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1、7 反馈放大电路反馈放大电路7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态7.4 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7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式17 反馈放大电路反馈放大电路7.7 负反馈放大电路的频率响应负反馈放大电路的频率响应7.8 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算7.6 负反馈放大电路设计负反馈放大电路设计27.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类 什么是反馈什么是反馈 直流反馈与交流反馈直流反
2、馈与交流反馈 正反馈与负反馈正反馈与负反馈 串联反馈与并联反馈串联反馈与并联反馈 电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈 3 7.1.1 什么是反馈什么是反馈1.反馈反馈(feedback)内部反馈内部反馈外部反馈外部反馈v-+ceebccbiiiehv-+be+-hfeibhrevce+CTb1CCRb1VL+voR-v+-ib2CcR+eRb2R将电路输出电量（电压或电流）的一部分或全部通过反馈网络，将电路输出电量（电压或电流）的一部分或全部通过反馈网络，用一定的方式送回到输入回路，以影响输入电量的过程。反馈用一定的方式送回到输入回路，以影响输入电量的过程。反馈体现了输出信号对输入信号的反作
3、用体现了输出信号对输入信号的反作用4 7.1.1 什么是反馈什么是反馈1.反馈反馈(feedback)输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号（净输入信号）信号（净输入信号）+xIxFxO基本放大基本放大电路电路A AxID反馈网络反馈网络F52.开环与闭环开环与闭环反馈通路反馈通路信号反向传输的渠道信号反向传输的渠道开环开环 无反馈通路无反馈通路闭环闭环 有反馈通路有反馈通路反馈通路反馈通路（反馈网络）（反馈网络）信号的正向传输信号的正向传输 7.1.1 什么是反馈什么是反馈63.本级反馈与级间反馈本级反馈与级间反馈
4、 7.1.1 什么是反馈什么是反馈级间反馈通路级间反馈通路(+)(+)(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量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7 7.1.2 直流直流反馈与交流反馈反馈与交流反馈 根根据据反反馈馈到到输输入入端端的的信信号号是是交交流流，还还是是直直流流，或或同同时时存在，来进行判别。存在，来进行判别。取决于反馈通路。取决于反馈通路。直流通路中存在的反馈直流通路中存在的反馈 直流反馈（稳定静态工作点）直流反馈（稳定静态工作点）交流通路中存在的反馈交流通路中存在的反馈 交流反馈（改善交流性能）交流反馈（改善交流性能）例例(+)(+)(+)(+)交、直流
5、负反馈交、直流负反馈(+)交流正反馈交流正反馈8 7.1.2 直流直流反馈与交流反馈反馈与交流反馈VVV+e1-1RRRCc3vc1T1CC3+ViTTR2e2c2RCf1RRf2vo+-9正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。7.1.3 正正反馈与负反馈反馈与负反馈例例(+)(+)(-)(-)(-)净输入量净输入量(+)(+)(-)(-)净输入量净输入量负反馈负反馈正反馈正反馈反馈通路反馈通路反馈通路反馈通路10 7.1.3 正正反馈与负反馈反馈与负反馈+fI12Rb1c2TiR
6、c1vTRRc3R12V12VvOT3b2R11 7.1.4 串联串联反馈与并联反馈反馈与并联反馈输入端：反馈信号在输入端的联接分为输入端：反馈信号在输入端的联接分为串联串联和和并联并联两种方式。两种方式。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12 7.1.5 电压电压反馈与电流反馈反馈与电流反馈输出端：反馈信号在输出端分为取输出端：反馈信号在输出端分为取电压电压和取和取电流电流两种方式。两种方式。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
