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1、(3-1)电电子子技技术术第第三三章章放放大大电电路路中中的的负负反反馈馈模模拟拟电电路路部部分分(3-2)第第三三章章 放放大大电电路路中中的的负负反反馈馈3.1 负负反反馈馈的的概概念念3.2 负负反反馈馈的的类类型型及及分分析析方方法法3.3 负负反反馈馈对对放放大大电电路路的的影影响响(3-3)3.1 负负反反馈馈的的概概念念凡是将放大电路输出端的信号凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流电压或电流）的一部分或全部引回到输入端的一部分或全部引回到输入端，与输入信号与输入信号迭加迭加，就称为就称为反馈反馈。若引回的信号削弱了输入信号若引回的信号削弱了输入信号，就称为就称为负反馈负反馈。若
2、引回的信号增强了输入信号若引回的信号增强了输入信号，就称为就称为正反馈正反馈。这里所说的信号一般是指交流信号这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与就要判断反馈信号与输入信号的相位输入信号的相位关系关系，同相是同相是正反馈正反馈，反反相是相是负反馈负反馈。(3-4)放大器放大器输出输出输入输入取取+加强输入信号加强输入信号正反馈正反馈用于振荡器用于振荡器取取-削弱输入信号削弱输入信号负反馈负反馈用于放大器用于放大器开环开环闭环闭环负反馈的作用负反馈的作用：稳定静态工作点稳定静态工作点；稳定放大倍数稳定放大倍数；提提高输入电阻高输入电阻；降低输出电阻降
3、低输出电阻；扩展通频带扩展通频带。反馈网络反馈网络叠加叠加反馈反馈信号信号实际被放大信号实际被放大信号反馈框图反馈框图：(3-5)反馈电反馈电路的三个环节路的三个环节：放大放大：dooXXA&=反馈反馈：ofXXF&=叠加叠加：fidXXX&=负反馈框图负反馈框图：基本放大基本放大电路电路AodX&oX&反馈回路反馈回路FfX&iX&+输出信号输出信号输入信号输入信号反馈信号反馈信号差值信号差值信号(3-6)基本放大基本放大电路电路AodX&oX&反馈回路反馈回路FfX&iX&+dooXXA&=开环放大倍数开环放大倍数ioFXXA&=闭环放大倍数闭环放大倍数ofXXF&=反馈系数反馈系数(3-
4、7)负反馈放大器的一般关系负反馈放大器的一般关系：基本放大基本放大电路电路AodX&oX&反馈回路反馈回路FfX&iX&+oodofdfoioFAFXXXXXXXXXA111+=+=+=&FAAoo+=1FAo+1反馈深度反馈深度定定义义：(3-8)负反馈放大器的闭环放大倍数负反馈放大器的闭环放大倍数当当 AoF 1时时，结论结论：当当 AoF 1很大时很大时，负反馈放大器的闭负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有只与反馈网络有关关。即负反馈可以稳定放大倍数即负反馈可以稳定放大倍数。FAAAooF+=1FAF1=(3-9)ufud例例：Rf、RE1组成反馈
5、组成反馈网络网络，反馈系数反馈系数：fEEofRRRUUF+=11&+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf(3-10)3.2 负负反反馈馈的的类类型型及及分分析析方方法法3.2.1 负负反反馈馈的的类类型型一一、电电压压反反馈馈和和电电流流反反馈馈电压反馈电压反馈：反馈信号取自输反馈信号取自输出电压信号出电压信号。电流反馈电流反馈：反馈信号取自输出电流信号反馈信号取自输出电流信号。电压负反馈电压负反馈：可以稳定输出电压可以稳定输出电压、减小输出电阻减小输出电阻。电流负反馈电流负反馈：可以稳定输出电流可以稳定输出电流、增大输出电阻增大输出电阻
6、。根据反馈所采样的信号不同根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压可以分为电压反馈和电流反馈反馈和电流反馈。(3-11)RLuoRLuo电电压压反反馈馈采采样样的的两两种种形形式式：采样电阻很大采样电阻很大(3-12)电电流流反反馈馈采采样样的的两两种种形形式式：RLioiERLioiERf采样电阻很小采样电阻很小(3-13)根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同的不同，可以分为串联反馈和并联反馈可以分为串联反馈和并联反馈。串联反馈串联反馈：反馈信号与输入信号串联反馈信号与输入信号串联，即反馈即反馈电压信号与输入信号电压比较电压信号与输入信号电压比较。
