第4章 放大电路中的负反馈

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放大电路中的负反馈

放大电路中的负反馈
计算机电路基础
把电子系统输出信号(电流或电压)的一部分或全部,经过一定的电路 (称为反馈网络),回送到放大电路的输入端,和输入信号叠加的连接方式称 为反馈。若反馈信号削弱输入信号而使放大倍数降低,则为负反馈;若反馈信 号增强输入信号,则为正反馈。
负反馈主要用于改善放大电路的性能,正反馈主要应用于振荡电路、电压 比较器等方面。不含反馈支路的放大电路称为开环电路,引入反馈支路的放大 电路称为闭环电路。
AF
|
1,则有
Af

1 F

说明:深度负反馈时,闭环放大倍数与电路的开环放大倍数无关,只与反
馈电路的参数有关,基本不受外界影响。反馈深度越深,放大电路越稳定。
5)放大倍数的相对变化量。
dAf dA 1
Af A 1 AF
dAf
dA
式中: Af 为有反馈时的放大倍数相对变化量; A 为无反馈时的放大倍数相对
1)直流反馈:反馈信号只有直流成分。 作用:能够稳定静态工作点。 2)交流反馈:反馈信号只有交流成分。 作用:从不同方面改善动态技术指标,对Au 、Ri 、 Ro 有影响。 3)交直流反馈:反馈信号既有交流成分又有直流成分。
从放大器输出端的取样物理量看,判断反馈量是取自电压还是电流。 1)电压反馈:反馈信号采样输出电压,大小与输出电压成比例。 作用:能够稳定放大电路的输出电压,减小电路的输出电阻。 2)电流反馈:反馈信号采样输出电流,大小与输出电流成比例。 作用:能够稳定放大电路的输出电流,增大电路的输出电阻。
1)开环放大倍数——未引入反馈的放大倍数。
A Xo Xo Xo Xi Xi Xf Xi F X o
2)反馈系数——反馈信号与输出信号之比
F Xf Xo
3)闭环放大倍数——包括反馈在内的整个放大电路的放大倍数。

放大电路中的负反馈资料

放大电路中的负反馈资料

Udi Uf
Uo
4、电流串联负反馈
+ vI vID + vF
+
vS
+
vID=vI-vF
反馈信号与输出电流成正比,净输入电压等 于外加输入信号与反馈信号之差
5. 电压和电流负反馈的特点
A. 电压串联负反馈
RL vO vO vF vID
电压负反馈:稳定输出电压 B. 电流并联负反馈
RL iO iF iID
反馈系数 反馈放大电路的放大倍数 (闭环放大倍数)
X o A f X i
X f F X o
X X X ' ' ' A A A A i i i A f ' ' ' ' F X F X AF X X X X 1 A i f i o i i
-
+
(4)输入信号和反馈信号分别加在三极管的b、e,为串联反馈。
1、电压串联负反馈
反馈信号与输出电压成正比,集成运放的净输 入电压等于输入电压与反馈电压之差,
+
负反馈
+ +
+
2、电流并联负反馈
1. 找出反馈网络 —Rf 和Re2 2. 判断反馈的类型 (1)电路中无电容,因此是 交直流反馈。 (2) 由瞬时极性法可判断:If 的方向由输入流入Rf,Idi=IiIf<Ii,因此是负反馈。
电流串联负反馈
电流并联负反馈
稳定静态工作点
1.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, 即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。
+ _
负反馈

放大电路中的负反馈

放大电路中的负反馈

第4章放大电路中的负反馈许多电子设备对放大电路除了要求具有较高的增益外,对其他方面的性能要求也很高。

例如高保真音响放大器要求失真度要很低,精密测量仪器要求增益的稳定性和准确度要很高。

因此,在实用放大电路中,总是要引入不同形式的反馈以改善各方面的性能。

在放大电路中,将输出量(电压或电流)的一部分或全部,经过一定的电路(反馈网络)反过来送回到输入回路,并与原来的输入量(电压或电流)共同控制该电路,这种连接形式称为反馈。

在电子电路中,反馈现象是普遍存在的。

反馈有正负之分。

在放大电路中,通常引入负反馈以改善放大电路的性能,如在分压式偏置电路中利用负反馈稳定放大电路的工作点。

此外,负反馈还可以提高增益的稳定性、减少非线性失真、扩展频带以及控制输入和输出阻抗等。

当然,所有这些性能的改善是以牺牲放大电路的增益为代价的。

至于正反馈,在放大电路中很少采用,常用于振荡电路中。

本章从反馈的基本概念和分类入手,抽象出反馈放大器的方框图,分析负反馈对放大器性能的影响,介绍负反馈放大器的分析计算方法,总结出引入负反馈的一般原则,最后讨论负反馈放大器的自激振荡及其稳定的措施。

