模电课件负反馈放大电路的稳定性
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模电课件22第六章负反馈技术
比较器
2
将输出信号与输入信号进行比较，得到
误差信号。
3
控制器
根据误差信号调整控制信号，并将其应
执行器
根据控制信号，执行系统的操作，产生
输出信号。
4
用于系统的输入端。
放大器的基本电路
共射放大器
共基放大器
共集放大器
共射放大器是一种常用的放大器
共基放大器具有较高的输入阻抗
共集放大器具有较低的输入阻抗
电路，具有较高的电压增益和较
负反馈的应用和优点
应用广泛
提高稳定性
降低失真
负反馈技术应用于各种电子
负反馈可以增加系统的稳定
通过减小非线性失真和改善
设备中，包括放大器、滤波
性，减少受温度、电源电压
频率响应，负反馈可以提高
器、电源等。
等因素影响的性能变化。
系统的音质和信号处理能力。
负反馈系统的基本结构
1
传感器
用于感知和采集输入信号的传感器。
模电课件22第六章负反馈
技术
负反馈技术在电子领域发挥着重要作用。本章将介绍负反馈技术的概述、应
用和优点，以及负反馈系统的基本结构。
负反馈技术概述
负反馈技术是一种控制信号的回馈方式，用于改善电子系统的性能和稳定性。
负反馈通过将输出信号与输入信号进行比较，并对其差值进行调整，以减小
系统的误差和非线性失真。
和较低的电压增益，用于特定应
和较高的电流增益，用于驱动负
低的输出阻抗。
用要求。
载电路。
共模反馈电路
共模反馈技术通过将共模信号与差模信号进行比较，减小共模干扰和提高抗
干扰能力。
常见的共模反馈电路包括差分放大器和共模抑制电路。
模拟电子技术---第五章 反馈放大电路及其稳定性分析
第五章 反馈放大电路 及其稳定性分析
§ 5.1 § 5.2 § 5.3 § 5.4
反馈的基本概念与分类 负反馈对放大电路性能的改善 深度负反馈放大电路的分析计算 负反馈放大电路的稳定性分析
及频率补偿
§5.1 反馈的基本概念与分类
一、反馈的基本概念
1. 反馈 — 将电路的输出量(电压或电流)的部分或全 将电路的输出量(电压或电流) 通过一定的元件， 部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回 路并影响输入量(电压或电流) 输出量的过程。 路并影响输入量(电压或电流)和输出量的过程。 2.信号的两种流向 2.信号的两种流向 正向传输： 正向传输：输入 输出 — 开环 反向传输： 反向传输：输出 输入
1.电压串联负反馈 电压串联负 电压串联 uo 经 Rf 与 R1 分压反馈 到输入回路，故有反馈。 到输入回路，故有反馈。 反馈使净输入电压 uid 减 为负反馈。 小，为负反馈。 RL = 0，无反馈，故为电 ，无反馈， 压反馈。 压反馈。 uid = ui uf 故为串联反馈。 故为串联反馈。 Fuu =Uf/ Uo=R1/(R1 + Rf) 为反馈网络的反馈系数。 为反馈网络的反馈系数。
(1-24)
§5.2负反馈对放大电路性能的改善
四、改变放大电路的输入和输出电阻
（一）对输入电阻的影响 1. 串联负反馈使输入电阻增大
ii ui Rif uid Ri
A F
ui uid + uf uid + AFuid Rif = = = ii ii ii
uf AFu id
RS us uid ui uf
A F
RL uo
io
RS us uid ui uf
A F
io
§ 5.1 § 5.2 § 5.3 § 5.4
反馈的基本概念与分类 负反馈对放大电路性能的改善 深度负反馈放大电路的分析计算 负反馈放大电路的稳定性分析
及频率补偿
§5.1 反馈的基本概念与分类
一、反馈的基本概念
1. 反馈 — 将电路的输出量(电压或电流)的部分或全 将电路的输出量(电压或电流) 通过一定的元件， 部，通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回 路并影响输入量(电压或电流) 输出量的过程。 路并影响输入量(电压或电流)和输出量的过程。 2.信号的两种流向 2.信号的两种流向 正向传输： 正向传输：输入 输出 — 开环 反向传输： 反向传输：输出 输入
1.电压串联负反馈 电压串联负 电压串联 uo 经 Rf 与 R1 分压反馈 到输入回路，故有反馈。 到输入回路，故有反馈。 反馈使净输入电压 uid 减 为负反馈。 小，为负反馈。 RL = 0，无反馈，故为电 ，无反馈， 压反馈。 压反馈。 uid = ui uf 故为串联反馈。 故为串联反馈。 Fuu =Uf/ Uo=R1/(R1 + Rf) 为反馈网络的反馈系数。 为反馈网络的反馈系数。
(1-24)
§5.2负反馈对放大电路性能的改善
四、改变放大电路的输入和输出电阻
（一）对输入电阻的影响 1. 串联负反馈使输入电阻增大
