负反馈放大电路

dAF 1 dA AF 1 AF A
即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍
另一方面
在深度负反馈条件下
A F

1 F
即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的
线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。
7.3.2 减小非线性失真和抑制干扰
无负反馈
xi
A
xo 大
加入 负反馈
略小
预失真
RL
vO
vF
vID
vO
串联反馈：输入端电压求和（KVL）
电压负反馈：稳定输出电压
7.1.3 四种类型的反馈组态
3. 各种反馈类型的特点
B. 电流并联 输入端有 iI - iID - iF =0
即 iID = iI -iF
RL iO
iF
iID
iO
并联反馈：输入端电流求和（KCL）
判断方法： 假设将输出端交流短路， 如果反馈信号消失，则为电压 反馈；否则为电流反馈。
例：输出短路后，Re1 两端
的电压与输出信号无关，即反馈 信号消失，所以为电压反馈。
反馈信号末消失，所以为电 流反馈。
四、串联反馈和并联反馈
反馈信号与输入信号在输入 回路中以电压形式求和，为串联 反馈；如果二者以电流形式求和， 为并联反馈。
7.1.1 反馈概念的建立
放大电路中的反馈，是指将放大电路输出电量(输出电压或输出电流)
的一部分或全部，通过一定的方式，反送回输入回路中。
例 静态工作点稳定电路
UBEQ UBQ - ICQRE
将输出电流 ICQ(IEQ) 反馈回 输入回路，改变UBEQ，使 ICQ 稳 定。
7.1.2 反馈的分类
20lg A
20lg Am
20lg Amf
BWf (1 AF )BW
3dB BW
3dB BWf
fLf fL
fH fHf
f
负反馈对通频带和放大倍数的影响
7.3.5 对输入电阻和输出电阻的影响
不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响 不同。
1. 串联负反馈使输入电阻增大
Rif (1 AF )Ri
解：
求: (2)引入电压并联负反馈
(+) a
+ vS
b
正反馈
c R1
d R2
e (+)
(+)
f
+ A
-
Rf j
+VCC
R3 g
(+)
T1 T2
h
(+)
vO
R4
i VCC
例(习题7.2.4)
解：
求: (2)引入电压并联负反馈
(+) a
+ vS
b
电压并联负反馈
c R1 e
+
()
d
(+)
A -
R2
例： 因为iB iI iF 所以为并联反馈；
因为uBE uI uF , 所以为串联反馈。
7.1.3 四种类型的放大电路反馈组态
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。
由此可组成四种组态：
电压串联 电压并联
2. 四种组态的判断方法
电流负反馈：稳定输出电流 其他两种组态也有类似的结论（自己总结）
7.1.3 四种类型的反馈组态
4. 信号源对反馈效果的影响
串联反馈 vID = vI -vF
要想反馈效果明显，就 要求vF变化能有效引起vID的 变化。
则 vI 最 好 为 恒 压 源 ， 即 信号源内阻RS越小越好。
7.1.3 四种类型的反馈组态
7 负反馈放大电路
7.1 反馈的基本概念 7.2 负反馈对放大电路性能的影响 7.3 负反馈放大电路的分析计算 7.4 负反馈放大电路的稳定问题
7.1 反馈的基本概念
正反馈，负反馈；(常用瞬时极性法判断） 直流反馈，交流反馈； 电压反馈，电流反馈； 串联反馈，并联反馈； 放大电路的四种反馈组态： 电压串联负反馈，电压并联负反馈， 电流串联负反馈，电流并联负反馈；
(+)
(-)
+
R2
正反馈
(-)
vO
RL
净输入量
反馈通路
净输入量
本级反馈 反通 馈路 通路
R3 (+)
R5 -
R1
-
vI (+)
(+)
+
(-)
级间负反馈
+ (+)
R4 R2
(-) vO
级间反馈通路
二、直流反馈和交流反馈
(a)直流负反馈
(b)交流负反馈
直流负反馈可稳定静态工作点，交流负反馈用以改 善放大电路的性能。
e
() (+)
f
+ A
-
Rf j
+VCC
R3 g
()
T1 T2
h
()
vO
R4
i VCC
例(习题7.2.4)
解：
求: (1)引入电压串联负反馈
(+) a
+ vS
b
电压串联负反馈
c R1 e (+)
+
(+)
d
A -
R2 (+) f
Rf
j
i
+VCC
R3 g
T1 T2
h
(+)
vO
R4
VCC
例(习题7.2.4)
分析负反馈放大电路的一般步骤
(1) 找出信号放大通路和反馈通路 (2) 用瞬时极性法判断正、负反馈 (3) 判断交、直流反馈 (4) 判断反馈组态 (5) 标出输入量、输出量及反馈量 (6) 估算深度负反馈条件下电路的 F、AF、A VF
end
7.4 负反馈放大电路的分析方法
7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算
一、正反馈和负反馈
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 —— 正反馈
反馈信号削弱了外加输入信号，使放大电路的放 大倍数降低 —— 负反馈
反馈极性的判断方法：瞬时极性法。 先假定某一瞬间输入信号的极性，然后按信号的 放大过程，逐级推出输出信号的瞬时极性，最后根据 反馈回输入端的信号对原输入信号的作用，判断出反 馈的极性。
例
（+） （+）
（+）
（+）
7.1.3 四种类型的反馈组态
例ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（+） （+）
（+） （－）
（+）
（+）
电压串联负反馈
7.1.3 四种类型的反馈组态
例
（+）
（－）
（－）
7.1.3 四种类型的反馈组态
例
（+）
（－） （－）
电流并联负反馈
7.1.3 四种类型的反馈组态
例
（+）
（－）
（－）
7.1.3 四种类型的反馈组态
定义
A
X o X id
开环增益
F

