，编辑于2022年，星期三四种反馈组态的判断四种反馈组态的判断并联：反馈量并联：反馈量输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。串联：反馈量串联：反馈量输入量输入量电流：将电流：将负载负载短路，反馈量仍然存在。短路，反馈量仍然存在。电压：将电压：将负载负载短路，反馈量为零。短路，反馈量为零。第25页，共109页，编辑于2022年，星期三例例1判断反馈的组态。判断反馈的组态。反馈通路：反馈通路：T、R2与与R1交、直流反馈交、直流反馈瞬时极性法判断：瞬时极性法判断：负负反馈反馈输出端看：输出端看：电流电流负反馈负反馈输入端看：输入端看：串联串联负
18、反馈负反馈电路引入交、直流电流串联负反馈电路引入交、直流电流串联负反馈第26页，共109页，编辑于2022年，星期三例例2判断反馈的组态。判断反馈的组态。例例2电路图电路图反馈通路：反馈通路：T3、R4与与R2交、直流反馈交、直流反馈瞬时极性法判断：瞬时极性法判断：负负反馈反馈输出端看：输出端看：电压电压负反馈负反馈输入端看：输入端看：串联串联负反馈负反馈电路引入交、直流电压串联负反馈电路引入交、直流电压串联负反馈第27页，共109页，编辑于2022年，星期三1.负反馈放大电路的方框图表示法负反馈放大电路的方框图表示法负反馈放大电路方框图负反馈放大电路方框图分分别别为为输输入入信信号号、输输出
19、出信信号和反馈信号；号和反馈信号；开环放大倍数开环放大倍数无反馈时放大网络的放大倍数；无反馈时放大网络的放大倍数；因为：因为：6.2.5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28页，共109页，编辑于2022年，星期三所以：所以：闭环放大倍数：闭环放大倍数：电路的环路放大倍数：电路的环路放大倍数：反馈系数：反馈系数：第29页，共109页，编辑于2022年，星期三若若深度负反馈深度负反馈结结论论：深深度度负负反反馈馈放放大大电电路路的的放放大大倍倍数数主主要要由由反反馈馈网网络络的的反反馈系数决定，能保持稳定。馈系数决定，能保持稳定。若若则则自激振荡自激振荡2.负反馈放大电路的一
20、般表达式负反馈放大电路的一般表达式闭环放大倍数：闭环放大倍数：在中频段，在中频段，Af、A和和F均为实数均为实数 第30页，共109页，编辑于2022年，星期三四种负反馈组态的放大倍数四种负反馈组态的放大倍数电压串联负反馈电路电压串联负反馈电路电流串联负反馈电路电流串联负反馈电路电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路电流并联负反馈电路电流并联负反馈电路电压放电压放大倍数大倍数转移转移电阻电阻 转移转移电导电导电流放电流放大倍数大倍数第31页，共109页，编辑于2022年，星期三表表6-2-1四种组态负反馈放大电路的比较四种组态负反馈放大电路的比较输出信号输出信号反馈信号反馈信号开环电路的放大倍数
21、开环电路的放大倍数反馈系数反馈系数电压串联式电压串联式电压并联式电压并联式电流串联式电流串联式电流并联式电流并联式电压放电压放大倍数大倍数转移转移电阻电阻 转移转移电导电导电流放电流放大倍数大倍数第32页，共109页，编辑于2022年，星期三复习：复习：1.正、负反馈的判断正、负反馈的判断(瞬时极性法瞬时极性法)对分立元件而言，对分立元件而言，C与与B极性相反，极性相反，E与与B极性相同。极性相同。对集成运放而言，对集成运放而言，uO与与uN极性相反，极性相反，uO与与uP极性相同。极性相同。以以电压求和电压求和或以或以电流求和电流求和判断净输入信号是增加或减小。判断净输入信号是增加或减小。2
22、.交、直流负反馈的判断交、直流负反馈的判断直流负反馈直流负反馈：反馈量只含有直流量。：反馈量只含有直流量。交流负反馈交流负反馈：反馈量只含有交流量。：反馈量只含有交流量。第33页，共109页，编辑于2022年，星期三3.3.四种负反馈阻态的判断四种负反馈阻态的判断并联：反馈量并联：反馈量输入量输入量接于同一输入端。接于同一输入端。接于不同的输入端。接于不同的输入端。串联：反馈量串联：反馈量输入量输入量电流：将电流：将负载负载短路，反馈量仍然存在。短路，反馈量仍然存在。电压：将电压：将负载负载短路，反馈量为零。短路，反馈量为零。第34页，共109页，编辑于2022年，星期三第18讲一、讲授内容6