ii ui Rif uid Ri
A F
ui uid + uf uid + AFuid Rif = = = ii ii ii
uf AFu id
RS us uid ui uf
A F
RL uo
io
RS us uid ui uf
A F
io
6.6 负反馈放大电路的稳定性
使 A F 180的频率为 fo
使 20 lg AF 0 dB 的频率为fc
20 当 f = fo 时， lg AF 0 dB
即 AF 1 ，满足起振条件，
O A F
0
20 lg AF
fc f fo f
90 180 270
在低频段，因为耦合电容、旁路电容的存在， AF 将 产生超前相移；在高频段，因为极间电容的存在， 将 AF 产生滞后相移；
1、产生的原因
在中频相位关系的基础所产生的这些相移称为附 加相移，表示为 ( F ) 。 A
当附加相移 F n （n为奇数）时，反馈量 A 与中频段相比产生超前或滞后180°，因而净输入量 为：X i X i X f
20 lg AF
fc O A F
0
Gm fo
f f
90 180
Gm 20lg AF
m
f fo
270
稳定的负反馈电路的Gm <0，而且 Gm 越大，电路 越稳定。通常认为Gm ≤－10dB，电路就具有足够的幅 值稳定裕度。
定义f =fc时的 A F 与180°的差值为相位裕度 m 。
在单管放大电路中引入负反馈，因其产生的最大 附加相移为－90°，不满足相位的条件，所以不会产 生自激振荡。 两级放大电路也不会产生自激振荡，因为当附加相 移为±180°时，相应的 AF 0 ，振幅条件不满足。 而当出现三级以上反馈电路时，则容易产生自激振荡。
三、负反馈放大电路稳定性的判断 1、判断的方法
当f =103Hz时， A
180
－20dB/十倍频
20 lg A （2） 当 f =103Hz时， A 180 满足相位条件。
使 20 lg AF 0 dB 的频率为fc
20 当 f = fo 时， lg AF 0 dB
即 AF 1 ，满足起振条件，
O A F
0
20 lg AF
fc f fo f
90 180 270
在低频段，因为耦合电容、旁路电容的存在， AF 将 产生超前相移；在高频段，因为极间电容的存在， 将 AF 产生滞后相移；
1、产生的原因
在中频相位关系的基础所产生的这些相移称为附 加相移，表示为 ( F ) 。 A
当附加相移 F n （n为奇数）时，反馈量 A 与中频段相比产生超前或滞后180°，因而净输入量 为：X i X i X f
20 lg AF
fc O A F
0
Gm fo
f f
90 180
Gm 20lg AF
m
f fo
270
稳定的负反馈电路的Gm <0，而且 Gm 越大，电路 越稳定。通常认为Gm ≤－10dB，电路就具有足够的幅 值稳定裕度。
定义f =fc时的 A F 与180°的差值为相位裕度 m 。
在单管放大电路中引入负反馈，因其产生的最大 附加相移为－90°，不满足相位的条件，所以不会产 生自激振荡。 两级放大电路也不会产生自激振荡，因为当附加相 移为±180°时，相应的 AF 0 ，振幅条件不满足。 而当出现三级以上反馈电路时，则容易产生自激振荡。
三、负反馈放大电路稳定性的判断 1、判断的方法
当f =103Hz时， A
180
－20dB/十倍频
20 lg A （2） 当 f =103Hz时， A 180 满足相位条件。
模拟电子技术基础课件第19讲 负反馈放大电路的稳定性
补偿后
最大附加相 移为-135°
滞后补偿法是 以频带变窄为代 价来消除自激振 荡的。
具有45°的相位 裕度，故电路稳定
2. 密勒补偿
C'
在最低的上限频率所 在回路加补偿电容。
补偿前
C' (1 k )C
在获得同样补偿的 情况下，补偿电容比 简单滞后补偿的电容 小得多。
补偿后
3. RC 滞后补偿：在最低的上限频率所在回路加补偿。
三、负反馈放大电路稳定性的判断
已知环路增益的频率特性来判断闭环后电路的稳定性。 使环路增益下降到0dB的频率，记作fc； 使φA＋φF＝(2n＋1)π 的频率，记作f0。
fc
fc
f0
f0
三、负反馈放大电路稳定性的判断
满足起 振条件
fc
fc
f0
f0
电路不稳定
电路稳定
f0＜ fc，电路不稳定，会产生自激振荡； f0 ＞ fc， 电路稳定，不会产生自激振荡。
A F
A m Fm
(1 j f )(1 j f )(1 j f )
fH1
fH2
fH3
在最低的上限频率所在回
路加补偿电容。 补偿电容
－60dB/十倍频
O
f
f
' H1
fH1
fH2
fH3
1. 简单滞后补偿
A F
A m Fm
(1
j
f
f
' H1
)(1
j
f fH2
)(1
j
f) fH3
补偿后，当f fH2时，20lg A F 0dB。 补偿前
稳定裕度
幅值裕度
fc
f0 φm
