模拟电子技术模电之反馈放大电路.

7.1反馈的基本概念与分类7.3负反馈放大电路增益的一般表达式7.4负反馈对放大电路性能的影响7.5深度负反馈条件下的近似计算7.2负反馈放大电路的四种组态7.6负反馈放大电路设计7.7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7.1反馈的基本概念与分类7.1.2直流反馈与交流反馈7.1.3正反馈与负反馈7.1.4串联反馈与并联反馈7.1.1什么是反馈7.1.5电压反馈与电流反馈7.1.1什么是反馈将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送回到输入回路的过程。hfeibicvceIbvbehrevcehiehoe内部反馈外部反馈寄生反馈：杂散电容/电感输出信号反馈放大电路的输入信号反馈信号基本放大电路的输入信号（净输入信号）7.1.1什么是反馈框图反馈通路——信号反向传输的渠道开环——无反馈通路闭环——有反馈通路增益：x0/xID判断电路是否存在反馈通路7.1.1什么是反馈反馈通路（本级）反馈通路（本级）反馈通路（级间）依据：输出回路和输入回路是否存在反馈通路开环7.1.2直流反馈与交流反馈根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时存在，来进行判别。先画出直流、交流通路直流反馈交、直流反馈7.1.2直流反馈与交流反馈(a)直流通路(b)交流通路7.1.3正反馈与负反馈正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。从输出端看从输入端看正反馈：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。净输入量可以是电压，也可以是电流。7.1.3正反馈与负反馈判别方法：瞬时极性法。即在电路中，从输入端开始，沿着信号流向，标出某一时刻有关节点电压变化的斜率（正斜率或负斜率，用“+”、“-”号表示）。净输入量减小净输入量增大负反馈正反馈反馈通路反馈通路级间反馈通路净输入量减小级间负反馈7.1.3正反馈与负反馈7.1.3正反馈与负反馈反馈通路净输入量减小本级负反馈7.1.4串联反馈与并联反馈由反馈网络在放大电路输入端的连接方式判定串联串联：输入以电压形式求和（KVL）-vi+vid+vf=0即vid=vi-vf并联：输入以电流形式求和（KCL）ii-iid-if=0即iid=ii-if并联判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈7.1.4串联反馈与并联反馈并联反馈级间反馈通路xf(if)判断电路中的级间交流反馈是串联反馈还是并联反馈7.1.4串联反馈与并联反馈串联反馈级间反馈通路xf(vf)7.1.5电压反馈与电流反馈电压反馈与电流反馈由反馈网络在放大电路输出端的取样对象决定电压反馈：反馈信号xf和输出电压成比例，即xf=Fvo电流反馈：反馈信号xf与输出电流成比例，即xf=Fio并联结构串联结构7.1.5电压反馈与电流反馈判断方法：负载短路法将负载短路，反馈量仍然存在——电流反馈。将负载短路（未接负载时输出对地短路），反馈量为零——电压反馈。电压反馈电流反馈反馈通路反馈通路7.1.5电压反馈与电流反馈电压反馈反馈通路end7.1.5电压反馈与电流反馈电压负反馈RLvoxfxidvo电压负反馈稳定输出电压xf=Fvo，xid=xi－xf7.1.5电压反馈与电流反馈电流负反馈RLioxfxidio电流负反馈稳定输出电流xf=Fio，xid=xi－xf7.2负反馈放大电路的四种组态7.2.2电压并联负反馈放大电路7.2.3电流串联负反馈放大电路7.2.4电流并联负反馈放大电路7.2.1电压串联负反馈放大电路反馈组态判断举例（交流）信号源对反馈效果的影响7.2.1电压串联负反馈放大电路输入以电压形式求和（KVL）：vid=vi-vf稳定输出电压特点：电压控制的电压源RL↓→vo↓→vf↓→vid(=vi－vf)↑vo↑电压反馈系数Fv=vf/vo=R1/(R1+Rf)7.2.2电压并联负反馈放大电路输入以电流形式求和（KCL）：iid=ii-if稳定输出电压电流控制的电压源特点：互导反馈系数Fg=if/vo7.2.3电流串联负反馈放大电路输入以电压形式求和（KVL）：vid=vi-vf稳定输出电流电压控制的电流源特点：RLiovf(=ioRf)vi一定时vidio互阻反馈系数Fr=vf/io7.2.4电流并联负反馈放大电路输入以电流形式求和（KCL）：iid=ii-if稳定输出电流电流控制的电流源特点：电流反馈系数Fr=if/io电压负反馈：稳定输出电压，具有恒压特性串联反馈：输入端电压求和（KVL）电流负反馈：稳定输出电流，具有恒流特性并联反馈：输入端电流求和（KCL）特点小结：反馈组态判断举例（交流）(+)(-)(+)(+)级间电压串联负反馈(+)反馈组态判断举例（交流）电压并联负反馈直流反馈交、直流反馈反馈组态判断举例（交流）(+)(+)(-)(+)(+)(+)电流串联负反馈串联负反馈信号源对反馈效果的影响vID=vI-vF则vI最好为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。要想反馈效果明显，就要求vF变化能有效引起vID的变化。信号源对反馈效果的影响并联负反馈iID=iI-iF则iI最好为恒流源，即信号源内阻RS越大越好。要想反馈效果明显，就要求iF变化能有效引起iID的变化。RSvS+-end判断反馈通路，及交流组态清华大学华成英[e-mail]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）间或场效应管g-s（s-g）间的电位差，净输入电流常指输入级晶体管的基极电流（射极电流）或场效应管的栅极（源极）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。