4.1 反馈的基本概念及判断方法4.1.1 反馈的基本概念1.反馈放大器的原理框图含有反馈电路的放大器称为反馈放大器。

根据反馈放大器各部分电路的主要功能,可将其分为基本放大电路和反馈网络两部分,如图4-1所示。

整个反馈放大电路的输入信号称为输入量,其输出信号称为输出量;反馈网络的输入信号就是放大电路的输出量,其输出信号称为反馈量;基本放大器的输入信号称为净输入量,它是输入量和反馈量叠加的结果。

图4-1反馈放大器的原理框图由图4-1可见,基本放大电路放大输入信号产生输出信号,而输出信号又经反馈网络反向传输到输入端,形成闭合环路,这种情况称为闭环,所以反馈放大器又称为闭环放大器。

如果一个放大器不存在反馈,即只存在放大器放大输入信号的传输途径,则不会形成闭合环路,这种情况称为开环。

第四章放大电路中的负反馈

第四章放大电路中的负反馈
m
结论:引入负反馈后,放大电路的上限频率 提高,下限频率降低,因而通频带展宽。
ɺ ɺ BWf ≈ (1 + Am F ) BW
在下图中可以较直观看出负反馈对通频 带和放大倍数的影响
§4.2.4 改变输入电阻和输出电阻
一、负反馈对输入电阻的影响 1、串联负反馈使输入电阻增大
ɺ U i′ Ri = ɺ Ii
.
ɺ ɺ 若 1 + AF > 1 ɺ ɺ 若 1 + AF < 1
这种反馈为负反馈 这种反馈为正反馈 电路自激振荡
.
ɺ ɺ ɺ 若 1 + AF = 0 ,则 Af = ∞
ɺ ɺ 若 1 + A F >> 1 Af =
.
A A 1 ɺ F ≈ AF = F ɺ ɺ ɺ 1+ A ɺ
§4.2 负反馈对放大电路性能的影响
2、正反馈 和负反馈 正反馈:反馈信号增强了外加输入信号, 使放大电路的放大倍数提高。 负反馈:反馈信号削弱了外加输入信号, 使放大电路的放大倍数减小。 反馈极性的判断方法:瞬时极性法。 在放大电路的输入端,假设一个输入信 号对地的极性,可用“+”、“-” 表示。 按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性, 直至判断出反馈信号的瞬时极性。
§4.2.1提高放大倍数的稳定性 4.2.1提高放大倍数的稳定性
ɺ A 根据反馈的一般表达式ɺ f = A ɺ ɺ 1 + AF
在中频范围内, Af =
A 1 + AF
求出放大倍数的相对变化量: dAf =
Af
1 dA × 1 + AF A
由于 1+AF >1,可见引入负反馈后,放大倍 数的稳定性提高了(1+AF) 倍

放大电路中的负反馈教案

放大电路中的负反馈教案

放大电路中的负反馈教案一、教学目标1. 让学生了解负反馈的概念及其在放大电路中的应用。

2. 使学生掌握负反馈的类型、特点和作用。

3. 培养学生分析、解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 负反馈的概念及其分类2. 负反馈在放大电路中的作用3. 负反馈的判断方法4. 负反馈的应用实例5. 负反馈的调试与维护三、教学重点与难点1. 负反馈的概念及其分类2. 负反馈在放大电路中的作用3. 负反馈的判断方法四、教学方法1. 采用讲解、演示、实验相结合的方式进行教学。

2. 通过分析实际电路,使学生掌握负反馈的应用。

3. 引导学生进行讨论,培养学生的思维能力。

五、教学准备1. 教材、教案、课件等教学资料。

2. 放大电路实验器材。

3. 负反馈电路图及实物展示。

4. 相关问题讨论稿。

一、教学目标1. 让学生了解负反馈的概念及其在放大电路中的应用。

2. 使学生掌握负反馈的类型、特点和作用。

3. 培养学生分析、解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 负反馈的概念及其分类负反馈是指将放大电路的输出信号的一部分反馈到输入端,与输入信号相减,从而影响放大电路的放大倍数的一种现象。

