第17章 电子电路中的反馈

1.降低放大倍数 2.提高放大倍数的稳定性 3.改善波形失真 4.展宽通频带 5.对放大电路输入电阻的影响 6.对放大电路输出电阻的影响
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负反馈对放大器性能的影响
电压放大倍数被降低 电路加入负反馈，使净输入信号减小，等于削弱
了输入信号，使得放大倍数减小。
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电压放大倍数降低分析
开环放大倍数： A Xo
XI
Xo
A
XD
反馈系数：
F XF
不带反馈
Xo
XI
Σ XD
A
Xo
闭环放大倍数:
Af
Xo XI
XF
F
带有反馈
Af
Xo X D +XF
=
Xo /X D X D /X D +XF /X D
A =
1+AF
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反馈深度
1+AF <1 1+AF >1
——并联反馈
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4. 并联电流负反馈
+ i1 R1
ui
R2
if RF
id +–+ io －
RL
设输入电压 ui 为正，
各电流的实际方向如图
差值电流 id = i1 – if if 削弱了净输入电流(差
–
R
值电流) ——负反馈
反馈电流
因 i1
ui R1
if
R R RF
第17章 电子电路中的反馈
17.1 反馈的基本概念 17.2 放大电路中的负反馈☆☆ 17.3 振荡电路中的正反馈
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第17章 电子电路中的反馈
本章要求
1. 了解电子电路中反馈的概念。 2. 掌握放大电路中的负反馈判断方法以及多级放
大电路反馈判断方法。 3. 理解负反馈对放大电路工作性能的影响。 4. 了解振荡电路工作原理：自激振荡的条件，
值电流) ——负反馈
反馈电流
if
uo Rf
取自输出电压——电压反馈
反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比
较——并联反馈
特点：输入电阻低、输出电阻低
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3. 串联电流负反馈
+ui
–
u–+d R2
– +
+
io
uo
RL
R –+uf
设输入电压 ui 为正，
各电压的实际方向如图
4. 并联电流负反馈
if RF
+ i1 R1
ui
R2
id +–+ io －
RL
–
R
设输入电压 ui 为正，
各电流的实际方向如图
差值电流 id = i1 – if if 削弱了净输入电流(差
值电流) ——负反馈
反馈电流

if
R
R RF
io
取自输出电流——电流反馈
反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较
RC正弦波振荡电路。
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17.1 反馈的基本概念
17.1.1 负反馈与正反馈
• 反馈：凡是将电子电路（或某个系统）输 出端的信号（电压或电流）的一部分或全 部通过反馈电路引回到输入端，就称为反 馈。
XI
Xo
A
不带反馈
XI
Σ XD
A
Xo
XF F
带有反馈
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，且 i1 if
io 取自输出电流——电流反馈
所以 io
1 R1
(
RF R
1)ui
特点：输出电流 io 与负载电阻RL无关
——反相输入恒流源电路
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运算放大器电路反馈类型的判别方法：☆ 1. 反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；
从负载电阻RL的靠近“地”端引出的，是电流反
Au
F
U o
开关合在“1” 为无反馈放大电
路。U o AuU i
Ui 1 S A u 2 Uf
Uo 开关合在“2”为 有反馈放大电路，
F 如果：U f U i
自激振荡状态 U o AuU f
开关合在“2”时,，去掉ui 仍有稳定的输出。
反馈信号代替了放大电路的输入信号。
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件的频率的信号
输出信号 被放大
若 | AuF | >1
产生正 反馈
电路开 始振荡
若 | AuF |＝1
稳幅 振荡
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4. 正弦波振荡电路的组成 (1) 放大电路: 放大信号 (2) 反馈网络: 必须是正反馈，反馈信号即是
放大电路的输入信号 (3) 选频网络: 保证输出为单一频率的正弦波
O
BO
f
BF
串联加负入反负馈反增馈加的输电入路电，阻以，降并低联放负大反馈减小 输入电阻倍。数为代价，换来了放大器诸多
电压反馈能方稳面定性输能出的电改压善，。减小输出电阻； 电流反馈能稳定输出电流，增加输出电阻。
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练习与思考题：P144 17.2.1 17.2.2 17.2.3 17.2.4 17.2.5 17.2.6
馈； 2. 输入信号和反馈信号分别加在两个输入端（同
相和反相）上的，是串联反馈；加在同一个输入 端（同相或反相）上的，是并联反馈；
3. 对串联反馈，输入信号和反馈信号的极性相同 时，是负反馈；极性相反时，是正反馈；
4. 对并联反馈，净输入电流等于输入电流和反馈 电流之差时，是负反馈；否则是正反馈。。
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(2) 稳定振荡
(3) 振荡频率 振荡频率由相位平衡条件决定。
A = 0，仅在 f 0处 F = 0 满足相位平衡条件， 所以振荡频率 f 0= 1 2RC。
改变R、C可改变振荡频率 RC振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。
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定于RC 。
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Ui
幅频特性 90ο
相频特性
Uo
（f）
1
3
0ο
fo
f
fo
90ο
ui 与 uo 波形
uo
ui
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3. 工作原理
输出电压 uo 经正反馈（兼选频）网络分压后， 取uf 作为同相比例电路的输入信号 ui 。
(1) 起振过程
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17.3 振荡电路中的正反馈
17.3.1 自激振荡
正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦 交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到 几百兆以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦； 输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。
常用的正弦波振荡器
LC振荡电路:输出功率大、频率高。
uo 取自输出电压——电压反馈
反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较
——串联反馈
特点：输入电阻高、输出电阻低 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
2. 并联电压负反馈
