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1、第六章第六章 放大電路中的反饋放大電路中的反饋6.1 反饋的基本概念及判斷方法反饋的基本概念及判斷方法6.2 負反饋放大電路的四種基本組態(tài)負反饋放大電路的四種基本組態(tài)6.3 負反饋放大電路的表示方法負反饋放大電路的表示方法6.4 深度負反饋放大電路放大倍數(shù)的分析深度負反饋放大電路放大倍數(shù)的分析6.5 負反饋對放大電路性能的影響負反饋對放大電路性能的影響6.6 負反饋放大電路的穩(wěn)定性負反饋放大電路的穩(wěn)定性電子電路輸出量電子電路輸出量(輸出電壓或輸出電流）的一部分或全部通輸出電壓或輸出電流）的一部分或全部通過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入量（輸入電壓或過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入量（輸
2、入電壓或輸入電流），稱為反饋。輸入電流），稱為反饋。6.1 反饋的基本概念及判斷方法反饋的基本概念及判斷方法6.1.1 反饋的基本概念反饋的基本概念一、什么是反饋一、什么是反饋從反饋的結果來判斷，凡反饋的結果使輸出量的變化減從反饋的結果來判斷，凡反饋的結果使輸出量的變化減小的為負反饋，否則為正反饋；小的為負反饋，否則為正反饋；引入反饋后其變化是引入反饋后其變化是增大？還是減小？增大？還是減?。恳敕答伜笃渥兓窃龃?？引入反饋后其變化是增大？還是減小？還是減小？或者，凡反饋的結果使凈輸入量減小的為負反饋，否則或者，凡反饋的結果使凈輸入量減小的為負反饋，否則為正反饋。為正反饋。二、正反饋和負反饋（
3、反饋的極性）二、正反饋和負反饋（反饋的極性）直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通路中存在的直流通路中存在的反饋稱為直流反饋，交流通路中存在的反饋稱為交流反饋。反饋稱為交流反饋。交流負反饋交流負反饋直流負反饋直流負反饋三、直流反饋和交流反饋三、直流反饋和交流反饋只對多級放大電路中某一級起反饋作用的稱為局部反饋，將只對多級放大電路中某一級起反饋作用的稱為局部反饋，將多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸入回路稱為級間多級放大電路的輸出量引回到其輸入級的輸入回路稱為級間反饋。反饋。通過通過R3引入的是局部反饋引入的是局部反饋通過通過R4引入的是級間反饋引入的是級間反饋通常，重點研究級間反饋或稱總
4、體反饋。通常，重點研究級間反饋或稱總體反饋。四、局部反饋和級間反饋四、局部反饋和級間反饋若放大電路中存在將輸出回路與輸入回路相連接的通路，即反饋若放大電路中存在將輸出回路與輸入回路相連接的通路，即反饋通路，并由此影響了放大電路的凈輸入，則電路引入了反饋；否通路，并由此影響了放大電路的凈輸入，則電路引入了反饋；否則電路中沒有反饋。則電路中沒有反饋。引入反饋了嗎？引入反饋了嗎？將輸出電壓全將輸出電壓全部反饋回去部反饋回去無反饋無反饋6.1.2 反饋的判斷反饋的判斷一、一、有無反饋的判斷有無反饋的判斷僅有直流僅有直流反饋反饋僅有交流僅有交流反饋反饋看反饋是存在于直流通路還是交流通路。看反饋是存在于直
5、流通路還是交流通路。設以下電路中所有電容對交流信號均可視為短路。設以下電路中所有電容對交流信號均可視為短路。二、直流反饋和交流反饋的判斷二、直流反饋和交流反饋的判斷交、直流交、直流反饋共存反饋共存僅有直流反饋僅有直流反饋“看反饋的結果看反饋的結果”，即凈輸入量是被增大還是被減小。，即凈輸入量是被增大還是被減小。瞬時極性法：瞬時極性法：給定給定 的瞬時極性，的瞬時極性，并以此為依據(jù)分析電路中并以此為依據(jù)分析電路中各電流、電位的極性從而各電流、電位的極性從而得到得到 的極性；的極性；iXoX的極性的極性 的極性的極性 、的疊加關系的疊加關系oXfXiXfXiXfiifii IIIUUU或正反饋正反
6、饋負反饋負反饋fiifii IIIUUU或三、正、負反饋（反饋極性）的判斷三、正、負反饋（反饋極性）的判斷FuFIDuuu反饋量是僅僅決定于輸出量的物理量。反饋量是僅僅決定于輸出量的物理量。O211FuRRRu正、負反饋的判斷正、負反饋的判斷判斷集成運放構成的反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電判斷集成運放構成的反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電壓指的是集成運放兩個輸入端的電位差，凈輸入電流指的是壓指的是集成運放兩個輸入端的電位差，凈輸入電流指的是同相輸入端或反相輸入端的電流。同相輸入端或反相輸入端的電流。反饋電流反饋電流凈輸入電流減小，引入了負反饋凈輸入電流減小，引入了負反饋凈輸入電流增大，凈