负反馈分为电压反馈和电流反馈,根据反馈信号的相位关系,又可分为正反馈和负反馈。

2. 负反馈在放大电路中的作用负反馈在放大电路中的作用主要有:稳定放大倍数、减小失真、扩展频带、提高线性范围等。

3. 负反馈的判断方法判断负反馈的方法主要有:观察反馈信号的相位关系、分析反馈电路的组成部分、利用反馈方程进行计算等。

4. 负反馈的应用实例负反馈在放大电路中的应用实例有:电压放大器、功率放大器、运算放大器等。

5. 负反馈的调试与维护负反馈的调试与维护主要包括:调整反馈电阻、检查反馈电路的连接、检测反馈信号等。

三、教学重点与难点1. 负反馈的概念及其分类2. 负反馈在放大电路中的作用3. 负反馈的判断方法四、教学方法1. 采用讲解、演示、实验相结合的方式进行教学。

放大电路中的负反馈

放大电路中的负反馈

ube= ui – uf 反馈到发射极为串联反馈
判断电压、电流反馈
共发射极电路
RL
+ uo
iE
io RL

从集电极引出 为电压反馈 从发射极引出 为电流反馈
判断反馈类型的口诀
共发射极电路
集出为压,射出为流
基入为并,射入为串
共集电极电路为典型的电压串联负反馈
例3:判断图示电路中的负反馈类型 RB1 C1
rof (1 A0 F )ro
电流负反馈具有稳定输出电流的作用, 即有恒流输出特性,故输出电阻提高



RL
分立元件的放大电路反馈类型的判别 例 1: +UCC RB1 C1 RS + ui RB2
RC
C2 +
净输入信号:
ube = ui - uf ui 与 uf 串联,以电 压形式比较 —串联反馈
+ uS – –
+ + ube – + RL uo RE u f – ie –
反馈电压uf 削弱了净输入电压 —负反馈 uf = ie RE ic RC uf 正比于输出电流—电流反馈
之差时,是负反馈;否则是正反馈
例1: 试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至 A1输入端的是何种类型的反馈电路 串联电压负反馈
+ ui –

- – +u + A1 o1 R –u + f



– + + A2

uo
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 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极性相同,所以是负反馈

放大电路中的负反馈解读

放大电路中的负反馈解读

第四章放大电路中的负反馈习题4.1 判断图4-24所示各电路中有无反馈?是直流反馈还是交流反馈?哪些构成了级间反馈?哪些构成了本级反馈?4.1解答:(a)R e1:本级直流反馈R e2:本级交直流反馈R f,C f:级间交流反馈(因为直流信号被C f隔直)(b)Re:本级直流反馈R b:本级直流反馈(因为交流信号被C2短路到地)(c)RR e2 :本级交直流反馈R e3:本级直流反馈(因为交流被C3短路)R f:级间交直流反馈(d)R1,R2,R3为级间交直流反馈R3:本级交直流反馈4-1解答续:(e)R2,R4:本级交直流反馈R L,R6:为级间交直流反馈(f)R e :本级直流反馈(∵交流信号被C e短路)R1, R2 :本级直流反馈(∵交流信号被C短路到地)(g)R1, R2 :级间交直流反馈(h)(i) R e2 :本级直流反馈R e1, R e3 :级间交流反馈(ii)R f1, R b :级间交直流反馈R f2, R e1 :级间交直流反馈4.2指出图4-24所示各电路中反馈的类型和极性,并在图中标出瞬时极性以及反馈电压或反馈电流。

(a)解答:R f,C f引入电压并联交流负反馈瞬间极性如图示:∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈(b)解答,R b引入电压并联直流负反馈,瞬时极性如图示∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈(C)解答:R f, R e1 :引入电压串联交流正反馈(∵直流被C2隔直),瞬时极性如图示:U be=U i+U f, U f与U i极性相同,故为正反馈(d)解答:R1,R2引入电压串联交直流正反馈,瞬时极性如图示:U 'i=U i+U f, U f与U i极性相同,故为正反馈(e)解答:R L,R6 引入电流串联交直流负反馈,(即ΔU i=(U+-U i)↓)(即同相端与反相端电位差下降,∴为负反馈)(f)解答:R1,R e 引电容并联直流负反馈(交流被C短路到地)瞬时极性为图示(因I b↓=I i-I f ↑)I f上升,I b下降(g)解答:R1,R2引入电压并联交直流负反馈瞬时极性如图示:∵I b↓=I i-I f↑(h)(i)解答:R b,R f1引入电压并联交直流负反馈瞬时极性为图示∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈(ii)解答:R f2, R e1引入电流串联交直流负反馈瞬时极性为图示∵U be↓=U i-U f2↑= U i-U e1↑(U e1上升,U be下降)∴为负反馈4.3某放大电器输入电压信号为20mV 时,输出电压为2V 。

