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1、第5章 放 大 电 路中的反 馈 5.1 反馈的基本概念5.2 反馈的类型及其判定方法5.3 深度负反馈放大电路的估算5.4 负反馈对放大电路性能的影响5.5 负反馈对放大电路的自激及消除5.1 反馈的基本概念一、反馈的概念1.什么是反馈 在 电 子 系 统 中，把 放 大 电 路 输 出 量（电 压 或 电 流）的 部 分 或 全 部，经 过 一 定的 电 路 或 元 件 反 送 回 到 放 大 电 路 的 输 入 端，从 而 牵 制 输 出 量，这 种 措 施 称 为 反 馈。有反馈的放大电路称为反馈放大电路。2.反馈电路的一般方框图 任 意 一 个 反 馈 放 大 电 路 都 可 以 表
2、 示 为一 个 基 本 放 大 电 路 和 反 馈 网 络 组 成 的 闭 环系统，其构成如图5.1所示。基本放大电路A反馈网络F放大：迭加：A称为开环放大倍数+反馈：AF称为闭环放大倍数AF=Xo/Xi输出信号输入信号反馈信号差值信号负反馈放大器F称为反馈系数设Xf与Xi同相 图 中Xi、Xid、Xf、Xo分 别 表 示 放 大 电 路 的输 入 信 号、净 输 入 信 号、反 馈 信 号 和 输 出 信号，它们可以是电压量，也可以是电流量。没有引入反馈时的基本放大电路叫做开环电路，其中的A表示基本放大电路的放大倍数，也称为开环放大倍数。3.反馈元件 在 反 馈 电 路 中，既 与 基 本
3、放 大 电 路 输入 回 路 相 连，又 与 输 出 回 路 相 连 的 元 件，以 及 与 反 馈 支 路 相 连 且 对 反 馈 信 号 的 大 小产生影响的元件，均称为反馈元件。5.2 反馈的类型及其判定方法一、正反馈和负反馈 按 照 反 馈 信 号 极 性 的 不 同 进 行 分 类，反馈可以分为正反馈和负反馈。1.定义（1）正 反 馈：引 入 的 反 馈 信 号Xf增 强了 外 加 输 入 信 号 的 作 用，使 放 大 电 路 的 净输 入 信 号 增 加，导 致 放 大 电 路 的 放 大 倍 数提高的反馈。正 反 馈 主 要 用 于 振 荡 电 路、信 号 产 生电路，其他电路
4、中则很少用正反馈。（2）负 反 馈：引 入 的 反 馈 信 号Xf削 弱了 外 加 输 入 信 号 的 作 用，使 放 大 电 路 的 净输 入 信 号 减 小，导 致 放 大 电 路 的 放 大 倍 数减小的反馈。一 般 放 大 电 路 中 经 常 引 入 负 反 馈，以改善放大电路的性能指标。2.判定方法 常常用用电电压压瞬瞬时时极极性性法法判判定定电电路路中中引引入入反反馈馈的的极性，具体方法如下。极性，具体方法如下。首先假设输入信号为某一极性，一般为，然后按照信号传输的方向逐级向后推断，确定输出信号的极性，再由输出端通过反馈网络返回输入回路，确定反馈信号的极性。然后根据反馈的定义，如果
5、反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。判 定 反 馈 的 极 性 时，一 般 有 这 样 的 结论：在 放 大 电 路 的 输 入 回 路，输 入 信 号 和反 馈 信 号 相 比 较。当 输 入 信 号 和 反 馈 信 号在 相 同 端 点 时，如 果 引 入 的 反 馈 信 号 和 输入 信 号 同 极 性，则 为 正 反 馈；若 二 者 的 极性 相 反，则 为 负 反 馈。当 输 入 信 号 和 反 馈信 号 不 在 相 同 端 点 时，若 引 入 的 反 馈 信 号和 输 入 信 号 同 极 性，则 为 负 反 馈；若 二 者的 极 性 相 反，则 为 正 反 馈
