模拟电子技术课程(第四章负反馈放大电路)

1第4章负反馈放大电路4.1反馈的基本概念4.2负反馈对放大电路性能的影响4.3负反馈放大电路的指标计算4.4负反馈放大电路的自激振荡24.1反馈的基本概念4.1.1反馈的定义4.1.2反馈类型及判断4.1.3负反馈的4种基本组态4.1.4负反馈放大电路增益的一般表达式34.1.1反馈的定义1.反馈：就是将放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部，通过某种电路（称为反馈网络）送回到输入端，与外部所加输入信号共同形成放大电路的输入信号（电压或电流），以影响输出量（电压或电流）的过程。2.反馈放大电路和组成框图++-xixidxfxo基本放大电路反馈网络AFxi：反馈放大电路的输入信号xo：输出信号xf：反馈信号xid：基本放大电路的净输入信号4.1反馈的基本概念44.1.1反馈的定义2.反馈放大电路和组成框图++-xixidxfxo基本放大电路反馈网络AFofxxFiofxxA基本放大电路的增益:A=xo/xid反馈放大电路的增益（闭环增益）:反向传输系数(反馈系数):4.1反馈的基本概念54.1.2反馈类型及判断方法1．直流反馈与交流反馈仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈，或者说，反馈量中只含有直流量时，称为直流反馈；仅在交流通路中存在的反馈称为交流反馈，或者说，反馈量中只含交流量时称为交流反馈。反馈量中既有直流量、又有交流量，这样的反馈称为交、直流反馈4.1反馈的基本概念64.1.2反馈类型及判断方法1．直流反馈与交流反馈Re1引入的反馈既有直流反馈又有交流反馈，而Re2则只有直流反馈。例如：4.1反馈的基本概念74.1.2反馈类型及判断方法2．正反馈与负反馈使净输入信号量xid比没有引入反馈时减小了，这种反馈称为负反馈；使净输入信号量xid比没有引入反馈时增大了，这种反馈称为正反馈。常把区分反馈的正、负，称为区分反馈的极性。（1）定义4.1反馈的基本概念84.1.2反馈类型及判断方法2．正反馈与负反馈（2）瞬时极性法判别反馈电路是正反馈还是负反馈例如：beiieuuuu输入信号ui的瞬时极性为（+），经三极管后，其集电极电位为负，发射极电位为正（+），因而有反馈时放大电路的净输入信号Re1和Re2引入的反馈为负反馈。4.1反馈的基本概念93.电压反馈与电流反馈电压反馈：在输出回路中，若反馈信号取自输出电压，如图(a)所示，即反馈信号直接与输出电压成正比；电流反馈：在输出回路中，若反馈信号取自输出电流，如图(b)所示，即反馈信号直接与输出电流成正比。++-xixidxfAF基本放大电路反馈网络+-uoRL++-xixidxfAF基本放大电路反馈网络+-uoRLio4.1反馈的基本概念104.串联反馈与并联反馈串联反馈:指在放大电路输入回路，反馈网络与基本放大电路串联，如图（a）。并联反馈:指在放大电路输入回路，反馈网络与基本放大电路并联，如图（b）。4.1反馈的基本概念114.1.3负反馈的4种基本组态1.电压串联负反馈ouiduAufuouFuofiuAu开环增益反馈系数闭环增益电压负反馈电路有稳压特性4.1反馈的基本概念122.电流串联负反馈oogidbeiiAuufffroccuuuFiiiogfiiAu闭环互导增益互导开环增益互阻反馈系数电流负反馈：有稳流特性4.1反馈的基本概念133.电压并联负反馈oriduAifgoiFuorfiuAi互导反馈系数开环互阻增益闭环互阻增益电压并联负反馈：有稳压特性4.电流并联负反馈电流负反馈：有稳流特性oiidiAifioiFioifiiAi电流增益电流反馈系数闭环电流增益4.1反馈的基本概念14例试判断图示电路中是否存在反馈，哪些元件引入级间直流反馈，哪些元件引入了级间交流反馈，级间反馈是正反馈还是负反馈？并进一步判断级间交流是电压反馈还是电流反馈？是串联反馈还是并联反馈？解：电路中多处有的反馈。电阻Rf1和Rf2组成的反馈通路引入的是级间直流负反馈T3的输出回路发射极与Re1一同构成的反馈通路既能引起级间直流反馈，又能引起级间交流反馈。该反馈是电流串联负反馈。