7、，反馈量为零。短路，反馈量为零。电压反馈：电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比例反馈信号的大小与输出电压成比例电流反馈：电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比例反馈信号的大小与输出电流成比例输出短路法：假设输出端输出短路法：假设输出端交流短路交流短路，RL=0或或vo=013 电压串联电压串联 电压并联电压并联 电流串联电流串联 电流并联电流并联14例例 7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态电压串联负反馈电压串联负反馈VV+idvfRv1vofRRLviRssv动画演示动画演示动画演示动画演示Voltage-series negative feedback15例例电压并联
8、负反馈电压并联负反馈iiiidiffRLR+VsiRsvo动画演示动画演示动画演示动画演示Voltage-shunt negative feedback 7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态16例例电流串联负反馈电流串联负反馈VV+idvfRfvRLviRssvoi动画演示动画演示动画演示动画演示Current-series negative feedback 7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态17例例电流并联负反馈电流并联负反馈iiiidifiofRRLR+VsiRs动画演示动画演示动画演示动画演示Current-shunt negative fee
9、dback 7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态18eRVDDvoT2+gT1RdRCb1vidsg1Rg2Rg3R+Cb2+7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态例例19I12RbcTRcTRVCCVEEvobR+fRRLsiRs 7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态例例20例例电流并联负反馈电流并联负反馈T1CCV1Rfi2RsiT23RRb1ioiCurrent-shunt negative feedback 7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态Rsvo+21A.电压串联电压串联RL vo vf vid vo
10、电压负反馈：稳定输出电压电压负反馈：稳定输出电压串联反馈：输入端电压求和（串联反馈：输入端电压求和（KVL）各种反馈类型的特点各种反馈类型的特点-vi+vid+vf=0输入端有输入端有vid=vi-vf即即VV+idvfRv1vofRRLviRSsv 7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态22各种反馈类型的特点各种反馈类型的特点B.电流并联电流并联RL io if iid io 电流负反馈：稳定输出电流电流负反馈：稳定输出电流并联反馈：输入端电流求和（并联反馈：输入端电流求和（KCL）其他两种阻态有类似的结论其他两种阻态有类似的结论ii-iid-if=0输入端有输入端有iid
11、=ii-if即即iiiidifiofRRLR+VsiRs 7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态23A.串联反馈串联反馈信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响vid=vi-vf 则则vi最最好好为为恒恒压压源源，即即信号源内阻信号源内阻Rs越小越好。越小越好。要要想想反反馈馈效效果果明明显显，就就要要求求vf变变化化能能有有效效引引起起vid的的变化。变化。7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态VV+idvfRv1vofRRLviRSsv24B.并联反馈并联反馈信号源对反馈效果的影响信号源对反馈效果的影响iid=ii-if 则则ii最最好好为为恒恒流流
12、源源，即即信信号源内阻号源内阻Rs越大越好。越大越好。要要想想反反馈馈效效果果明明显显，就就要要求求if变变化化能能有有效效引引起起iid的的变化。变化。7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态iiiidifiofRRLR+VsiRs25 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式1.组成框图组成框图输出信号输出信号反馈放大电路反馈放大电路的输入信号的输入信号反馈信号反馈信号基本放大电路的输入基本放大电路的输入信号（净输入信号）信号（净输入信号）动画演示动画演示动画演示动画演示26 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式2
