模电第七章2(第五版)-康华光.ppt

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1、第七章反馈放大电路 自然界和社会中存在着许多反馈现象。反馈理论首先是在电子技术领域中产生的。电子电路中普遍存在着反馈现象。反馈有多种类型，对电路的影响也不一样，有利有弊。因此，研究反馈具有非常积极的意义，目的是对有利的反馈加以利用，以便改善和提高电子电路的性能；对有害的反馈设法避免。,D,7.1 反馈的基本概念和分类7.1.1 电子电路中反馈的基本概念反馈(电压或电流)信号在传递过程中，从输入经放大电路输出后全部或部分再通过一定的反馈电路(网络)回送到输入回路(端)，进而影响输出量，这种电压或电流的回送就称为反馈。,D,U,判断电路有无反馈的方法是：考察放大电路输入回路和输出回路之间有无起联系

2、作用的反馈通道（网络），若有，则电路有反馈；若无，则电路无反馈。（即信号经前向通道送到输出端后，是否能经过反馈通道再回送到输入端）,D,U,用方框图举例：,例7-1：教材P327.例,说明：（1）方框图由变换网络（如RS、衰减网络等）、基本放大电路、反馈网络等组成。,（3）方框内为传输系数；箭头表示信号的传输方向。（4）引入反馈的放大电路称为反馈放大电路，属于“闭环电路”，否则就是“开环电路”。,说明：（1）根据反馈回送的途径，有“内部反馈”和“外部反馈”之分：内部反馈：回送途径是经器件内部进行，如三极管H参数中的hre（ur）即是：,D,U,本章不研究内部反馈。外部反馈：回送途径是人为的从器

3、件外部进行，如用于稳定工作点的射极偏置电路中的射极电阻（支路）。,例如，射极偏置电路：,这实际上就是一个直流（负）反馈的过程：温度变化引起的直流电流IC的变化（信号），通过前向通道（见图示）引起VE的变化，该变化经反馈通道（发射极电阻支路和发射结）使VBE发生（反）变化，该变化又影响到IC（下降），从而达到稳定Q的目的。,D,U,（2）根据反馈环的位置有“局部反馈”和“整体反馈”之分：,D,U,局部反馈,局部反馈,整体反馈,（3）反馈放大电路的分类和分析 既然反馈是“输出量”影响“输入量”，那么就存在这些问题：是什么输出量影响什么输入量？影响的作用是加强还是削弱？,D,U,3按输出端取样对象分

4、：电压反馈反馈信号正比于（或取样于）输出电压vo。电流反馈反馈信号正比于（或取样于）输出电流io。,D,U,4按输入端连接方式分：串联反馈反馈信号在输入回路中以电压的形式与输入电压信号进行串联比较（加或减）。并联反馈反馈信号在输入端点中以电流的形式与输入电流信号进行并联比较（加或减）。,一分类1按交直流性质分：直流反馈，交流反馈2按极性分：正反馈，负反馈,二分析 分析反馈类型（或组态）的思路：找出反馈网络（连接输出输入回路的支路和元件）判断反馈取样对象（反馈信号正比于输出电压还是输出电流）判断反馈信号在输入端的比较方式（串联比较还是并联比较）判断反馈极性（常利用“瞬时极性法”进行）分析反馈带给

5、电路的影响。,D,U,7.1.2 直流反馈与交流反馈 直流反馈的作用就是稳定静态工作点，因而不再将它归类，且不是本章分析对象。例如，仍然看射极偏置电路：,D,U,提问：该电路对交流信号有无反馈作用？（即有无反馈通道）答案：有。由小信号模型电路可清楚的看出反馈通道（见上图）：,提问：若为了提高电路的电压放大倍数，在射极电阻两端并联一旁路电容，则电路还有交流反馈吗？答案：没有了。（已不存在反馈通路）,D,U,交流小信号模型：,7.1.3 正反馈与负反馈（反馈极性）正反馈加强原先的变化趋势。（如，放大倍数的正反馈将使放大倍数更大）负反馈削弱原先的变化趋势。,D,U,判断反馈极性通常利用“瞬时极性法”