if RF
设输入电压 ui 为正，
i1
+
ui
–
R1 R2
id +–+RL－–+uo
各电流的实际方向如图
差值电流 id = i1 – if if 削弱了净输入电流(差
uo1 R
+–A2+
uo－
RL
if
解：因反馈电路是从运算放大器A2的负载电阻RL的
靠近“地”端引出的，所以是电流反馈；
因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上， 所以是并联反馈;
因净输入电流 id 等于输入电流和反馈电流之差，
所以是负反馈。
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17.2.2 负反馈对放大电路工作性能的影响
RC振荡电路:输出功率小、频率低。
石英晶体振荡电路：频率稳定度高。
应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感
应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体
接近开关等。
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1. 自激振荡
放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定
频率和幅值的交流信号的现象。
U i
1S 2 Uf
17.1.2 负反馈与正反馈的判断方法
• 瞬时极性法是判断电路中负反馈与正反馈 的基本方法。
R1
+
–ui R2
RF
+–+
+
uo
–
+
ui
–
R1 R2
+–+
+
uo
–
RF
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• 总结：对单级运算放大器电路而言， 凡是反馈电路从输出端引回到反相输 入端的为负反馈。如果反馈电路引回 到同相输入端的则为正反馈。
dAf 1 dA Af 1 AF A
P139例题17.2.2
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减小非线性失真
电路加入负反馈，使净输入信号减小，iC减
小，改善了非线性失真。
放大电路
反馈电路
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扩展通频带 |A、| |Af|
电路加入负反
馈，通频带由BO 加宽到BF 。
差值电压 ud =ui – uf uf 削弱了净输入电压(差
值电压) ——负反馈
反馈电压 uf =Rio 取自输出电流 ——电流反馈
反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较
——串联反馈
io
uf R
ui R
特点：输出电流 io 与负载电阻RL无关
——同相输入恒流源电路或电压-电流变换电路
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Af > A Af < A
正反馈 负反馈
1+AF >>1
A A1
Af
1+AF
AF
= F
深度负反馈
当A很大时,负反馈放大器的闭环放大
倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。
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增加放大倍数的稳定性 电路加入负反馈，放大倍数被降低的同时，也使 由于温度、负载、元器件等条件变化而引起的放大倍 数的变化大大减小，放大倍数的稳定性得到提高。
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3. 起振及稳幅振荡的过程
设：Uo 是振荡电路输出电压的幅度， B 是要求达到的输出电压幅度。
起振时Uo 0，达到稳定振荡时Uo =B。 起振过程中 Uo < B，要求AuF > 1，
可使输出电压的幅度不断增大。
稳定振荡时 Uo = B，要求AuF = 1，
• 负反馈：若引回的反馈信号与输入信号比 较使净输入信号减小、因而输出信号也减 小的，则称这种反馈为负反馈。
• 正反馈：若反馈信号使净输入信号增大、 因而输出信号也增大的，则称这种反馈为 正反馈。
• 可见电路引入负反馈后，其放大倍数要降 低；反之，电路中引入正反馈后，其放大 倍数会升高。
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P136例17.2.1： 试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出
端引至A1输入端的是何种串类联型电的压反负馈反电馈路。
+
ui
–
+–A1+－uo1R
–uf +
－
+–A2+
uo
RL
解：先在图中标出各点的瞬时极性及反馈信号；
因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引 出，所以是电压反馈；
即使电路只在某一特定频率下满 足自激振 荡条件
(4) 稳幅环节: 使电路能从AuF >1 ，过渡到 AuF =1，从而达到稳幅振荡。
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17.3.2 RC振荡电路
D1
1. 电路结构
选出单一频 率的信号
RC选频网络 正反馈网络
用正反馈信号uf
作为输入信号
RF1
R C
使输出电压的幅度得以稳定。
从AuF > 1 到AuF = 1，就是自激振荡建立
的过程。
起始信号的产生：在电源接通时，会在电路中激起 一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有一 系列频率不同的正弦分量。
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起振过程
电路接 通电源
输入端产生 满足相位平衡条
微小的电压 变化量
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17.2 运算放大器电路中的负反馈
1. 串联电压负反馈
RF
u+i
–
– uf R1 R2
+
u–+d
– +
+
RL
+
uo
–
设输入电压 ui 为正，
各电压的实际方向如图
差值电压 ud =ui – uf uf 削弱了净输入电压(差
值电压) ——负反馈
反馈电压
uf
R1 R1 RF
因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端 和同相输入端上，所以是串联反馈；
因输入信号和反馈信号的极性相同，所以是
负反馈。
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P137例17.2.1： 试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 端引至A1输入端的是何种并类联型电的流反负馈反电馈路。
ui
i1
id+–A1+
RF2–∞D2
++
+
uO
+
uf
R
C R1
–
–
同相比例电路 放大信号
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2. RC串并联选频网络的选频特性 。
传输系数：
+R
R// 1
F Ui
jC
Uo R 1 R / / 1
jC
jC
1
3
j(
R2
X
2 C
)
C
Uo
RC
–。
。 +
Ui
–。
值，分且析u上i 与式u可o 同知相：RX仅，C 当即网R=络X具C时有，选频UU特oi 性13，达f最o决大
2. 自激振荡的条件
由：UU fo
AFuUUfo
U o AuFU o
自激振荡的条件
AuF 1
即： Au A F F 1
(1)幅度条件： AuF 1
(2)相位条件： A F 2n n 是整数
相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还
必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A 或 反馈系数F 达到) 。
振荡频率的调整