13、.信号的单向化传输信号的单向化传输信号的正向传输信号的正向传输信号的反向传输信号的反向传输信号在反馈网络信号在反馈网络中的正向传输中的正向传输信号在基本放大电信号在基本放大电路中的反向传输路中的反向传输272.信号的单向化传输信号的单向化传输信号的正向传输信号的正向传输信号的反向传输信号的反向传输单向化单向化 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式28 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式3.表达式推导表达式推导反馈系数反馈系数闭环增益闭环增益(closed-loop gain)因为因为所以所以已知已知即即闭闭环环增增益益的的一般表
14、达式一般表达式开环增益开环增益(open-loop gain)XfFXoA+XiXid29 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式3.表达式推导表达式推导 信号信号 在四种反馈阻态中的具体形式在四种反馈阻态中的具体形式电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联XfFXoA+XiXid30 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联负反馈放大电路中各种信号量的含义负反馈放大电路中各种信号量的含义表表314.反馈深度反馈深度(feedback desensi
15、tivity)的讨论的讨论一般负反馈一般负反馈 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式称为反馈深度称为反馈深度深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈自激振荡自激振荡325.环路增益环路增益(loop gain)7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式环路电压增益环路电压增益=基本放大基本放大A电路电路-1ba动画演示动画演示动画演示动画演示337.4 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 提高增益的稳定性提高增益的稳定性 减少非线性失真减少非线性失真 扩展频带扩展频带 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 为改
16、善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声34 7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性闭环时闭环时则则只考虑幅值有只考虑幅值有即即闭闭环环增增益益相相对对变变化化量量比比开开环环减减小小了了1+AF倍倍,表表明明引引入入负负反反馈馈后后，增增益益的的相相对对变变化化是是未未加加负负反反馈馈时时增增益益的的相相对对变变化化的的1/(1+AF)。即引入负反馈使电路增益的稳定性提高。即引入负反馈使电路增益的稳定性提高。另一方面另一方面:在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下 即即闭闭环环增增益益只只取取决决于于反反馈馈网网络络。当当反反馈馈网网络络
17、由由稳稳定定的的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。35 减少非线性失真减少非线性失真 闭环时增益减小，线性度变好。闭环时增益减小，线性度变好。1开环特性开环特性2闭环特性闭环特性12动画演示动画演示动画演示动画演示36vivfvivovd加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后失真失真改善改善uovoAA+F 减少非线性失真减少非线性失真37信噪比：信噪比：+抑制反馈环内的噪声和干扰抑制反馈环内的噪声和干扰38增加一级无噪声的前置级，使新的信噪比提高。增加一级无噪声的前置级，使新的信噪比提高。负反馈只对环内噪声起抑制作用，对环外噪声不起抑制作负反馈只对
18、环内噪声起抑制作用，对环外噪声不起抑制作用。用。+抑制反馈环内的噪声和干扰抑制反馈环内的噪声和干扰动画演示动画演示动画演示动画演示39 (1)串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈使输入电阻增加 无无反馈时：反馈时：有反馈时：有反馈时：7.4.4 对输入、输出电阻的影响对输入、输出电阻的影响+RivooR-Riv+-+dvii+o-vLRAi+Ro+oLiviA+ovRv-dRiv+-RRfv-f+R1ifi40(2)(2)并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小 无无反馈时：反馈时：有有反馈时：反馈时：7.4.4 对输入、输出电阻的影响对输入、输出电阻的影响+voLiRv-vivAo+R