6、瞬时极性法：首先假设原先稳态的电路中某点（通常取输入端）产生了瞬时变化比如用（+）表示电压正变化，用表示电流变化的方向，然后沿前向通道及反馈通道，判断通道上各点受该变化而出现的相应变化，从而由进入输入回路的反馈信号与输入信号的比较结果，判断出反馈作用是加强原先的变化趋势（正反馈）、还是削弱原先的变化趋势（负反馈）。注意：利用瞬时极性法判断极性时，只应考虑假设的瞬时变化所引起的各点变化的极性，而不能考虑电路原先的稳态极性。,（+）,（+）,（+）,（+）,例：,D,U,（a）削弱变化趋势，为负反馈；,（-）,（+）,（-）,（b）加强变化趋势，为正反馈,7.1.4 串联反馈与并联反馈（仅与输入端

7、有关）串联反馈反馈信号在输入回路中以电压的形式与输入电压信号进行串联比较（加或减）。并联反馈反馈信号在输入端点中以电流的形式与输入电流信号进行并联比较（加或减）。,D,U,注：反馈信号与输入信号若在输入端以电压形式进行比较（加、减），则电路结构为串联方式；若在输入端以电流形式进行比较（加、减），则电路结构为并联方式。因此，可从反馈通路在输入端的电路（连接）结构上进行判断：（1）若反馈通路不与输入端直接相连的（不形成结点），则为串联反馈；（2）若反馈通路与输入端直接相连的（形成结点），则为并联反馈。,D,U,例：（上例）,输入回路比较方式,在输入回路中，可看出输入电压信号与反馈电压信号是串联比较

8、，比较的结果是减小了原先的（正）变化趋势：vid=vivf。所以反馈的极性是负反馈。,例：,串联反馈,串联反馈,并联反馈,并联反馈,D,U,7.1.5 电压反馈与电流反馈（仅与输出端有关）电压反馈反馈信号正比于（或取样于）输出电压vo。电流反馈反馈信号正比于（或取样于）输出电流io。,D,U,注意：取样信号只有电压和电流两种，非此即彼。判断方法：假设令RL=0（即vo=0），这时若其交流电路中反馈信号vf 消失，则说明取样的是输出电压信号，为“电压反馈”；反之，反馈信号vf 未消失，则说明取样的是输出电流信号，为“电流反馈”。,注：对于分立元件电路来说，若输出电压对地，则有更简捷的判断方法：以

9、三极管的c端和e端为依据（因为它们都可作为电路的输出端），若反馈通路在输出回路里与电压输出端同位于管子的一侧（正比于输出电压），则为“电压反馈”；若位于不同侧（不能正比于输出电压），则为“电流反馈”。,例：,分析：（a）输出端信号是通过Rf 支路反馈去输入端的。当RL=0时，vo=0，反馈信号也不存在，所以，反馈信号取样的是电压信号（电压反馈）。,（b）当RL=0 时，vo=0，但io仍可通过Rf 支路反馈到输入端，所以，反馈信号取样的是电流信号（电流反馈）。,D,U,（c）反馈通路是Re 支路。输出电流信号io 在Re 上的变化将直接影响到输入端的变化，所以取样的是电流信号（电流反馈）。或：

10、因反馈通路在输出回路里与电压输出端位于管子的不同侧，不与输出电压成正比，所以为“电流反馈”。,（d）因反馈取样信号与电压输出端位于管子的同侧，与输出电压成正比，所以为“电压反馈”。,D,U,四种负反馈组合及其稳定对象 根据输入输出反馈形式，可有四种反馈类型（组合）：电压串联、电压并联、电流串联、电流并联 我们知道，负反馈会减小变化趋势，也即能稳定某个电量：,结论：负反馈电路稳定的对象就是取样量。（如：取样的是电压，则能稳定输出电压；取样的是电流，则能稳定输出电流）,注：稳定对象的过程只有在负载变化时才有明确的意义。（其它如温度等变化对稳定对象的意义则不明确。）,D,U,7.2 反馈放大电路的四