负反馈放大电路

负反馈放大电路

Xo
uf
反馈信号与输入信号电压叠加 R1 b. 并联反馈 + ui 放大电路 ii iid – if 反馈网络并联于 输入回路 反馈网络 特 反馈信号为电流 点 反馈信号与输入信号电流叠加
Xo
并、串联反馈的两种形式:
i
if ib
ib=i-if ui ube uf
串联反馈
ube=ui-uf
求和点
求和点
+EC
角度: 目的:
+ ui
RB1 C1
RC1 C2
RB21
RC2
C3
+ uo

ui uf C2 R
T1
T2 RB22 RE2 CE
E1

Rf 、RE1组成反馈网络 Rf
C1
减小非线性失真 xi
xid=xi
xid=xi- xf
xo
xi
+
xid xf
A
xo
B
直流通路 交流通路
输 入 回 路
反馈网络
简单判断:采样点是输出端的话,一定是电压反馈 电压反馈采样的两种形式: 取样点 uo RL 取样点
uo
RL
电流反馈采样的形式: io 取样点 RL Rf
取样点
io RL
iE
iE
取样点 io
iE
RL
2、串联反馈和并联反馈
a. 串联反馈
特 点 反馈网络串联于 ui 输入回路 反馈信号为电压
uid
放大电路 反馈网络
放大电路
反馈网络
c. 判断电压和电流反馈的方法 Xi
+
Xid
A 基本放大电路
B 反馈网络

第4章负反馈放大电路

第4章负反馈放大电路

Ec.
1. 找反馈网络:
Rf - Rc
If
+
Ui
Uo
存在反向传输渠道(Rf)。 2. 电压与电流反馈:
用前述的方法判断(电压反馈)。
3. 串联与并联反馈:
用前述的方法判断(并联反馈)。
4. 反馈极性:用瞬时极性法判断
电压并联负反馈电路图
Idi(=Ii-If)减小,故为负反馈.
结论:此电路为电压并联负反馈。
一 电流串联负反馈
(一)判断反馈类型: (步骤)
Rb +
Ui Uf
Ucc Rc
+
Uo
Re
1. 找反馈网络: 存在反向传输渠道(Re)。 2. 电压与电流反馈: 令u0=0时,Uf0,故为电流反馈 3. 串联与并联反馈: Uf串入输入回路,故为串联反馈。 4. 反馈极性:(瞬时极性法)
Udi(=Ui-Uf)减小,故为负反馈
Af=A/(1+AB)A/AB=1/B
第二节 负反馈的分类
负反馈类型有四种: 一 电流串联负反馈 二 电压串联负反馈 三 电流并联负反馈 四 电压并联负反馈 •分析反馈的属性、求电压增益等动态参数。
判断反馈类型(或组态)的方法
1.判断是电流反馈还是电压反馈—用输出电压短路法:
输出电压短路法:令输出电压u0=0,若Xf=0,则为电压反馈;否 则为电流反馈。
第六章 负反馈放大器
第一节 负反馈的基本概念 第二节 负反馈放大器的分类及判断方法 第三节 负反馈对放大电路性能的影响 第四节 负反馈放大器的分析法
第一节 反馈的基本概念
一 反馈的基本概念:
(一 ) 反馈的定义:
反馈——是将输出信号的一部分或全部通过一定的电路 馈送回到放大电路的输入端,并对输入信号产生影响。

负反馈电路-资料

负反馈电路-资料

基本放大 电路Ao
反馈回路F 反馈信号
X o
输出信号
反馈电路的三个环节:
放大:
Ao

X o X d
反馈: F

X f X o
叠加: Xd Xi Xf
4
X i +
X d 基本放大
电路Ao
X o
– X f
反馈回路F
Ao

X o X d
F

X f X o
——开环放大倍数 ——反馈系数
=60
EC=15V
有负反馈时:
AF

rb
R'L rbe=1.62
e(1)RE1
k
=60时, AF =-19.4
=50时, AF =-18.6
32
性能比较:
放大倍数
无RF -93
有RF -19.4
输入电阻 输出电阻
1.52k 5 k
5.9k 5 k
RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k
27
例5:判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。
RB1 C1
RC C2
ui
ube
RB2 RE1
ie
RE2
CE
+UCC
电流串联反馈
uo
RE2对交流反 馈不起作用
1. 对交流信号: ie
ue
ie
ib
RE1:电流串联负反馈。
ube=ui-ue
28
2. 对直流信号:
UB

