反馈的基本概念与分类

称为反馈深度
AF A ，
(1) X id X i 1 A F 1 时，
( 2 ) 1 A F 1 时，
一般负反馈
深度负反馈
AF A ，
(3)
X id X i 1 A F 1 时，
AF ，
1. 反馈 将电子系统输出回路的电量（电压或电流），送回 到输入回路，以实现对输入量产生影响的过程(或连接 方式)。
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
Xi + –
X id 基本放大 电路 A Xo
比较环节
Xf
反馈网络 F
４.1.1 基本概念
1. 反馈
前向通路——信号正向传输（正向放大）的渠道
i
V id V
i
I id I
i
Xf X
o
Vf V
o
If V
o
Vf I
o
If I
o
4.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式
2. 反馈深度的讨论
A AF 1 AF
Xs K Xi + – Xf F Xid A Xo
1 AF
反馈通路——信号反向传输的渠道
信号的正向传输
Xi + –
Xf
X id
基本放大 电路 A
Xo
反馈网络 F
信号的反向传输
４.1.1 基本概念
Xi + –
Xf
X id
基本放大 电路 A
Xo
2. 电路中的反馈形式 （1）正反馈与负反馈
反馈网络 F
正反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变大了。 负反馈：输入量不变时，引入反馈后输出量变小了。
交、直流负反馈
(+)
C2 2
vO O
(+)
(+)
R1 R1
(+)
分别画出直流和交 流通路，考察反馈通路 是否存在，来进行判别。
交流正反馈
R2 R2
交流通路 直流通路
4.1.1 基本概念
2. 电路中的反馈形式 （2）交流反馈与直流反馈 例2
R RR 11 1 1
直流负反馈
R2 R 222 R
(+)
C C --
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。
4.3.2 减少非线性失真
如果正弦波输入信号经过放大后产生的失真波形为正半周大．负 半周小。经过反馈后，在F为常数的条件下．反馈信号也是正半周大，负 半周小。 但它和输入信号相减后得到的净输入信号的波形却变成正半周小， 负半周大，这样就把输出信号的正半周压缩，负半周扩大，结果使正负半 周的幅度趋于一致，从而改善了输出波形。
要 稳 定 直 流 量 —引直流负反馈 — 要 稳 定 交 流 量 —引交流负反馈 — 要 稳 定 输 出 电 压 — 引电压负反馈 — 要 稳 定 输 出 电 流 — 引电流负反馈 — 要 增 大 输 入 电 阻 — 引串联负反馈 — 要 减 小 输 入 电 阻 — 引并联负反馈 —要 增 大 输 出 电 阻 — 引电流负反馈
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。
由此可组成四种阻态： 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联
反馈类型的判别步骤
前向通路
Xi + –
Xf
X id
1. 有无反馈（找反馈元件） 2.交流反馈与直流反馈
基本放大 电路 A
(-)
vO RL
净输入量
本级反馈通路 反馈通路 净输入量
R3
反馈通路
R5 + R4 R2
(+)
R1 vI
(-)
vO
(+)
(+)
(+) (-)
+
级间负反馈 级间反馈通路
例
负反馈
(+) (-) (-) (-) (-)
反馈通路
净输入量 负反馈
(+) (+)
(+)
净输入量
反馈通路
总结：
负反馈
(+)
Xi
输入端有 -vI+ vID + vF =0 即 vID = vI -vF
电压负反馈：稳定输出电压 串联反馈：输入端电压求和（KVL）
４.1.2 四种类型的反馈阻态
3. 各种反馈类型的特点
B. 电流并联 RL iO iO
输入端有 iI - iID - iF =0 即 iID = iI -iF
4.1 反馈的基本概念与分类
4.2 负反馈放大电路的方框图及增 益的一般表达式 4.3 负反馈对放大电路性能的改善
4.1 反馈的基本概念与分类
4.1.1 基本概念
反馈 电路中的反馈形式
4.1.2 四种类型的反馈阻态
类型 四种阻态的判断方法
各种反馈类型的特点
4.1.1 基本概念
2. 信号的单向化传输
信号的正向传输
Xs
变换网络 K
Xi
+ –
Xf
X id
基本放大 电路 A
Xo
反馈网络
单向化
F
信号的反向传输
4.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式
1. 表达式推导
已知
Xo A X
Xf F X
Xs K Xi + – Xid A Xo
开环增益 反馈系数
Xi
Xf
Xi
Xi
Xf
Xf
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。
4.2 负反馈放大电路的方框 图及增益的一般表达式
4.2.1 负反馈放大电路的方框图
• 构成 • 信号的单向化传输 • 开环时反馈网络的负载效应
4.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式
A 1 AF BW F
BW F (1 AF ) BW
即，带宽扩展到1+AF倍。
4.3.5 对输入电阻和输出电阻的影响
串联负反馈 ——增大输入电阻
4.3.5 对输入电阻和输出电阻的影响
并联负反馈 ——减小输入电阻
4.3.5 对输入电阻和输出电阻的影响
电压负反馈 ——减小输出电阻，稳定输出电压
iF
iID
电流负反馈：稳定输出电流 并联反馈：输入端电流求和（KCL）
其他两种阻态有类似的结论
４.1.2 四种类型的反馈阻态
4. 四种阻态的判断方法
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。
Xi Xf
Xo
反馈网络 F
反馈通路
反馈存在于直流或交流或交直流通路中。 3.正反馈与负反馈
瞬时极性法。 4. 反馈的组态
输出端：并联取电压；串连取电流。
输入端：串联分压； 并联分流。
４.1.2 四种类型的反馈阻态
例
4.1.2 四种类型的反馈阻态
例
４.1.2 四种类型的反馈阻态
例
４.1.2 四种类型的反馈阻态
引入负反馈时放大电路在低频段的放大倍数为
比较两式可知，引 入负反馈后的下限 频率为：
4.3.4 扩展频带
假设无反馈时放大电路在高频段的放大倍数为
引入负反馈时放大电路在高频段的放大倍数为
比较两式可知，引 入负反馈后的中频 放大倍数和上限频 率分别为：
4.3.4 扩展频带
放大器的一条规律： 带宽增益积=A×BW=常数 反馈放大器： 常数=A×BW =AF×BWF
4.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式
1. 表达式推导
输出端：并联取电压；串连取电流。
输入端：串联分压； 并联分流。
信号X 在四种反馈阻态中的具体形式
Xs K Xi + – Xf F Xid A Xo
电压串联
X id X
i
电压并联
I id I
i
电流串联 电流并联
V id V
例
电压串联负反馈
４.1.2 四种类型的反馈阻态
例
电流并联负反馈
４.1.2 四种类型的反馈阻态
例
电压并联负反馈
４.1.2 四种类型的反馈阻态
例
电流串联负反馈
４.1.2 四种类型的反馈阻态
例
４.1.2 四种类型的反馈阻态
3. 各种反馈类型的特点
A. 电压串联 RL vO vO vF vID
i
Xf F X
代入上式
Xi
+ –
Xf
X id
基本放大 电路 A
Xo
o
反馈网络
得
Xf Xi
输入量近似等于反馈量
净输入量近似等于零
F
X id X i X f 0
4.4 深度负反馈条件下的近似计算
1.深度负反馈的特点
深度负反馈条件下
X id X i X f 0
(+)
R3 R 333 R vII vvII
(+)
(+)
vO vvOO O
+ ++
直流通路 交流通路
反馈的概念性
Xi
+ –
Xf
X id
基本放大 电路 A
Xo
反馈网络 F
直流反馈
稳定原理：
T IC IE VE、VB不变 VBE IB IC
（反馈控制）
４.1.2 四种类型的反馈阻态
负反馈
(-)
Xf
(+)
Xi
(-)
Xf
负反馈
(+) Xi (+)
Xf
负反馈
Xi
(+)
(+)
Xf
４.1.1 基本概念
2. 电路中的反馈形式 （2）交流反馈与直流反馈
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。
例1
(+)
C1 1 v II +
正反馈
( 4 ) 1 A F 0 时，
自激振荡
4.3 负反馈对放大电路性能的改善
• 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
4.3.1 提高增益的稳定性
闭环时 则
2 1
AF A 1 AF