11、种组态（类型）,稳定对象：vo。（不能稳定电流io）自动调节（稳定）过程：,实质：利用采样对象vo的变化，通过负反馈来使电路起自动调节作用。,（+）,（+）,（+）,D,U,7.2.1 电压串联负反馈放大电路典型电路：,（-）,（+）,稳定对象：vo。（不能稳定电流io）,D,U,7.2.2 电压并联负反馈放大电路典型电路：,（+）,（+）,稳定对象：io。（不能稳定电压vo）,（+）,D,U,7.2.3 电流串联负反馈放大电路典型电路：,（+）,（-）,（-）,稳定对象：io。（不能稳定电压vo）自动调节（稳定）过程：,实质：利用采样对象io的变化，通过负反馈来使电路起自动调节作用。,D,U

12、,7.2.4 电流并联负反馈放大电路典型电路：,D,U,小结：当RL变化时，电压负反馈能稳定输出电压而不能稳定输出电流，电流负反馈能稳定输出电流而不能稳定输出电压，两者不能兼得。,反馈效果与信号源内阻RS的关系a）对于并联负反馈：RS越大，则反馈的作用越强。原因：由于id=iiif，若ii 一定，则反馈的作用将全部体现在id 上，而RS 越大，则ii 越恒定。,结论：为充分发挥并联负反馈的作用，应采用RS大的信号源。,b）对于串联负反馈：RS 越小，则反馈的作用越强。原因：由于vd=vivf，若vi 一定，则反馈的作用将全部体现在vd 上，而RS 越小，则vi 越恒定。,结论：为充分发挥串联负

13、反馈的作用，应采用RS 小的信号源。,例7-2试判断图示各电路中存在哪些（交直流）反馈？并指出反馈极性和组态类型。,解：（a）Rf引入整体反馈：,（+）,（-）,（-）,电流并联交流负反馈；直流负反馈。Re2引入局部（T2 级）反馈：电流串联交流负反馈；直流负反馈。,D,U,（-）,（+）,（+）,（+）,（+）,（b）Rf、Rb2引入反馈：,电压串联交流负反馈；直流负反馈。,D,U,（+）,（+）,（+）,（+）,（+）,（+）,（c）电路第一级是射随器，第二级是共基级，第三级是共射极。R6引入第二级和第三级的级间反馈：,电流串联交流负反馈；直流负反馈。R6引入局部（T3 级）反馈：电流串联

14、交流负反馈；R4、R5、R6对T3 级有直流负反馈。,D,U,（+）,（+）,（-）,（+）,（+）,电流串联交流负反馈；Re1、Re3引入局部反馈：均为电流串联交流负反馈。,（d）Rf 引入整体反馈：,提问：（e）电路有无直流反馈？答案：不能确定。因为提中给出的只是交流电路，不能确定直流信号是否能通过前向通道和反馈通道。,D,U,7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式1一般表达式（负反馈的基本方程式）,整理后可得：,必须指出：（1）由于反馈网络的存在，因此在计算基本放大电路的传输系数时，严格讲，应该考虑反馈网络和外接负载的影响。,D,U,（2）均为一般化信号量（在电子电路中，为电压、电流等）

15、。因此，反馈类型不同，的物理含义和量纲也不同（见教材P341表7.3.1）。,2讨论：,由表达式可知，引入反馈后，电路的放大倍数将会改变，大小与 有关：,D,U,这说明：深度负反馈时电路的放大倍数减小很多，且基本与基本放大电路的放大倍数无关，仅取决于反馈系数。注：,也称为“反馈深度”，是衡量反馈程度的一个重要指标。,这个概念说明，在深度负反馈条件下，反馈信号近似等于输入信号，而净输入信号Xd=XiXf0（在电路中，术语为“虚短”、“虚断”）。在深度负反馈条件下，利用这个概念可直接而简捷地估算电路的放大倍数。,D,U,3几种放大倍数概念,D,U,例7-3教材P341.例。,放大电路引入负反馈后，

16、对采样对象产生了自动调节作用，这种调节作用虽然使放大倍数下降，但它却能从多方面改善放大电路的作用。也可以说：负反馈放大电路是以“牺牲放大倍数来换取性能的改善”。在电子电路中，性能的改善通常要比信号的放大更重要。,提问：有人说，负反馈能改善放大电路性能的本质是因为净输入量Xd减小，而放大电路对小输入信号的放大质量要比大输入信号的放大质量要好所致。你认为这种说法对吗？答案：不对。负反馈改善放大电路性能的本质是它的自动调节作用：它将输出信号变化的一部分（或全部）引回输入端，不断地与变化的输入信号相比较，并根据比较结果随时对输出信号加以调整。,7.4 负反馈对放大电路性能的改善,D,U,7.4.1 提

