放大器 反馈电路

负反馈对输出电阻的影响
(1) 电压负反馈使输出电阻减小
电压负反馈可以使输出 电阻减小，这与电压负反馈 可以使输出电压稳定是相一 致的。输出电阻小，带负载 能力强，输出电压的降落就 小，稳定性就好。以串联电 压负反馈为例，有
X 'o Avo图09.12电压负反馈对输出电阻的影响 V 'o Avo X 'i V此处用X =0 是因为考虑到电压并 (1 Avo F ) V 'o Avo FV 'o V 'o Sf I 'o 联负反馈时，信号源内阻不能为零，否 Ro 负载开路 Ro Ro Ro 图09.12为求输出电阻的等效电路，将负载电 则反馈信号将被信号源旁路。 XS=0 ， V 'o 说明信号源内阻还存在。 Ro 阻开路，在输出端加入一个等效电压Vo’，并将输 Rof 'o 1 Avo F I 入端接地。于是有 式中 A 是负载开路时的电压放大倍数。
反馈信号 与电压成 比例，是 电压反馈。
+ vf -
输入回路 经Rf加在发射极E1上的反馈电压Vf与输入电压Vi是串联
关系， 故为串联负反馈。
电压串联负反馈
试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。 例2：
加于输入回路两点时，
瞬时极性相同为负反馈。
○ ⊕
反馈信号和输入信号
解: 根据瞬时极性法
⊕
○
电路是负反馈。
反馈放大电路
反馈
在电子系统中把输出回路的电量（电
压或电流）馈送到输入回路的过程。
反馈就是将输出信号取出一部分或全部送回
到放大电路的输入回路，与原输入信号相加或相
输入信号
减后再作用到放大电路的输入端。反馈信号的传
反馈信号
输是反向传输。所以放大电路无反馈也称开环，
净输入信号
放大电路有反馈也称闭环。
正反馈
称为环 路增益。
Xo AX id A Af X Xi X id 1 AF f
式中：
Xo Xf X id X id
Xf AF Xo
反馈深度 1 AF

称为反馈深度

(1)若1 A F 1，则 AF A , (2)若1 A F 1，则 AF A , (3)若1 A F 0，则 AF ,
净输入信号| Xi' | > | Xi |输出幅度增加 。 X 'i X i X f
在某些振荡电路中，有意引入正反馈 构成自激振荡。
+
负反馈
净输入信号| Xi' | < | Xi输出幅度下降。 X' X X
i i f
正确引入负反馈可以改善放大电路的性能。
正反馈和负反馈的判断
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， 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。如果反馈信号 的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。
反馈信号和输入信号加于输入回路一点时，瞬时极性 相同的为正反馈，瞬时极性相反的是负反馈。 反馈信号和输入信号加于输入回路两点时，瞬时极 性相同的为负反馈，瞬时极性相反的是正反馈。 对三极管来说这两点是基极和发射极，对运算放大器 来说是同相输入端和反相 输入端。
当反馈很深，即 A F 1时， 1

AF



Xo


A 1 A F


1

Xi
F
引入深度负反馈后，放大电路的增益由反馈网络 决定，与基本放大电路无关。 有反馈时增益的稳定性比无反馈时提高了(1+AF)倍。
负反馈对非线性失真的影响
负反馈可以改善放大电路的非线性失真，但 是只能改善反馈环内产生的非线性失真，而对反馈 环外产生的非线性失真不起作用。
Vo 开环传输特性 Vi
闭环传输特性
动画9-3
动画9-4
负反馈对噪声的影响
S N

