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1、第9章 负反馈放大电路,9.1反馈的基本概念与分类9.2负反馈放大电路的方框图及一般表达式9.3负反馈对放大电路性能的改善9.4深度负反馈放大电路的分析计算,1,第9章 负反馈放大电路,2,本章基本要求,会判：判断电路中有无反馈及反馈的性质会算：估算深度负反馈条件下的放大倍数会引：根据需求引入合适的反馈,3,9.1反馈的基本概念与分类,1.什么是反馈,将放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入，称为反馈。,要研究哪些问题？,怎样引回,是将输出电压还是输出电流引回,多少,怎样引出,反馈放大电路可用方框图表示。,影响放大电路的输入电压还是输入电流,反馈通路信号反向传输的渠
2、道,无反馈通路开环,有反馈通路闭环,9.1.1反馈的基本概念,4,2.反馈举例,5,3.有无反馈的判断,开环，无反馈,有通路，但通路上含接地，故无反馈,从概念出发：将放大电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入，称为反馈。“找联系”：找输出回路与输入回路的联系，并且影响输入。若有则有反馈，否则无反馈。(反馈通路应不含直流电源和接地),6,1.直流反馈和交流反馈,9.1.2反馈的类型,如果反馈量中只含有直流成分，则称为直流反馈；如果反馈量中只含有交流成分，则称为交流反馈。或者说，在直流通路中起反馈作用的称为直流反馈；在交流通路中起反馈作用的称为交流反馈。,若无旁路电容，则也
3、引入交流负反馈,引入直流负反馈,7,“看通路”，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。,设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。,仅有直流反馈,仅有交流反馈,交、直流反馈共存,仅有直流反馈,直流反馈和交流反馈的判断,8,将输出电压的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电压反馈。,将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电流反馈,是根据从输出端选取的反馈信号量来分。,反馈放大电路的方框图,2.电压反馈和电流反馈,9,针对具体反馈电路进行判断依据：描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。,并联连接方式,串联连接方式,若输出短路，则反馈消失,若输出
4、开路，则反馈消失,10,短路输出端,反馈消失电压反馈,开路输出回路,反馈消失电流反馈,举例：,清华大学 华成英,分立元件放大电路中的净输入量和输出电流,在判断分立元件反馈放大电路的反馈极性时，净输入电压常指输入级晶体管的b-e（e-b），净输入电流常指输入级晶体管的基极电流（射极电流）。在分立元件电流负反馈放大电路中，反馈量常取自于输出级晶体管的集电极电流或发射极电流，而不是负载上的电流；此时称输出级晶体管的集电极电流或发射极电流为输出电流，反馈的结果将稳定该电流。,电压反馈和电流反馈的判断,电路引入了电压负反馈,令输出电压为0，若反馈量随之为0，则为电压反馈；若反馈量依然存在，则为电流反馈。
5、,如果反馈量与输入量是以电压的方式相叠加，则称为串联负反馈。如果反馈量与输入量是以电流的方式相叠加，则称为并联负反馈。,13,3.串联反馈和并联反馈,根据反馈信号与输入信号在输入端的连接方式划分：串联反馈和并联反馈,14,回路,以电压形式出现串联反馈,节点,以电流形式出现并联反馈,判断方法：根据输入端叠加的信号；若反馈网络与基本放大电路的输入信号端同点相连出现节点，则为并联反馈，否则为串联反馈,15,举例,以电压形式出现，且有回路，串联反馈,以电流形式出现，且有节点，并联反馈,串联反馈和并联反馈的判断,在输入端，输入量、反馈量和净输入量以电压的方式叠加，为串联反馈；以电流的方式叠加，为并联反馈
6、。,引入了并联反馈,引入了串联反馈,17,从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量的变化减小的为负反馈，否则为正反馈；,引入反馈后其变化是增大？还是减小？,引入反馈后其变化是增大？还是减小？,或者，凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，否则为正反馈。,4.正反馈和负反馈,18,正、负反馈（反馈极性）的判断,“看反馈的结果”，即净输入量是被增大还是被减小。,瞬时极性法：给定 的瞬时极性，并以此为依据分析电路中各电流、电位的极性从而得到 的极性；,负反馈,正反馈,的极性 的极性、的叠加关系,19,瞬时极性法：,假设输入(当前瞬时)为正,uid=ui-uf,反馈使输入减小，所以为负反馈,判断举例：,
7、20,uid=ui+uf,为正反馈,判断举例（瞬时极性法）,21,瞬时极性法：,假设输入(当前瞬时)为正,iid=ii-if,反馈使输入减小，所以为负反馈,iid=ii+if,为正反馈,判断举例（瞬时极性法）,输入输出端归纳在一起，负反馈分为4种类型的反馈组态：电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈,22,9.1.3交流负反馈的四种基本组态,23,1.电压串联负反馈,输入以电压形式求和（KVL）：uid=ui-uf,-串联反馈,-电压反馈,反馈量取自输出端的输出电压Uo,24,电路案例,反馈极性的判断采用瞬时极性法（对地的瞬时极性）,反馈电压正比输出电压,电压反馈,输出端反馈