19、id-R+-oi+Rdii+ARv-Li+voRiR-Rd+-+divoifoviRffii41 电压负反馈电压负反馈稳定输出电压稳定输出电压（当负载变化时）（当负载变化时）恒压源恒压源输出电阻小。输出电阻小。(3)(3)电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈使输出电阻减小放大电路空载时可放大电路空载时可等效右图框中为电等效右图框中为电压源：压源：RovsovoRL输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。7.4.4 对输入、输出电阻的影响对输入、输出电阻的影响42 电流负反馈电流负反馈稳定输出电流（当负载变化时）稳定输出电流（当负载变化时）恒流恒流源源输出电
20、阻大。输出电阻大。(4)(4)电流负反馈使输出电阻提高电流负反馈使输出电阻提高放大电路空载时可放大电路空载时可等效为右图框中电等效为右图框中电流源：流源：输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。RoisoioRL 7.4.4 对输入、输出电阻的影响对输入、输出电阻的影响43估算输入输出电阻估算输入输出电阻（1）电压串联负反馈电压串联负反馈RifRifRb1ROf0VV+vRRRe1-b1e2RRb1RRCc2vc1-Tof1CCC+L2+ViTb2ifRifRofR 7.4.4 对输入、输出电阻的影响对输入、输出电阻的影响44估算输入输出电阻估算输入输出
21、电阻（2）电压并联负反馈电压并联负反馈Rif0RifRSROf0v+-RcRsLRTiis-v+oCC+VibfRififRifRRof 7.4.4 对输入、输出电阻的影响对输入、输出电阻的影响45估算输入输出电阻估算输入输出电阻（3）电流并联负反馈）电流并联负反馈ROfRC2Rif0RifRSROf+Vic2RRiCCsLie2c2+viTsRRoic1+fT-2fv1R-bRifRRifofRofR 7.4.4 对输入、输出电阻的影响对输入、输出电阻的影响46 7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈的特点深度负反馈的特点即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈
22、网络有关即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关由于由于则则又因为又因为代入上式代入上式得得输入量近似等于反馈量输入量近似等于反馈量净输入量近似等于零净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚两虚”的概念的概念47串联负反馈，输入端电压求和。串联负反馈，输入端电压求和。深度负反馈条件下深度负反馈条件下虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并联负反馈，输入端电流求和。并联负反馈，输入端电流求和。深度负反馈的特点深度负反馈的特点 7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算48I112Rb1c2TRc1TR+VCCVEEvo
23、b2R+fRsv+I2T3电路如图所示，近似计算它的电压增益。电路如图所示，近似计算它的电压增益。例题例题49电路如图所示，近似计算它的电压增益。电路如图所示，近似计算它的电压增益。例题例题50电电路路如如图图所所示示，近近似似计计算算它它的的电电压增益。压增益。闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益解：解：忽忽略略基基极极直直流流偏偏置置电电路路后后的的交交流流通路如下图所示。通路如下图所示。电路为电路为电流串联负反馈电流串联负反馈则反馈系数为则反馈系数为注：电路必须满足深度负反馈条件才有此结论注：电路必须满足深度负反馈条件才有此结论注：电路必须满足深度负反馈条件才有此结论注：电路必须满足
24、深度负反馈条件才有此结论 在在深深度度负负反反馈馈条条件件下下，利利用用虚虚短短和和虚断虚断可知可知+CTb1CCRb1VL+voR-v+-ib2CcR+eRb2R例题例题.+-LR/eR+-RSsVoIbI.i-+V.f-+V.oV.eI.51电电路路如如图图所所示示，近近似似计计算算它它的的电电压增益。压增益。例题例题iiiidifiofRRLR+VsiRs虚短：虚短：虚断：虚断：闭环增益闭环增益反馈反馈系数系数闭环电压增益闭环电压增益52 求求：(1)大大环环阻阻态态；(2)二二、三三级级局局部部阻阻态态；(3)深深度度负负反馈下大环的闭环电压增益反馈下大环的闭环电压增益。解：解：(1)