Vs

Vn

V0 VS




AV 1 AV 2
1 AV 1 AV 2 FV
Vn


AV 1
1 AV 1 AV 2 FV
S N

Vs


AV 2
Vn

信噪比提高 AV 2 倍。 负反馈只对反馈环内的噪声和干扰有抑制作用。

环路增益
Vb

AF

Va
负反馈对放大电路性能的影响 负反馈对放大电路性能的影响
对输入 电阻的 影响
负反馈是改善 放大电路性能的重要技术 措施，广泛应用于放大电路 和反馈控制系统之中。
对增益
的影响
对输出 电阻的 影响
对通频带
的影响
对非线性 失真的影响
对噪声、 干扰和温漂 的影响
负反馈对增益的影响
Ais X 'i Ais X f Ais FI 'o V 'o 式中Ais是负载短路时 Ais FI 'o I 'o (1 Ais F ) I 'o 的开环增益，即将负载短 Ro 路，把电压源转换为电流 V 'o F )R o Rof (1 Ais 源，再将负载开路的增益。 I 'o
小结
动画9-1
动画ch603
负反馈放大电路的基本方程 负反馈放大电路的基本方程
闭环放大倍数
反馈深度
环路增益
闭环放大倍数的一般表达式
Xo 放大电路的开 A 环放大倍数 X id
反馈网络的 反馈系数
Xf F Xo
放大电路的闭 Xo A f 环放大倍数 Xi 由于 X id X i X f
例的反馈称为电流反馈。 电压反馈与电流反馈的判断：
将输出电压‘短路’，若反馈信号为零， 则为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为 电流反馈。
串联反馈和并联反馈
反馈信号与输入信号加在输入回路的同一 个电极上，则为并联反馈；反之，加在放大电 路输入回路的两个电极，则为串联反馈。 对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加 此时反馈信号与输入信 此时反馈信号与输入信号 号是电流相加减的关系。 是电压相加减的关系。 在三极管的基极或发射极，为并联反馈；一个加 在基极一个加在发射极则为串联反馈。 对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同 时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈； 一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串 联反馈。
★输入信号与反馈信号是并联的形式，所以是并联负反馈。 ★反馈信号取自与输出电流，所以是电流负反馈。
电流并联负反馈
试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。 例4： 解：
根据瞬时极 性法判断

反馈信号和输入信号加于 输入回路同一点时，瞬时 极性相反是负反馈。
输入信号与反馈信号是并联的形式， 所以是并联负反馈。 反馈信号取自与输出电流，所以是电流负反馈。
以上输入信号和反馈信号的瞬时极性都是指对地 而言，这样才有可比性。
动画9-2
交流反馈和直流反馈
反馈信号只有交流成
分时为交流反馈，反馈信 号只有直流成分时为直流 反馈，既有交流成分又有 直流成分时为交直流反馈。
负反馈类型 负反馈类型
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
电压串联负反馈
反馈信号vf和输 入信号vi加在运放 A1的两个输入端， 故为串联反馈。
○
反馈信号与输出电压成比例，故为电压反馈。
交直流串联电压负反馈
电压并联负反馈
Ig
. .f ○ I R I A .
i
Ii
IiI ' Iid⊕
f
A
○
Io


Vo
g
.
F
vo
RL
反馈信号和输入信号
加于输入回路同一点时， 瞬时极性相反为负反馈。
i
式中Ri =rid 。
2.并联负反馈使输入电阻减小
V 'i V 'i Vi Vi rid Rif i I i I f I i FivVo i I iAv Fiv 1 Av Fiv I I i i
负反馈对通频带的影响
加了负反馈之后，放大器的通频带变宽，但放 大器的增益减小。即增益与通频带之积为常数。
负反馈对输入电阻的影响
负反馈对输入电阻的影响与反馈加入的方式有关， 即与串联或并联反馈有关，而与电压或电流反馈无关。 1.串联负反馈使输入电阻增加
Vi Vi Vf Vi Vi Av Fv Rif ' ' Ii Ii I 'i Vi (1 Av Fv ) (1 Av Fv ) Ri I'
F
输出端的取样是电压
电压负反馈 并联负反馈
输入端Ii和If以并联的方式进行比较
电流并联负反馈
输入端Ii和If 以并联的方 Ig 式进行比较
. . R I .
g
Ii
Iiii'
f
iid if
○
⊕
A○
io
Io
RL
A
F F
输出端的取 Vo 样是电流
并联负反馈
反馈信号和输入信号
加于输入回路同一点时，
例6： 试判断电路的反馈组态。
解: 根据瞬时极性法
经电阻R1加在基极B1上的 是直流电流并联负反馈。
经Rf 加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输 入信号加在T1两个输入电极，故为串联反馈。 交流电压串联负反馈。
电压反馈和电流反馈
电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比 • 例的反馈称为电压反馈； 电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比
电流并联负反馈
电流串联负反馈Байду номын сангаас