17、高增益的稳定性 当某些因素变化（如环境温度、负载变化等）而导致电路放大倍数的变化时，可以通过负反馈的自动调节最大限度的抑制这种变化，使放大倍数趋于恒定。比如，希望电压放大倍数保持恒定，我们可以采用“电压串联负反馈”，由于取样输出电压后通过反馈回路将之与输入电压信号进行比较，并对输出电压进行自动调节，保持了输出电压的稳定，从而使电压放大倍数AV=vo/vi保持了恒定。,注意：保持恒定并非说一点不变，而是相对无反馈电路来讲变化很小，在许多应用场合几乎可忽略不计。这种抑制程度与反馈深度成正比。,例如，假设某电路的放大倍数为A，引入负反馈后为AF。当某种因素使的前后两种电路的放大倍数产生了变化dA和d

18、AF，我们来看它们各自的相对变化如何：,D,U,两边同除以AF：,式中AF、A是两种电路放大倍数变化的相对值。由表达式可知，引入负反馈后，放大倍数变化的相对值仅是未引入反馈时变化相对值的1/（1+AF）。如：若反馈深度1+AF=100，则A=5%时，AF=0.05%，完全可忽略不计。,由AF表达式对A求微分：,必须指出：恒定的增益类型与取样有关，如：电压串联负反馈，恒定AVF，类推。,D,U,7.4.2 减少非线性失真 放大电路中，非线性器件（主要是三极管）的非线性特性限制了电路的线性应用范围，尤其是在输入信号幅度较大的情况下或是在多级放大电路的后级较为突出，因而可能引起输出波形出现非线性失真

19、。利用负反馈可以在一定范围改善这一情况，即扩大线性范围。例如，在深度负反馈的条件下，电路的放大倍数几乎仅与反馈系数有关（1/F），如果反馈网络只是由无源线性元件（R、C等）组成，则理论上线性范围扩大到无限：（见图示电压放大倍数）,为说明负反馈改善电路性能的本质并非是由于净输入量减小而致，可采取加大输入量至输出量与引入反馈前的输出量一致，从而指出改善的本质。,D,U,必须说明：（1）负反馈减小非线性失真的作用仅限于反馈环内有效，对反馈环外输入信号本身的失真则无能为力。（2）上述分析是在较理想的情况下进行的，实际上有较大的差距，因为即使在深度负反馈条件下，电路的放大倍数仍与A有关（要求很大），而且

20、，还有其他的因素的影响（如管子的线性范围、元器件的参数限制，等等）。但负反馈减小非线性失真的作用肯定是有的，这一点毫无疑问。,D,U,7.4.3 抑制噪声 放大电路的噪声是各元器件（包括管子、电阻等）内部载流子运动的不规则所致，它实际上是杂乱无章的变化电压或电流，有些噪声的原因目前尚不清楚。,负反馈抑制噪声的原理：引入负反馈后，将使输出信号和环内的噪声输出一同减小，由于噪声信号是基本固定的，所以可以人为的提高输入信号，以提高信噪比，即抑制了噪声。,同样，负反馈抑制噪声的作用仅限于反馈环内，对反馈环外噪声则无能为力。,D,U,7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响一对输入电阻的影响1.定性分析,

21、（1）串联反馈：（见图）,由式可知：vf越大(即反馈深度越深)，Rif越大；当vfvi时，Rif。,D,U,（2）并联反馈：（见图）,由式可看出：if越大（即反馈深度越深），Rif越小，当ifii时，Rif 0。,2.定量分析（1）串联反馈：（以电压串联负反馈为例）,D,U,（2）并联反馈：,D,U,结论：负反馈对输入电阻的影响取决于输入端的比较方式，而与输出端取样对象无关：串联比较能提高输入电阻为开环输入电阻的（1+AF）倍，反馈深度越深，输入电阻越大（理想情况下趋向于无穷大）；并联比较能降低输入电阻为开环输入电阻的1/(1+AF）倍，反馈深度越深，输入电阻越小（理想情况下趋向于零）。,（1

