模拟电子负反馈电路分析

例：为达到下列目的，应分别引入哪种组态的负反馈。
1）减少放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力； 2）将输入电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流； 3）将输入电流转换成稳定的输出电压。
例： 1）减少放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力； 串联－电压负反馈
例：2）将输入电流转换成与之成稳定线性关系的输出电流； 并联－电流负反馈
2）当A 变化 10% 时的 Af ，以及 dAf /Af 。
解： 1) 1 + AF = 100，则 F = (100 – 1) / A = 0.099
2)
Af
A 1 AF
= 103 / 100 = 10
3) dAf 1 dA 1 （ 0.1) 0.1%
Af 1 AF A 100
此时的 Af =
(1)电压串联负反馈 — 例 1
Rif Rif
F uf R1 uo R1 Rf
Rif , Rof 0
Rif R2 ,
Rof
Af
1 F
uo uf
Auf
uo ui
Af
1
RL Rf
5.5.2 深度负反馈放大倍数分析
(1)电压串联负反馈 — 例2
uid 0
ui uf
Auf
uo ui
uo uf
F
深度负反馈： Rof
5.4.3 展宽通频带
无反馈时： fBW = fH fL fH
引入反馈后，
Af
A 1 AF
，
AHf
1
AH AHF
，A mf
Am , 1 AmF
ALf
AL 1 ALF
A(f) Af(f)
Am 0.707Am
fBW(
Amf
源自文库
0.707Amf
fBWf
O fLf fL
2. 根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型
欲提高输入电阻，采用串联反馈 欲降低输入电阻，采用并联反馈
要求高内阻输出，采用电流反馈； 要求低内阻输出，采用电压反馈。
5.4.6 放大电路引入负反馈的一般原则 3. 根据信号源及负载确定反馈类型
信号源为恒压源，采用串联反馈； 信号源为恒流源，采用并联反馈； 要求负载能力强，采用电压反馈； 要求恒流输出，采用电流反馈。
或
i
f
0
id
2. 深度负反馈时集成运放电路的特点
xi
xid A
(1 + AF)xid xf
AFxid
F
Axid xo 当 1 AF 1 时：
1 AF AF
即：xi xf xid 0
串联负反馈：
ui uf uid 0
虚短
并联负反馈：
ii if 虚断
iid 0
5.5.2 深度负反馈放大倍数分析
例：3）将输入电流转换成稳定的输出电压。 并联－电压负反馈
例：下图所示电路： 1）合理连线，使电路输入电阻增大，输出电阻减少； 2）若Auf =10，则Rf 应取多少？
u 串联－电压负反馈：OCL电路不影响极性， i uo
按反相比例考虑
3. 消除自激的方法 — 相位补偿
在电路中加入 C，或 R、C 元件进行相位补偿， 改变电路的高频特性，从而破坏自激条件。
2. 对输出电阻的影响
《1》 电压负反馈 F 与 A 并联，使输出电阻减小。
A
Ro
F
Rof
Ro 1 AF
Rof A 为负载开路时的源电压放大倍数。
深度负反馈： Rof 0
《2》 电流负反馈 F 与 A 串联，使输出电阻增大
A
Rof (1 AF )R o
Ro Rof A 为负载短路时的源电压放大倍数。
Af
(1
dA f Af
)
10(1
0.1% )
负反馈以牺牲放大倍数为代价，
换取了放大倍数稳定性的提高。
5.4.2 改善输入电阻和输出电阻
1. 对输入电阻的影响
《1》 串联负反馈使输入电阻增大
ii
ui
uid Ri A
Rif
ui ii
uid uf ii
uid AFuid ii
Rif uf AFuid F
第9讲 负反馈电路分析
教学内容： 5.4 负反馈对放大电路性能的影响 5.5 深度负反馈下放大倍数估算
第9讲 负反馈电路分析
教学重点： 1. 负反馈对放大电路性能的影响 2. 深度负反馈下放大倍数估算
5.4 负反馈对放大电路性能的影响
5.4.1 提高闭环放大倍数的稳定性 5.4.2 改变放大电路的输入和输出电阻 5.4.3 减少失真和扩展通频带 5.4.4 减少非线性失真 5.4.5 负反馈对噪声、干扰和温漂的影响 5.4.6 放大电路引入负反馈的一般原则
Rif (1 AF )R i 深度负反馈时： Rif
5.4.2 改善输入电阻和输出电阻
1. 对输入电阻的影响
《2》 并联负反馈使输入电阻减小
ii iid
ui if
Ri A
Rif
AFiid
F
Rif
ui ii
uid iid i f
uid
iid AFi id
Rif
Ri 1 AF
深度负反馈： Rif 0
1
Rif
滞后补偿 电容滞后
相位补偿形式
RC 滞后
超前补偿：密勒效应补偿
R
电容滞后补偿
RC 滞后补偿
密勒效应补偿
5. 5 深度负反馈电路放大倍数的估算
5.5.1 深度负反馈的实质
1. 深度负反馈的实质
当 1 AF 1 时， A A 1
f 1 AF F
而
Af
X0 Xi
,
F Xf X0
X X X 所以
5.4.1 提高闭环放大倍数的稳定性
由： Af
A 1 AF
求微分得： dAf
dA (1 AF )2
dAf 1 dA Af 1 AF A
Af 的相对变化量
A 的相对变化量
负反馈，1 AF 1 dA f dA Af A
结论：放大倍数稳定性提高
例 ：已知A = 103 ，负反馈使放大倍数稳定性提高100 倍， 1）求 F、Af ；
fH fHf
可证明： fHf = (1 + AF) fH fLf = fL / (1 + AF)
fBWf = fHf fLf fHf
f
= (1 + AF) fBW
5.4.4 减少非线性失真
改善了波形失真
无负反馈
ui
A
加入 负反馈
略小
ui +
略大
uid
A
uf 略大 – uf
略小
F
大 uo
小
uo
接近正弦波
5.4.5 负反馈对噪声、干扰和温漂的影响
负反馈对噪声、干扰和温漂的影响的原理与 减少非线性失真的原理相同。
略小
略大
ui + uid
A
uo
uf 略大 – uf
略小
F
接近正弦波
5.4.6 放大电路引入负反馈的一般原则
1. 欲稳定某个量，则引该量的负反馈
稳定直流，引直流反馈 稳定输出电压，引电压反馈 稳定交流，引交流反馈 稳定输出电流，引电流反馈