7、并联反馈并联反馈：反馈信号与输入信号并联反馈信号与输入信号并联，即反馈即反馈信号电流与输入信号电流比较信号电流与输入信号电流比较。串联反馈使电路的输入电阻增大串联反馈使电路的输入电阻增大；并联反馈使电路的输入电阻减小并联反馈使电路的输入电阻减小。二二、串串联联反反馈馈和和并并联联反反馈馈(3-14)iifibib=i-if并联反馈并联反馈ufuiubeube=ui-uf串联反馈串联反馈(3-15)三三、交交流流反反馈馈与与直直流流反反馈馈交流反馈交流反馈：反馈只对交流信号起作用反馈只对交流信号起作用。直流反馈直流反馈：反馈只对直流起作用反馈只对直流起作用。若在反馈网络中若在反馈网络中串接隔直电
8、容串接隔直电容，则可以隔断则可以隔断直流直流，此时反馈只对交流起作用此时反馈只对交流起作用。在起反馈作用的电阻两端在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容并联旁路电容，可可以使其只对直流起作用以使其只对直流起作用。有的反馈只对交流信号起作用有的反馈只对交流信号起作用；有的反有的反馈只对直流信号起作用馈只对直流信号起作用；有的反馈对交有的反馈对交、直流信号均起作用直流信号均起作用。(3-16)增加隔直电容增加隔直电容C后后，Rf只对交流起反馈作用只对交流起反馈作用。注注：本电路中本电路中C1、C2也起到隔直作用也起到隔直作用。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T
9、1T2RfRE1C(3-17)增加旁路电容增加旁路电容C后后，Rf只对直流起反馈作用只对直流起反馈作用。C+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2CEC3C2+ECuoui+T1T2RfRE1(3-18)负负反反馈馈交流反馈交流反馈直流反馈直流反馈电压串联负反馈电压串联负反馈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电流并联负反馈电流并联负反馈稳定静态工作点稳定静态工作点负负反反馈馈的的分分类类小小结结(3-19)3.2.2 负负反反馈馈的的分分析析方方法法分析步骤分析步骤：3.是否负反馈是否负反馈？4.是负反馈是负反馈！那么是何种类型的负反馈那么是何种类型的负反馈？（判断
10、反馈的组态判断反馈的组态）1.找出反馈网络找出反馈网络（电阻电阻）。）。2.是交流反馈还是直流反馈是交流反馈还是直流反馈？一一、反反馈馈类类型型的的判判断断(3-20)电压反馈与电流反馈判别方法电压反馈与电流反馈判别方法：电压反馈电压反馈一般从后级放大器的集电极采样一般从后级放大器的集电极采样。电流反馈电流反馈一般从后级放大器的发射极采样一般从后级放大器的发射极采样。并联反馈与串联反馈判别方法并联反馈与串联反馈判别方法：并联反馈并联反馈的反馈信号接的反馈信号接于晶体管基极于晶体管基极。串联反馈串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极的反馈信号接于晶体管发射极。注意注意：直流反馈中直流反馈中，输出电输
11、出电压指压指UCE，输输出电流指出电流指IE或或IC。(3-21)判断负反馈的方法判断负反馈的方法瞬时极性法瞬时极性法假设输出端信号有一定极性的瞬时变化假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依依次经过反馈次经过反馈、比较比较、放大后放大后，再回到输出端再回到输出端，若输出信号与若输出信号与原输出信号的变化极性相反原输出信号的变化极性相反，则则为负反馈为负反馈。反之为正反馈反之为正反馈。如果是电压反馈如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化则要从输出电压的微小变化开始开始。如果是电流反馈如果是电流反馈，则要从输出电流的微小变则要从输出电流的微小变化开始化开始。判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入
12、信判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系号的比较关系。(3-22)例例1：判断判断Rf是否负反馈是否负反馈，若是若是，判断反馈的组态判断反馈的组态。uoufube=ui-ufuc1ub2uc2uoufubeuc1ub2uc2+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1T2Rf此电路是电压串联负反馈此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用对直流不起作用。(3-23)分析中用到了三极管的集电极与基极相位相分析中用到了三极管的集电极与基极相位相反这一性质反这一性质。+C1RB1RC1RB21RB22RC2RE2RE1CEC3C2+ECuoui+T1