25、电压并联负反馈电压并联负反馈(2)T2 电流串联负反馈电流串联负反馈,T2和和T3级间电流串联正反馈级间电流串联正反馈T1c1RfRST2c2RR1T3c3RRL2RsRb1I.VofI.I.例题例题动画演示动画演示动画演示动画演示53闭环增益闭环增益闭环电压增益闭环电压增益解：解：例题例题 求求：(1)大大环环阻阻态态；(2)二二、三三级级局局部部阻阻态态；(3)深深度度负负反馈下大环的闭环电压增益反馈下大环的闭环电压增益。T1c1RfRST2c2RR1T3c3RRL2RsRb1I.VofI.I.54 求求：(1)判判断断反反馈馈阻阻态态；(2)深深度度负负反反馈馈下下大大环环的的闭闭环环电
26、电压压增益增益。解：解：(1)电压串联负反馈电压串联负反馈 R2.V+R1f+R3R4R8iVV.oV.R7R6R5o3V.pV.A1A2A3例题例题动画演示动画演示动画演示动画演示55闭环电压增益闭环电压增益在在深深度度负负反反馈馈条条件件下下，利用利用虚短虚短和和虚断虚断可知可知解：解：则反馈系数为则反馈系数为 V+R1f+R2R3R4R8iV.V.oV.R7R6R5o3V.pV.A1A2A3 求求：(1)判判断断反反馈馈阻阻态态；(2)深深度度负负反反馈馈下下大大环环的的闭闭环环电电压压增益增益。例题例题567.6 负反馈放大电路设计负反馈放大电路设计 设计负反馈放大电路的一般步骤设计负
27、反馈放大电路的一般步骤 设计举例设计举例 571.选定需要的反馈类型选定需要的反馈类型 7.6.1 设计设计负反馈放大电路的一般步骤负反馈放大电路的一般步骤（1）根根据据信信号号源源的的性性质质选选择择串串联联或或并并联联负负反反馈馈。当当信信号号源源为为恒恒压压源源或或内内阻阻较较小小的的电电流流源源时时，应应选选择择串串联联负负反反馈馈；当当信信号号源源为为恒恒流流源源或或内内阻阻较较大大的的电电压压源源时时，应应选选择择并并联联负反馈负反馈（2）根根据据对对放放大大电电路路输输出出信信号号的的要要求求，选选择择电电压压或或电电流流负负反反馈馈。当当要要求求放放大大电电路路输输出出稳稳定定
28、的的电电压压信信号号时时，应应选选择择电电压压负负反反馈馈；当当要要求求输输出出稳稳定定的的电电流流信信号号时时，应应选选择并联负反馈择并联负反馈（3）根据四种反馈放大电路的功能，选择合适的反馈组态）根据四种反馈放大电路的功能，选择合适的反馈组态58为改善性能引入负反馈的一般原则为改善性能引入负反馈的一般原则 要稳定直流量要稳定直流量引直流负反馈引直流负反馈 要稳定交流量要稳定交流量引交流负反馈引交流负反馈 要稳定输出电压要稳定输出电压 引电压负反馈引电压负反馈 要稳定输出电流要稳定输出电流 引电流负反馈引电流负反馈 要增大输入电阻要增大输入电阻 引串联负反馈引串联负反馈 要减小输入电阻要减小
29、输入电阻 引并联负反馈引并联负反馈59 在下面的放大器中按要求引入适当的反馈。在下面的放大器中按要求引入适当的反馈。（1）希望加入信号后，希望加入信号后，i ic3c3的数值基本不受的数值基本不受R R6 6改变的影响。改变的影响。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-v+ivo+-例题例题60（2）希望接入负载后，输出电压希望接入负载后，输出电压v vo o基本稳定。基本稳定。VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-v+ivo+-例题例题61（3）希望输入端向信号源索取的电流小。希望输入端向信号源索取的电流小。VVVV1512T2TR3RC34+
30、VRCCRT1RR76R-v+ivo+-例题例题62（4）希望稳定静态工作点。希望稳定静态工作点。解：解：以上两种反馈都同时具有交、直流反馈，所以能够稳定以上两种反馈都同时具有交、直流反馈，所以能够稳定静态工作点。静态工作点。如果要求只引入直流负反馈，去除交流反馈。怎样接？如果要求只引入直流负反馈，去除交流反馈。怎样接？VVVV1512T2TR3RC34+VRCCRT1RR76R-u+ivo+-例题例题632.确定反馈系数的大小确定反馈系数的大小 7.6.1 设计设计负反馈放大电路的一般步骤负反馈放大电路的一般步骤3.适当选择反馈网络中的电阻阻值适当选择反馈网络中的电阻阻值减小反馈网络对放大电
31、路输入端和输出端的负载效应减小反馈网络对放大电路输入端和输出端的负载效应4.用用SPICE分析设计的电路，检验是否符合设计目标分析设计的电路，检验是否符合设计目标64 7.6.2 设计设计举例举例例例 用集成运放设计一个负反馈放大电路，输入信号用集成运放设计一个负反馈放大电路，输入信号电压源电压源vs，内阻内阻Rs=2k，负载电阻，负载电阻RL=50。要求。要求vo=10vs，负载变化时，输出电压趋于稳定负载变化时，输出电压趋于稳定。运放。运放参数：参数：Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计合适的反馈网络。设计合适的反馈网络。VV+Rv1o2RRLRSsv+A输入输入A输出输出F输入
