第07节反馈放大电路

说明
负反馈 正反馈
✓负反馈具有自动调整作用，可改善放大器性能。
例：某原因 xo xf xi ( xi xf ) xo
负反馈的自动调整作用是以牺牲增益为代价的。
✓正反馈使放大器工作不稳定，多用于振荡器中。
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第七章 反馈放大电路
7.1.2 四种类型负反馈放大器
根据输出端连接方式
▪ 电压反馈
判断是否为反馈电路
看电路输出与输入之间是否接 xi
xi A
xo
有元件，若有则为反馈电路，该
xf
元件即为反馈元件。
kf
例1
vi
VCC
Rf
RC
vo
例2
VCC
RB1 RC
+
v+-i RB2
RE
vo
-
Rf为反馈元件。
RE为反馈元件。
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第七章 反馈放大电路
判断反馈类型 — 采用短路法
RS
vs+- v+-i +-vi Av
7.2 负反馈对放大器性能的影响
7.2.1 降低增益
由
Af
A 1 Akf
A F
得知：
反馈越深，电路增益越小。
注：当取源增益时，上式依然成立，即
Afs
AS 1 ASkf
AS FS
7.2.2 减小增益灵敏度（或提高增益稳定性）
定义
SA Af
Af / Af A / A
A Af
Af A
A Af Af A
xo xo / x A A xi xf 1 xf / x 1 Akf F
反馈深度 F 1 Akf 1 T
环路增益 T xf / x Akf
反馈深度F（或环路增益T）是衡量反馈强弱的一项重 要指标。其值直接影响电路性能。
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第七章 反馈放大电路
反馈极性
由于净输入信号 xi xi xf ▪ 若 xf 削弱了xi，使 xi < xi ▪ 若 xf 增强了xi，使 xi > xi
Ast ：负载开路时，基本 放大器源增益。
xs 基 + Ro
xf
放 - Ast xs
反馈 网络
由定义得Rof电路模型：
由图 i (v Ast xs) / Ro xs xf kf v
得
Rof
v i
Ro 1 Astkf
Ro Fst
令xs=0 xf
xs 基 + Ro 放 - Ast xs
反馈 网络
由 Af 1 ----(1)
A 1 Akf
得
Af A
1 (1 Akf )2
----(2)
(2)(1)得
SA Af
1 1 Akf
1 F
反馈越深，增益灵敏度越小。
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第七章 反馈放大电路
7.2.3 改变输入、输出电阻
输入电阻
ii
▪ 串联反馈
基放输入电阻 Ri vi / ii 环路增益 T vf / vi Akf
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第七章 反馈放大电路
四种类型负反馈放大器增益表达式
▪ 电压串联负反馈
开环电压增益 Av vo / vi
RS
vs+- v+-i +-vi Av
电压反馈系数 kfv vf / vo 闭环电压增益 Avf Av /(1 Avkfv )
v+-f kfv
▪ 电压并联负反馈
开环互阻增益 Ar vo / ii
在输出端，凡反馈网络与基本放大器并接，反馈信号取
自负载上输出电压的反馈称为电压反馈。 输出量 xo = vo
xi
xi A
xf kf
+ RL vo xi
-
xi A io RL
xf
kf
▪ 电流反馈
在输出端，凡反馈网络与基本放大器串接，反馈信号取
自负载中输出电流的反馈称为电流反馈。 输出量 xo = io
iS
互导反馈系数 kfg if / vo
闭环互阻增益 Arf Ar /(1 Arkfg )
ii ii RS if Ar
kfg
退出
+ RL vo
+ RL vo -
第七章 反馈放大电路
▪ 电流串联负反馈
开环互导增益 Ag io / vi
RS
vs+- v+-i +-vi Ag
互阻反馈系数 kfr vf / io 闭环互导增益 Agf Ag /(1 Ag kfr )
+
RL vo
iS
-
ii ii
io
RS if Ai
RL
v+-f kfv
kfi
▪ 判断电压与电流反馈
假设输出端交流短路，若反馈信号消失，则为电压反 馈；反之为电流反馈。
▪ 判断串联与并联反馈
假设输入端交流短路，若反馈作用消失，则为并联反 馈；反之为串联反馈。
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第七章 反馈放大电路
判断反馈极性 — 采用瞬时极性法
电流串联正反馈
Rf
R1 ○+ v+-s ○+ + A
○+ vo