§6.2负反馈放大电路的方框图及放大倍数的估算一、负反馈放大电路的方框图二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式三、深度负反馈的实质四、基于反馈系数的放大倍数的估算方法五、基于理想运放的放大倍数的计算方法一、负反馈放大电路的方框图断开反馈，且考虑反馈网络的负载效应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方框图中信号是单向流通的。'ioXXA基本放大电路的放大倍数反馈系数ofXXF反馈放大电路的放大倍数iofXXA二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式'ioXXAofXXFiofXXA'i'i'io'i'if'i'ifXFAXXAXFXXAXXXAA反馈组态功能电压串联电压控制电压电压并联电流控制电压电流串联电压控制电流电流并联电流控制电流AFfA'ioUUofUUioUU'ioIUofUIioIU'ioIIofIIioII'ioUIofIUioUIFAAA1f三、深度负反馈的实质。，即，则＋若111fifXXFAFAFAAA1f净输入量忽略不计fifiIIUU在并联负反馈电路中，馈电路中，上式说明：在串联负反。电路引入的才为负反馈，只有0FA符号相同。、、在中频段，通常，fAFA环路放大倍数四、基于反馈系数的电压放大倍数的估算方法1.电压串联负反馈电路uuuuFUUUUA1foiofofUUFuu211ofRRRUUFuu12f11RRFAuuuu2.电压并联负反馈电路ofUIFiuRif很小siossososfRIURIUUUAussfo11RFRIUiu为什么?为什么?2.电压并联负反馈电路ssosf11RFUUAiuu12ssf11RRRFAiuuofUIFiu2of1RUIFiu2ON2RuuiR令uN=03.电流串联负反馈电流'Lf'Loiof1RFURIUUAuiuofIUFui1ofRIUFuiFu1L'Lf1RRRFAuiu4.电流并联负反馈电路sL21s'Lsf)1(1RRRRRRFAiiuofIIFii212ofRRRIIFii＋s'Lsosf1RRFUUAiiu'LoosfsRIURIU，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反馈组态电压串联电压并联电流串联电流并联sffuuAA或uuuFUUUUA1foiofssosf11RFUUAiuu'Liof1RFUUAuius'Lsosf1RRFUUAiiu符号相同。、、、通常，)(fsffAFAAAuu与负载无关与总负载成线性关系讨论一求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。e3fe1e3e1fRRRRRIUFo)(L3ce3e1e3fe1ioRRRRRRRUUAuf∥+__+++_uF比较两电路_讨论二求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。1.第三级从射极输出；2.若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨接一电阻。e1ff1RRAusfRRAuR五、基于理想运放的电压放大倍数的计算方法1.理想运放参数特点：Aod＝∞，rid＝∞，ro＝0，fH＝∞，所有失调因素、温漂、噪声均为零。2.理想运放工作在线性区的电路特征：引入交、直流负反馈因为uO为有限值，Aod＝∞，所以uN－uP＝0，即uN＝uP－－虚短路因为rid＝∞，所以iN＝iP＝0－－虚断路求解放大倍数的基本出发点无源网络3.理想运放工作在线性区的特点利用“虚短”、“虚断”求解电路1IIF21RuiiuuRR，121RRAu)(211IORRRuu清华大学华成英[e-mail]利用“虚短”、“虚断”求解电路。1I12IPNRuiiuuuRR，L31321ILOIOfRRRRRRuRiuuAu3I1233)1(21RuRRRuuiRRRI3132132OuRRRRRiiiRR清华大学华成英[e-mail]＋＋－＋－fu设所有的电容对交流信号均可视为短路。试说明电路中是否引入了交流负反馈；如引入了，则说明其组态。＋－－－＋fu电流串联负反馈讨论电流串联负反馈?fuA92L7732'f)//)((RRRRRRRAu§6.3交流负反馈对放大电路性能的影响一、提高放大倍数的稳定性二、改变输入电阻和输出电阻三、展宽频带四、减小非线性失真五、引入负反馈的一般原则一、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。AFAA1fAAAFAAd11dff2f)1(1ddAFAA2f)1(ddAFAA说明放大倍数减小到基本放大电路的，AF＋11）＋（AF1放大倍数的稳定性是基本放大电路的倍。二、改变输入电阻和输出电阻1.对输入电阻的影响i'iiIURiif)1(RAFR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。i'i'iif'iiiifIAFUUIUUIUR串联负反馈对输入电阻影响的讨论'i'if)1(RAFR引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到原来的（1＋AF）倍。引入串联负反馈，对图示两电路的输入电阻所产生的影响一样码？Rb1支路在引入反馈前后对输入电阻的影响有无变化？Fu引入并联负反馈时'i'iif'iiiiif'iiiAFIIUIIUIURIURAFRR1iif串联负反馈增大输