负反馈放大电路的稳定性
Xi +
×
–
X i'
基本放大电路 A
Xo
Xf
反馈网络 F
' X X 中频时：X ' 为负反馈。 i i f | X i | ＜| X i | 高频或低频时，放大电路产生的附加相移,若存在一个频率f0， 且当 f＝ f0 时附加相移为nπ，则
' ' Xi Xi Xf 变为正反馈。 | X i |＞| X i | X ' 此时，若满足 X 则Xi=0，仍会有输出信号。 f i
F 0dB。 f H2时， 20 lg A
补偿前
补偿后
滞后补偿法是 以频带变窄为代 价来消除自激振 荡的。 最大附加相 移为-135° f0>fc 且具有45°的相 位裕度，故电路稳定
2. 密勒补偿
在最低的上限频率所 在回路加补偿电容。
C'
补偿前
C' (1 k )C
在获得同样补偿的 情况下，补偿电容比 简单滞后补偿的电容 小得多。
fc
f0
fc
f0
负反馈放大电路稳定性的判断
满足起 振条件
fc f0
fc f0
电路不稳定 若不存在f0，则电路稳定；
电路稳定
若存在f0，且 f0＜ fc，电路不稳定，会产生自激振荡； f0 ＞ fc，电路稳定，不会产生自激振荡。
二. 稳定裕度
只要 f0>fc 电路就稳定，但为了有足够的可靠性， 还要使电路具有一定的稳定裕度。
自激振荡的平衡条件
由以上分析知：
Xi +
×
–
X i'
电路基础原理电路中的负反馈与稳定性分析
电路基础原理电路中的负反馈与稳定性分析随着科技的不断进步，电路技术在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。
在电路设计中，稳定性一直是一个关键问题。
电路的稳定性直接影响到电路的性能和可靠性。
在电路中，负反馈是提高电路稳定性的一种重要手段。
本文将介绍电路基础原理中的负反馈与稳定性分析。
一、负反馈的基本概念在电路中，负反馈是指从输出端向输入端反馈一定比例的信号，目的是减小电路增益，从而提高电路的稳定性和可靠性。
负反馈可以通过加入反馈电阻、反馈电容以及反馈变压器等方式实现。
其中，反馈电阻是应用最为广泛的一种方式。
负反馈的作用是抑制电路的输出变化，这种变化可以来自电源、环境、温度等因素的影响。
通过反馈回路将一部分输出信号返回到输入端，可以使得输入信号与输出信号之间的差别减小，以此达到稳定输出信号的效果。
二、电路中的稳定性分析电路的稳定性是指电路在不同工作状态下的输出值的变化幅度。
稳定性是一种性能指标，是评价电路可靠性和工作效率的重要指标。
在电路中引入负反馈可以提高电路的稳定性。
为了更好地分析电路的稳定性，需要了解电路中的增益和相位。
增益是指电路信号输入与输出之间的比值，是电路性能的一种重要指标。
而相位是指输入信号与输出信号之间的时间延迟。
通过增益和相位可以得到一个电路的传递函数。
传递函数是描述电路输入与输出之间关系的函数，可以用于分析电路的稳定性。
如果电路的相位差大于180度，就容易产生正反馈效应，从而引起电路崩溃。
因此，在分析电路稳定性时需要注意电路的相位问题。
三、负反馈电路的稳定性分析负反馈电路是提高电路稳定性的一种有效手段。
在负反馈电路中，输出信号与输入信号之间的差别越小，电路的稳定性就越好。
在分析负反馈电路稳定性时，需要考虑以下三个因素：反馈电路的增益、电路的传递函数以及反馈系数。
当电路的输入成为电路中的输出信号，输出信号又通过反馈电路返回到输入端，形成一个闭环回路。
因此，在计算反馈电路的总增益时需要考虑闭环增益和开环增益的差别。
负反馈放大器(模拟电子)技术基础知识教育学习课件PPT78页
模拟电子
负反馈放大器技术基础知识 教育学习课件
负反馈放大器
§1.1 反馈的基本概念及基本方程 §1.2 负反馈对放大器性能影响 §1.3 负反馈放大器计算（深负反馈）
§1.4 反馈放大器的稳定性
§例题
判断反馈类型 深负反馈负反馈放大器计算
负反馈放大器
负反馈在放大电路中得到广泛的 应用，因为它具有自动调节作用，不仅 能稳定静态工作点，且能改善放大器的 交流性能。 如：稳定放大器的交流增益
因为 Vi’=Vi-Vf 所以 负反馈
§1.1 反馈的基本概念及基本方程
1.电压、串联、负反馈
因为 Vi’=Vi-Vf 所以 负反馈
§1.1 反馈的基本概念及基本方程
5.电流、并联、负反馈
§1.1 反馈的基本概念及基本方程
总结： 1. 反馈有交、直流之分
当存在反馈信号时， 若 Xi’<Xi 为负反馈。反之为 正反馈
三.电压、串联、负反馈
§1.3 负反馈放大器计算（深负反馈）
四. 电流、并联、负反馈
* 一定要负反馈
§1.2 负反馈对放大器性能影响
例：加何种反馈，能实现如下要求
§1.2 负反馈对放大器性能影响
1．提高输入电阻 答案：e3→e1 ，接Rf ，电流、串联、负反馈
2．减小输出电阻（提高带负载能力） 答案： c3→b1 ，电压、并联、负反馈