23、.3负反馈对放大电路性能的影响二、教学目的及要求（学生掌握、了解的要点）1.理解负反馈对放大倍数的影响2.理解负反馈对输入电阻和输出电阻的影响3.理解负反馈对频带宽度的影响4.理解负反馈对非线性失真的影响5.一般了解放大电路中引入反馈的一般原则6一般了解内容放大电路中其它形式的反馈三、教学重点负反馈对放大器性能的影响和改善四、教学难点非深度负反馈电路的计算。可只讲参数的含义和计算方法，可不作仔细的数学推导。五、本讲计划学时及时间分配2学时第35页，共109页，编辑于2022年，星期三6.3负反馈对放大电路性能的影响（第负反馈对放大电路性能的影响（第18讲）讲）6.3.1提高放大电路的稳定性提高
24、放大电路的稳定性引引入入负负反反馈馈后后，在在输输入入信信号号一一定定的的情情况况下下，当当电电路路参参数数变变化化、电电源源电电压压波波动动或或负负载载发发生生变变化化时时，放放大大电电路路输输出出信信号号的波动减小，即放大倍数的稳定性提高。的波动减小，即放大倍数的稳定性提高。放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。在中频范围内，在中频范围内，放大倍数的相对变化量：放大倍数的相对变化量：结论：引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了结论：引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了(1+AF)倍。倍。第36页，共109页，编辑于2022年，星期三例：例：在电压串联
25、负反馈放大电路在电压串联负反馈放大电路中，中，估算反馈系数和反馈深度估算反馈系数和反馈深度 估算放大电路的闭环电压放大倍数估算放大电路的闭环电压放大倍数 如如果果开开环环差差模模电电压压放放大大倍倍数数 A 的的相相对对变变化化量量为为10%，此时闭环电压放大倍数，此时闭环电压放大倍数 Af 的相对变化量等于多少？的相对变化量等于多少？解：解：反馈系数反馈系数反馈深度反馈深度第37页，共109页，编辑于2022年，星期三 闭环放大倍数闭环放大倍数 Af 的相对变化量的相对变化量 结结论论：当当开开环环差差模模电电压压放放大大倍倍数数变变化化 10%时时，电电压压放放大倍数的相对变化量只有大倍数
26、的相对变化量只有 0.000 1%，而稳定性提高了一万倍。，而稳定性提高了一万倍。第38页，共109页，编辑于2022年，星期三xf负反馈负反馈减小了波形失真减小了波形失真 加入加入负反馈负反馈无负反馈无负反馈FxfAxixoxo大大小小略大略大略大略大略小略小略小略小略小略小略小略小略大略大略大略大xiA接近正弦波接近正弦波预失真预失真+6.3.2减小非线性失真和抑制干扰减小非线性失真和抑制干扰同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。第39页，共109页，编辑于2022年，星期三6.3.3展宽频带展宽频带由由于于负负反反馈馈可可以以提提高高放放大大倍倍
27、数数的的稳稳定定性性，因因而而对对于于 频频率率不不同而引起的放大倍数下降，也可以改善。同而引起的放大倍数下降，也可以改善。设设无无反反馈馈时时放放大大电电路路在在中中、高高频频段段的的放放大大倍倍数数分分别别为为 ，上限频率为，上限频率为 f；引入反馈系数为的负反馈后，放大电路在中、引入反馈系数为的负反馈后，放大电路在中、高频段的放大倍数分别为高频段的放大倍数分别为 ，上限频率为，上限频率为 fHf。第40页，共109页，编辑于2022年，星期三所以：所以：第41页，共109页，编辑于2022年，星期三可可见见，引引入入负负反反馈馈后后，放放大大电电路路的的中中频频放放大大倍倍数数减减小小为