13、T2Rfubeube(3-24)这里分析的是交流信号这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆不要与直流信号混淆。分析中用到的电压分析中用到的电压、电流要在电路中标出电流要在电路中标出。并并且注意符且注意符号的使用规则号的使用规则。如果反馈对交直流均起作用如果反馈对交直流均起作用，可以用全量可以用全量。当为当为交流反馈时交流反馈时，瞬时极性法所判断的也是瞬时极性法所判断的也是相相位的关系位的关系。电路中两个信号的相位电路中两个信号的相位不是同相就不是同相就是反相是反相，因此因此若两个信号都上升若两个信号都上升，它们一定同它们一定同相相；若另一个信号下降而另一个上升若另一个信号下降而另一个上升，它
14、们一它们一定反相定反相。(3-25)例例2：判断判断Rf是否负反馈是否负反馈，若是若是，判断反馈的组态判断反馈的组态。+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif电压反馈电压反馈并联反馈并联反馈uoifib=i+ifuo此电路是电压并联负反馈此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用对直流也起作用。(3-26)+UCCRCC2C1Rfuiuoiibif问题问题：三极管的静态工作点如三极管的静态工作点如何提供何提供？能否在能否在反馈回路加隔直电容反馈回路加隔直电容？不能不能！Rf为三极管提供静态电流为三极管提供静态电流！Rf 的作用的作用：1.提供静态工作点提供静态工作点。2.直流负反馈直流负反馈，稳
15、定稳定静态工作点静态工作点。3.交流负反馈交流负反馈，稳定稳定放大倍数放大倍数。(3-27)例例3：判断判断Rf是否负反馈是否负反馈，若是若是，判断反馈的组态判断反馈的组态。电流反馈电流反馈并联反馈并联反馈iE2uFiFiBuC1uB2uC1uB2iB2iE2uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2(3-28)例例4：判断判断Rf是否负反馈是否负反馈，若是若是，判断反馈的组态判断反馈的组态。电流并联负反馈电流并联负反馈。对直流也起作用对直流也起作用，可以稳可以稳定静态工作点定静态工作点。uouiiiBiFuFRE2RfRE1RC1RC2+UCCiE2uC1uB2(3-2
16、9)例例5：判断如图电路中判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用的负反馈作用。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiubeie电流串联反馈电流串联反馈RE2对交流反对交流反馈不起作用馈不起作用1.对交流信号对交流信号：ieueube=ui-ueibieRE1：电流串联负反馈电流串联负反馈。(3-30)2.对直流信号对直流信号：RE1、RE2对对直流均起作直流均起作用用，通过反通过反馈稳定静态馈稳定静态工作点工作点。反馈过程反馈过程：IERCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEUE=IE(RE1+RE2)UBE=UBUEIBIE恒定CCBBB
17、BURRRU212+=(3-31)例例6：判断如图电路中判断如图电路中RE3的负反馈作用的负反馈作用。+UCCT1T2T3RB1RC1RB2RC2RB3RC3RE3uiube1ufie3ie3ufube1=uiufuc1uc2ib3ie3电流串联负反馈电流串联负反馈。(3-32)二二、负负反反馈馈放放大大电电路路的的放放大大倍倍数数方法一方法一：当电路比较简单当电路比较简单时时，可直接用微变等可直接用微变等效电路分析效电路分析。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUEbeLorRA =开环：11EbeLFR)(rRA +=闭环：例例：(3-33)放大倍放大倍数
18、稳定性的比较数稳定性的比较：=60时时,Ao=-93 =50时时,Ao=-77 =60时时,AF=-19.4 =50时时,AF=-18.6无负反馈时无负反馈时：beLorRA =有负反馈时有负反馈时：11EbeLFR)(r RA +=RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60EC=15Vrbe=1.62 k (3-34)性能比较性能比较：结论结论:(1)输入电阻提高了输入电阻提高了。(2)放大倍数减小了放大倍数减小了，但稳定了但稳定了，即受晶体即受晶体管的影响减小管的影响减小。无无RF有有RF放大倍数放大倍数-93 -19.4输入电阻输入电