— 要 减 小 输 出 电 阻 — 引电压负反馈 —
4.4 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 Fra Baidu bibliotek1
A A 1 AF F 1 AF AF
则
即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关 又因为
Xo AF X
信号Xi=0, 故
4.3.5 对输入电阻和输出电阻的影响
电流负反馈 ——增大输出电阻，稳定输出电流
4.3.5 对输入电阻和输出电阻的影响
串联负反馈 —— 增大输入电阻
并联负反馈 ——
减小输入电 电压负反馈 —— 阻
减小输出电阻，稳定输出电
压 电流负反馈 ——
增大输出电阻，稳定输出电
流
为改善性能引入负反馈的一般原则
另一角度 正反馈：引入反馈后，使净输入量变大了。
负反馈：引入反馈后，使净输入量变小了。
X id X i X id X i
判别方法：瞬时极性法。从输入端开始，假定某一时刻输入 信号极性为“+”，沿着信号流向，从前向通路到反馈通路， 依次标出此刻有关节点电压的极性（分别用 “+” 、“-”号 表示），最终确定反馈量对输入量的影响。
４.1.1 基本概念
1. 反馈
信号的正向传输 反馈通路 （反馈网络）
R2
vI
+ -
vO
RL
vI
R1 + -
vO
RL
开环 ——无反馈通路
闭环 ——有反馈通路
信号的正向传输
例
负反馈
R1 vI R2
反馈通路
净输入量 正反馈
(+) (-)
+ R2
(-) (-) (+)
+
vI
R1
(+)
(+)
(-)
vO RL
• 表达式推导 • 反馈深度的讨论
4.2.1 负反馈放大电路的方框图
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 K
Xi + –
Xf
X id
基本放大 电路 A
Xo
信号源
反馈信号
Rf R1 vN
反馈网络 F
例
vI A
vP + R2
vO
电压并联负反馈
4.2.1 负反馈放大电路的方框图
I id
串联负反馈，输入端电压求和。
V id V i V f 0
4.3.2 减少非线性失真
AF A 1 AF
在深度负反馈条件下:
1 A F 1 时，
1 AF 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。
闭环时增益减小，线性度变好。
4.3.4 扩展频带
假设无反馈时放大电路在低频段的放大倍数为
只考虑幅值有 A F
1 (2)
A 1 AF
(1)
dA F dA
dA F AF

(1 AF )
1 dA A
2
1 AF
即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍
另一方面
F 1 时， A A 1 在深度负反馈条件下 1 A F AF F
Xf F
id
o
Xo AF X
i
闭环增益
即
A AF 1 AF
因为 所以
X id X i X f
Xo Xo AF Xi X id X f Xo X o / A X oF
闭环增益的 一般表达式