负载变化时，输出电压变化小 即输出电压稳定 3．保持IC3基本不变（稳定输出电流） 答案： 同一
1.电压反馈恒定输出电压 电流反馈恒定输出电流
§1.2 负反馈对放大器性能影响
一. 负反馈提高了增益稳定性
因为
两边对A求导
则
可见：
1.引入负反馈后，放大器增益稳定性上升 且反馈越深，增益稳定性越高
负反馈放大器技术基础知识 教育学习课件
负反馈放大器
§1.1 反馈的基本概念及基本方程 §1.2 负反馈对放大器性能影响 §1.3 负反馈放大器计算（深负反馈）
§1.4 反馈放大器的稳定性
§例题
判断反馈类型 深负反馈负反馈放大器计算
负反馈放大器
负反馈在放大电路中得到广泛的 应用，因为它具有自动调节作用，不仅 能稳定静态工作点，且能改善放大器的 交流性能。 如：稳定放大器的交流增益
因为 Vi’=Vi-Vf 所以 负反馈
§1.1 反馈的基本概念及基本方程
1.电压、串联、负反馈
因为 Vi’=Vi-Vf 所以 负反馈
§1.1 反馈的基本概念及基本方程
5.电流、并联、负反馈
§1.1 反馈的基本概念及基本方程
总结： 1. 反馈有交、直流之分
当存在反馈信号时， 若 Xi’<Xi 为负反馈。反之为 正反馈
三.电压、串联、负反馈
§1.3 负反馈放大器计算（深负反馈）
四. 电流、并联、负反馈
* 一定要负反馈
§1.2 负反馈对放大器性能影响
例：加何种反馈，能实现如下要求
§1.2 负反馈对放大器性能影响
1．提高输入电阻 答案：e3→e1 ，接Rf ，电流、串联、负反馈
2．减小输出电阻（提高带负载能力） 答案： c3→b1 ，电压、并联、负反馈
负载变化时，输出电压变化小 即输出电压稳定 3．保持IC3基本不变（稳定输出电流） 答案： 同一
1.电压反馈恒定输出电压 电流反馈恒定输出电流
§1.2 负反馈对放大器性能影响
一. 负反馈提高了增益稳定性
因为
两边对A求导
则
可见：
1.引入负反馈后，放大器增益稳定性上升 且反馈越深，增益稳定性越高
第04章__负反馈放大电路PPT课件
8
利用瞬时极性法判断负反馈
(1)设接“地”参考点的电位为零，在某点对 “地”电压（即电位）的正半周，该点交流电位的 瞬时极性为正；在负半周则为负。
(2)设基极瞬时极性为正，根据集电极瞬时极性 与基极相反、发射极(接有发射极电阻而无旁路电 容时)瞬时极性与基极相同的原则，标出相关各点 的瞬时极性。
－
4.1.1 反馈的基本概念
所谓反馈，是指将放大电路输出量（电压或电流）的一部分或全部， 通过某种电路（称为反馈网络）送回到输入回路的过程。
正向传输
X i
+
X id
-
基本放大电路
A
X o
引入反馈后，电路成为一个闭 合环路，称为闭环放大电路；无
X f
反馈通路的放大电路也称为开环
放大电路。
反向传输
反馈网络
4.3.1 提高闭环增益稳定性 4.3.2 对输入和输出电阻的影响 4.3.3 展宽通频带 4.3.4 减小负反馈环内非线性失真
28
4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.1 提高闭环增益稳定性
放大电路的闭环增益和开环增益有如下关系：
A f
A 1 A F
当只考虑幅值时有
A Af 1 AF
（1）
反馈信号与输入信号并联，即
反馈馈信信号号与与输3输入．入信串信号联号以串电反联压馈， 形即 式与反 作并联反馈
反馈信号与输入信号以电流形 式作比较，称为并联反馈。
比较，称为串联反馈。
如果反馈信4号．取电压反馈与电流反馈如果反馈信号取自输出电流，
自输出电压，叫
叫电流反馈。
电压反馈。
7
4.2.2 反馈的分类及判别
1. 正反馈与负反馈
利用瞬时极性法判断负反馈
(1)设接“地”参考点的电位为零，在某点对 “地”电压（即电位）的正半周，该点交流电位的 瞬时极性为正；在负半周则为负。
(2)设基极瞬时极性为正，根据集电极瞬时极性 与基极相反、发射极(接有发射极电阻而无旁路电 容时)瞬时极性与基极相同的原则，标出相关各点 的瞬时极性。
－
4.1.1 反馈的基本概念
所谓反馈，是指将放大电路输出量（电压或电流）的一部分或全部， 通过某种电路（称为反馈网络）送回到输入回路的过程。
正向传输
X i
+
X id
-
基本放大电路
A
X o
引入反馈后，电路成为一个闭 合环路，称为闭环放大电路；无
X f
反馈通路的放大电路也称为开环
放大电路。
反向传输
反馈网络
4.3.1 提高闭环增益稳定性 4.3.2 对输入和输出电阻的影响 4.3.3 展宽通频带 4.3.4 减小负反馈环内非线性失真
28
4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.1 提高闭环增益稳定性
放大电路的闭环增益和开环增益有如下关系：
A f
A 1 A F
当只考虑幅值时有
A Af 1 AF
（1）