28、为无无反反馈馈时时的的1/；而而上上限限频频率率提提高高到无反馈时的倍。到无反馈时的倍。同同理理，可可推推导导出出引引入入负负反反馈馈后后，放放大大电电路路的的下下限频率降低限频率降低为无反馈时的为无反馈时的 1/。结结论论：引引入入负负反反馈馈后后，放放大大电电路路的的上上限限频频率率提提高高，下下限限频率降低，因而频率降低，因而通频带展宽通频带展宽。fbwf=fHf-fLffHf fbw=fH-fLfH基本放大电路的基本放大电路的通频带通频带反馈放大电路的反馈放大电路的通频带通频带第42页，共109页，编辑于2022年，星期三3dB3dBfLfHfbwfLffHffbwf负反馈对通频带和放
29、大倍数的影响负反馈对通频带和放大倍数的影响f第43页，共109页，编辑于2022年，星期三6.3.4改变输入电阻和输出电阻改变输入电阻和输出电阻不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不同。不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不同。一、对输入电阻的影响一、对输入电阻的影响1.串联负反馈增大输入电阻串联负反馈增大输入电阻得：得：结结论论：引引入入串串联联负负反反馈馈后后，输输入入电电阻阻增增大大为为无无反反馈馈时的时的 倍。倍。注意：在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈内。注意：在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈内。-只针对串联负反馈。只针对串联负反馈。第44页，共109页
30、，编辑于2022年，星期三2.并联负反馈减小输入电阻并联负反馈减小输入电阻得：得：结结论论：引引入入并并联联负负反反馈馈后后，输输入入电电阻阻减减小小为为无无负负反反馈馈时的时的 1/。第45页，共109页，编辑于2022年，星期三二、负反馈对输出电阻的影响二、负反馈对输出电阻的影响1.电压负反馈减小输出电阻电压负反馈减小输出电阻放大电路的输出电放大电路的输出电阻定义为：阻定义为：得：得：结结论论：引引入入电电压压负负反反馈馈后后，放放大大电电路路的的输输出出电电阻阻减减小小到到无无反反馈时的。馈时的。Rof第46页，共109页，编辑于2022年，星期三2.电流负反馈增大输出电阻电流负反馈增大
31、输出电阻结结论论：引引入入电电流流负负反反馈馈后后，放放大大电电路路的的输输出出电电阻阻增增大大到无反馈时的到无反馈时的 倍。倍。注意：在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈内，反馈对它不产注意：在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈内，反馈对它不产生影响。生影响。-只针对电流负反馈。只针对电流负反馈。第47页，共109页，编辑于2022年，星期三综上所述综上所述(1)反反馈馈信信号号与与外外加加输输入入信信号号的的求求和和方方式式只只对对放放大大电电路路的的输输入入电电阻阻有有影影响响：串串联联负负反反馈馈使使输输入入电电阻阻增增大大；并并联联负负反反馈馈使使输入电阻减小。输入电阻减小。
32、(2)反反馈馈信信号号在在输输出出端端的的采采样样方方式式只只对对放放大大电电路路的的输输出出电电阻阻有有影影响响：电电压压负负反反馈馈使使输输出出电电阻阻减减小小；电电流流负负反反馈馈使使输输出出电电阻阻增增大。大。(3)串串联联负负反反馈馈只只增增大大反反馈馈环环路路内内的的输输入入电电阻阻；电电流流负负反反馈馈只增大反馈环路内的输出电阻。只增大反馈环路内的输出电阻。(4)负负反反馈馈对对输输入入电电阻阻和和输输出出电电阻阻的的影影响响程程度度，与与反反馈馈深深度有关。度有关。第48页，共109页，编辑于2022年，星期三6.3.5 放大电路中引入负反馈的一般原则放大电路中引入负反馈的一般
33、原则负反馈对放大电路性能方面的影响，均与反馈深度有关。负反馈对放大电路性能方面的影响，均与反馈深度有关。负反馈放大电路的分析以定性分析为主，定量分析为辅。负反馈放大电路的分析以定性分析为主，定量分析为辅。定性分析常用定性分析常用EDA软件（软件（EWB/PSPICE）进行分析。进行分析。电路设计时，引入负反馈的一般原则电路设计时，引入负反馈的一般原则（1）为了稳定静态工作点为了稳定静态工作点，应引入直流负反馈；，应引入直流负反馈；为了为了改善电路的动态性能改善电路的动态性能，应引入交流负反馈。，应引入交流负反馈。（2）根据信号源的性质引入串联负反馈，或者并联负反馈根据信号源的性质引入串联负反馈