电压串联负反馈
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第七章 反馈放大电路
例4 判断下列电路的反馈极性和反馈类型。
RC1
RC2
Rs○+
○+
vi
T1 T2
VCC RC3
vo
○+
T3
○+
R1 Rf
RE2
电流串联负反馈
VEE
RC1
RC2
○-
vi
RS
○+
T1
T2
VCC
Rf
RE
○-
退出
第七四章种反类馈型放的大电反路馈阻态
1. 类型
输入端：反馈信号在输入端的联接分为串联和并联两种方式。
输出端：反馈信号在输出端分为取电压和取电流两种方式。
由此可组成四种阻态：
电压串联 电压并联
2. 四种阻态的判断方法
并联：反馈量 Xf 和 输入量 Xi 接于同一输入端。
串联：反馈量 Xf 和 输入量 Xi 接于不同的输入端。
RB1 RC
VCC
○+
+
v+-i RB2
○+ vo
RE
-
RB1 RC
+
v+-i RB2
RE
vo
-
分析：
▪ 假设输出端交流短路，RE上的反馈依然存在 ▪ 假设输入端交流短路，RE上的反馈没有消失
电流反馈。 串联反馈。
▪ 假设vi瞬时极性为○+ →则ve（即vf ）极性为 ○+
因净输入电压 vbe= vi- vf < vi
用正负号表示电路中各点电压的瞬时极性，或用箭头表示 各节点电流瞬时流向的方法称瞬时极性法。
xi
xi A
xo
xf
kf
▪设vi 瞬时极性为
经A 判断vo
？经kf ？
判断xf
？ ？
▪比较xf 与xi 的极性 （ xi= xi- xf ）
若xf 与xi同相，使xi减小的，为负反馈； 若xf 与xi反相，使xi增大的，为正反馈。
反馈放大器组成框图
输入信号
xi xf
反馈信号
净输入信号 xi xi xf
xi 基本放大器A
xo
反馈网络kf
输出信号
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第七章 反馈放大电路
反馈放大器增益一般表达式
开环增益 A xo / xi
xi
xi 基本放大器A
xo
反馈系数 kf xf / xo
xf
闭环增益 Af xo / xi
反馈网络kf
▪ 多级放大器中的反馈：
✓局部反馈： 反馈由本级输出信号产生，可忽略。 ✓越级反馈： 输出信号跨越一个以上放大级向输入端传送
的称为级间（或越级）反馈。
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第七章 反馈放大电路
例1 判断电路的反馈极性和反馈类型。
VCC
Rf
RC
+ if ○+ ○- vi ii ib
+ v-o
+ - vi Rf
RC
+ Rf v-o
++
Rs
v-i Ri A
vs+ -
vi
+
-
vf -
kf
xo
反馈电路输入电阻：
Rif
vi ii
vi vf ii
vi viAkf ii
vi ii
(1
Akf
)
Ri F
结论 引入串联反馈，反馈越深，输入电阻越大。
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第七章 反馈放大电路
▪ 并联反馈
基放输入电阻
Ri
vi ii
环路增益
T
if ii
第七章 反馈放大电路
百度文库第七章 反馈放大电路
7.1 反馈放大器的基本概念 7.2 负反馈对放大器性能的影响 7.3 负反馈放大器的性能分析 7.4 深度负反馈 7.5 负反馈放大器的稳定性
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第七章 反馈放大电路
7.1 反馈放大器的基本概念
7.1.1 反馈放大器的组成
将放大器输出信号的一部分或全部，通过反馈网络回送 到电路输入端，并对输入信号进行调整，所形成的闭合回 路即反馈放大器。
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第七章 反馈放大电路
说明
▪ 用瞬时极性法比较xf 与xi 极性时：
✓若是串联反馈：则直接用电压进行比较（vi= vi- vf ）。 ✓若是并联反馈：则需根据电压的瞬时极性，标出相关支 路
▪ 按的交电、流流直向流，性然质后分用：电流进行比较（ii= ii- if ）。
✓直流反馈：反馈信号为直流量，用于稳定电路静态工作点。 ✓交流反馈：反馈信号为交流量，用于改善放大器动态性能。
电流串联
Xi Xf
Xi Xf
电流并联
Xi Xf
Xi
Xf
电压：将负载短路，反馈量为零。 电流：将负载短路，反馈量仍然存在。
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第七四章种反类馈型放的大电反路馈阻态
例
电压串联负反馈
退出
第七四章种反类馈型放的大电反路馈阻态
例
退出
第七四章种反类馈型放的大电反路馈阻态