6、。图5.2所 示 为 反馈极性的判定方法。图5.2 反馈极性的判定 二、交流反馈和直流反馈 根根据据反反馈馈信信号号的的性性质质进进行行分分类类，反反馈馈可可以以分分为为交流反交流反馈馈和直流反和直流反馈馈。1.定义（1）直流反馈：反反馈馈信信号号中中只只包包含含直直流流成成分分。用用于于稳稳定定静静态态工作点。工作点。（2）交流反馈：反馈信号中只包含交流成分。用于多方面改反馈信号中只包含交流成分。用于多方面改善电路的性能。善电路的性能。2.判定方法 方法一：交 流 反 馈 和 直 流 反 馈 的 判 定，可 以 通 过画 反 馈 放 大 电 路 的 交、直 流 通 路 来 完 成。在直 流
7、通 路 中，如 果 反 馈 回 路 存 在，即 为 直 流反 馈；在 交 流 通 路 中，如 果 反 馈 回 路 存 在，即 为 交 流 反 馈；如 果 在 直、交 流 通 路 中，反馈回路都存在，即为交、直流反馈。方法二：三、电压反馈和电流反馈（输输出端的取出端的取样样方式）方式）1.定义（1）电压反馈：反馈信号从输出电压uo采样。（2）电流反馈：反馈信号从输出电流io采样。2.判定方法（1）根 据 定 义 判 定，方 法 是：令uo=0，检 查 反 馈 信 号 是 否 存 在。若 不 存 在，则为电压反馈；否则为电流反馈。（2）一般电压反馈的采样点与输出电压在相同端点；电流反馈的采样点与输
8、出电压在不同端点。四、串联反馈和并联反馈（输输入端的入端的连连接方式）接方式）1.定义（11）串串联联反反馈馈：反反馈馈信信号号XXff与与输输入入信信号号XXii在在输输入入回回路路中中以以电电压压的的形形式式相相加加减减，即即在在输输入入回回路路中彼此串中彼此串联联。（22）并并联联反反馈馈：反反馈馈信信号号XXff与与输输入入信信号号XXii在在输输入入回回路路中中以以电电流流的的形形式式相相加加减减，即即在在输输入入回回路路中彼此并中彼此并联联。2.判定方法 如 果 输 入 信 号Xi与 反 馈 信 号Xf在 输 入回 路 的 不 同 端 点，则 为 串 联 反 馈；若 输 入信 号X
9、i与 反 馈 信 号Xf在 输 入 回 路 的 相 同 端点，则为并联反馈。五.四种反馈组态：注意量纲电压串联负反馈 电流串联负反馈电压并联负反馈 电流并联负反馈总结：反馈组态的判别法则和步骤 1.反馈支路（网络），根据电路特点判断。(1)跨接于输出与输入之间。(2)输出回路与输入回路共有。因为：取电压必须并联，取电流必须串联。所以：方法有二。2.输出取样：o oro且二者必居其一。方法一：输出电路结构法 O.Fo同点为电压（反馈）O.Fo 异点为电流（反馈）同点才能并联取电压 异点才能串联取电流 基本放大器的输出端o反馈支路中,反馈信 号输入端 电流反馈 电压反馈 f Xf X方法二：输出短
10、路法 令L（短路）3.输入连接形式 因为串联的本质是分压，并联的本质是分流所以方法：口决.i同点为并.i异点为串 同点连接并联分流 异点连接串联分压 净输入信号的输入端i反馈支路中反馈信号 的输出端 反馈极性的判定多用瞬时极性法,其步骤如下：(1)首先在基本放大器输入端设定一个递增“”(或递减“”)的净输入信号。4.反馈极性：负反馈和正反馈 (2)在上述设定下,按下图规律推演出反馈信号的变化极性。CECCCSCD(3)口诀：同点异号为负，同点同号为正；异点同号为负，异点异号为正。1.电压串联负反馈 三、负反馈放大器四种组态举例 通过R5、Re1实现电压串联负反馈 Rf 跨接于输出与输入之间为反
11、馈支路FRfCeV2Uo2Re21Rb2Rc22Rb1Rc1RbVlCUCCUiR1eFoOFiI I、F异点为串串联同号为负 I、F异点为串 O、F同点为电压反馈 O、F同点为电压反馈反馈组态判别四个步骤 反馈支路 输出取样 输入连接 反馈极性 特点：A.跨接于输出与输入之间。口诀：O、Fo 同点为电压。O、Fo 异点为电流。口诀：I、Fi 同点为并联。I、Fi 异点为串联B.输出回路和输入回路共有 并联异号为负，并联同号为正。串联同号为负，串联异号为正。串联同号为负 Rf 输出回路与输入回路共有为反馈支路F通过Rf实现电流串联负反馈2、电流串联负反馈FO4UoCeRe3C21UbeRLRf
