模拟电子技术第5章负反馈放大电路.ppt

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1、,模拟电子技术第5章 负反馈放大电路,范立南 恩莉 代红艳 李雪飞中国水利水电出版社,第5章 负反馈放大电路,5.1 反馈的基本概念5.2 负反馈放大电路的表达式5.3 负反馈对放大电路性能的影响5.4 负反馈放大电路的自激振荡,所谓反馈，就是将放大的输出信号（电压或电流）的一部分或全部，通过电路的耦合或适当的反馈网络送回到放大器的输入回路中。当反馈信号使输入信号加强时称为正反馈，削弱时称为负反馈。反馈放大电路的组成框图如图所示。,5.1 反馈的基本概念5.1.1 反馈的基本概念和类型,5.1.2 电路中的反馈形式,1反馈与反馈通路判断一个电路是否有反馈，是通过分析电路是否存在反馈通路而进行的

2、。上图所示电路的信号从输入经放大器到输出，只有一个流向，无其他路径，所以不存在反馈，,下图所示电路除了放大器之外，还有一个由R2连接在输出与输入之间的通路。输出信号与输入信号可双向传输，但由于经放大器后输出信号远大于输入信号，所以通过R2的主要信号是从输出端反馈回到输入端的信号，即反馈通路，这种情况称闭环放大器。,2正反馈与负反馈及其判别在闭环放大电路中，由于反馈的作用，使输入量受到影响，输出量也必定受到影响，结果有二种：一种是输出量比无反馈时变大了，这种情况称正反馈；一种是输出量比无反馈时变小了，这种情况称负反馈。两者作用不同，效果不同，应首先判断电路存在的反馈是正反馈还是负反馈，方法为瞬时

3、极性法。,瞬时极性法：将反馈量与输入端的连接处断开，在输入端设某一瞬时极性为“+”（或“”），也可用“”（或“”）表示。按此瞬时极性依次判断放大电路输出端的极性和反馈输出的极性，再与输入端比较，若使净输入信号增大则为正反馈，若使净输入信号减小则为负反馈。,3直流反馈与交流反馈在放大电路中存在直流分量和交流分量，若反馈回来的信号是直流量，则会对电路的直流性能产生影响（如静态工作点），称直流反馈。若反馈回来的信号是交流量，则会对电路的交流性能产生影响（如A、Ri、R0），称交流反馈。若反馈回来的信号既有直流量又有交流量，则对放大电路的交直流性能均有影响，称交直流反馈。,4串联反馈与并联反馈反馈信号

4、可以是电压信号和电流信号，输入信号也可以是电压信号或电流信号，反馈信号与输入信号在输入回路进行比较时，可以有电压形式相加减或电流形式相加减以得到净输入信号。若以电压形式相加减称串联反馈，表明输入信号，反馈信号和净输入信号相串联。若以电流形式相加减称并联反馈，表明输入信号、反馈信号、净输入信号相并联。,5电压反馈与电流反馈电压反馈：反馈信号取自输出电压，即反馈信号与输出电压成正比；电流反馈：反馈信号取自输出电流，即反馈信号与输出电流成正比。判断方法为输出端“短路”法：将输出端短路，若反馈信号取自输出电压，则反馈信号因输出端短路而不存在了，即为电压反馈；反之，反馈信号仍存在，为电流反馈。在输入信号

5、一定时，电压负反馈可以稳定输出电压，电流负反馈可以稳定输出电流。,例：判断静态工作点稳定电路是否存在反馈，是正反馈还是负反馈，是交流反馈还是直流反馈，是串联反馈还是并联反馈，是电压反馈还是电流反馈。,解：按瞬时极性法判断为负反馈，极性如图所示，引入Re后，净输入信号减小，(Ube)。在输入回路中， 与Ube，Uf以电压形式相加减。 ，为串联反馈。反馈信号中既有直流成份，又有交流成份，故为交直流反馈。将输出端短路，反馈路号Uf仍存在，说明Uf不是取自输出电压，而是取自输出电流，故为电流反馈。,例：判断图示电路的反馈类型。解：按瞬时极性可依次推出各处电压的极性，如图所示。A1、A2通过Rf2引入的

6、整体反馈为电压并联负反馈。A1本级局部反馈为电压串联负反馈。A2本级局部反馈为电压并联负反馈。,5.1.3 反馈放大电路的4种组态,1电压串联负反馈电压串联负反馈电路如图示，电压串联负反馈电路的输出量、输入量和反馈量都是电压，串联反馈用电压求和的方式来反映反馈对输入信号的影响。设输入电压为Ui，反馈电压为Uf，则净输入电压 。当Ui一定时，Uf越大， 越小，说明负反馈作用越强。若输出短路，则反馈电压不存在了，所以是电压反馈。,电压串联负反馈电路的输出量为电压，输入量和反馈量为电压，则定义 ，反馈系数为 。反馈系数越大表示反馈作用越强 。,5.1.3 反馈放大电路的4种组态,2电压并联负反馈电压