例
电流并联负反馈
退出
第七四章种反类馈型放的大电反路馈阻态
RL
+
v- o
i
+ v -
结论 引入电压反馈，反馈越深，输出电阻越小，vo越稳定。
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第七章 反馈放大电路
▪ 电流反馈
Ro ：考虑反馈网络负载 效应后，基放输出电阻。
Asn ：负载短路时，基 本放大器源增益。
io
xs
xs 基放
xf
Asn xs Ro RL
反馈 网络
由定义得Rof电路模型： 由图 v (i Asn xs) Ro
注意：通频带的扩展是以降低增益为代价的。
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第七章 反馈放大电路
7.2.5 减小非线性失真
vi
基本放大器
负反馈。
结论： RE引入电流串联负反馈 退出
第七章 反馈放大电路
例3 判断下列电路的反馈极性和反馈类型。
RB
+ v-i
RC1
○○+
RE1
RC2
VCC
+
○-
Rf RE2
v-o
RB
RC1
○-
○+
+ v-i
○-
RE1
VCC RC2
+
○-
Rf RE2
v-o
电流并联负反馈
Rf
R1
vs+-
○+
A
+
○- vo
电压并联负反馈
T3
vo
R1
RC3
VEE
电流并联负反馈
退出
第七章 反馈放大电路
例4 判断下列电路的反馈极性和反馈类型。
R○-D1
○+
+
vi RG
RS1
-
VCC RD2
○+ +
vo Rf RS2
-
电压并联正反馈
R○-D1
○+
+
○+
vi RG
-
RS1
VCC RD2
○+ +
vo Rf RS2
-
电压串联负反馈
退出
第七章 反馈放大电路
v+-f kfr
io RL
▪ 电流并联负反馈
开环电流增益 Ai io / ii
iS
电流反馈系数 kfi if / io
闭环互阻增益 Aif Ai /(1 Aikfi )
ii ii RS if Ai
io RL
kfi
注意：不同反馈类型对应不同输入、输出电量，因此不同类
型反馈电路的A、kf 、Af含义不同。
例
电流并联负反馈
退出
第七7.章1.2反四馈放种大类电型路 的反馈阻态
例
电压并联负反馈
退出
第七四章种反类馈型放的大电反路馈阻态
例
电压并联负反馈
退出
第七7.章1.2反四馈放种大类电型路 的反馈阻态
例
电流串联负反馈
退出
第七四章种反类馈型放的大电反路馈阻态
例
电流串联负反馈
退出
第七章 反馈放大电路
7.1.2 反馈极性与类型的判别
xs xf kf i
令xs=0 xs 基放
xf
Asn xs Ro
得
Rof
v i
Ro (1
Ast kf
)
Ro Fsn
反馈 网络
i
+ v -
结论 引入电流反馈，反馈越深，输出电阻越大，io越稳定。
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第七章 反馈放大电路
7.2.4 减小频率失真（或扩展通频带）
由于负反馈降低了电路增益灵敏度，因此放大器可在更 宽的通频带范围内维持增益不变。
设基放为单极点系统： A(s) AI 1 s /P
若反馈网络反馈系数为： kf
则 H P
则闭环系统：
Af
(s)
1
A(s) A(s)
kf
AfI
1 s /Pf
其中：
AfI
AI 1 AIkf
AI F
Pf Hf H (1 AIkf ) H F
单极点系统引入负反馈后，反馈越深，上限角频率越大、 增益越小，但其增益带宽积维持不变。
分析：
▪ 假设输出端交流短路，Rf引入的反馈消失 电压反馈。
▪ 假设输入端交流短路，Rf 的反馈作用消失 并联反馈。
▪ 假设vi瞬时极性为○+ →则vc为○- →形成的if 方向如图示。
因净输入电流 ib= ii- if < ii
负反馈。
结论： Rf引入电压并联负反馈 退出
第七章 反馈放大电路
例2 判断图示电路的反馈极性和反馈类型。
Akf
反馈电路输入电阻：
ii ii
+ if Ri A
xo
is Rs vi
-
kf
Rif
vi ii
vi ii if
vi
vi
1
Ri
ii iiAkf ii (1 Akf ) F
结论 引入并联反馈，反馈越深，输入电阻越小。
退出
第七章 反馈放大电路
输出电阻
▪ 电压反馈
xs
Ro ：考虑反馈网络负载 效应后，基放输出电阻。
退出
第七章 反馈放大电路
根据输入端连接方式
▪ 串联反馈
在输入端，反馈网络与基本放大器串接，反馈信号以电压vf 的形式出现，并在输入端进行电压比较，即vi= vi- vf 。
RS
ii ii
vs+- v+-i +-vi A
xo iS
RS if A
xo
v+-f kf
kf
▪ 并联反馈
在输入端，反馈网络与基本放大器并接，反馈信号以电流if 的形式出现，并在输入端进行电流比较，即ii = ii- if 。