7、輸入電流增大，引入了正反饋引入了正反饋單級運放反饋極性判別單級運放反饋極性判別反饋通路接回反相輸入端反饋通路接回反相輸入端負反饋負反饋 反饋通路接回同相輸入端反饋通路接回同相輸入端正反饋正反饋6.2 負反饋放大電路的四種基本組態(tài)負反饋放大電路的四種基本組態(tài)6.2.1 負反饋放大電路的分析要點負反饋放大電路的分析要點反饋網(wǎng)路與放大電路輸入回路連接（通過求和網(wǎng)絡）反饋網(wǎng)路與放大電路輸入回路連接（通過求和網(wǎng)絡）反饋網(wǎng)絡與放大電路輸出回路連接（通過采樣網(wǎng)絡）反饋網(wǎng)絡與放大電路輸出回路連接（通過采樣網(wǎng)絡）電壓采樣電壓采樣電流采樣電流采樣串聯(lián)（電壓求和）、并聯(lián)（電流求和）串聯(lián)（電壓求和）、并聯(lián)（電流求和）
8、將輸出電壓的一部分或全將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電壓反饋，即輸入量的為電壓反饋，即ooUX 將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路來影響凈輸入量的為電流反饋，即輸入量的為電流反饋，即ooIX 描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸出端的連接方式，即描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸出端的連接方式，即反饋網(wǎng)絡的取樣對象。反饋網(wǎng)絡的取樣對象。一、電壓反饋和電流反饋一、電壓反饋和電流反饋6.2.2 四種反饋組態(tài)四種反饋組態(tài)描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸入端的連接方式，即輸入量、描述放大電路和反饋網(wǎng)絡在輸入端的連接方式，即輸入
9、量、反饋量、凈輸入量的疊加關系。反饋量、凈輸入量的疊加關系。fiiUUU-串聯(lián)負反饋串聯(lián)負反饋fiiIII-并聯(lián)負反饋并聯(lián)負反饋+_負反饋負反饋二、二、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋三、四種反饋組態(tài)三、四種反饋組態(tài)理想運放：理想運放：Aod，rid，Aod：uPuN，虛短路，虛短路rid：iPiN0，虛斷路虛斷路.iofXXA.ofXXF.ioXXA 反饋系數(shù)反饋系數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)閉環(huán)放大倍數(shù)基本放大電路放大倍數(shù)基本放大電路放大倍數(shù)1.電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋O211FuRRRuFIuu 反饋取自輸出電壓反饋取自輸出電壓I12OO211I)1(uRRuuRRRu電路引入電壓串聯(lián)負反饋后
10、，若電路引入電壓串聯(lián)負反饋后，若R1和和R2取值確取值確定，定，uO僅決定于僅決定于uI，與負載無關。即將電路輸出，與負載無關。即將電路輸出看成電壓看成電壓uI控制的電壓源控制的電壓源uO，且輸出電阻為零。，且輸出電阻為零。i iN Ni iP P0 02.電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋1OFRiuFIuu 反饋取自輸出電流反饋取自輸出電流1IO1OFIRuiRiuu電路引入電流串聯(lián)負反饋后，若電路引入電流串聯(lián)負反饋后，若R1取值確定，取值確定，iO僅決定于僅決定于uI。即將。即將電路輸出看成電壓電路輸出看成電壓uI控制的電流源控制的電流源iO，且輸出電阻趨于無窮大。，且輸出電阻趨于無窮大。結論
11、：結論：（1）電壓負反饋能穩(wěn)定輸出電壓，電流負反饋能穩(wěn)定輸出電流；）電壓負反饋能穩(wěn)定輸出電壓，電流負反饋能穩(wěn)定輸出電流；（2）串聯(lián)負反饋電路的輸入電流很小，適用于輸入信號為恒壓源）串聯(lián)負反饋電路的輸入電流很小，適用于輸入信號為恒壓源或近似恒壓源的情況?；蚪坪銐涸吹那闆r。3.電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋RiuFOFIii RiuIO0PN uuR取值確定，則取值確定，則uO僅決定于僅決定于iI。即將電路輸出看成電流。即將電路輸出看成電流iI控制的電壓控制的電壓源源uO。4.電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋OiRRRii212FII21O)1(iRRi0PN uuR1和和R2取值確定，則取值確定，則