反馈信号与输入信号并联，即
反馈馈信信号号与与输3输入．入信串信号联号以串电反联压馈， 形即 式与反 作并联反馈
反馈信号与输入信号以电流形 式作比较，称为并联反馈。
比较，称为串联反馈。
如果反馈信4号．取电压反馈与电流反馈如果反馈信号取自输出电流，
自输出电压，叫
叫电流反馈。
电压反馈。
7
4.2.2 反馈的分类及判别
1. 正反馈与负反馈
模电课件第六章负反馈技术new
+ u- i
ii id
R1 Re3
2019/10/30
R i 模电课件
Rem -EE
Ro
【例3】电路的级间反馈满足深度负反馈条件，
试估算电路的闭环电压增益。
反馈组态： 电压并联负反馈
ii if ; id 0;
if
uO RF
ui R1ii
uO RF
R1
A uf
uO ui
RF
uf
RF R1
2019/10/30
RC1
if
R1
RC2 RC3 RF
+EC + -uO
+ R1 u-i
ii id
R1 Re3
is =ui/R1
模电课件
Rem -EE
反馈组态：电压并联负反馈
Rif R1Rif R1
RofRc3//Ro f0
RC1
if
R1
RC2 RC3 RF
+EC + -uO
例：若设原来的开环增益表达式为：
A(jf) (1j
A f)1(j f
)1(j
f
)
f1
f2
f3
零极点相抵消，则开环增 益的表A1达式为：A2
如果选择R、C的值，
使
f2' f2
A(jf)
Rφ
(1Cj φ
f
A )(1 j
f ) 80
f1'
f3 60
那么加RC补偿后的开环增 40
· b‘ -45o ·(-135o)
为 使m 反馈T系(0 统) 稳( 定1工80作)0,
T ( )
5负反馈放大电路的稳定性(精)
180
o
0°
通常把Gm称为增益裕度、 电路不会自激 -90° 若有 m 为相位裕度。
那么根据 Xid =Xi - Xf 得 Uid =Ui -(-Uf ) > Ui 或 Iid = Ii - ( -If ) > Ii 若反馈信号Uf 强至在没有输入信号 Ui 时,仅凭反馈信号Uf 就有Uo 输出,即 Uid = 0 - Uf = -F· UO Uo= A· Uid = -A· Uf = -A· F· Uo 此时 -A· F=1 本页完 继续
自
激
振
荡
的
条
件
负 反 馈 放 大 电 路 稳 定 工 作 的 条 件 负 反 馈 放 大 电 路 稳 定 性 的 分 析
返回
负反馈放大电路的稳定问题
具体波形 一、负反馈放大电路的 如图所示 自激及稳定工作的条件
1.自激振荡现象 负反馈电路正常工作的相 位条件(Xf 与Xi 同相 )
a+ f = 2n180°,n=1,2, …,
本页完 继续
负反馈放大电路的稳定问题
一、负反馈放大电路的 自激及稳定工作的条件
2.稳定工作条件
20lg |AF |/dB 20lg|A· F | ≥0, 产生自激振荡。 20lg |A· F | < 相位既反相 0电路稳定工作 此时某一频率 180 , ,又 a =F|≥1), - 180° 产生自激振荡。 20lg|AF|≥0(| A 产生自激。
a( o)
-180° m = a( o) - ( -180°) =180°+ a( o)
本页完 继续
负反馈放大电路的稳定问题
一、负反馈放大电路的 自激及稳定工作的条件
2.稳定工作条件 由图线分析稳定工作条件 若 m = a( o) - ( -180°) =180°+ a( o) >0 电路不会自激 同理若
o
0°
通常把Gm称为增益裕度、 电路不会自激 -90° 若有 m 为相位裕度。
那么根据 Xid =Xi - Xf 得 Uid =Ui -(-Uf ) > Ui 或 Iid = Ii - ( -If ) > Ii 若反馈信号Uf 强至在没有输入信号 Ui 时,仅凭反馈信号Uf 就有Uo 输出,即 Uid = 0 - Uf = -F· UO Uo= A· Uid = -A· Uf = -A· F· Uo 此时 -A· F=1 本页完 继续
自
激
振
荡
的
条
件
负 反 馈 放 大 电 路 稳 定 工 作 的 条 件 负 反 馈 放 大 电 路 稳 定 性 的 分 析
返回
负反馈放大电路的稳定问题
具体波形 一、负反馈放大电路的 如图所示 自激及稳定工作的条件
1.自激振荡现象 负反馈电路正常工作的相 位条件(Xf 与Xi 同相 )
a+ f = 2n180°,n=1,2, …,
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负反馈放大电路的稳定问题
一、负反馈放大电路的 自激及稳定工作的条件
2.稳定工作条件
20lg |AF |/dB 20lg|A· F | ≥0, 产生自激振荡。 20lg |A· F | < 相位既反相 0电路稳定工作 此时某一频率 180 , ,又 a =F|≥1), - 180° 产生自激振荡。 20lg|AF|≥0(| A 产生自激。