32、输入F输出输出Fv=1/10Avfs=10AvFv 1040.1=1000Rif=(1+AvFv)Ri=5000k Rof=Ri/(1+AvFv)=0.1k 65 7.6.2 设计设计举例举例VV+Rv1o2RRLRSsv+Vs+RsVi+Vid+Vf+R1R2+IiVo+RLRiAVOVidro+Fv=R1/(R1+R2)=1/10R2/R1=9(R1+R2)RoR1|R2RiR1=500 R2=4.5k 66 7.6.2 设计设计举例举例例例 用集成运放为光电隔离器设计一个负反馈的驱动电路。设信号用集成运放为光电隔离器设计一个负反馈的驱动电路。设信号电压源电压源vs的变化范围的变化范围0-
33、5V，内阻内阻Rs=500，要求，要求LED的电流为的电流为io1=10-3vs。运放参数：。运放参数：Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计合适的反馈网络。设计合适的反馈网络。VV+vo1RfRSsv+vf+io167 7.6.2 设计设计举例举例例例 用集成运放设计将光电二极管用集成运放设计将光电二极管D2的电流转换为输出的电压的放大电路。的电流转换为输出的电压的放大电路。设光电二极管的设光电二极管的rs=75，负载电阻，负载电阻RL=500，要求输出电，要求输出电vo=103id。运放。运放参数：参数：Avo=104，Ri=5k，Ro=100。设计合适的反馈网络。设计合适的反馈网
34、络。fRLR+Vdirsrs+biasV687.7 负反馈放大电路的频率响应负反馈放大电路的频率响应 频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式 增益增益-带宽积带宽积 69 7.7.1 频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式开环幅频响应开环幅频响应闭环幅频响应闭环幅频响应引入负反馈（引入负反馈（F与与f 无关）无关）f70 7.7.1 频率响应的一般表达式频率响应的一般表达式上限频率增大上限频率增大下限频率减小下限频率减小引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了引入负反馈后，放大电路的通频带展宽了71 7.7.2 增益增益-带宽积带宽积增益带宽积常数增益带宽积常数727.8 负反馈放大电路的稳定
35、问题负反馈放大电路的稳定问题 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件*7.5.2 频率补偿技术频率补偿技术73 7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件1.自激振荡现象自激振荡现象 在在不不加加输输入入信信号号的的情情况况下下，放放大大电电路路仍仍会会产产生生一一定定频频率的信号输出。率的信号输出。+iL+v-+v放大器放大器-oR74基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F+中频时：中频时：高频或低频时，放大器产生的附加相移达到高频或低频时，放大器产生的附加相移达到180180时。时。为负反馈。为负反馈。变为正反馈。变为正反馈。此时，若满足此时，若满足即当即当X Xi i=0=0时
36、，仍会有输出信号。时，仍会有输出信号。2.自激振荡的原因自激振荡的原因 7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件75基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F 7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件3.自激振荡的过程自激振荡的过程若无输入时，若无输入时，性区性区直至进入放大器的非线直至进入放大器的非线然后不断的进行放大，然后不断的进行放大，.经一次放大后：经一次放大后：,即使无输入信号，即使无输入信号，只要满足只要满足76自激振荡自激振荡即即又又得自激振荡条件得自激振荡条件幅值条件幅值条件相位条件相位条件（附加相移）（附加相移）闭环增益闭环增益 7.8.1 自激及稳定工作条
37、件自激及稳定工作条件反馈深度反馈深度4.自激振荡的条件自激振荡的条件基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络F77则放大器则放大器稳定稳定。否则自激。否则自激。00-90-180即：即：5.稳定工作条件稳定工作条件(neguist stability criterion)破坏自激振荡条件破坏自激振荡条件设反馈网络设反馈网络是电阻性的是电阻性的 7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件78则放大器则放大器稳定稳定。否则自激。否则自激。00-90-180满足：满足：为了切实保证稳定，要留有为了切实保证稳定，要留有45余量，称为余量，称为相位裕度相位裕度设反馈网络设反馈网络是电阻性的是电阻