12、iO僅決定于僅決定于iI。即將電路輸出看成電流。即將電路輸出看成電流iI控制控制的電流源的電流源iO?！疤摰靥摰亍笨偨Y：總結：放大電路中應引入電壓負反饋還是電流負反饋，取決于負載放大電路中應引入電壓負反饋還是電流負反饋，取決于負載欲得到穩(wěn)定的電壓還是穩(wěn)定的電流；放大電路中應引入串聯(lián)欲得到穩(wěn)定的電壓還是穩(wěn)定的電流；放大電路中應引入串聯(lián)負反饋還是并聯(lián)負反饋，負反饋還是并聯(lián)負反饋，取決于輸入信號源是恒壓源（或近取決于輸入信號源是恒壓源（或近似恒壓源）還是恒流源（近似恒流源）。似恒壓源）還是恒流源（近似恒流源）。IOuuuuAfIOiuuiAfIOuiiuAfIOiiiiAf電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反
13、饋電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋電路引入了電壓負反饋電路引入了電壓負反饋令輸出電壓為令輸出電壓為0，若反饋量隨之為，若反饋量隨之為0，則為電壓反饋；若反饋，則為電壓反饋；若反饋量依然存在，則為電流反饋。量依然存在，則為電流反饋。6.2.3 反饋組態(tài)的判斷反饋組態(tài)的判斷一、電壓反饋和電流反饋的判斷一、電壓反饋和電流反饋的判斷僅受基極電流的控制僅受基極電流的控制電路引入了電流負反饋電路引入了電流負反饋反饋電流反饋電流電壓反饋和電流反饋的判斷電壓反饋和電流反饋的判斷FINiiiFIDuuu在輸入端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的方式疊加，在輸入
14、端，輸入量、反饋量和凈輸入量以電壓的方式疊加，為串聯(lián)反饋；以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。為串聯(lián)反饋；以電流的方式疊加，為并聯(lián)反饋。引入了并聯(lián)反饋引入了并聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋引入了串聯(lián)反饋二、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷二、串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的判斷 3.若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸入若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸入端跨接一電阻，則反饋的性質(zhì)有何變化？端跨接一電阻，則反饋的性質(zhì)有何變化？+_+_uF 1.若第三級從射極輸若第三級從射極輸出，則電路引入了哪種出，則電路引入了哪種組態(tài)的交流負反饋？組態(tài)的交流負反饋？2.若在第三級的射極若在第三級的射極加旁路電容，則反饋的加旁路電容
15、，則反饋的性質(zhì)有何變化？性質(zhì)有何變化？引入了電流串聯(lián)負反饋引入了電流串聯(lián)負反饋分立元件放大電路中反饋的分析分立元件放大電路中反饋的分析圖示電路有無引入反饋？是直流反饋還是交流反饋？是正反饋圖示電路有無引入反饋？是直流反饋還是交流反饋？是正反饋還是負反饋？若為交流負反饋，其組態(tài)為哪種？還是負反饋？若為交流負反饋，其組態(tài)為哪種？在判斷分立元件反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電在判斷分立元件反饋放大電路的反饋極性時，凈輸入電壓常指輸入級晶體管的壓常指輸入級晶體管的b-e（e-b）間或場效應管）間或場效應管g-s（s-g）間）間的電位差，凈輸入電流常指輸入級晶體管的基極電流（射極的電位差，凈輸入電流常
16、指輸入級晶體管的基極電流（射極電流）或場效應管的柵極（源極）電流。電流）或場效應管的柵極（源極）電流。在分立元件電流負反饋放大電路中，反饋量常取自于輸在分立元件電流負反饋放大電路中，反饋量常取自于輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流，而不是負載上的電出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流，而不是負載上的電流；此時稱輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流為輸出流；此時稱輸出級晶體管的集電極電流或發(fā)射極電流為輸出電流，反饋的結果將穩(wěn)定該電流。電流，反饋的結果將穩(wěn)定該電流。分立元件放大電路中的凈輸入量和輸出電流分立元件放大電路中的凈輸入量和輸出電流斷開反饋，且斷開反饋，且考慮反饋網(wǎng)絡考慮反饋網(wǎng)絡的負載效應