22、）由于取样输出电压能使输出电压保持稳定，而输出电压稳定的信号源应有内阻Ro小的特点，所以电压负反馈能降低输出电阻，反馈深度越深，输出电阻越小（理想情况下趋向于零）。（2）由于取样输出电流能使输出电流保持稳定，而输出电流稳定的信号源应有内阻Ro大的特点，所以电流负反馈能提高输出电阻，反馈深度越深，输出电阻越大（理想情况下趋向于无穷大）。,二对输出电阻的影响1.定性分析,D,U,2.定量分析 可自行参看教材P347.分析。,D,U,结论：负反馈对输出电阻的影响取决于输出端的取样对象，而与输入端比较方式无关：电压反馈能降低输出电阻为开环输出电阻的1/(1+AF）倍，反馈深度越深，输出电阻越小（理想情

23、况下趋向于零）；电流反馈能提高输出电阻为开环输出电阻的（1+AF）倍，反馈深度越深，输出电阻越大（理想情况下趋向于无穷大）。,参看教材P349.表。,例7-4当所采用的信号源内阻较大，并希望接上负载后电压放大倍数基本恒定，应采用什么反馈？解：分析：信号源内阻大说明信号源接近于电流源，在信号传输过程中希望后级输入电阻越小越好。根据题意，应采用电压并联负反馈。,D,U,例7-5设电路如图示。试说明：为了实现下列要求，电路应分别引入什么类型的反馈，并标出反馈路径。（1）要求在vs=0时，元件参数的改变对各级工作点影响比较小；加负载后，负载RL变化对电路输出电流影响较小，且信号源内阻RS增大时其反馈作

24、用增强。（2）接vs后，输入端从信号源索取的电流要小；负载RL变化时，电压增益基本不变；且引入反馈后电路的静态工作情况不变。,D,U,解：（1）分析：vs=0是静态情况，要使元件参数变化对各级工作点影响较小就要引入直流负反馈；要稳定输出电流，应引入电流负反馈；要使RS时反馈作用加强，应引入并联负反馈。所以应该引入电流并联负反馈，见图示。,（+）,（+）,（-）,（-）,D,U,（2）分析：希望输入端从信号源索取的电流小，是提高输入电阻的问题，应采用串联负反馈；要稳定电路的电压增益，应引入电压负反馈；同时不能影响原电路的工作点，则引入的应是交流反馈而非直流反馈。所以应该引入电压串联交流负反馈，见

25、图示。（Cf用于消除直流反馈）,（+）,（+）,（-）,（+）,（+）,D,U,例7-6电路如图示。试分别说明：（1）为使从vo引回到T2基极的反馈成为负反馈，图中运放A的同相端和反向端应如何与第二级差放电路的输入端连接（请在图中标出运放A的同相端“+”及反向端“-”。（2）在深度负反馈条件下，要使整个电路的电压放大倍数为60，则Rf=？（3）在上述情况下，若运 放的AVO或电路中的RC 变化5%，则电压放大 倍数也变化5%吗？,D,U,解：（1）用瞬时极性法判断：,要使反馈为负反馈，运放输入端应为“上正下负”（见图）：,（2）这是电压串联负反馈。在深度负反馈条件下：,（+）,（+）,（+）,

26、（+）,（+）,+-,解得：Rf=59K,D,U,（3）由于电路满足深度负反馈的条件，电压增益基本只决定于反馈系数（与Rf 和Rb2 有关），所以尽管AVO或电路中的RC变化了5%，但电压增益却基本不变。,D,U,7.5 深度负反馈条件下电路增益的近似计算 对于负反馈放大电路的分析计算，均可利用以往所述的方法进行（如小信号模型分析法）。然而，电子电路一般都比较复杂，加上半导体器件的离散性和工程实践中允许的误差范围等因素，在许多场合不一定非得精确计算，在合理范围内的近似估算反而非常有用。因此，应熟练地掌握近似估算方法。,D,U,2运用“虚短”、“虚断”的概念简化计算即：,注：实际分析中，常常需估