38、性的 6.稳定判据及稳定裕度稳定判据及稳定裕度 7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件动画演示动画演示动画演示动画演示7900-90-180同理，为了切实保证稳定，要留有同理，为了切实保证稳定，要留有10dB的余量，称为的余量，称为幅值裕度幅值裕度满足：满足：则放大器稳定。否则自激。则放大器稳定。否则自激。设反馈网络设反馈网络是电阻性的是电阻性的 6.稳定判据及稳定裕度稳定判据及稳定裕度 7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件80环路增益的幅频响应写为环路增益的幅频响应写为一般一般与频率无关，与频率无关，则则的幅频响应是一条水平线的幅频响应是一条水平线利用波特图分析利用波特
39、图分析关键作出关键作出的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图水平线水平线的交点为的交点为即该点满足即该点满足工程上要求工程上要求Gm不小于不小于10dB，相位裕度不小于，相位裕度不小于45度。度。7.反馈放大电路稳定性分析反馈放大电路稳定性分析 7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件81(2)作作水平线水平线(1)作出作出的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图在水平线在水平线的交点作垂线交相频响应的交点作垂线交相频响应(3)判断是否满足相位裕度判断是否满足相位裕度 m 45 曲线的一点。若该点曲线的一点。若该点满足相位裕度，稳定；满足相位裕度，稳定；否则不
40、稳定。否则不稳定。或在相频响应的或在相频响应的点处作垂线交点处作垂线交若若P点在点在 水平线之下，稳定；水平线之下，稳定；8.判断稳定性方法判断稳定性方法 7.8.1 自激及稳定工作条件自激及稳定工作条件于于P点，点，否则不稳定。否则不稳定。82设一基本放大器的增益为：设一基本放大器的增益为：1.设反馈系数设反馈系数 ，分析其稳定性，分析其稳定性三三个个极极点点频频率率为为：fp1=0.5106Hz，fp2=5106Hz，fp3=5107Hz。其其中中fp1=0.5106Hz最最低低，它它决决定定了了整整个个基基本本放放大大器器的的上上限频率，称为主极点频率。限频率，称为主极点频率。(1)作出
41、作出的幅频响应和相频响应波特图的幅频响应和相频响应波特图解：解：例题例题83(2)作作的水平线的水平线(3)水平线水平线 相交于相交于E点。点。与与E点点相相对对应应的的附附加加相相位位移移为为 ，因因此此，放放大大器器是是不不稳定的。稳定的。02040608050k500k5M50M500M0-45-180-135-225-270例题例题842.将反馈系数将反馈系数 改为改为 ，分析其稳定性分析其稳定性解：解：(1)作作的水平线的水平线(2)水平线水平线 相交于相交于D点。点。与与D点点相相对对应应的的附附加加相相位位移移为为 ，因因此此，放放大器是稳定的。且大器是稳定的。且 m 02040
42、608050k500k5M50M500M0-45-180-135-225-270例题例题85 反反馈馈深深度度越越深深，放放大大器器级级数数越越多多，越容易自激。越容易自激。越大，水平线越大，水平线下移，越下移，越容易自激容易自激越大，表明越大，表明反馈深度越深反馈深度越深结论：结论：02040608050k500k5M50M500M0-45-180-135-225-270基本放大基本放大相交点交在相交点交在 的的-20dB/十倍频程处，放大电路是稳定的。十倍频程处，放大电路是稳定的。例题例题8602040608050k500k5M50M500M0-90-180-135-225-270最大环路
43、增益最大环路增益例题例题87小结小结:1.理解反馈的概念。理解反馈的概念。2.2.熟练掌握反馈的判断及特点。熟练掌握反馈的判断及特点。3.理解不同反馈方式对输入信号源的要求。理解不同反馈方式对输入信号源的要求。4.掌握负反馈放大电路增益的一般表达式。掌握负反馈放大电路增益的一般表达式。5.理解反馈深度。理解反馈深度。6.理解负反馈对放大电路性能的影响。理解负反馈对放大电路性能的影响。7.理解放大器深度负反馈条件下的虚短与虚断的概念。理解放大器深度负反馈条件下的虚短与虚断的概念。8.能对深度负反馈放大电路进行增益的近似计算及输入能对深度负反馈放大电路进行增益的近似计算及输入输出电阻的定性分析。输出电阻的定性分析。9.熟练掌握负反馈放大电路的稳定判断方法。熟练掌握负反馈放大电路的稳定判断方法。88