17、的負載效應決定反饋量和輸出量關系決定反饋量和輸出量關系的所有元件所組成的網(wǎng)絡的所有元件所組成的網(wǎng)絡反饋組態(tài)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電流并聯(lián)iXiXfXoXiUiUfUoUoUiIiIfIoIiUiUfUiIiIfIoI負反饋放大電路負反饋放大電路的基本放大電路的基本放大電路反饋網(wǎng)絡反饋網(wǎng)絡方框圖中信號是單向流通的。方框圖中信號是單向流通的。6.3 負反饋放大電路的方塊圖及一般表達式負反饋放大電路的方塊圖及一般表達式6.3.1 負反饋放大電路的方框圖負反饋放大電路的方框圖電壓串聯(lián)負反饋電壓串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電流串聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電壓并聯(lián)負反饋電
18、流并聯(lián)負反饋電流并聯(lián)負反饋6.3.2 四種組態(tài)的方框圖四種組態(tài)的方框圖FAAXFAXXAXFXXAXXXAA1iiioiifiifioXXA基本放大電路基本放大電路的放大倍數(shù)的放大倍數(shù)反饋系數(shù)反饋系數(shù)ofXXF反饋放大電路的放大倍數(shù)反饋放大電路的放大倍數(shù)iofXXA6.3.3 負反饋放大電路的一般表達式負反饋放大電路的一般表達式FAAA1f環(huán)路放環(huán)路放大倍數(shù)大倍數(shù)反饋組態(tài)反饋組態(tài)功能功能電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓控制電壓電壓控制電壓電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流控制電壓電流控制電壓電流串聯(lián)電流串聯(lián)電壓控制電流電壓控制電流電流并聯(lián)電流并聯(lián)電流控制電流電流控制電流AFfAioUUofUUioUUioIUofUIi
19、oIUioIIofIIioIIioUIofIUioUI負反饋放大電路放大倍數(shù)的量綱負反饋放大電路放大倍數(shù)的量綱。，即，則若 1 11 fifXXFAFAFAAA1f凈輸入量近似忽略凈輸入量近似忽略fifi IIUU在并聯(lián)負反饋電路中，饋電路中，上式說明：在串聯(lián)負反。電路引入的才為負反饋，只有0FA符號相同。、在中頻段，通常，fAFA6.4 深度負反饋放大電路放大倍數(shù)的分析深度負反饋放大電路放大倍數(shù)的分析6.4.1 深度負反饋的實質(zhì)深度負反饋的實質(zhì)深度負反饋深度負反饋uuuuuuFUUUUAUUF1 foiofof12f211of11 RRFARRRUUFuuuuuu6.4.2 深度負反饋條件下
20、電壓放大倍數(shù)的估算深度負反饋條件下電壓放大倍數(shù)的估算一、電壓串聯(lián)負反饋電路一、電壓串聯(lián)負反饋電路 ofUIFuisiososfRIUUUAussfo11RFRIUui二、電壓并聯(lián)負反饋電路二、電壓并聯(lián)負反饋電路ssosfof11RFUUAUIFuiuui121sf2of111RRRFARUIFiuuiu電壓并聯(lián)負反饋電路電壓并聯(lián)負反饋電路LuiLuuiRFURIUUAIUF1 foiofof1Lf1of1RRRFARIUFLuiuui三、電流串聯(lián)負反饋電路三、電流串聯(lián)負反饋電路ssfosiososfof1RRFRIRIRIRIUUAIIFLiiLLuiisL21ssf212of)1(1RRRR
21、RRFARRRIIFLiiuii四、電流并聯(lián)負反饋電路四、電流并聯(lián)負反饋電路反饋組態(tài)反饋組態(tài)電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)電流串聯(lián)電流串聯(lián)電流并聯(lián)電流并聯(lián)sff uuAA或uuuuFUUUUA1foiofssosf11RFUUAuiuLuiuRFUUA1iofssosf1RRFUUALiiu符號相同。、通常，)(fsffAFAAAuu深度負反饋條件下四種組態(tài)負反饋放大電路的電壓放大倍數(shù)深度負反饋條件下四種組態(tài)負反饋放大電路的電壓放大倍數(shù)e3fe1e3e1fRRRRRIUFo)(L3ce3e1e3fe1ioRRRRRRRUUAu+_+_uF比較兩電路比較兩電路例；求解在深度負反饋條件下電路的電