a( o)
-180° m = a( o) - ( -180°) =180°+ a( o)
本页完 继续
负反馈放大电路的稳定问题
一、负反馈放大电路的 自激及稳定工作的条件
2.稳定工作条件 由图线分析稳定工作条件 若 m = a( o) - ( -180°) =180°+ a( o) >0 电路不会自激 同理若
高二物理竞赛课件负反馈放大电路的稳定问题
注：输入端求和的相位（-1）不包含在内
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 • 对输入电阻和输出电阻的影响 • 为改善性能引入负反馈的一般原则 • 分析负反馈放大电路的一般步骤
提高增益的稳定性
闭环时
A F
A 1 A F
只考虑幅值有
A AF 1 AF
Vp
R5 R5 R6
Vo 3
Vp
R4 R3 R4
闭环电压增益
Vo
AVF
Vo Vi
则反馈系数为
FV
VVof
R4 R3 R4
R5 R6 R5
R8 R7 R8
1 FV
(R3 R4 )R5 (R7 R8 )
R4 (R5 R6 )R8 end
7.5 自激及稳定工作条件
1. 自激振荡现象
在不加任何输
Xi +
Xid
基本放大
Xo
入信号的情况下，
电路 A
–
放大电路仍会产生
一定频率的信号输
Xf
出。
反馈网络
F
2. 产生原因
A 和F在高频区或低频区产生的附加相移达到180，使中 频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈，当满足了一 定的幅值条件时，便产生自激振荡。
7.5 自激及稳定工作条件
3. 自激振荡条件
闭环增益
A F
A 1 A F
–1 Vid 基本放大电路
Vo
A
Vf
反馈深度 1 A F 0 时，
自激振荡
反馈网络 F
即 A F 1 （A F 为环路增益）
又 A F A ( ) F ( ) a ( ) f ( )
模电—6负反馈放大电路解析PPT课件
+VCC
+
V
R3 uO
u
i
_
+Vcc
R2
R3
R1
+
R4
u-O
(b)
模拟电子技术基础
例题:试判断下列电路中的反馈组态。
主讲：刘童娜
R2
R4
R1
ui
V
－
∞
R3
+
A 1
+
－∞
+
A 2
+
V
uO
R5 R6
(c)
模拟电子技术基础 反馈组态判断举例（交流）
主讲：刘童娜
电压并联负反馈
模拟电子技术基础
例题:试判断下列电路中的反馈组态。
即
A f
=
A 1 + A F
(1 + A F ) 称为反馈深度
=
uO iI
④
电流并联负反馈：
Aiif
=
iO iI
模拟电子技术基础 6.3 负反馈放大电路增益的一般表达式
主讲：刘童娜
负反馈放大电路中各种信号量的含义
模拟电子技术基础
主讲：刘童娜
6.3 负反馈放大电路增益的一般表达式
2. 反馈深度讨论
一般情况下，A和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影
响时，Af、A和F分别用A f 、A 和F 表示。
主讲：刘童娜
6.3 负反馈放大电路增益的一般表达式
1. 闭环增益的一般表达式
已知 A = xo 开环增益 xid
F = xf 反馈系数 xo
Af
=
xo xi
闭环增益
因为 xid = xi - xf
Chapter6_1负反馈放大器及其稳定性
描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即
反馈网络的取样形式。
将输出电压的一部分或全部
引回到输入回路来影响净输 入量的为电压反馈，即
U X o o
将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入 量的为电流反馈，即 X I
o o
电子线路
2. 串联反馈和并联反馈
描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即
加恒流源信号？
电压并联负反馈 电子线路 电流并联负反馈
三、反馈的判断
1. “找联系”：找输出回路与输入回路的联系，若有则有反馈，
否则无反馈。
有反馈吗？
无反馈
既在输入回路 又在输出回路
将输出电压全 部反馈回去 电子线路
2. 直流反馈和交流反馈的判断
“看通路”，即看反馈是存在于直流通路还是交流通路。
引入了串联反馈
iN iI iF
引入了并联反馈 电子线路
6.分立元件放大电路中反馈的分析
图示电路有无引入反馈？是直流反馈还是交流反馈？是正反
馈还是负反馈？若为交流负反馈，其组态为哪种？
作用？
_ + _ + + +
1. 若从第三级射极输 出，则电路引入了哪种 组态的交流负反馈？ 2. 若在第三级的射极 加旁路电容，则反馈 的性质有何变化？
为什么?
为什么?