34、，或者并联负反馈。当信号。当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大电路的输入电阻，以源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大电路的输入电阻，以减小信号源的输出电流和内阻上的压降，应引入减小信号源的输出电流和内阻上的压降，应引入串联负反馈串联负反馈。第49页，共109页，编辑于2022年，星期三（4）根据表）根据表6-2-1所示的四种组态反馈电路的功能，所示的四种组态反馈电路的功能，在需要进行在需要进行信号变换时，选择合适的组态信号变换时，选择合适的组态。例如，若将电流信号转换成电压。例如，若将电流信号转换成电压信号，应在放大电路中引入信号，应在放大电路中引入电压并联负反馈电压并联负反
35、馈；若将电压信号转换成电；若将电压信号转换成电流信号，应在放大电路中引入流信号，应在放大电路中引入电流串联负反馈电流串联负反馈，等等。，等等。当信号源为恒流源或内阻较大的电压源时，为减小电路的输入电阻，当信号源为恒流源或内阻较大的电压源时，为减小电路的输入电阻，使电路获得更大的输入电流，应引入使电路获得更大的输入电流，应引入并联负反馈并联负反馈。（3）根据负载对放大电路输出量的要求根据负载对放大电路输出量的要求，即负载对其信号源的要，即负载对其信号源的要求，决定引入电压负反馈或电流负反馈。当负载需要稳定的电压信号求，决定引入电压负反馈或电流负反馈。当负载需要稳定的电压信号时，应引入时，应引入电
36、压负反馈电压负反馈；当负载需要稳定的电流信号时，应引；当负载需要稳定的电流信号时，应引入入电流负反馈电流负反馈。电路设计时，引入负反馈的一般原则电路设计时，引入负反馈的一般原则第50页，共109页，编辑于2022年，星期三例例6.3.1 电路如图所示，为了达到下列目的，分别说明应电路如图所示，为了达到下列目的，分别说明应 引入哪种组态的负反馈以及电路如何连接。引入哪种组态的负反馈以及电路如何连接。（3）将输入电流）将输入电流iI转换成稳定的输出电压转换成稳定的输出电压uO。（1）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力。）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力。（2）将输入电流）
37、将输入电流i1转换成与之成稳定线性关系的输出电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流io。第51页，共109页，编辑于2022年，星期三(2)应引入电流并联负反馈。应引入电流并联负反馈。电路中将电路中将与与、与与、与与分别连接。分别连接。(3)应引入电压并联负反馈。应引入电压并联负反馈。电路中应将电路中应将与与、与与、与与分别连接。分别连接。(1)应引入电压串联负反馈。应引入电压串联负反馈。电路中将电路中将与与、与与、与与分别连接。分别连接。第52页，共109页，编辑于2022年，星期三6.4.1 深度负反馈的特点（实质）深度负反馈的特点（实质）放大电路的闭环电压放大倍数：放大电路的闭环电压放大
38、倍数：深深 度度 负负 反反 馈馈 放放 大大 电电 路路 的的 闭环电压放大倍数：闭环电压放大倍数：对于串联负反馈：对于串联负反馈：并联负反馈：并联负反馈：结论：结论：根据负反馈组态，选择适当的公式；再根据放根据负反馈组态，选择适当的公式；再根据放大电路的实际情况，列出关系式后，直接估算闭环电压放大电路的实际情况，列出关系式后，直接估算闭环电压放大倍数。大倍数。6.4负反馈放大电路的分析方法负反馈放大电路的分析方法第53页，共109页，编辑于2022年，星期三6.4.2 深度负反馈条件下放大倍数的近似计算深度负反馈条件下放大倍数的近似计算一、电压串联负反馈一、电压串联负反馈放大倍数则为电压放