19、阻1.52k 5.9k 输出电阻输出电阻5 k 5 k RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60EC=15Vrbe=1.62 k (3-35)方法二方法二：从负反馈电路的闭环放大倍数的公式出发从负反馈电路的闭环放大倍数的公式出发。FAAAooF+=11.先计算先计算Ao和和F 。2.计算计算AF。RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例例：RRRIIRUUFLELceEof11=&beLorRA =(3-36)F -0.1/(5/5)=-0.04RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=
20、100 RC=5k RL=5k =60EC=15Vrbe=1.62 k 6926215260.rRAbeLo=71904069216921.FAAAooF=+=+=41911.R)(rRAEbeLF=+=与方法一的计算与方法一的计算结果基本相同结果基本相同。(3-37)方法三方法三：放大倍数的近似计算放大倍数的近似计算。FAAAooF+=1FAF1 RCRB1RB2RE1RE2CEC2C1+UCCuouiUBEIEUBUE例例1：25111=+=ELEbeLFRRR)(rRA 若若（1+）RF rbe,则则251=FAF与方法一比较与方法一比较：在深度负反馈下在深度负反馈下，两种方法结果一致两
21、种方法结果一致。(3-38)RB+ECC1C2RERLuiuo例例2：射极跟随器射极跟随器性能性能：（1）放大倍数放大倍数 1（2）输入电阻大输入电阻大（3）输出电阻小输出电阻小反馈形反馈形式式：电压串联负反馈电压串联负反馈(3-39)放大倍数的近似计算放大倍数的近似计算：若若（1+）R L rbe,则则AF 1因为因为uf=uo，所以所以F=uf/uo=1（1）用公式用公式：LbeLuR)(rR)(A+=11（2）用反馈放大器用反馈放大器进行计算进行计算：FAF1 AF=1/F 1(3-40)3.3 负负反反馈馈对对放放大大电电路路的的影影响响基本放大基本放大电路电路AodX&oX&反馈回电
22、反馈回电路路FfX&iX&+dooXXA&=ofXXF&=fidXXX&=反馈电路的反馈电路的基本方程基本方程(3-41)一一、对对放放大大倍倍数数的的影影响响dooXXA&=ofXXF&=fidXXX&=FAAXXAooioF+=1&Ao开环放大倍数开环放大倍数AF闭环放大倍数闭环放大倍数FAo+1反馈深度反馈深度定定义义：(3-42)dfXX&、同相同相，所以所以0|FAo则有则有：oFAAFAo称为深度负反馈称为深度负反馈，此时此时FAF1=在深度负反馈的情况下在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈放大倍数只与反馈网络有关网络有关。(3-43)二二、改改善善波波形形的的失失真真Aouiu
23、o加反馈前加反馈前加反馈后加反馈后ufuiudAoF+改善改善uouo(3-44)三三、对对输输入入、输输出出电电阻阻的的影影响响1.串串联负反馈使电路的输入电阻增加联负反馈使电路的输入电阻增加：ioifrFAr)1(+=2.并联负反馈使电路的输入电阻减小并联负反馈使电路的输入电阻减小：)1(FArroiif+=例如例如:射极输出器射极输出器理解理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电一个电阻阻，故输入电阻增加故输入电阻增加。理解理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条一条支路支路，故输入电阻减小故输入电阻减小。(3
24、-45)3.电压负反馈使电路的输出电阻减小电压负反馈使电路的输出电阻减小：)1(FArrooof+=例如例如:射极输出器射极输出器理解理解：电压负反馈目的是阻止电压负反馈目的是阻止 uo的变化的变化，稳定稳定输输出电压出电压。放大电路空载时放大电路空载时可等效右图框中可等效右图框中为电压源为电压源：输出电阻越小输出电阻越小，输出电压越稳定输出电压越稳定，反之亦然反之亦然。roesouoRL(3-46)理解理解：电流负反馈目的是阻止电流负反馈目的是阻止 io的变化的变化，稳定稳定输出电流输出电流。放大电路放大电路空载时空载时可等效为右图框可等效为右图框中电流源中电流源：输出电阻越大输出电阻越大，输出电流越稳定输出电流越稳定，反之亦反之亦然然。4.电流负反馈使电路的输出电阻增加电流负反馈使电路的输出电阻增加：ooofr)FA(r+=1roisoioRL(3-47)四四、对对通通频频带带的的影影响响引入负反馈使电路的通频带宽度增加引入负反馈使电路的通频带宽度增加：oofBFAB)1(+=fABo|Ao|AF|BF(3-48)电电子子技技术术第第三三章章结结束束模模拟拟电电路路部部分分