A vsf
电子线路
U 1 1 Uo U U o o o R R I f Rs Fiu Rs U I I s s s i s
2. 深度负反馈时电压增益估算
I f F g U o
u N uO iR2 R2
I 1 f Fiu Uo R2
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－反1馈80量，，但设已反接馈近系正 反数馈F的2=1范0-畴3，，闭因环此波当 信特号图频与率开接环近的1波06H特z 时图，交即P'P点‘点，时对，应放的大 倍数就有所提高。 附加相移A=－135， 不满足相位条件，
不自激。
再此进时一放步大加电大路反
有馈量40，dB设的反馈增系益数， F3=10-2，闭环波特 图AF与=开10环2 ×波1特0-图2=交1，
此课件下载可自行编辑修改，供参考！ 感谢您的支持，我们努力做得更好！
1、当 af (2n1)18使0 AF 1 2、当 AF 1 使 af (2n1)180
在靠近主极点的地方加电容
例6.5：有一负反馈放大电路的频率特性表达式
如下:
A v(f)V V iod(1j1f50 )1( 1j1 50 f60 )1(j1f70 )
1.试判断放大电路是否可能自激,
2.如果自激使用电容补偿消除之。 解：先作出幅频特性曲线和相频特性曲线，
图6.23 以20lg|Av |为Y坐标的波特图 （动画6-5）
相根频据特给性定曲的线频的率Y
坐特在标高性是频方附段程加有，相三放移个大电极A。路点 当频率A=f－p1、18f0p2时和，fp3即。图
中1的05代S点表对中应频的电频压率放称 为大于临是倍界可数频画（率出1f0c幅0。d度当B）频f=，率fc 时特反性馈曲信线号和与相输位入频信率 号特同性相曲，线负。反总馈的变相成频
F 越大，水平线
20
lg
1 F
下移，越
容易自激
基A本F放大1点电
F 越大，表明 基F本增放大大 反馈深度越深, 越容易自激。
环路增益波特图
AF 1 2l0 g A F 2l0 g A 2l0 1 g /F
图6.24 环路增益波特图 (动画6-6)
4. 稳定裕度: 相位裕度m≥45 幅度裕度| Gm | ≥10 dB
频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反 馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自 激振荡。
在许多情况下反馈电路是由电阻构成的，
所以F=0 ，AF = A+F= A。
6.5.1 负反馈放大电路的自激条件
当1 A F = 0，闭环放大倍数无穷大，
也就是不需要输入,放大电路就有输出，放大电路产 生了自激。
4. 判断自激的条件
根据以上讨论，可将环路增益波特图分为三种情况， 如图6.25所示。临界频率fc(180)大于切割频率f 0 则电路稳定。
(a)稳定:fc>f0 ,Gm<0dB (b)自激: fc<f0 ,Gm>0dB (c)临界状态: fc=f0, Gm=0dB
图6.25 判断自激的实用方法
消除自激的条件
正P"好点满，足对放应大的电附路加
自相放激大移的电A幅路=－度的1条工80件作。，频当率
放提大高电到路对产应生P"自点激处。 的频率时，满足自激 此大的反时相馈F位是系条可数件取。。得的最
P6点.5交.1在自20激lg A及 的稳-2定0dB工/十作倍条频程件处，放大电路是稳定的。
5. 负反馈放大电路稳定性分析
如图6.24所示。
图6.26 利用电容补偿消除自激振荡 （动画6-7）
由A=－180可确
定临界自激线，所以反 馈量使闭环增益在 60dB以下时均可产生 自激。
加电容补偿，改变 极点频率fp1的位置至 102 Hz处，从新的相频
特性曲线可知，在f 0处
有45的相位裕量。因 此负反馈放大电路稳定， 可消除原来的自激。此 时反馈系数F=0.1。
Af
=1AAF
xo xi
6.5.1 自激及稳定工作条件
3. 自激振荡条件
闭环增益
AF
A 1 AF
–1 Vid 基本放大电路
Vo
A
Vf
反馈深度 1 AF 0 时 ，
自激振荡
反馈网络 F
即 A F 1（AF 为环路增益）
得自激振荡条件
A (k)F (k)1
幅值条件
a (k )f(k ) (2 n 1 ) 1 8相0 位条件（附加相移）
了特正性反曲馈线，是只用要每信个号极 幅点度频满率足的要相求频，特即性可曲
线合成而得到的。 自激。
6.5.1 自激及稳定工作条件
负反馈放大电路稳定性分析
对于幅度条件 AF 1 2l0 A g F 2l0 A g 2l0 1 g /F 0 dB
一般 F 与频率无关，
则
20
lg
1 F
的幅频响应是一条水平线
若该点 a 135满足相位裕度，稳定；否则不稳定。
或 在相频响应的 a 135点处作垂线交 20 lg A 于P点
若P点在 20 lg
1 F
水平线之下，稳定；否则不稳定。
设反馈系数F1=10-4， 闭环波特图与开环的 波特图交P点，对应的
附加相移A=－90，
不满足相位条件，不 自激。
此进时一步A加虽大不负是
水平线
20
lg
1 F
与20lg A
的交点为
20
lg
1 F
即该点满足 A F 1
20lg A
6.5.1 自激及稳定工作条件
判断稳定性方法
(1) 作出 A 的幅频响应和相频响应波特图
(2)
作
20
lg
1 F
水平线
(3) 判断是否满足相位裕度 m 45
在水平线
2频响应曲线的一点
负反馈可以改善放大电路的性能指标，越大 越好吗？
6.5.1 负反馈放大电路的自激条件 6.5.2 用波特图判断负反馈放大电路的自激
6.5.1 自激及稳定工作条件
1. 自激振荡现象
在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一 定频率的信号输出。
2. 产生原因
由于存在RC回路，在高频区或低频区
产生附加相移ΔAF，当ΔAF达到180，使中