27、算电压放大倍数AVF或AVSF，但反馈类型不一定正好是电压串联组合，因此，可通过FAFAVF（AVSF）进行，当然若熟练的话，也可直接求AVF或AVSF。,D,U,1由基本方程式而来的简化计算即：,（3）必须注意上述关系式是在深度负反馈条件下推导出来的，但不等于零，不能混淆。,讨论：（1）上述两种概念是描述同一现象的不同表达方式，实际应用中，可灵活采用。（2）计算中可利用负反馈对输入输出电阻的影响来辅助分析。,D,U,例7-7试用两种概念求图示电路的。设电路符合深度负反馈条件。,解：这是电流串联负反馈电路，AF=AGF。,因为是串联负反馈，有RSRif，,D,U,D,U,注：对于分立元件反馈放

28、大电路来说，同样可参照上述运放电路的估算方法进行。且同样利用“虚短”、“虚断”的概念（尽管分立元件电路在程度上未及运放电路更接近虚短、虚断）。,D,U,解：充分利用虚短、虚断的概念，并利用理想化的输入输出电阻概念。（a）这是电流并联负反馈电路，Rif0。设输出电流io：,例7-8设电路满足深度负反馈的条件，试估算电路的电压增益 或,D,U,（b）这是电压串联负反馈电路，Rif。,D,U,（c）这是电流串联负反馈电路，Rif。,D,U,（d）这是电流串联负反馈电路，Rif。反馈到输入端的电压信号见图示：,D,U,在精确计算或利用计算机计算反馈放大电路的放大倍数时，可运用小信号模型分析法。,D,U

29、,注意：在多级反馈放大电路中，由于总体反馈的影响要远大于局部反馈的影响，因此，在计算电路的放大倍数时只须考虑总体反馈而无须考虑局部反馈。,7.6 负反馈放大电路的设计 由于负反馈能极大地改善放大电路的性能，所以许多电子电路的设计中都会引入负反馈。,D,U,设计负反馈放大电路的一般步骤：1、根据实际要求选择合适的负反馈类型，比如：（1）稳定静态工作点直流负反馈；改善性能则引入交流负反馈；（2）当负载变化时，要使输出电压稳定，则引入电压负反馈；（3）若要提高输入电阻，则引入串联负反馈，反之，则应引入并联负反馈；等等。2、确定反馈系数 通常情况下，引入的反馈深度较深，因此可用近似估算的方法确定反馈系

30、数，否则可用模型来确定。,3、选择适当的反馈网络 反馈网络一般可用电阻或电阻和电容构成，也可用运放构成的放大电路等构成。4、确定反馈网络中的元器件,D,U,必须指出：（1）改善的程度取决于反馈深度，反馈深度越深，调节作用越强，性能改善得越好，但放大倍数也下降得越多。（2）反馈深度并非可以无限制地增加，因为反馈环内的附加相移可能会使负反馈变为正反馈，从而使放大电路产生有害的自激振荡。设计举例：参看教材P355。,7.7 负反馈放大电路的频率响应 定性且极端的看，在深度负反馈条件下，放大电路的放大倍数只取决于反馈网络参数，若反馈网络仅由若干电阻构成而不含L、C等电抗器件，则放大倍数可近似地认为是一

31、常数，其频带无限大。虽然实际上并非无限大，但负反馈能扩展频带确实可以肯定。定量分析也可得出结论：设单级共射放大电路，其高频响应可近似用单时间常数低通电路分析：（参考教材P167式）,式中A0为开环中频增益。,D,U,这表明，引入负反馈后，其上限频率扩展了 倍，当然，代价是放大倍数下降。,D,U,引入负反馈后，根据基本方程式，有：,低频响应电路也可类似分析。,结论：负反馈深度越深，电路放大倍数下降越多，而通频带越宽，其增益带宽积也近似为一常数。,D,U,7.8 负反馈放大电路的稳定问题7.8.1 负反馈放大电路的自激及稳定工作的条件1自激振荡（1）自激振荡现象 在负反馈放大电路中出现的一种并非设