7、并联负反馈电路如图示，电压并联负反馈电路的输出量为电压，输入量和反馈量都是电流，并联反馈用电流求和的方式来反映反馈对输入信号的影响。设输入电流为 ，反馈电流为 ，则净输入电流 。 越大， 越小，说明负反馈作用越强。,电压并联负反馈电路的输出量为电压，输入量和反馈量为电流，则定义 ，反馈系数为 。反馈系数越大表示反馈作用越强 。,3电流串联负反馈电流串联负反馈电路如图示，输出量为电流，反馈信号与输出电流成正比，在输入回路中反馈量与输入量以电压形式相加减，所以放大倍数为 ，反馈系数为 。,4电流并联负反馈电流并联负反馈电路如图示，其输出量为电流，反馈信号与输出电流成正比，在输入回路中，反馈量与输入

8、量以电流形式相加减，所以放大倍数为 ，反馈系数为 。,5.2 负反馈放大电路的表达式 5.2.1 负反馈放大电路的一般表达式,图示为反馈放大电路的组成框图 ：,5.2.2 负反馈放大电路的计算,1简单负反馈电路的计算简单负反馈放大电路可用以前学过的知识进行分析计算，比如工作点稳定电路，这是一个电流串联负反馈电路，利用h参数等效电路进行计算，,2深度负反馈电路的计算对于经常遇到的深度负反馈电路，可以根据 来进行近似计算，使计算过程简化。当 时， ， ，即 。,5.3 负反馈对放大电路性能的影响 5.3.1 引入负反馈对放大倍数的影响,引入负反馈后，放大倍数是未引入负反馈时的 倍，而 在负反馈时是

9、大于1的，即引入负反馈后放大倍数下降了。,5.3.2 引入负反馈可提高放大倍数的稳定性,引入负反馈后，放大倍数的相对变化量比未引入负反馈时的放大倍数相对变化量减小了，是原来的 倍。,5.3.3 对输入电阻和输出电阻的影响,串联负反馈的输入电阻为：说明串联负反馈可以提高放大器的输入电阻。在并联反馈的情况下：说明并联负反馈可以减小放大器的输入电阻。,2对输出电阻的影响输出电阻是从放大器的输出端往放大器内部看的等效电阻，不包括负载电阻，基本放大器(无反馈)的输出电阻 。 电流反馈时的输出电阻为：说明引入电流负反馈可提高放大器的输出电阻，稳定输出电流。电压反馈时的输出电阻为：说明电压负反馈可减少输出电

10、阻，稳定输出电压。,5.3.4 减小非线性失真,无反馈时输入的正弦波信号可经基本放大电路后产生失真，使正半周幅度值变大，负半周幅值减小。引入负反馈后，经反馈网络后的反馈信号与输入信号进行比较（相减）净输入信号变成了正半周幅值小，负半周幅值大，净输入信号经放大，使输出波形的失真程度得到一定的补偿，,5.3.5 扩展通频带,由于引入负反馈后，放大电路的放大倍数下降了（1+AF）倍。对于同样大小的输入信号，在中频段由于输出信号大，因而反馈信号也大，于是净输入信号变小，从而输出信号降低较多。在低频段和高频段由于输出信号小，反馈信号也小，于是净输入信号被削弱的少，从而输出信号降低的少，即原来使放大倍数下

11、降3dB的频率，加负反馈时不到3dB(设低频段)，也就是加宽了通频带。,5.4 负反馈放大电路的自激振荡,产生自激振荡的原因主要是由于某些元件（如电容、电感）在输入信号频率不同时，产生附加相位移，使原来设计的负反馈电路变成正反馈电路，比如在阻容耦合放大电路中，每增加一个RC回路最大相移增加90（或-90），若有三个RC回路，其相移可能达到180，这时原本设计的负反馈电路由于附加相移增加了180而变为正反馈，如果反馈作用足够大，使反馈信号的幅值等于或大于净输入信号的幅值时，去掉输入信号仍能有输出，即产生自激振荡（Af趋于无穷大）。,消除自激振荡的方法有两种：滞后补偿和超前补偿。滞后补偿是加一补偿电路，如图所示。,其幅频特性如图所示 ：,超前补偿电路如图所示 ：,