22、壓放大倍數(shù)。例；求解在深度負反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。1.第三級從射極輸出；第三級從射極輸出；2.若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸若在第三級的射極加旁路電容，且在輸出端和輸入端跨接一電阻。入端跨接一電阻。e1ff1RRAusfRRAuR求解在深度負反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。求解在深度負反饋條件下電路的電壓放大倍數(shù)。電壓串聯(lián)電壓串聯(lián)負反饋負反饋電壓并聯(lián)電壓并聯(lián)負反饋負反饋因為因為u uO O為有限值，為有限值，A Aodod，所以，所以 u uN Nu uP P0 0，即，即因為因為r ridid，所以，所以 理想運放參數(shù)特點：理想運放參數(shù)特點：Aod，rid，ro0。電路特征
23、：電路特征：反饋網(wǎng)絡為無源網(wǎng)絡，如圖。反饋網(wǎng)絡為無源網(wǎng)絡，如圖。u uN Nu uP P虛短路虛短路i iN Ni iP P0 0虛斷路虛斷路求解放大倍數(shù)的求解放大倍數(shù)的基本出發(fā)點基本出發(fā)點理想運放情況下負反饋放大電路的估算理想運放情況下負反饋放大電路的估算1I12IPN RuiiuuuRRL31321ILOIOpRRRRRRuRiuuAu3I1233)1(21RuRRRuuiRRRI3132132OuRRRRRiiiRR利用利用“虛短虛短”、“虛斷虛斷”求解電路。求解電路。在中頻段，放大倍數(shù)、反饋系數(shù)等均為實數(shù)。在中頻段，放大倍數(shù)、反饋系數(shù)等均為實數(shù)。AFAA1fAAAFAAd11dff2f
24、)1(1ddAFAA2f)1(ddAFAA說明放大倍數(shù)減小到基本放大電路的說明放大倍數(shù)減小到基本放大電路的 ，AF11）（AF1放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是基本放大電路的放大倍數(shù)的穩(wěn)定性是基本放大電路的 倍。倍。6.5.1 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性6.5 負反饋對放大電路性能的影響負反饋對放大電路性能的影響iiiifiiiifiiiIAFUUIUUIURIURiif)1(RAFR對輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡與基本放大電路輸入端對輸入電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡與基本放大電路輸入端的接法有關，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。的接法有關，即決定于是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋。6.5.2 改變改變輸入電阻
25、和輸出電阻輸入電阻和輸出電阻一、對輸入電阻的影響一、對輸入電阻的影響在某些負反饋放大電路中，有些電阻不在反饋環(huán)內(nèi)，反饋對其在某些負反饋放大電路中，有些電阻不在反饋環(huán)內(nèi)，反饋對其不產(chǎn)生影響。如圖所示。不產(chǎn)生影響。如圖所示。iRAFR)1(ififbif/RRR 引入串聯(lián)負反饋，使引入反饋的支路的等效電阻增大到原引入串聯(lián)負反饋，使引入反饋的支路的等效電阻增大到原來的（來的（1 1AFAF）倍。）倍。串聯(lián)負反饋對輸入電阻影響串聯(lián)負反饋對輸入電阻影響iiifiiiiifiiiAFIIUIIUIURIURAFRR1iif串聯(lián)負反饋增大輸入電阻，并聯(lián)負反饋減小輸入電阻。串聯(lián)負反饋增大輸入電阻，并聯(lián)負反饋減