4.1反馈的基本概念154.1.4负反馈放大电路增益的一般表达式oidxAxfoxFx开环增益反馈系数ofixAx负反馈放大电路增益（闭环增益）ooidfiidfidid1xxAxAAxxxxAFxAF负反馈放大电路增益的一般表达式为f1AAAF即其中：（1+AF）为反馈深度是反映反馈程度的重要指标深度负反馈：11AF164.1.4负反馈放大电路增益的一般表达式讨论反馈深度1AF的值对放大电路的影响11AFfAA1）当时，则称为负反馈；11AFf11AAAFF当时，则称为深度负反馈；11AFfAA2）当时，，说明引入了正反馈后；,称为自激振荡。10(1)AFAFfA3）当时，4.1反馈的基本概念174.2负反馈对放大电路性能的影响4.2.1提高放大倍数的稳定性负反馈条件下,比较闭环增益与开环增益的稳定性:f2ffdd(1)d1d(1)AAAFAAAAFA有反馈时增益的稳定性比无反馈时提高了(1+AF)倍。184.2.2影响输入电阻和输出电阻1.负反馈对输入电阻的影响idiiUrIidfididiifiiiidi(1)UUUAFUUrIIIUAFIifi(1)rAFr开环输入电阻闭环输入电阻(1)串联负反馈使输入电阻增加即1AF引入负反馈后的闭环输入电阻是无反馈的开环输入电阻的倍19(2)并联负反馈使输入电阻减小iiiifiidfididiid1(1)UUUrIIIIAFIUAFIifi1(1)rrAF引入负反馈后的输入电阻为即11AF引入负反馈后的闭环输入电阻是无反馈的开环输入电阻的倍202.负反馈对输出电阻的影响(1)电压负反馈使输出电阻减小忽略反馈网络对It的分流toftUrI闭环输出电阻为1tidtttooUAXAFIIUrr1oofrrAF即11AF引入负反馈后的闭环输出电阻是无反馈的开环输出电阻的倍21(2)电流负反馈使输出电阻增加ttidtootUUIAXAFIrr忽略反馈网络对Vo’的分压(1)tofotUrAFrI闭环输出电阻为1AF引入负反馈后的闭环输出电阻是无反馈的开环输出电阻的倍2.负反馈对输出电阻的影响22负反馈对输入输出电阻的影响(1)串联负反馈使输入电阻增加(2)并联负反馈使输入电阻减小(3)电压负反馈使输出电阻减小(4)电流负反馈使输出电阻增加234.2.3展宽通频带无反馈时的通频带f=fH－fLfH有反馈时的通频带fF=(1+AF)fH放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。4.2.4减小非线性失真负反馈只能减小反馈环内产生的非线性失真244.3深度负反馈放大电路的指标计算4.3.1深度负反馈的特点深度负反馈：11AF放大电路的闭环增益：f1AF和ofiXAXfoXFX根据有ifXXifUUifII串联负反馈：并联负反馈：》》254.3.2深度负反馈条件下放大倍数的计算例1电路如图所示。1）判断电路中引入了哪种极间反馈；2）求出在深度负反馈条件下的闭环增益。1）电路引入级间电压串联负反馈。2）反馈系数e1fuuoe1fRUFURR解：深度负反馈条件下的闭环增益oofufifuue111UURAUUFR4.3深度负反馈放大电路的指标计算264.3.2深度负反馈条件下放大倍数的计算1）电路引入了电流并联级间交流负反馈。2）深度负反馈条件下解：例2电路如图所示。1）判断电路中引入了哪种组态的级间交流负反馈。2）求出在深度负反馈条件下的和。fAusfAe2ife2e2fRIIIRR反馈系数：e2ffioe2e2fRIIFIIRR闭环增益：闭环电压放大倍数：fifie211RAFRoc2c2Lusfssioc2Lc2Lfise2s(//)////(1)UIRRAURIIRRRRRIRRR274.4.1产生自激震荡的原因及条件4.4负反馈放大电路的自激震荡负反馈放大电路在无输入信号时，也能有输出信号产生。这就是负反馈放大电路自激震荡现象。产生的原因：多级RC回路，信号产生附加移相。负反馈放大电路产生自激震荡的条件：10(1)AFAF当时ofi1XAAXAFi0XoX则当输入量时，输出量并不为零。1AF1AFAF(21)180on284.4.2消除自激振荡的常用方法方法：减小反馈深度或引入相位校正网络。措施：在放大电路中加入RC元件组成的校正电路。目的：破坏自激振荡的幅值条件或相位条件。常用的消振电路29本章作业作业P117:4.6,4.10