RB2 RB1 RB2
UCC
AF

X o X i
——闭环放大倍数

放大电路中的负反馈

放大电路中的负反馈

失真。
3.展宽通频带
引入负反馈后的频带宽度为
4.负反馈对输入电阻和输出电阻的影响
负反馈对输入电阻的影响取决于反馈电路与放大电路在输 入端的连接方式,串联反馈使输入电阻增加,并联反馈使输 入电阻减小。
负反馈对输出电阻的影响取决于反馈信号取样的是电压 信号还是电流信号:若对输出电压取样,则使输出电阻减小 ,使输出电压更加稳定;若对输出电流取样,则使输出电阻 增大,使输出电流更加稳定。
ui
A
i0 RL
ui
A
i0 RL
串联反馈
F
电流反馈
电流串联负反馈 并联反馈
F
电流反馈
电流并联负反馈
负反馈放大电路的三个环节
基本放大电路
开环电压放大倍数
反馈电路
反馈系数
比较环节
净输入

反馈信号起了削弱输入信号的作用,所以称之为负反馈。
二、负反馈放大电路增益的一般表达式
开环放大倍数 反馈系数
净输入信号
放大电路中的负反馈
将放大电路输出信号的一部分或全部通过某种电路引回到输 入端,这个反向传送过程称之为反馈。反馈分有正反馈和负反馈 两种形式:能使净输入信号增强的反馈称为正反馈;使净输入信 号削弱的反馈称为负反馈。放大电路中普遍采用的形式是负反馈。
一、负反馈电路的一般概念
基本放大电路的输入
信号(净输入信号)
判断反馈类型的方法:凡反馈信号取自输出电压信号的称 电压反馈;凡反馈信号取自输出电流信号的称电流反馈。凡 反馈信号在输入端与输入信号相串联的称为串联反馈,凡反 馈信号在输入端与输入信号相并联的称为并联反馈。
ui
A
RL u0
ui
A
RL u0

第四章负反馈放大电路

第四章负反馈放大电路
(3)uf与uid正极不共节点——串联反馈
例题4.分析如下图所示的反馈放大电路。
电压并联 负反馈
()ui uo " " i f iid ( ii i f ) 负反馈。 1
开路法:R L , uo " " iid 存在变化 (2) 电压反馈。 短路法:RL 0, uo =0不变 i f 不变,消失,i f uo
(一)减小非线性失真 预失真 - 净输入信号预先产生相反的失真,抵消管子内部的失真。 一些有源器件的伏安特性的非线性会造成输出信号的非线性失 真,加入负反馈可以减小这种失真,但不能消除非线性失真。
(二)扩展通频带BW 原理:当输入等幅不同频率的信号时,高频段和低频段的输出信号 比中频段的小,因此反馈信号也小,对净输入信号的削弱作用小, 所以高、低频段的放大倍数减小程度比中频段的小,从而扩展了通 频带。图中Am、fL、fH、BW和Amf、fLf、fHf、BWf分别为基本放大电 路、负反馈放大电路的中频放大倍数、下限频率、上限频率和通频 带宽度。中频段放大倍数下降多,高、低频段下降少,通频带展宽。
(3)uf 、uid正极不共节点——串联反馈
例题3.分析如下图所示的反馈放大电路。
电流串联 负反馈
(1)ui uo u f (uid ui u f ) uid 负反馈。
开路法:RL , io 0, u f 0消失(不变) u f io (2) 电流反馈。 短路法:RL 0, io 0,u f R f io 存在(变化) u f io
例题6.试分析下列电路的组态。
分析:分析过程同上,(a)为电流串联负反馈;(b)为电压 串联负反馈;(c)电阻RE引入本级和极间两个反馈,本级为电流 串联负反馈;级间为电流并联负反馈。 归纳: 反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈,在同一个节点为并联 反馈; 反馈取自输出端或输出分压端为电压反馈,反馈取自非输出端为电 流反馈。

