模拟电子技术基础--第6章--放大电路中的反馈

第六章反馈放大电路•第一节四种类型的放大电路•第二节反馈的定义与分类•第三节反馈放大电路放大倍数的一般表达式•第四节负反馈对放大电路性能的影响本章作业•6-1•6-2•6-3•6-4•6-5•6-6•6-7•6-8•6-9第一节四种类型的放大电路•电压放大电路（输入和输出均是电压）•电流放大电路（输入和输出均是电流）•互阻放大电路（输入是电流、输出是电压）•互导放大电路（输入是电压、输出是电流）针对四种类型的放大电路分别引进四种类型的负反馈以改善交流指标•（一）针对电压放大电路，引入电压串联负反馈改善放大电路的交流指标•（二）针对电流放大电路，引入电流并联负反馈改善放大电路的交流指标•（三）针对互阻放大电路，引入电压并联负反馈改善放大电路的交流指标•（四）针对互导放大电路，引入电流串联负反馈改善放大电路的交流指标第二节反馈的定义与分类放大电路A输入信号（ui或ii）输出信号（uo或io）反馈网络F反馈信号（uf或if）将输出交流信号(电压或电流)取出一部分或全部送回到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相减后再作用到放大电路的输入端，并对放大电路造成影响。+反馈:正向传输反向传输放大电路有反馈也称闭环放大电路无反馈也称开环，1.反馈vIvO+-RLvIvO+-RLR2R1反馈通路—信号反向传输的渠道开环——无反馈通路闭环——有反馈通路反馈通路（反馈网络）信号的正向传输判断有无反馈的方法：看有无联系输出和输入的电路元素。反馈的分类•1、以三极管为分界：–内部反馈–外部反馈•2、从直流、交流分界：–直流反馈–交流反馈•3、从反馈的极性：–正反馈–负反馈•4、从反馈跨越的电路级数分：–本级反馈–级间反馈•5、从是否是人为引入来看：–寄生反馈–人工反馈瞬时极性法•（一）假设输入信号的频率处在放大电路的中频区。画出交流通路。•（二）假设放大电路输入端的交流输入信号在某一瞬间对地电位的极性为正，用（+）表示，然后根据各级放大电路输出端与输入端信号的相位关系（同相或反相），沿基本放大电路从输入端走向输出端，标出电路中各点在此瞬间的极性，再沿反馈网络从输出端走向输入端，得到反馈信号（电压或电流）的极性。•（三）与没有引入反馈时的放大电路相比，判断有反馈时反馈信号与输入信号相互作用导致基本放大电路的输入信号时被加强还是被削弱了。若被加强了，就是正反馈；若被削弱了，就是负反馈。注意：•在瞬时极性法中标出的是规定的那个瞬间的电压、电流的真实方向，而不是参考方向。因为在此只是判断反馈的极性，不需要进行计算，所以不标电压、电流的参考方向。如果假设放大电路输入端的交流输入信号在某一瞬间对地电位的极性为负也可以，用（-）表示，那么后续的判断都以此为基础进行，得出的结论与前面的方法是一样的。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。另一角度正反馈：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。针对电压放大电路，引入电压串联负反馈改善放大电路的交流指标1、电压串联负反馈例1交流通路假定输入电压vs在某个瞬间的极性为正，根据共射放大电路的特点，可推出在中频信号范围内，反馈电压vf在此瞬间的极性也为正，与没有反馈时的电路相比（没有反馈时，电路的净输入电压vID=vi），有反馈时的电路的净输入电压vID=vi-vfvi,因此是负反馈。找出反馈网络—Rf和Re1Rf和Re1组成两级放大电路的交流电压串联负反馈。Re1又是T1本级的电流串联负反馈Re2是T2本级的电流串联负反馈称为级间反馈电路中存在三个反馈环，分析时以级间反馈作为主要反馈环。方框示意图viRbAvvIDRLvoFvRe1vfRf例2交流通路vovfvbe=vi-vfvc1vb2vc2vo电压负反馈的重要特点是电路的输出电压趋于维持恒定。例32、电流并联负反馈针对电流放大电路，引入电流并联负反馈改善放大电路的交流指标例1交流通路AIRLRfRe2iIif方框图iIDio例2交流通路例33、电压并联负反馈例1针对互阻放大电路，引入电压并联负反馈改善放大电路的交流指标+-ARIdiRc2BGRfIiIf+-Uo方框图例24、电流串联负反馈例1例2第三节反馈放大电路放大倍数的一般表达式反馈放大电路的方框图1.构成信号源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）Xo基本放大A电路Xid反馈网络FXf–+XiXs变换网络K反馈放大电路的三个环节：放大：idoXXA反馈：ofXXF叠加：fiidXXX基本放大电路AidXoX反馈网络FfX+iX–输出信号输入信号反馈信号净输入信号+2.信号的单向化传输Xo基本放大A电路Xid反馈网络FXf–+XiXs变换网络K信号的正向传输信号的反向传输信号在反馈网络中的正向传输信号在基本放大电路中的反向传输Xo基本放大A电路Xid反馈网络FXf–+XiXs变换网络K信号的正向传输信号的反向传输单向化反馈放大电路增益的一般表达式1.表达式推导开环增益（考虑反馈网络的负载效应）XsXf–FXoAK+XiXididoXXAofXXF反馈系数ioFXXA闭环增益因为idXiXfX所以ioFXXAfidoXXXFXAXXooo/已知FAAA1F即闭环增益的一般表达式又因为siXKX所以soFSXXAKXX/ioFAK对信号源的增益XsXf–FXoAK+XiXid电压串联电压并联电流串联电流并联idXiXfXoXidViVfVoVidIiIfIoIoVidViVfVoIidIiIfIX信号在四种反馈阻态中的具体形式与标注的参考方向有关四种反馈组态中各信号量的比较输出量、输入量、净输入量、反馈量的量纲各不相同。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2.反馈深度的讨论一般负反馈称为反馈深度FA1FAAA1F时，11)1(FA，FAA时，11)2(FA深度负反馈正反馈时，11)3(FA，FAA自激振荡时，01)4(FA，FA3.环路增益.ba.abooXVVXVV环路电压增益=0iXffiidXXXXFAXXVXofo..a.第四节负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的改善•提高增益的稳定性•减少非线性失真•扩展频带•对输入电阻的影响•为改善性能引入负反馈的一般原则•对输出电阻的影响提高增益的稳定性1、闭环时FAAA1F则2F)1(1AFdAdA只考虑幅值有AFAA1FAdAAFAdA11FF即闭环时增益相对变化量减小到开环时的1/(1+AF)倍2、在深度负反馈条件下FA1F即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。•二、减少非线性失真•三、扩展频带•四、负反馈对输入、输出电阻的影响第五节深度负反馈放大电路的分析方法1.深度负反馈的特点即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关11FA由于FAAA1F则FFAA1又因为ioFXXAofXXFifXX代入上式得输入量近似等于反馈量0fiidXXX净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念深度负反馈条件下的近似计算foioXXXXofEEfuRRRu11fEEofRRRuuF11111EfEFRRRFAofuRRRu211211RRRuuFof1211RRRFAuFofeefiRRRi22feeofRRRiiF2222ioiF1efeRRRFiiAoffiRRRifofRRRiiFRRRFiiAfIoiF1fofRuifofRuiF1fioRF1RFiuAfofRuifofRuiF1fioRf1RFiuAeofRiueofRiuFeioGFRFuiA11fofRiufofRiuFfGfRFuiA11io