X f X o
反馈系数
A F

X o X i
闭环增益
因为 X id X i X f
所以
A F

X o X i

X o X id X f

X id
X o X o F
Xs
K
Xi +
Xid
A
Xo
–
Xf
F
即
A F
信号的正向传输
Xs
变换网络 Xi +
Xid
基本放大
Xo
K
–
电路 A
Xf
反馈网络 F
信号的反向传输
7.2.1 负反馈放大电路的方框图
2. 信号的单向化传输
信号的正向传输
Xs
变换网络 Xi +
Xid
基本放大
Xo
K
–
电路 A
Xf
反馈网络 F
信号的反向传输
7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式
1. 表达式推导
例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性。
因为差模输入电压等
于输入电压与反馈电压之
差，反馈增强了输入电压，
-
所以为正反馈。
-


-
(b)负反馈
(a)正反馈

反馈信号削弱了输入 信号，因此为负反馈。
例
负反馈
R2
R1
(-)
vI (+)
(+)
-
+
反馈通路
净输入量
(-)
(-) vO RL
R1
vI (+)
并联：反馈量 X f 和 输入量 X i 接于同一输入端。
串联：反馈量 X f 和 输入量 X i 接于不同的输入端
X i 电流串联
X f
X i X f
电流并联
X i X f
X i
X f
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。
7.1.3 四种类型的反馈组态
• 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
7.3.1 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
则 dAF
1
dA (1 AF )2
深度负反馈的特点 各种反馈组态的近似计算 举例
*7.4.2 小信号模型分析法
7.4.1 深度负反馈条件下的近似计算
1. 深度负反馈的特点
由于 1 A F 1
则
A F