39、大倍数则为电压放大倍数放大倍数二、电流串联负反馈二、电流串联负反馈放大倍数为放大倍数为转移电导转移电导 电压放大倍数电压放大倍数第54页，共109页，编辑于2022年，星期三三、电压并联负反馈三、电压并联负反馈放大倍数为转移电阻放大倍数为转移电阻源电压放大倍数源电压放大倍数并联负反馈电路的信号源并联负反馈电路的信号源对于并联负反馈电路，对于并联负反馈电路，信号信号源内阻源内阻是必不可少的。是必不可少的。第55页，共109页，编辑于2022年，星期三四、电流并联负反馈四、电流并联负反馈放大倍数为放大倍数为电流放大倍数电流放大倍数电压放大倍数电压放大倍数小结：小结：（1）正确判断反馈组态；）正确判
40、断反馈组态；（2）求解反馈系数；）求解反馈系数；（3）利用）利用F求解求解第56页，共109页，编辑于2022年，星期三例例6-4 如图，已知如图，已知R110K，R2100 K，R R3 32 2 K，R RL L5 5 K。求解在深度负反馈条件下的求解在深度负反馈条件下的A AUfUf.图图3.2.8例例3-4电路图电路图解：解：反馈通路反馈通路：T、R3、R2与与R1电路引入电路引入电流串联负反馈电流串联负反馈第57页，共109页，编辑于2022年，星期三例例6-5在图所示电路中，已知在图所示电路中，已知R210K，R4100 K，求解在深度负反馈条件下的求解在深度负反馈条件下的A AU
41、FUF反馈通路反馈通路：T3、R4与与R2电路引入电压串联负反馈电路引入电压串联负反馈电压放大倍数电压放大倍数第58页，共109页，编辑于2022年，星期三 例例6-66-6 估算深负反馈运放的闭环电压放大倍数。估算深负反馈运放的闭环电压放大倍数。解：解：该该电电路路为为电电压压并并联联 负负反馈反馈，在深度负反馈条件下：，在深度负反馈条件下：则闭环电压放大倍数为：则闭环电压放大倍数为：第59页，共109页，编辑于2022年，星期三该电路为电压串联负反馈该电路为电压串联负反馈在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下 例例6-76-7：第60页，共109页，编辑于2022年，星期三该电路为电流并联负
42、反馈，该电路为电流并联负反馈，在深度负反馈条件下：在深度负反馈条件下：故：故：闭环电压放大倍数为：闭环电压放大倍数为：例例6-86-8 第61页，共109页，编辑于2022年，星期三6.5负反馈放大电路的稳定问题负反馈放大电路的稳定问题对对于于多多级级放放大大电电路路，如如果果引引入入过过深深的的负负反反馈馈，可可能能引引起起自激振荡。自激振荡。6.5.1负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件放大电路的闭环放大倍数为：放大电路的闭环放大倍数为：在中频段，在中频段，在在高高、低低频频段段，放放大大倍倍数数和和反反馈馈系系数数 的的模模和和相相角角都随频率变化
43、，使都随频率变化，使 。一、自激振荡产生的原因一、自激振荡产生的原因 当当 时时说说明明，此此时时放放大大电电路路没没有有输输入入信信号号，但但仍仍有有一一定定的的输输出出信信号，因此产生了自激振荡。号，因此产生了自激振荡。第62页，共109页，编辑于2022年，星期三二、自激振荡的平衡条件二、自激振荡的平衡条件即：即：幅值条件幅值条件相位条件相位条件自激振荡过程如下：自激振荡过程如下：第63页，共109页，编辑于2022年，星期三例：单管阻容耦合共射放大电路的频率响应例：单管阻容耦合共射放大电路的频率响应-270o0.707AumAumfLfHBWffOO-90o-180ofLfH负反馈放大
44、电路稳定性的定性分析负反馈放大电路稳定性的定性分析第64页，共109页，编辑于2022年，星期三可可见见，在在低低、高高频频段段，放放大大电电路路分分别别产产生生了了 0 +90 和和 0 -90 的附加相移。的附加相移。两两级级放放大大电电路路将将产产生生 0 180 附附加加相相移移；三三级级放放大大电电路路将产生将产生 0 270 的附加相移。的附加相移。对对于于多多级级放放大大电电路路，如如果果某某个个频频率率的的信信号号产产生生的的附附加加相相移移为为 180o，而反馈网络为纯电阻，则：而反馈网络为纯电阻，则：满满足足自自激激振振荡荡的的相相位位条条件件，如如果果同同时时满满足足自自