模电——负反馈

模电——负反馈
➢ 串联反馈还是并联反馈,取决于反馈网络与输入信 号的连接方式。如果反馈量与输入量均为电压则它 们是串联比较求和,因而一定为串联反馈;反之, 如果反馈量与输入量均为电流,它们是并联比较求 和,则为并联反馈。
➢ 正反馈和负反馈(一般指在中频段)可采用瞬时极性法。 如果引入反馈后使净输入信号减小,则为负反馈; 如果净输入增加,则为正反馈。
➢ 按反馈信号在输入回路中叠加的方式来分:
若按电流比较求和,则为并联反馈; 若按电压比较求和,则为串联反馈。
➢ 按反馈通路分:
如果反馈量只含有直流量则称为直流反馈; 如果反馈量只含有交流量,则为交流反馈。
或者说, 仅在直流通路中存在的反馈称为直流反馈, 仅在交流通路中存在的反馈称为交流反馈。
综上所述,负反馈分四种组态:电压串联负反馈、电压并 联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈
➢ 比较求和的二种型式
电压比较求和 串联反馈
Vi Vs Vf
电流比较求和
并联反馈
Ii Is If
二、反馈放 大器的分类
➢ 按反馈的极性来分:
若输入反馈后,使净输入增加,则为正反馈; 若输入反馈后,使净输入减小,则为负反馈。
➢按反馈信号对输出回路的取样对象来分:
若反馈量正比于输出电压时为电压反馈; 若反馈量正比于输出电流时为电流反馈。
对于深度负反馈( |1 AF |1 )
A f
X o X s
1
A A F
1 F
X f A FX i (1 A F ) X i X s
净输入:X i X s X f 0
对于串联负反馈,X i Vi 0 ,称为“虚短”。 对于并联负反馈,X i Ii 0 ,称为“虚断”。
一、由集成运放构成的各种运算电路

数字电路 第四章 负反馈放大器

数字电路 第四章 负反馈放大器
1、直流负反馈能稳定静态工作点 2、串联负反馈使得输入电阻升高
并联负反馈使得输入电阻减小 3、电压负反馈能够稳定输出电压,
使得输出电阻减小 电流负反馈能够稳定输出电流, 使得输出电阻增大 4、负反馈均能展宽通频带, 且减小非线性失真
例:判断反馈类型,若为负反馈说明反馈 对放大器性能的影响
vbe = vi − v f R1 负反馈 C1
Xo
无反馈:Ri =
加入反馈后:
Vi′ Ii
Rif
= Vi Ii
= Vi′+ V f
=
Vi′ I1i Ii
+
Vf Vi′

Xo Xo
= Ri (1+ AF)
串联负反馈使输入电阻增加(1+AF)倍
2 并联反馈
Ii
I
' i
RS V i I f Ri
Is
X o 无反馈:
Ri
=
Vi
I
' i
加入反馈后:
产生了输出信号,电路 已失去正常放大功能, 处于
“自激”状态。
(3) 环路增益
AF
当AF >> 1时
=
xf x′i
Af
=A 1+ AF

A AF
=
1 F
此时,闭环增益只取决于反馈系数F ,不受晶体管 参数以及其它干扰的影响,放大性能比较稳定。 这种情况称为“深度负反馈”
4.4 负反馈对放大器性能的影响
Vo Io
Vof
=
Vo
+
AX
' i
= Vo + A( X i
−Xf)
= Vo − AX f = Vo − AFVof

