模拟电子第9讲负反馈电路分析

Rif
uf AFuid
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 ui iid
uid uid ui Rif ii i id i f i id AFiid
Ri
if
规则：RL 短路，反馈消失则为电压反馈， 反馈存在为电流反馈。
规律：电压反馈取自输出端或输出分压端； 电流反馈取自非输出端。 串联和并联反馈： 规则： 串联负反馈：uid ui uf 并联负反馈：iid ii if 规律：
反馈信号与输入信号在不同节点为串联反馈； 反馈信号与输入信号在同一个节点为并联反馈。
A F
Rif
AFiid
Ri Rif 1 AF
深度负反馈：
Rif 0
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
Ro Rof 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(f) Af(f) Am 0.707Am Amf 0.707Amf O
fBW(
fBWf
可证明： fHf = (1 + AF) fH fLf = fL / (1 + AF) fBWf = fHf fLf fHf fH fHf
f
fLf fL
= (1 + AF) fBW
5.4.4 减少非线性失真
例 ：已知A = 103 ，负反馈使放大倍数稳定性提高100 倍， 1）求 F、Af ； 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 A 2) A f = 103 / 100 = 10 1 AF d A 1 d A 1 f 3) （ 0.1) 0.1% Af 1 AF A 100
串联－电压负反馈：OCL电路不影响极性，ui 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。 电容滞后 RC 滞后 相位补偿形式 超前补偿：密勒效应补偿 滞后补偿
R
电容滞后补偿
RC 滞后补偿
密勒效应补偿
uid ube 0
ui uf io RE1
虚短
uo io RL
3 // 3 uo RL 2.94 Auf 0.51 ui RE1
5.5.2 深度负反馈放大倍数分析 (4)电流并联负反馈— 例 1
u u
0
虚地
R3 if R3 // Rf F io Rf R3 Rf
Rif Rif R0f
RB , Rif
Rof 0
5.5.2 深度负反馈放大倍数分析
(1)电压串联负反馈 — 例3
ui uf
uo uo Rf Auf 1 ui uf RE1
5.5.2 深度负反馈放大倍数分析 (2)电压并联负反馈 — 例 1
uo / Rf 1 F uo uo Rf if
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
Rof
1 uo Af F uf
uo RL Auf Af 1 ui Rf
Rif ,
R2 , Rif
Rof 0
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
uo uo Auf 1 ui uf
Rif ,
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
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？
uo 1 uo Af ii F if
uo uo Af 1 1 Rf Auf ui ii R1 R1 R1 F R1
5.5.2 深度负反馈放大倍数分析
(2)电压并联负反馈 — 例 1
iid 0 ub 0
Ausf
虚断 虚地
i1 if
uo i f Rf Rf us i i Rs Rs
uo RL io RL RL 1 ( R3 Rf ) Auf Af RL ui R1 ii R1 R1 F R1R3
小 结
一、反馈的判断方法
1. 有无反馈: 主要看信号有无反向传输通路。 2. 正反馈和负反馈
采用瞬时极性法，看反馈是增强还是削弱净输入信号。 对于串联负反馈，反馈信号与输入信号极性相同； 对于并联负反馈，反馈信号与输入信号极性相反。 3. 四种反馈组态 电压和电流反馈：
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。
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。
dA f 此时的 Af = A f (1 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 F
ui uid uf uid AFuid Rif ii ii ii
1. 欲稳定某个量，则引该量的负反馈
稳定直流，引直流反馈 稳定交流，引交流反馈 稳定输出电压，引电压反馈 稳定输出电流，引电流反馈
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
A
Ro
Rof (1 AF ) R o
Rof A 为负载短路时的源电压放大倍数。
F
深度负反馈： Rof
5.4.3 展宽通频带
无反馈时： fBW = fH fL fH
A 引入反馈后， Af ， 1 AF AH Am AL AHf ，A mf , ALf 1 AH F 1 AmF 1 AL F
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，
F
A 1 A 1 AF F
f
而
A
f

X X
0 i
,
X X
f
0
所以
XX
i
f
或
X
id
0
2. 深度负反馈时集成运放电路的特点
xi
x id
A F
Axid xo
当 1 AF 1 时：
1 AF AF
(1 + AF)xid x f AFxid 串联负反馈：
即： xi xf
xid 0
并联负反馈：
虚短
ui uf uid 0
ii if来自百度文库iid 0
虚断
5.5.2 深度负反馈放大倍数分析
(1)电压串联负反馈 — 例 1
Rif Rif
uf R1 F uo R1 Rf
ui uf uid 0 ii if iid 0
虚短 虚断
四、深度负反馈放大电路电压放大倍数的计算举例
例 1: 电压串联负反馈
ui uf
uo uo R Auf 1 ui uf RB
例 2: 电压并联负反馈 ui Ii If R1 ui Rf uo I f Rf R1 Rf Auf R1
改善了波形失真 大
无负反馈
略小
ui
A
略大
uo 小
加入 负反馈
ui +
uf 略大
uid
–
A
F
uo
接近正弦波
uf
略小
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 接近正弦波
ui +
uf 略大
–
uid
略大
A
F
uo
uf
略小
5.4.6 放大电路引入负反馈的一般原则
5.4.6 放大电路引入负反馈的一般原则
5.4.1 提高闭环放大倍数的稳定性
A 由： Af 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
dA f dA 负 反馈 ， 1 AF 1 Af A 结论：放大倍数稳定性提高
练习 ：
电流串联 直流负反馈 电压串联 交、直流负反馈
正反馈
R2 ：级间正反馈

A2 ： 本级交、直流 电压串联负反馈 R2 ： 电压串联 交流负反馈

R3 ：电压并联交直流负反馈 R7 ：电压串联交直流负反馈 R4 ：级间电压并联交流负反馈
练习 ：
二、负反馈对放大电路性能的影响 1. 提高增益的稳定性 2. 减少失真和扩展通频带
5.5.2 深度负反馈放大倍数分析 (3)电流串联负反馈 — 例 1
uf F Rf io io 1 io Af ui F u f
uo io RL 1 RL Auf Af RL RL ui ui F Rf
5.5.2 深度负反馈放大倍数分析 (3)电流串联负反馈 — 例 2
3. 对输入电阻和输出电阻的影响
串联负反馈使输入电阻增大 并联负反馈使输入电阻减小 电压反馈使输出电阻减小(稳定了输出电压) 电流反馈使输出电阻增大(稳定了输出电流)
三、负反馈放大电路的方框图和基本关系 A Af xid xi xo 1 AF A — 负反馈方程 基本放大电路 xf 1 AF 1 F — 深度负反馈 四、深度负反馈的特点 串联负反馈： 并联负反馈：