32、计所要求的具有一定频率的振荡信号，即使没有输入信号，也会“自生”出来。自激振荡会干扰放大电路的有效输出信号，甚至“淹没”有效输出信号，从而破坏负反馈放大电路的正常工作。,（2）产生自激振荡的根本原因：反馈环路 产生了附加相移。,交流环境下，电容等电抗性元件具有移相作用。在中频区内，电容的效应可以忽略。然而，当频率较低或较高时，就需要考虑电容的效应了，除了容抗的分压作用外，其移相作用对电路的影响在一定的条件下可能会较大。,D,U,比如，在负反馈放大电路中，当反馈深度较深时，为保证一定的输出信号幅度，通常会增加电路的级数，这样，耦合电容或结电容产生的移相及反馈网络的移相（若有的话）的累积可能会使负

33、反馈变成为正反馈，从而改变了电路的性质：,式中：a、f分别是基本放大电路的相移和反馈网络的相移。而当附加相移达到180o时，a+f=(2n+1)180o，这时：,这时，即使没有输入信号，只要有瞬时噪声扰动，电路也能产生振荡信号，这就是自激振荡。,负反馈时，应该有a+f=2n180o，这时：,D,U,产生自激振荡的条件：,即：,提问：谈谈当反馈电路满足自激振荡的两个条件之一时，怎样才能使电路不能产生自激振荡？答案：破坏另一个条件。,上述两个条件分别称为自激振荡的幅值条件和相位条件。,D,U,2负反馈放大电路的稳定工作条件 要使负反馈放大电路稳定工作，则：,实际使用中，要使设计的负反馈放大电路能可

34、靠的稳定，通常在稳定工作的基础上还需留有一定的裕量，称为“稳定裕量”：（以低通电路曲线为例进行说明）,D,U,说明：Gm为负值（见图示），其绝对值越大则表明电路越稳定。,说明：m为正值（见图示），其值越大则表明电路越稳定。一般要求m45o。,一般要求：Gm-10dB。,D,U,3负反馈放大电路稳定性分析 由上述分析可知，利用环路增益AF波特图及裕量条件，可研究负反馈电路的工作稳定性：,设以负反馈放大电路是直接耦合的多级放大电路，没有重合极点，负反馈网络由电阻元件构成，因此其开环增益显示低通特性，基本放大电路的频率特性方程为：,式中：K为正实数，f1 f2 f3 其幅值波特图见下：,D,U,它对

35、应-180o的自激临界线，可分出稳定与不稳定区。,实际应用中，可根据反馈系数，在右边的波特图上画出 曲线，并从它所处的区来判断负反馈电路是否稳定。,D,U,注：将频率轴移至，则 曲线就成为 曲线。,如果考虑裕量，则可靠稳定区见图示：,因为负反馈深度越深，F值越大，1/F越小，也即在图上 的 位置越向下。,由图可看出，本例中 的反馈深度的可调节范 围很小（见图中示意），这将抑制电路改善的程度。,D,U,7.8.2 频率补偿技术频率补偿：在保证一定的裕量前提下使电路获得较大的环路增益、从而使反馈电路能可靠稳定的工作所采取的改进措施。,改进措施可通过环路波特图来研究分析。常用的频率补偿技术为“电容补

36、偿”，它简便易行、效果也较好。其思路是：人为改变频率特性中极点频率的分布，特别是拉开主极点频率f1和f2之间的距离，以加大-20dB/十频程段的范围，从而加大深度调节范围。,D,U,仍以低通电路为例，其补偿思路见虚线所示（例中只对f1进行了补偿，补偿后的主极点频率为f1）。由于补偿后的频带变窄，因此这种补偿又称“窄带补偿”。,D,U,由于单级基本放大电路的高频响应可等效为一个单时间常数的低通网络，所以在低通网络上接入一个补偿电容CP即可使转折频率下降（参看教材P155158。若接在共射电路的输入输出端之间，其密勒效应会扩大CP的数值）。实际应用时，补偿电容CP应接在放大倍数较大、输入输出回路等效电阻较大的这一级上，因为这里时间常数最大、对应的极点频率最低，肯定是电路的主极点频率。CP的数值与具体的电路及补偿的程度有关。,D,U,本章作业：*,U,