26、小輸入電阻。減小引入并聯(lián)負反饋，增大或引入串聯(lián)負反饋時在0)()1(ifififRRRAFAFRR1oof 對輸出電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡與基本放大電路輸出端的對輸出電阻的影響僅與反饋網(wǎng)絡與基本放大電路輸出端的接法有關，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。接法有關，即決定于是電壓反饋還是電流反饋。電壓負反饋減小輸出電阻，電流負反饋增大輸出電阻。電壓負反饋減小輸出電阻，電流負反饋增大輸出電阻。ooooooof)(RAFUUUIUR二、對輸出電阻的影響二、對輸出電阻的影響oooof)1(RAFIURAFRUIAFIRUI1)(ooooooooof)1(RAFR引入電流負反饋，使引出反饋的支路的引入電流負
27、反饋，使引出反饋的支路的等效電阻增大到原來的（等效電阻增大到原來的（1 1AFAF）倍。）倍。增大或引入電流負反饋；減小引入電壓負反饋時在)(0)1(ofofofRRRAF電流負反饋對輸出電阻影響電流負反饋對輸出電阻影響Alg20FA1lg20HmHLmLfj1 j11ffAAffAAFAAA引入負反饋后的幅頻特性引入負反饋后的幅頻特性bwbwfLLfHHf)1(1)1(fAFfAFfffAFf可推導出引入負反饋后可推導出引入負反饋后的截止頻率、通頻帶的截止頻率、通頻帶fLfHfLffHf6.5.3 展寬展寬頻帶頻帶f0由于晶體管輸入特性的非線性，當由于晶體管輸入特性的非線性，當b-e間間加正
28、弦波信號加正弦波信號幅值較大幅值較大時，基極電流的時，基極電流的變化不是正弦波。變化不是正弦波。非線性失真。非線性失真?？梢栽O想，若加在可以設想，若加在b-e之間的電壓正之間的電壓正半周幅值小于負半周的幅值，則基半周幅值小于負半周的幅值，則基極電流近似為正弦波。極電流近似為正弦波。6.5.4 減小非線性失真減小非線性失真可以證明，可以證明，在引入負反饋前后輸出量基在引入負反饋前后輸出量基波幅值相同的情況下，非線性失真減小波幅值相同的情況下，非線性失真減小到基本放大電路的到基本放大電路的1/(11/(1AFAF)。設基本放大電路的輸出信號與輸入信號同相。設基本放大電路的輸出信號與輸入信號同相。減
29、小非線性失真減小非線性失真電路閉環(huán)后，電路閉環(huán)后，fiXXXi凈輸入信號正半周幅值小于負半周幅值凈輸入信號正半周幅值小于負半周幅值結果使輸出正、負半周幅值趨于一致，結果使輸出正、負半周幅值趨于一致，非線性失真減小。非線性失真減小。l 穩(wěn)定穩(wěn)定Q點引入直流負反饋，改善動態(tài)性能引入交流負反饋；點引入直流負反饋，改善動態(tài)性能引入交流負反饋；l 根據(jù)信號源特點，增大輸入電阻應引入串聯(lián)負反饋，減小輸入根據(jù)信號源特點，增大輸入電阻應引入串聯(lián)負反饋，減小輸入電阻應引入并聯(lián)負反饋；電阻應引入并聯(lián)負反饋；l 根據(jù)負載需要，需輸出穩(wěn)定電壓（即減小輸出電阻）的應引入根據(jù)負載需要，需輸出穩(wěn)定電壓（即減小輸出電阻）的應
30、引入電壓負反饋，需輸出穩(wěn)定電流（即增大輸出電阻）的應引入電流電壓負反饋，需輸出穩(wěn)定電流（即增大輸出電阻）的應引入電流負反饋；負反饋；l 從信號轉換關系上看，輸出電壓是輸入電壓受控源的為電壓串從信號轉換關系上看，輸出電壓是輸入電壓受控源的為電壓串聯(lián)負反饋，輸出電壓是輸入電流受控源的為電壓并聯(lián)負反饋，輸聯(lián)負反饋，輸出電壓是輸入電流受控源的為電壓并聯(lián)負反饋，輸出電流是輸入電壓受控源的為電流串聯(lián)負反饋，輸出電流是輸入出電流是輸入電壓受控源的為電流串聯(lián)負反饋，輸出電流是輸入電流受控源的為電流并聯(lián)負反饋；電流受控源的為電流并聯(lián)負反饋；當當(1AF)1時，它們的轉時，它們的轉換系數(shù)均約為換系數(shù)均約為1/F。
31、6.5.5 引入負反饋的一般原則引入負反饋的一般原則習題習題1：l 為減小放大電路從信號源索取的電流，增強帶負載能力，為減小放大電路從信號源索取的電流，增強帶負載能力，應引入什么反饋？應引入什么反饋？l 為了得到穩(wěn)定的電流放大倍數(shù)，應引入什么反饋？為了得到穩(wěn)定的電流放大倍數(shù)，應引入什么反饋？l 為了穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點，應引入什么反饋？為了穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點，應引入什么反饋？l 為了使電流信號轉換成與之成穩(wěn)定關系的電壓信號，應為了使電流信號轉換成與之成穩(wěn)定關系的電壓信號，應引入什么反饋？引入什么反饋？l 為了使電壓信號轉換成與之成穩(wěn)定關系的電流信號，應為了使電壓信號轉換成與之成穩(wěn)定關