8、网络与RL并联（电压）,25,输入以电流形式求和（KCL）：Iid=Ii-If,-并联反馈,2.电压并联负反馈,-电压反馈,反馈量取自输出端的输出电压Uo,26,输入端出现节点，以电流形式出现（并联）Iid=Ii-If,电路案例,输出端反馈网络与RL并联（电压）,27,3.电流串联负反馈,输入以电压形式求和（KVL）：uid=ui-uf,-串联反馈,-电流反馈,反馈量取自输出端的输出电流Io,28,案例,输入端出现回路，以电压形式出现（串联）,输出端反馈网络与RL串联（电流）,29,4.电流并联负反馈,输入以电流形式求和（KCL）：Iid=Ii-If,-并联负反馈,-电流反馈,反馈量取自输出端
9、的输出电流Io,（+）,30,电路案例,输入端出现节点，以电流形式出现（并联）,输出端反馈网络与RL串联（电流）,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,32,反馈判别规则：,首先在电路图上找出反馈通路来(从输出端指向输入端的路径，不含经过直流电源和接地的路径)。,是么？,反馈起点,反馈终点,在起始点可以看出反馈支路与输出支路呈并联（有公共点）关系,33,例：判断图所示电路的反馈组态,电流串联负反馈,电压并联负反馈,34,例：分立元件放大电路反馈组态判断,电路引入了电流负反馈,引入电压负反馈稳定输出电压，引入电流负反馈稳定输出电流！,35,9.2
10、.1负反馈放大电路的一般表达式,决定反馈量和输出量关系的所有元件所组成的网络,负反馈放大电路的基本放大电路,反馈网络,分析时方框图中信号近似认为是单向流通的。,反馈系数,反馈放大电路的放大倍数,基本放大电路的放大倍数,1.方框图,9.2负反馈放大电路的方框图及一般表达式,X即可以是电压，也可以是电流,36,9.2.1负反馈放大电路放大倍数的一般表达式,1.一般表达式,称为反馈深度,37,9.2.1负反馈放大电路放大倍数的一般表达式,1.一般表达式,一般负反馈,深度负反馈,正反馈,自激振荡,称为反馈深度,38,9.2.2 四种组态负反馈放大电路的增益和反馈系数的表达式,反馈方式不同，Xi，Xf，
11、Xo量纲也不同，Af的物理意义也不同,9.2.2 四种组态负反馈放大电路的增益和反馈系数的表达式,39,注意量纲,40,四种组态反馈放大电路的信号与增益表达式P244,41,9.3.1 提高放大倍数的稳定性,在中频段，放大倍数、反馈系数等均为实数。稳定性通常用放大倍数的相对稳定量来衡量,说明放大倍数减小到基本放大电路的，,放大倍数的稳定性是基本放大电路的 倍。,9.3负反馈对放大器性能的改善,42,设基本放大电路的输出信号与输入信号同相,可以证明，在引入负反馈前后输出量基波幅值相同的情况下，非线性失真减小到基本放大电路的1/(1AF)。,9.3.2 减小非线性失真,43,设反馈网络是纯电阻网络
12、,引入负反馈后的幅频特性,可推导出引入负反馈后的截止频率、通频带,9.3.3展宽通频带,44,1.对输入电阻的影响,引入串联负反馈时,对输入电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输入端的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。,9.3.4负反馈对输入、输出电阻的影响,45,引入并联负反馈时,串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。,9.3.4负反馈对输入、输出电阻的影响,1.对输入电阻的影响,46,2、对输出电阻的影响,对输出电阻的影响仅与反馈网络和基本放大电路在输出端的接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈。,引入电压负反馈时,引入电流负反馈时,电压负反馈稳定输出电压，使输出具有
13、恒压特性，因而输出电阻减小。,电流负反馈稳定输出电流，使输出具有恒流特性，因而输出电阻增大。,9.3.4负反馈对输入、输出电阻的影响,稳定Q点应引入直流负反馈，改善动态性能应引入交流负反馈；根据信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小输入电阻应引入并联负反馈；根据负载需要，需输出稳定电压（即减小输出电阻）的应引入电压负反馈，需输出稳定电流（即增大输出电阻）的应引入电流负反馈；从信号转换关系上看，将输入电压转换为输出电压应引入电压串联负反馈，将输入电流转换为输出电压引入电压并联负反馈，将输入电压转换为输出电流应引入电流串联负反馈，将输入电流转换为输出电流应引入电流并联负反馈；当(1AF)1
14、时，它们的转换系数均约为1/F。,47,引入负反馈的一般原则,48,9.4.1 深度负反馈条件,净输入量忽略不计,9.4深度负反馈放大电路的分析计算,虚短,虚断,分析计算时注意：方框图中信号近似认为是单向流通的。反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。,在判断集成运放构成的反馈放大电路的反馈极性时，净输入电压指的是集成运放两个输入端的电位差，净输入电流指的是同相输入端或反相输入端的电流。,反馈电流,反馈量仅决定于输出量,净输入电流减小，引入了负反馈,净输入电流增大，引入了正反馈,9.4深度负反馈放大电路的电压放大倍数的分析计算,1.电压串联负反馈电路,51,虚短,或者：,虚短,52,2.电压并联负反馈电路,或者：,虚断,内阻非常重要，较大,53,3.电流串联负反馈电流,虚短,分立元件电路中，不是负载电阻上的电流,4.电流并联负反馈电路,54,55,深度负反馈条件下四种组态负反馈放大电路的电压放大倍数,