12、RcUCCC1Ui2Rb1RbI口诀：O、Fo 同点为电压。特点：A.跨接于输出与输入之间。B.输出回路与输入回路共有。并联异号为负，并联同号为正。反馈组态判别四个步骤 反馈支路 输出取样 输入连接 反馈极性 O、Fo 异点为电流。口诀：I、Fi 同点为并联。I、Fi 异点为串联口诀：并联异号为负，并联同号为正。O、F异点为电流反馈 O、Fo异点为电流反馈 I、F异点为串串联同号为负 I、Fi异点为正串联同号为负3.电压并联负反馈 通过Rf实现电压并联负反馈 Rf跨接于输出与输入之间为反馈支路UOCeReRLUCCRcRfRsClUs O、F同点为电压反馈 O、Fo同点为电压反馈OFiI、F
13、异点为串联特点：A.跨接于输出与输入之间。B.输出回路与输入回路共有。并联异号为负，并联同号为正。反馈组态判别四个步骤 反馈支路 输出取样 输入连接 反馈极性 口诀：O、Fo 同点为电压。O、Fo 异点为电流。口诀：I、Fi 同点为并联。i 并联异号为负，并联同号为正。口诀：FoC2 I、F同点为并并联异号为负 I、Fi同点为并并联异号为负I4.电流并联负反馈 通过Rf、Re2实现极间电流并联负反馈C1UsCUCCRsRfRL1Rc1Re2Rc1Ce2Re Re2为输出回路与输入回路所共有是反馈支路FiI 输入连接 特点：A.跨接于输出与输入之间。反馈组态判别四个步骤 B.输出回路与输入回路共
14、有。反馈支路 O、Fo 异点为电流。口诀:串联同号为负，串联异号为正。并联异号为负，并联同号为正。输出取样 反馈极性 口诀：O、Fo 同点为电压。口诀：I、Fi 同点为并联。I、Fi 异点为串联。OFo Rf跨接 于输出与输入之间为反馈支路 O、F异点为电流反馈 O、Fo异点为电流反馈 I、F同点为并并联异号为负 I、Fi同点为并并联异号为负 例题1:试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？例题2:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。动画演示例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈。5.3 5.3 深度负反馈放大电路的计算深度负反馈放大电路的计算一.估算电压增
15、益1.估算的依据深度负反馈条件下：Xd=Xi-Xf0u+=u-（运放电路）ue=ub（三极管电路）(1)“虚短”ud0(2)“虚断”id0ii+=ii-=0（运放电路）ib=0（三极管电路）“虚短”与“虚断”(1)电压串联负反馈例1.分立电路电压串联负反馈2.举例 解：用方法一。求反馈系数：求闭环电压放大倍数：例2.运放组成的电压串联负反馈电路解：用方法二。利用虚短和虚断的概念得知：闭环电压增益则(2)电流并联负反馈放大器反馈系数：闭环增益：闭环电压增益：解：用方法一。例1.分立电路电流并联负反馈闭环电压增益：利用虚短和虚断可知例2.运放组成的电流并联负反馈放大器解：用方法二。ui=ii R1
16、 ii=if（3）电压并联负反馈例1.分立电路电压并联负反馈闭环增益：闭环电压增益：解：用方法一。反馈系数:例2.运放组成的电压并联负反馈利用虚短和虚断可知u+=u-=0ii=if闭环增益：闭环电压增益：例1.分立元件组成的电流串联负反馈解：用方法一。反馈系数:由第二章知，该电路闭环电压增益:（4）电流串联负反馈例2.运放组成的电流串联负反馈闭环电压增益:利用虚短和虚断可知:解：用方法二。二.估算输入输出电阻在深度负反馈条件下：注 注：表 表中 中的 的输 输入 入、输 输出 出电 电阻 阻均 均指 指反 反馈 馈环 环中 中的 的输 输入 入、输 输出 出电阻。电阻。5.45.4.15.4.25.4.4