模拟电路分析

三、展宽频带 负反馈能扩展通频带
A Am 0.707 Am Afm 0.707 Afm
开环
四、减小非线性失真
略小
O
f fL f L
f H f fH
f
略小
ui

略大
ud
A
uo
略大
Fra Baidu bibliotekuf
略大
F
略小
7.5 放大电路负反馈的正确引入
放大电路中引入负反馈的一般原则
1、为稳定静态工作点，应引入直流负反馈；为改善 电路的动态性能，应引入交流负反馈； 2、根据信号源的性质决定引入串联负反馈、或者并 联负反馈。 3、根据负载对放大电路输出量的要求，即负载对信 号源的要求，决定引入电压负反馈或者电流负反馈。 4、根四种组态反馈电路的功能，在需要进行信号变换 时，选择合适所维组态。
④电流并联负反馈
7.2.3 反馈组态的判断 1、电压负反馈与电流负反馈的判断 2、串联反馈与并联反馈的判断 例1：
VCC
例2：

iO
U CC RC C1 RS

RL
uI
uD

uF
uo

V
C2



A
R2
T



RF

UO

RL
R1
R3
US
Ui
RE
CE
例3：
RS
A
uid


R2
A
uo uI

iI
R
1
iid
iF

R1


R2
uF
R1
R2

A

uo
uF
净输入量：
I id
Ib

U id


U be
三极管 运算放大器
注意：反馈量仅仅决定于输出量，而与输入量无关， 它是只反映输出量变化的物理量。
3、直流反馈和交流反馈的判断：
uI


A


Xi
闭环增益：
A Af Xi X id (1 AF ) 1 AF
XO
A X id
②反馈深度 1 AF
1 AF 1
1 AF 1
1 AF 0
1 AF 1
Af A
Af A
负反馈 正反馈 自激振荡
A f
Af 1
F
深度负反馈
Uo

Uf
F
F
电压串联负反馈电路
电压并联负反馈电路
3、举例分析：
uI
uD


R2
A

uo
RL
uI

uD


RL
A
uo iO
R1
uF
iR! R1
uF
①电压串联负反馈

iI
iD
②电流串联负反馈
uP

iI
iD

iF
A
uo

iF
A

RL
R2

uN
R
RL

uo
R1
③电压并联负反馈
AF 10
可以认为是深度负反馈
2、将基本放大电路与反馈网络均看成二端口网络， 则不同反馈组态表明两个网络的不同连接方式。

Io

Ii


Id
Io
Ui
Ud
A
RL

US
RS

A
If
RL

Uf
F
F
电流串联负反馈电路

电流并联负反馈电路
Ii

Id


Ui
Ud
A
RL


Uo
US
RS

A
If
RL

稳定的负反馈放大电路 Gm 0 ，且 Gm
愈大，电路愈稳定
1、判断方法：
① 若不存在 f 0 则电路稳定； ② 若存在 f 0则电路不稳定，若 f 0 f c必然产生自激振荡，但
f0 fc 则电路稳定，不会产生自激振荡。
，
2、稳定裕度：
定义 f fc 时所对应的20lg A F
Gm 20lg A F
f f0


的值为幅值裕度 G m
7.3 负反馈对放大电路性能的影响
1、 提高了闭环增益的稳定性 不考虑相位关系：
dAf Af 1 AF 1 1 2 2 dA 1 AF (1 AF ) (1 AF ) A 1 AF
dAf 1 dA Af 1 AF A
（相对变化量）
电流负反馈稳定输出电流；电压负反馈稳定输出电压。
A F 1

写成模及相角形式： AF 1
A F (2n 1) (n整数)
相位平衡 条件
起振过程中 X o 有一个从小到大的过程，故起振条件

AF 1

由于半导体器件的非线性，若电路最终能够达到动态平衡， 即反馈信号与输出信号相互维持，则称电路产生了自激振荡。
控制的电压源 uO 并联 可将电路的输出看成由输入电流 控制的电流源 iO
iI
稳定电流：串联 可将电路的输出看成由输入电压 u I 控制的电流源 iO 并联 可将电路的输出看成由输入电流 i I
控制的电压源 uO
负反馈放大电路的重要作用和性质 1、重要作用：稳定输出量。实质：自动调节 2、性质：直流负反馈稳定静态工作点，交流负反馈 改善放大电路的动态性能。 串联与并联反馈对信号源内阻要求不同。
R2
ui