A 1 A F

A A F

1 F
即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关
又因为
A F
根据反馈到输入端的信号是交流，还是直流，或同时
存在，来进行判别。 取决于反馈通路。
交、直流负反馈
例
(+)
-
C1
vI (+)
+
(+)
vO
(+)
R1
C2
(+)
R2
交流正反馈
三、电压反馈和电流反馈
如果反馈信号取自输出电压，则为电压反馈；电压 负反馈的反馈信号与输出电压成比例；
反馈信号取自输出电流，则为电流反馈，电流负反 馈的反馈信号与输出电流成比例。
例
（－） （+）
（－）
电压并联负反馈
7.1.3 四种类型的反馈组态
例
（+）
（+）
（+）
（+）
7.1.3 四种类型的反馈组态
例
（+）
(-) （+）
电流串联负反馈
7.1.3 四种类型的反馈组态
3. 各种反馈类型的特点
A. 电压串联
输入端有 -vI+ vID + vF =0 即 vID = vI -vF
电压串联 电压并联 电流串联 电流并联
X id
Vid
Iid
Vid
Iid
X i
Vi
Ii
Vi
Ii
X f
Vf
If
Vf
If
X o
Vo
Vo
Io
Io
7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式
2. 反馈深度的讨论
A F

A 1 A F
1 A F 称为反馈深度

X o X i
F

X f X o
(+) a
+ vS
b
电流并联负反馈
c R1
d R2
e (+)
()
f
+ A
-
+VCC
R3 g ()
(+)
T1 T2
h
vO
Rf
j
i
R4 VCC
end
7.2 负反馈放大电路的方框图 及增益的一般表达式
7.2.1 负反馈放大电路的方框图
• 构成 • 信号的单向化传输
7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式
4. 信号源对反馈效果的影响
并联反馈
iID = iI -iF 要想反馈效果明显，就 要求iF变化能有效引起iID的 变化。
RS
+ vS
-
则 iI 最 好 为 恒 流 源 ， 即 信号源内阻RS越大越好。
例(习题7.2.4)
解：
求: (1)引入电压串联负反馈
(+) a
+ vS
b
正反馈
c R1
d R2
(1) 1 A F 1 时， AF A ， 一般负反馈
(2) 1 A F 1 时， 深度负反馈
A F

1 F
(3) 1 A F 1 时， AF A ， 正反馈
(4) 1 A F 0 时， AF ， 自激振荡
7.3 负反馈对放大电路性能的改善

A 1 A F
闭环增益的 一般表达式
又因为 X i KX s
所以
A FS

X o X s

X o X i / K
KA F
对信号源的增益
7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式
1. 表达式推导
Xi +
Xid
A
Xo
–
Xf
F
信号 X 在四种反馈阻态中的具体形式
() f
Rf
j
i
+VCC
R3 g
T1 T2
h
()
vO
R4
VCC
例(习题7.2.4)
解：
求: (3)引入电流串联负反馈
(+) a
+ vS
b
电流串联负反馈
c R1
d R2
e
(+) (+)
f
+ A
-
+VCC
R3 g (+)
()
T1 T2
h
vO
Rf
j
i
R4 VCC
例(习题7.2.4)
解：
求: (4)引入电流并联负反馈
• 表达式推导 • 反馈深度的讨论 • 环路增益
7.2.1 负反馈放大电路的方框图
1. 构成 反馈放大电路
的输入信号
基本放大电路的输入 信号（净输入信号）
输出信号
Xs
变换网络 Xi +
Xid
基本放大
Xo
K
–
电路 A
信号源
Xf
反馈信号
反馈网络 F
7.2.1 负反馈放大电路的方框图
2. 信号的单向化传输
2. 并联负反馈使输入电阻减小
Rif
Ri 1 AF
3. 电压负反馈使输出电阻减小
Rof
Ro 1 AF
4. 电流负反馈使输出电阻增大
Rof (1 AF )Ro
为改善放大电路性能引入负反馈的一般原则
• 要稳定直流量 — 引入直流负反馈 • 要稳定交流量 — 引入交流负反馈 • 要稳定输出电压 — 引入电压负反馈 • 要稳定输出电流 — 引入电流负反馈 • 要增大输入电阻 — 引入串联负反馈 • 要减小输入电阻 — 引入并联负反馈
xi +
略大
x i
A
xf 略大 – xf
略小
F
小 xo
接近正弦波
负反馈减小了波形失真
同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。
7.3.4 扩展频带
上限频率扩展1+AF倍
HF H (1 AF )
A
下限频率降低1+AF倍
AF
LF

L
1 AF
闭环幅频响应
开环幅频响应
H HF

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。