第四章 放大电路中的负反馈

第四章 放大电路中的负反馈

(+)
+
u + (-)
o
R2
解:(a)图所示的电路中,设输入电压瞬时极性 为(+),从反相端输入,所以输出端为(-), 可画出各电流的瞬时流向如图中所示,净输入电 流比没有反馈的时候小,故为负反馈。
if
Rf
ui ii
(+) R1
iid
-∞
(+)
+
u + (-)
o
R2
在输出端判断反馈的取样方式,将输出端短接, 输压出反电馈压。在uo =输0入,端反,馈反电馈流信i号f 和输Ruof入信0 号,连所接以在为同电一 节点,二者是以电流的方式求和,故为并联反馈。
电压 U f Rf Io 为反馈信号。
(+)
+
+∞ (+)
+
+
Rs
-
+
ui
(+)
us
+
io RL u o
-
-
uf
Rf
-
根据瞬时极性法判断为负反馈。
(+)
+
+∞ (+)
+
+
Rs
-
+
ui
(+)
us
+
io RL u o
-
-
uf
Rf
-
-
采用输出短路法判断取样方式,令RL为零,输出 电压 U o =0,而输出电流 Io 还在,因此反馈信号仍然 存在,所以为电流反馈。在放大电路的输入端,反馈 信号与输入信号接于不同节点,反馈信号与输入信号 是以电压的形式求和,因此是串联反馈。
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第4章 放大电路中的负反馈
2.反馈判别的一般方法 根据前文所述各种反馈概念的定义, 可以得到简单有效的具体判别方法如下: (1) 有/无反馈: 看电路中是否有反馈支路一端接于 放大电路的输出端、 另一端接于放大电 路的输入端或是否有反馈支路同时处于 放大电路的输入和输出回路中。
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第4章 放大电路中的负反馈
4.1 负反馈的基本概念与分类 4.2 引入负反馈对放大电路性能 的影响 4.3 深度负反馈放大电路的分析 计算方法 习题
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4.1 负反馈的基本概念与分类
4.1.1 反馈的基本概念 1.什么是反馈 所谓反馈, 就是在电子系统中把输 出量(电流量或电压量)的一部分或全 部以某种方式送回输入端, 使原输入信 号增大或减小并因此影响放大电路某些 性能的过程。
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图4-4给出了交流反馈和直流反馈的 例子, 图4-4(a)为交流反馈, 因为反 馈电容Cf 对直流信号相当于开路, 所以 不能反馈直流信号; 图4-4(b)为直流 反馈, 由于射极电容Ce对交流信号短路, 所以在交流通路中, 反馈支路Rf被短路, 三极管的发射极相当于直接接地, 交流 反馈是不存在的; 图4-4(c)中的反馈 电阻 Rf可以同时反馈交流和直流信号, 为交、 直流反馈。
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图4-6 串联反馈和并联反馈(比较方式) (a) 串联反馈; (b) 并联反馈
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4.1.3 负反馈的四种基本类型与判别方法 因为不同的反馈类型对放大电路性能的影 响大不相同。 在实际的电子电路中, 要求对 不同性能的放大电路, 必须根据不同的情况, 选用不同类型的负反馈。 1.负反馈的四种基本类型 反馈的类型又叫做反馈的组态。 根据反馈 放大电路的采样和比较方式, 反馈分为电压反 馈、 电流反馈、 串联反馈和并联反馈, 可以 分别构成四种负反馈组态——电压串联负反馈、 电压并联负反馈、 电流串联负反馈和电流并联 负反馈。 四种反馈组态的框图, 读者可参考 图4-5和图4-6自行画出。
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图4-2 电子电路中常见的两种反馈存在形式 (a) 反馈支路处于输出端和输入端之间;
(b) 反馈支路同时处于输出和输入回路中
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2. 反馈放大电路的方框图 反馈放大电路可以表示为图4-3所示的框图。 图中将未引入反馈之前的放大电路记为基本放 大电路 A ; 连接在放大器输出与输入端之间 用来引入反馈的环节叫做反馈网络, 记为 A ; 基本放大电路 F 和反馈网络F合起来就是引 入反馈后的放大电路, 称为反馈放大电路, 记为 。 可以看出,A 基本放大电路 Af 和反馈网络 F 构成了一个闭合的环路, 所以 通常把基本放大电路称为开环放大电路, 而把 反馈放大电路叫做闭环放大电路。
5.负反馈的自动调节作用 在某种外界因素的作用下, 使负反馈放大 电路的输出信号 X o 发生变化, 则负反馈有 助于使输出信号稳定。 因为反馈放大器中将发 生以下的自动调节过程:
X o X f X di ( X i - X f ) X o
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图4-5 电压反馈和电流反馈(采样方式) (a) 电压反馈; (b) 电流反馈
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4.串联反馈和并联反馈 F 与反馈网络 基本放大电路 A 在反馈放大电路输入端的连接方式, 叫 做比较方式, 根据比较方式的不同, 分 为串联反馈和并联反馈, 如图4-6所示。
Xo Xo Xo X di Af Xo X i X di X f 1 1 X di
Xo X di Xo X di
Xf Xo
A 1 A F
(4-5)
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1) 电压串联负反馈⊕ 图4-8为共集电极放大电路, 反馈判断过 程如下: 从电路来看, 反馈元件为Re, 是交直流 反馈。 图中标出了各点的瞬时极性, 当输入 信号增大时, 三极管基极的瞬时极性记为⊕, 射极电位与基极电位同相, 也为⊕。 三极管 的发射极既是信号的输出端, 又是另一个输入 端, 因此反馈信号相当于回到三极管的另一个 输入端(发射极), 极性为⊕, 使净输入信号 减小, 为负反馈。