Vg
Rg
Vi
⊕



Vi '
v i vid

⊕
A⊕
Io
A
F
F


Vo
ioR
L
反馈信号和输入信号
加于输入回路两点时，
瞬时极性相同为负反馈。
Vf
vf
输出端的取样是电流，所以是电流负反馈。
输入端Vid和Vf以串联的方式进行比较，
所以是串联负反馈。
试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。 例5： 解：

相当与引入负反馈。
相当与引入正反馈。
相当于输入为零时
仍有输出，故称为 “自激状态”。
环路增益
环路增益 AF 是指放大电路和反馈网络所
形成环路的增益，当 AF >>1时称为深度负
反馈，相当与 1+AF >>1。于是闭环放大倍
数
A 1 Af 1 AF F
vo
(2) 电流负反馈使输出电阻增加
电流负反馈可以使 输出电阻增加。 电流并联负反馈为 这与电流负反馈可以使输出 例，将负载电阻开路， 电流稳定是相一致的。输出电阻大， 在输出端加入一个等效 负反馈放大电路接近电流源的特性， 的电压V'o，并令输入信 输出电流的稳定性就好。 号源为零，即VS =0。可 得
电流负反馈
当ii一定时： 若 RL io 通过R、Rf if iid
瞬时极性相反为负反馈。
io
电流负反馈稳定输出电流
试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。 例3：
解：
根据瞬 时极性 法判断
⊕


Ii I'i
⊕ ○

○
⊕
If
○
反馈信号和输入信号加于 输入回路同一点时，瞬时 极性相反是负反馈。
⊕
.
RL
Vo
当vi一定时： 若 RL
vo vf vid vo
电压负反馈稳定输出电压
试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。 例1： 解：
根据瞬时极 性法判断 该电路 为负反 反馈信号和输入信号 馈。 加于输入回路两点时， 瞬时极性相同为负反馈。
○ ⊕
⊕ ⊕ ⊕
输出 回路
串联负反馈
输入回路
Vg
Rg
⊕
Vi


A v id V vi 基本放大器 '
i
⊕
Io
⊕

A
F
电压负反馈
输出回路
反馈信号 与电压成 比例，是 电压反馈。
反馈电压 vo v 反馈信号和输入信号 Vf 反馈网络 Vf与输入电压 f F Vid加于输入回路两点时， 是串联关 系， 故为串 瞬时极性相同为负反馈。 瞬时极性法 联负反馈。
根据瞬时极 性法判断
反馈信号和输入信号
加于输入回路两点时， 瞬时极性相同为负反馈。
电流串联负反馈
例6： 试判断电路的反馈组态。
解: 根据瞬时极性法
经电阻R1加在基极B1上的 是直流电流并联负反馈。
经Rf 加在E1上是交流负反馈。反馈信号和输 入信号加在T1两个输入电极，故为串联反馈。 交流电压串联负反馈。
负反馈类型的判别
1. 输出端：看反馈信号是取自输出电压还是输出电流。 如果取自输出电压—电压反馈；如果取自输出电流— 电流反馈。 2. 输入端：看整个反馈放大器的输入端、基本放大器的 输入端、反馈网络的输出端，这三个端口之间的关系， 如果是并联关系—并联反馈；如果是串联关系—串联 反馈。 3. 采用瞬时极性法:判断反馈信号是增强了基本放大器的 输入信号还是削弱了基本放大器的输入信号，判断是 正反馈还是负反馈。