6.5.2 负反馈放大电路的自激
1. 波特图的绘制 2. 放大电路自激的判断 3. 环路增益波特图的引入 4. 判断自激的条件
1. 波特图的绘制
有效地判断放大电路是否能自激的方法，可用 波特图。
例：有一个三极点直接耦合开环放大电路的频率特 性方程式如下:
A vV V iod(1j1f4 0)1 (1j15 0f6 0)1 (j1f7 0)
不自激。
再此进时一放步大加电大路反
有馈量40，dB设的反馈增系益数， F3=10-2，闭环波特 图AF与=开10环2 ×波1特0-图2=交1，
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1、当 af (2n1)18使0 AF 1 2、当 AF 1 使 af (2n1)180
在靠近主极点的地方加电容
例6.5：有一负反馈放大电路的频率特性表达式
如下:
A v(f)V V iod(1j1f50 )1( 1j1 50 f60 )1(j1f70 )
1.试判断放大电路是否可能自激,
2.如果自激使用电容补偿消除之。 解：先作出幅频特性曲线和相频特性曲线，
图6.23 以20lg|Av |为Y坐标的波特图 （动画6-5）
相根频据特给性定曲的线频的率Y
坐特在标高性是频方附段程加有，相三放移个大电极A。路点 当频率A=f－p1、18f0p2时和，fp3即。图
中1的05代S点表对中应频的电频压率放称 为大于临是倍界可数频画（率出1f0c幅0。d度当B）频f=，率fc 时特反性馈曲信线号和与相输位入频信率 号特同性相曲，线负。反总馈的变相成频
F 越大，水平线
20
lg
1 F
下移，越
容易自激
基A本F放大1点电
F 越大，表明 基F本增放大大 反馈深度越深, 越容易自激。
环路增益波特图
AF 1 2l0 g A F 2l0 g A 2l0 1 g /F
图6.24 环路增益波特图 (动画6-6)
4. 稳定裕度: 相位裕度m≥45 幅度裕度| Gm | ≥10 dB
频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反 馈，当满足了一定的幅值条件时，便产生自 激振荡。
在许多情况下反馈电路是由电阻构成的，
所以F=0 ，AF = A+F= A。
6.5.1 负反馈放大电路的自激条件
当1 A F = 0，闭环放大倍数无穷大，
也就是不需要输入,放大电路就有输出，放大电路产 生了自激。
4. 判断自激的条件
根据以上讨论，可将环路增益波特图分为三种情况， 如图6.25所示。临界频率fc(180)大于切割频率f 0 则电路稳定。
(a)稳定:fc>f0 ,Gm<0dB (b)自激: fc<f0 ,Gm>0dB (c)临界状态: fc=f0, Gm=0dB
图6.25 判断自激的实用方法
消除自激的条件
正P"好点满，足对放应大的电附路加
自相放激大移的电A幅路=－度的1条工80件作。，频当率
放提大高电到路对产应生P"自点激处。 的频率时，满足自激 此大的反时相馈F位是系条可数件取。。得的最
P6点.5交.1在自20激lg A及 的稳-2定0dB工/十作倍条频程件处，放大电路是稳定的。
5. 负反馈放大电路稳定性分析
如图6.24所示。
图6.26 利用电容补偿消除自激振荡 （动画6-7）
由A=－180可确
定临界自激线，所以反 馈量使闭环增益在 60dB以下时均可产生 自激。
加电容补偿，改变 极点频率fp1的位置至 102 Hz处，从新的相频
特性曲线可知，在f 0处
有45的相位裕量。因 此负反馈放大电路稳定， 可消除原来的自激。此 时反馈系数F=0.1。
Af
=1AAF
xo xi
6.5.1 自激及稳定工作条件
3. 自激振荡条件
闭环增益
AF
A 1 AF
–1 Vid 基本放大电路
Vo
A
Vf
反馈深度 1 AF 0 时 ，
自激振荡
反馈网络 F
即 A F 1（AF 为环路增益）
得自激振荡条件
A (k)F (k)1
幅值条件
a (k )f(k ) (2 n 1 ) 1 8相0 位条件（附加相移）
了特正性反曲馈线，是只用要每信个号极 幅点度频满率足的要相求频，特即性可曲
线合成而得到的。 自激。
6.5.1 自激及稳定工作条件
负反馈放大电路稳定性分析
对于幅度条件 AF 1 2l0 A g F 2l0 A g 2l0 1 g /F 0 dB
一般 F 与频率无关，
则
20
lg
1 F
的幅频响应是一条水平线
若该点 a 135满足相位裕度，稳定；否则不稳定。
或 在相频响应的 a 135点处作垂线交 20 lg A 于P点
若P点在 20 lg
1 F
水平线之下，稳定；否则不稳定。
设反馈系数F1=10-4， 闭环波特图与开环的 波特图交P点，对应的
附加相移A=－90，
不满足相位条件，不 自激。
此进时一步A加虽大不负是
水平线
20
lg
1 F
与20lg A
的交点为
20
lg
1 F
即该点满足 A F 1
20lg A
6.5.1 自激及稳定工作条件
判断稳定性方法
(1) 作出 A 的幅频响应和相频响应波特图
(2)
作
20
lg
1 F
水平线
(3) 判断是否满足相位裕度 m 45
在水平线
2频响应曲线的一点
负反馈可以改善放大电路的性能指标，越大 越好吗？
6.5.1 负反馈放大电路的自激条件 6.5.2 用波特图判断负反馈放大电路的自激
6.5.1 自激及稳定工作条件
1. 自激振荡现象
在不加任何输入信号的情况下，放大电路仍会产生一 定频率的信号输出。
2. 产生原因
由于存在RC回路，在高频区或低频区
产生附加相移ΔAF，当ΔAF达到180，使中
6.5.2 负反馈放大电路的自激
1. 波特图的绘制 2. 放大电路自激的判断 3. 环路增益波特图的引入 4. 判断自激的条件
1. 波特图的绘制
有效地判断放大电路是否能自激的方法，可用 波特图。
例：有一个三极点直接耦合开环放大电路的频率特 性方程式如下:
A vV V iod(1j1f4 0)1 (1j15 0f6 0)1 (j1f7 0)