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图4-3 反馈放大电路方框图
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3.反馈的极性 从上述给出的数据来看, 若送回的反馈信 号与原输入信号反相, 使原输入信号变小(由 20 mV减小到2 mV), 电路总的放大倍数下 降(由50下降到5)的称为负反馈, 比如射极 偏置电阻对集电极电流变化量的抑制; 反之, 反馈信号与原输入信号同相, 起加强原输入信 号的作用, 使放大倍数提高的则为正反馈。 X di X i X f 所以, 在 这个关系式 中, “+”表示反馈信号使净输入信号增大, 为正反馈; “-”表示反馈使净输入信号减小, 为负反馈。 反馈的正负又称为反馈的极性。
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图4-1 使静态工作点稳定的分压式射极偏置电路
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反馈在电子技术中是普遍存在的, 图4-1 所示就是利用反馈控制原理组成的使静态工作 点稳定的分压式射极偏置电路。 当温度升高时, 因为UB恒定, 会有如下 负反馈过程出现:
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图4-4 交流反馈和直流反馈 (a) 交流反馈;(b) 直流反馈; (c) 交、 直流反馈
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3.电压反馈和电流反馈 由于基本放大电路和反馈网络均是 A 四端双口, 因此基本放大电路 F 与反 馈网络 A 的端口连接方式就有串联和 并联的区别。 基本放大电路 与反馈网络 F 在反馈放大电路输出端的连接方式, 叫 做采样方式, 根据采样方式的不同, 分 为电压反馈和电流反馈, 如图4-5所示。
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从反馈的定义来看, 一个电路中是 否有反馈, 一般有以下两种情况: 一是 有反馈支路一端接于放大电路的输出端, 另一端接于放大电路的输入端, 用以将 输出信号送回输入端, 如图4-2(a)中 的反馈电阻 Rf; 二是有反馈支路同时处 于放大电路的输入回路和输出回路中, 如图4-2(b)中的射极电阻Re , 由于射 极电阻 Re 上既有输入信号又有输出信号, 因此, Re本身就已经担当了将输出信号 送回输入端的作用。
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(5) 串联/并联反馈: 从图4-6反馈放大器的比较方式方框 图可以看出, 端口并联时, 反馈信号与 输入信号一定加于放大器的同一输入端, 进行电流叠加; 否则, 端口串联时, 反馈信号与输入信号一定是分别加于放 大器件的两个输入端, 进行电压的叠加。
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T I C I E U Re I C I B U BE
UBE=UB-URe
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上述负反馈的结果抑制了温度变化 引起的静态工作点漂移, 使静态工作点 稳定, 这就是负反馈改善放大器性能的 一个例子。 在这个电路中对负反馈的简 单理解就是对集电极电流变化量的抑制 作用。 在实际的电子电路中, 不仅需要 直流负反馈来稳定静态工作点, 更需要 引入交流负反馈实现对交流性能的改善。
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(2) 交/直流反馈: 存在于放大电路交流通路中的反馈 是交流反馈, 存在于直流通路中的反馈 是直流反馈, 若交、 直流通路中该反馈 支路均存在, 则为交、 直流反馈。 (3) 正/负反馈: 反馈极性的判别, 通常采用瞬时极 性法。 图4-7给出了在几种常见的负反馈中 X i 和 X f 之间的瞬时极性关系。
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4.反馈放大电路中的基本表 达式 我们已经知道, 负反馈时有
X di X i - X f
的几个一般表达式:
(4-1)
从图4-3反馈放大电路的框图中, 还可以得到负反馈
基本放大电路的放大倍数A(开环放大倍数)
Xo A X di
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图4-7 负反馈时 X i 与 X f 之间的瞬时极性关系
(a)、 (b)集成运放的负反馈; (c)、 (d) 三极管的负反馈
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(4) 电压/电流反馈: 从采样方式的定义出发, 可以得到 “假定输出短路”的判断方法。 当电压 采样时, 反馈信号与输出电压成比例关 系, 若将输出电压短路为零, 则反馈网 络的输入消失, 反馈支路受到影响使反 馈信号为零; 反之, 若反馈支路不受影 响, 反馈仍然存在, 说明反馈网络是以 输出电流为采样对象的, 输出电压短路 并不影响反馈的存在。
(4-2)
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反馈网络的反馈系数 F
Xf F X
(4-3)
o
反馈放大电路的放大倍数 A f (闭环放大倍数)
Xo Af Xi
(4-பைடு நூலகம்)
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将式(4-1)、 (4-2)、 (4-3)代入式 (4-4), 可以得出反馈放大电路闭环增益 的一般表达式为 A f
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