32、系的電流信號，應引入什么反饋？引入什么反饋？試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的交流負反饋。試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的交流負反饋。電流反饋電流反饋電壓反饋電壓反饋串聯(lián)反饋串聯(lián)反饋并聯(lián)反饋并聯(lián)反饋Fu習題習題2：6.6 負反饋放大電路的穩(wěn)定性負反饋放大電路的穩(wěn)定性6.6.1 自激振蕩產(chǎn)生的原因及條件自激振蕩產(chǎn)生的原因及條件交流負反饋可以改善放大電路的性能，且反饋愈深，性能改善愈交流負反饋可以改善放大電路的性能，且反饋愈深，性能改善愈好。但是，有時電路組成不合理，反饋過深，則在輸入為零時，好。但是，有時電路組成不合理，反饋過深，則在輸入為零時，輸出產(chǎn)生一定頻率和幅值的信號，稱為自激振蕩。
33、此時，電路不輸出產(chǎn)生一定頻率和幅值的信號，稱為自激振蕩。此時，電路不能正常工作，不具有穩(wěn)定性。能正常工作，不具有穩(wěn)定性。定性分析：根據(jù)放大電路頻率響應，一個定性分析：根據(jù)放大電路頻率響應，一個RC回路最大相移回路最大相移9090o o。含多個含多個RC回路的放大電路，其相頻特性最大附加相移隨回路的放大電路，其相頻特性最大附加相移隨RC回路回路個數(shù)增多而增多。個數(shù)增多而增多。負反饋中頻段，反饋信號與輸入信號極性相反，削弱凈輸入量。負反饋中頻段，反饋信號與輸入信號極性相反，削弱凈輸入量。在低頻段，因為耦合電容、旁路電容的存在，將產(chǎn)生超前相移；在低頻段，因為耦合電容、旁路電容的存在，將產(chǎn)生超前相移；
34、高頻段，因為極間電容的存在，將產(chǎn)生滯后相移。若附加相移達高頻段，因為極間電容的存在，將產(chǎn)生滯后相移。若附加相移達180o，則反饋信號與輸入信號從反相變成同相，成為正反饋。同，則反饋信號與輸入信號從反相變成同相，成為正反饋。同時，若反饋很強，則不需要輸入就有輸出時，若反饋很強，則不需要輸入就有輸出自激振蕩。自激振蕩。相互維持與時，foi0XXXooXFAXAXi1FA)()12(1FA為整數(shù)nnFA自激振蕩的平衡條件自激振蕩的平衡條件自激振蕩的平衡條件自激振蕩的平衡條件附加相移由放大電路決定附加相移由放大電路決定;振蕩只可能產(chǎn)生在高頻段。振蕩只可能產(chǎn)生在高頻段。090AAf，時，因沒有滿足相位條
35、件的頻率，故引入負反饋后不可能振蕩。因沒有滿足相位條件的頻率，故引入負反饋后不可能振蕩。0180AAf，時，因沒有滿足幅值條件的頻率，故引入負反饋后不可能振蕩。因沒有滿足幅值條件的頻率，故引入負反饋后不可能振蕩。0270AAf，時，對于產(chǎn)生對于產(chǎn)生180附加相移的信號頻率，有可能滿足起振條件，附加相移的信號頻率，有可能滿足起振條件，故引入負反饋后可能振蕩。故引入負反饋后可能振蕩。對于單管放大電路對于單管放大電路:對于兩級放大電路對于兩級放大電路:對于三級放大電路對于三級放大電路:6.6.2 負反饋放大電路穩(wěn)定性的分析負反饋放大電路穩(wěn)定性的分析設反饋網(wǎng)絡為電阻網(wǎng)絡，放大電路為直接耦合形式。設反饋
36、網(wǎng)絡為電阻網(wǎng)絡，放大電路為直接耦合形式。l 三級或三級以上的直接耦合放大電路引入負反饋后有可三級或三級以上的直接耦合放大電路引入負反饋后有可能產(chǎn)生高頻振蕩；同理，耦合電容、旁路電容等為三個或三能產(chǎn)生高頻振蕩；同理，耦合電容、旁路電容等為三個或三個以上的放大電路，引入負反饋后有可能產(chǎn)生低頻振蕩。個以上的放大電路，引入負反饋后有可能產(chǎn)生低頻振蕩。放大電路的級數(shù)越多，耦合電容、旁路電容越多，引入的放大電路的級數(shù)越多，耦合電容、旁路電容越多，引入的負反饋越深，產(chǎn)生自激振蕩的可能性越大。負反饋越深，產(chǎn)生自激振蕩的可能性越大。l 環(huán)路放大倍數(shù)環(huán)路放大倍數(shù)AF越大，反饋愈深，滿足幅值條件的可能越大，反饋愈深
37、，滿足幅值條件的可能性愈大，產(chǎn)生自激振蕩的可能性愈大。性愈大，產(chǎn)生自激振蕩的可能性愈大。利用環(huán)路增益的頻率特性來判斷閉環(huán)后電路的穩(wěn)定性。利用環(huán)路增益的頻率特性來判斷閉環(huán)后電路的穩(wěn)定性。使環(huán)路增益下降到使環(huán)路增益下降到0dB的頻率，記作的頻率，記作fc；使使AF180o 的頻率，記作的頻率，記作f0。fcf0fcf06.6.3 負反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷負反饋放大電路穩(wěn)定性的判斷一、判斷方法一、判斷方法fcf0滿足起滿足起振條件振條件電路產(chǎn)生自激振蕩電路產(chǎn)生自激振蕩fcf0電路不產(chǎn)生自激振蕩電路不產(chǎn)生自激振蕩 f0 fc，電路不穩(wěn)定，會產(chǎn)生自激振蕩；，電路不穩(wěn)定，會產(chǎn)生自激振蕩；f0 fc，電路