A
ui
uo
R1


A
ui


uo
A
uo
2、反馈极性的判断
瞬时极性法：是判断电路中反馈极性的基本方法。即： 规定电路输入信号在某一时刻对地的极性，以此类推 从而得到输出信号的极性；根据输出信号的极性判断 反馈信号的极性；从而得出净输入的变化。
uI
uid

uI uo


RF

V RC

Ii


If B


US
Ui
Ib
UO

RL
例4：
RB1 C1 RS


U CC RC1


C2
RB2

RC2


C3

V1

V2 RE1 RB3 CE RE2

Ui

Uo

RL
CF
RF
总结：放大电路中应引入哪种反馈取决于负载欲得到稳定的电压 还是稳定的电流；应引入串联负反馈还是并联负反馈取决 于输入信号源是恒压源还是恒流源。 稳定电压：串联 可将电路的输出看成由输入电压 u I
第7章 放大电路中的反馈
7.1 反馈的基本概念和类型 7.2 反馈的框图表示法 7.3 负反馈对放大电路性能的影响 7.5 负反馈的正确引入 7.6 自激振荡
7.1 反馈的基本概念和类型
7.1.1 反馈的概念和类型
1、 什么是反馈？ 电子电路中，将输出量（电压或电流）的一部分或全部通过 一定的电路形式作用到输入回路用来影响输入量的措施，称 为反馈。
输入量
＋
净输入量
基本放大电路
输出量
反馈量
反馈网络
反馈的目的：为改善放大电路性能而引入的一项技术措施
2、正、负反馈：根据反馈的效果区分：
净输入量增大/减少为正反馈/负反馈。
3、直流反馈和交流反馈：反馈量中只含有直流量，
称为直流反馈，只含有交流量为交流反馈。
7.1.2 反馈的判断 正确判断反馈的性质是研究放大电路的基础。 1、有无反馈的判断：
uo
uI


A
uo
R1
R2
R1
R2
【例】判断图示电路中是否引入反馈；若引入则是直流还是交流？ 是正反馈还是负反馈？
R3
ui
R1

R2
A1

A2
uo
R4
7.2 负反馈放大电路的框图表示法
7.2.1 负反馈放大电路的分析要点
1、反馈量实质上是对输出量的取样，其数值与输出量 成正比。 2、负反馈的基本作用是将引回的反馈量与输入量相减， 从而调整电路的净输入量和输出量。 3、交流负反馈使放大电路的输出量与输入量之间有稳 定的比例关系，任何因素引起的输出量的变化均得 到抑制。

X
'
i
Xi X f


AF

将产生超前相移
高频断：因为半导体器件的级间电容的存在，A F 将产生滞后相移 为附加相移
' A

'
F
180

X
'
i
Xi X f


A F n (n为奇数 )
' '
因此：当反馈量与中频段相比产生超前或滞后的附 加相移，因而净输入量将会增加，于是输出量也随 之增大，反馈的结果使放大倍数增大。 幅值平衡 2、自激振荡的平衡条件 条件
2、改变输入电阻和输出电阻
①对输入电阻的影响：从放大电路输入端看进去的等效电阻， 故此其影响取决于基本放大电路与反馈网络在输入端的连接方式。 即串联、并联。

Ii

Id

串联负反馈增大输入电阻
ri
Ui I f
A
rif
ri
并联负反馈减小输入电阻
F
②对输出电阻的影响：取决于基本放大电路与反馈网络在放大 电路输出端的连接方式。即电压反馈、电流反馈。 电压负反馈减小输出电阻；电流负反馈增大输出电阻。
7.6 负反馈放大电路的自激振荡
自激振荡：电路不需要输入任何信号，在输出端将获得 正弦交流电压或电流，这种现象。 7.6.1 负反馈放大电路产生自激振荡的原因和条件
中频断
AF 0

A F 2n (n整数)

因此净输入量、输入量、反馈量之间的关系 低频段：因为耦合电容、旁路电容的存在，
7.6.2 负反馈放大电路稳定性的定性分析 设放大电路采用直接耦合方式，且反馈网络为纯电阻 网络，则电路只可能产生高频振荡，且附加相移仅产生 于放大电路。故：放大电路级数愈多，引入负反馈后愈 容易产生高频振荡。但放大电路的自激振荡是由其自身 条件产生的，不因其输入信号的改变而消除。
1、对于基本放大电路的讨论：
研究问题：电压反馈、电流反馈、串联反馈、并联反馈。
7.2.2 四种负反馈组态电路的方块图 电压/电流; 串联/并联组合4种类型。 1、负反馈放大电路的方块图表示法：

Xi



' i
X

A
Xo
基本放大电路的放大倍数

A



Xo

Xf
X 'i
反馈系数
F Xf

F
Xo
X'i Xi Xf
A


负反馈放大电路的放大倍数
Xo

Xi
电路的环路放大倍数（增益）

AF


Xf

X 'i
A和F的含义及量纲见176页表7-1
①闭环增益 Af 及其一般表达式

Af
XO

X i X id X f X id X id AF X id (1 AF )