45、激激振振荡荡的的幅幅值条件，放大电路将产生自激振荡。值条件，放大电路将产生自激振荡。第65页，共109页，编辑于2022年，星期三但但三三级级放放大大电电路路，在在深深度度负负反反馈馈条条件件下下，对对于于某某个个频频率率的的信信号号，既既满满足足相相位位条条件件，也也满满足足幅幅度度条条件件，可以产生可以产生自激振荡自激振荡。结论：结论：单级放大电路不会产生自激振荡；单级放大电路不会产生自激振荡；两级放大电路当频率趋于无穷大或趋于零时，虽然满两级放大电路当频率趋于无穷大或趋于零时，虽然满足相位条件，但不满足幅度条件，所以也不会产生自足相位条件，但不满足幅度条件，所以也不会产生自激振荡；激振荡
46、；第66页，共109页，编辑于2022年，星期三一、判断方法一、判断方法利用负反馈放大电路回路增益的波特图，分析利用负反馈放大电路回路增益的波特图，分析是否同时满足自激振荡的幅度和相位条件。是否同时满足自激振荡的幅度和相位条件。6.5.2 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断满足满足自激振荡的幅度条件频自激振荡的幅度条件频率为率为fC满足满足自激振荡的相位条件频自激振荡的相位条件频率为率为fO因为存在因为存在fO，且且fO fC，则则电路不稳定。电路不稳定。(动画动画avi10-1.avi)第67页，共109页，编辑于2022年，星期三判断方法判断方法虽然存在虽然存在fO，但但
47、fO fC，则电则电路稳定，不产生自激振荡。路稳定，不产生自激振荡。判断方法小结如下：判断方法小结如下：（1）若不存在）若不存在fO，则电路稳定则电路稳定（2）若存在若存在fO，且且fO fC，则电路不稳定，必然产生自激振荡。则电路不稳定，必然产生自激振荡。若存在若存在fO，但但fO fC，则电路稳定，不产生自激振荡。则电路稳定，不产生自激振荡。第68页，共109页，编辑于2022年，星期三例例1：某负反馈放大电路的波特图为：某负反馈放大电路的波特图为：f/HZf/HZfofo60402000-90-180 AF(a)产生自激产生自激由由波波特特图图中中的的相相频频特特性性可可见见，当当 f=
48、f0 时时，相相位位移移 AF=-180，满满足足相相位位条条件；件；结结论论：当当 f=f0 时时，电电路路同同时时满满足足自自激激振振荡荡的的相相位位条条件件和和幅度条件，将产生自激振荡。幅度条件，将产生自激振荡。此此频频率率对对应应的的对对数数幅幅频频特特性性位位于于横横坐坐标标轴轴之之上上，即：即：第69页，共109页，编辑于2022年，星期三结结论论：该该负负反反馈馈放放大大电电路路不不会会产产生生自自激激振振荡荡，能能够够稳稳定定工作。工作。例例2：由由负负反反馈馈放放大大电电路路 的的波波特特图图可可见见，当当 f=f0，相位移相位移 AF=-180 时时f/HZf/HZf0f0
49、604020OO-90-180 AFfcfc利用波特图来判断自激振荡利用波特图来判断自激振荡(b)不产生自激不产生自激第70页，共109页，编辑于2022年，星期三Gm二、稳定裕度二、稳定裕度当当环环境境温温度度、电电路路参参数数及及电电源源电电压压等等在在一一定定范范围围内内变变化化时时，为为保保证证放放大大电电路路也也能能满满足足稳稳定定条条件件，要要求求放放大大电电路路要要有有一一定定的的稳定裕度。稳定裕度。1.幅值裕度幅值裕度 Gmf/HZf/HZfofo604020OO-90-180 AFfcfc对对于于稳稳定定的的负负反反馈馈放放大大电电路路，Gm 为为负负值值。Gm 值值愈愈负负
50、，负负反馈放大电路愈稳定。反馈放大电路愈稳定。一般要求一般要求 Gm -10 dB。第71页，共109页，编辑于2022年，星期三2.相位裕度相位裕度 m当当 f =fc 时，时，负反馈放大电路稳定负反馈放大电路稳定对对于于稳稳定定的的负负反反馈馈放放大大电电路路，m 为为正正值值。m 值值愈愈大大，负反馈放大电路愈稳定。负反馈放大电路愈稳定。一般要求一般要求 m 45 f/Hzf/Hzfofo60402000-90-180 AFfcfc mGm第72页，共109页，编辑于2022年，星期三负反馈放大电路自激振荡的消除方法负反馈放大电路自激振荡的消除方法为为保保证证放放大大电电路路稳稳定定工工