38、穩(wěn)定，不會產(chǎn)生自激振蕩。，電路穩(wěn)定，不會產(chǎn)生自激振蕩。fcf0Gm幅值裕度幅值裕度m相位裕度相位裕度Gm10dB，且，且m45，負，負反饋放大電路才具有可靠的反饋放大電路才具有可靠的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。二、穩(wěn)定裕度二、穩(wěn)定裕度為使電路具有足夠的可靠性，規(guī)定電路應具有一定的穩(wěn)定裕度。為使電路具有足夠的可靠性，規(guī)定電路應具有一定的穩(wěn)定裕度。cffFAom1800lg20ffmFAG一、一、簡單滯后補償簡單滯后補償)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA設放大電路為直接耦合方式，反饋網(wǎng)絡為電阻網(wǎng)絡。設放大電路為直接耦合方式，反饋網(wǎng)絡為電阻網(wǎng)絡。20dB/十倍頻40dB/十倍頻60dB
39、/十倍頻fH1fH2fH3fO20lgAF.在在最低的上限頻率所在回最低的上限頻率所在回路加補償電容路加補償電容。補償電容補償電容H1f6.6.4 消除自激振蕩的方法消除自激振蕩的方法常用的方法為滯后補償方法。常用的方法為滯后補償方法。采用某種方法改變采用某種方法改變AF的頻率特性，使之不存在的頻率特性，使之不存在f0，或者即使存在，或者即使存在f0，但但f0fc，則自激振蕩必然被消除。，則自激振蕩必然被消除。最大附加相最大附加相移為移為-135具有具有45的相位裕度，的相位裕度，故電路穩(wěn)定故電路穩(wěn)定補償前補償前補償后補償后。時，補償后，當dB0lg20H2FAff滯后補償法是以頻滯后補償法是
40、以頻帶變窄為代價來消帶變窄為代價來消除自激振蕩的。除自激振蕩的。)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA簡單滯后補償簡單滯后補償CCkC)1(獲得同樣補償?shù)那闆r下，獲得同樣補償?shù)那闆r下，補償電容比簡單滯后補償補償電容比簡單滯后補償?shù)碾娙菪〉枚?。的電容小得多。在在最低的上限頻率所在回最低的上限頻率所在回路加補償電容路加補償電容。補償前補償前補償后補償后二、密勒補償二、密勒補償)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFAH1H12Hj11j1j1 ffffff，取代補償后產(chǎn)生系數(shù)：)j(1)j(1H3H1mm2H2HffffFAFAff，則若上式表明，最大附加相
41、移為上式表明，最大附加相移為180，不滿足起振條件，閉環(huán)，不滿足起振條件，閉環(huán)后一定不會產(chǎn)生自激振蕩，電路穩(wěn)定。后一定不會產(chǎn)生自激振蕩，電路穩(wěn)定。三三、RC 滯后補償：滯后補償：在最低的上限頻率所在回路加補償。在最低的上限頻率所在回路加補償。簡單補償后簡單補償后的幅頻特性的幅頻特性RC滯后補償后滯后補償后的幅頻特性的幅頻特性補償前補償前 滯后補償法消振均以頻帶變窄為代價，滯后補償法消振均以頻帶變窄為代價，RC滯后補償較簡單電滯后補償較簡單電容補償使頻帶的變化小些。容補償使頻帶的變化小些。為使消振后頻帶變化更小，可考慮采用超前補償?shù)姆椒?。為使消振后頻帶變化更小，可考慮采用超前補償?shù)姆椒?。RC 滯后補償與簡單滯后補償滯后補償與簡單滯后補償比較比較2.一個負反饋放大電路的基本放大電路幅頻特性如圖示，一個負反饋放大電路的基本放大電路幅頻特性如圖示，若已若已知知反饋網(wǎng)絡為純電阻網(wǎng)絡，問使電路不產(chǎn)生自激振蕩的反饋系反饋網(wǎng)絡為純電阻網(wǎng)絡，問使電路不產(chǎn)生自激振蕩的反饋系數(shù)的上限值為多少？數(shù)的上限值為多少？1.例例 6.6.2習題：6.4 dh 、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、6.11homework 第六章 習題：6.4 dh 、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、6.11
模電課件：第六章 放大電路中的反饋
