模电第07章反馈放大电路康华光

0
电流负反馈：Rof =(1+AF )Ro ≈
（1-39）
例1 设电路满足深度负反馈条件,求闭环电压增益 Avf =vo/vi 、输入电阻Rif 、输出电阻Rof 。
解:这是电压串联负反馈电路 根据虚短、虚断
反馈系数
Fv
vf vo
R1 R1 Rf
+ vi
闭环电压增益:
_
Avf
vo vi
1 Fv
1
（1-47）
第七章 反馈放大电路
结束
（1-48）
谢谢捧场
vo RL
+
v-o
RL
R>0
（1-7）
4.串联反馈、并联反馈
串联反馈: 反馈信号xf 与输入信号xi 串联 并联反馈: 反馈信号xf 与输入信号xi 并联 判断方法1：
在输入回路,若出现id=ii if ——并联反馈
在输入回路,若出现vd=vi vf ——串联反馈
判断方法2：看输入端 输入端包括：
七 .为改善性能引入负反馈的一般原则
• 要稳定静态工作点—— 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, 减小输出电阻—— 引电压负反馈
• 要稳定输出电流, 增大输出电阻—— 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
注意： 负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代
A
AO 2
Ao
AF A f
2
f1' f1
f f2 f2'
无负反馈时通频带：BW = f2 – f1
宽带积：Ao×BW
有负反馈时通频带： BWf =f2' – f1'=(1+AoF )BW
宽带积：AF ×BWf(1AAooF)(1AoF)BW = Ao×BW
引入负反馈使电路的通频带宽度增加,宽带积不变。 （1-34）
RC
+VCC
并联反馈 - if Rf
+ C1
C2
电压反馈
－
i
ib
vo
vi
电压、并联、负反馈
书上方法： if=(vo-vi)/Rf——电压反馈 ib=ii +if ——并联反馈 ∵vi>0时vo<0 ∴if实际方向与参考方向 相反, ib被削弱 ,负反馈
（1-12）
例2：判断Rf是何种反馈。
+EC
RB1
id= ii - if 0 ——虚断
vi
id +
v-d
A
+
v-f
F
+ ii id
vd
A
-
if
vd= id ri 0 ——虚短
F
结论：在分析计算深度负反馈放大电路时，可认为
vd≈0， id≈0
在运放深度负反馈电路中：v+=v- (vd=v+-v-), i+=i-=0
在BJT深度负反馈电路中： ve=vb (vbe≈0), ib≈0
-
RE1
Rf
T2
－
+
RE2 RB22
CE vo
–
–
电压串联正反馈。
（1-15）
例7:试判断下列电路中的反馈组态。
R2
R2
R1
+ ui －
T1 T2 Is R 1
+ VCC R 3 uo
T3
V
Rf R4
_V EE
解:电压并联负反馈。
（1-18）
例8：判断运放电路的反馈组态。
R2
Vi
R1
_ +
+
RL
正反馈
并联反馈 +-
输入“+”vi
负反馈
放大 vo 电路
负反馈
+串联反馈
正反馈
（1-9）
注意信号极性的传输变化关系： BJT分立电路:
输入+
输入+
+
场效应管判断同上。 运算放大电路:
பைடு நூலகம்输入+ -
-
+
vo
输入+ +
+
+ vo
（1-10）
§7.2 反馈的组态与判断
一 . 反馈组态
根据放大电路中反馈是电压还是电流反馈、串联还
解:这是电流并联负反馈电路
+VCC
R c1
R c2
i
f
ic2
Re2 Rf Re2
反馈系数:
Fi
if ic2
Re2 RfRe2
Rs T1
+ ii
ib
us
-
T2
Rf
ic2
if
R e2
+
RL uO
-
闭环增益
Aifiici2F1i
RfRe2 Re2
闭环电压增益
Rif
输入电阻: Rif＝0
Rof' Rof
xo xi
A
1AF
A AF
1 F
xo xf
xf xi
负反馈时净输入: xd=xi –xf 0
xo
（1-37）
1、串联负反馈
输入端电压存在求和形式 , 即:
净输入电压 vd= vi - vf 0 ——虚短
净输入电流 2、并联负反馈
id
vd ri
0
——虚断
开环输 入电阻
输入端电流求和形式, 即:
xo
∵负反馈xd=xi –xf 正反馈xd=xi +xf
反馈
信号 反馈电路
xf
F
∴闭环增益:
Af= xo/xi
xo xd xf
xo A
xo xoF
A 1 AF
其中负反馈:
Af
A 1 AF
——负反馈使增益Af下降。
（1-24）
Af的含义
(1)电压串联负反馈:
(3)电流串联负反馈:
闭其环中增：益vi:=Avvdf+vfvvoi
Af A 深度负反馈
(3) 1AF 1时， (4) 1AF 0时
Af A 正反馈 Af 电路产生自激振荡
（1-36）
三、深度负反馈时电路的近似计算依据
当放大电路采用负
反馈时,闭环增益:
Af
A 1 AF
xi
xd 基本放大
电路Ao
反馈
深度负反馈时：(1+AF )>>1
信号 反馈电路
xf
F
则
Af
反馈环输出电阻:Rof'＝∞
输出电阻:Rof=Rof'//RC2=RC2
Ausfvvos
ic2RL//RC iiRs
RfRe2 RL//RC
Re2
Rs
（1-42）
本章小结 1．将电子系统输出回路的电量(电压或电流)，以一定的 方式送回到输入回路的过程称为反馈。 2．电路中常用的负反馈有四种组态：电压串联负反馈， 电压并联负反馈，电流串联负反馈和电流并联负反馈。 可以通过观察法，输出短路法和瞬时极性法等方法判断 电路反馈类型。 3．负反馈可以全面改善放大电路的性能，包括：提高放 大倍数的稳定性，减小非线性失真，抑制噪声，扩展频 带，改变输入、输出电阻等。 4．在深负反馈条件下，可用Af=1/F或“虚短” “虚断 ”法估算电路的闭环增益。 5．负反馈电路的反馈深度如果过大，将有可能产生自激 振荡。可以采用频率补偿技术消除自激振荡。但这样会 使电路的频带变窄。
3. 电压反馈、电流反馈
电压反馈：反馈信号取自输出电压信号vo 电流反馈：反馈信号取自输出电流信号io 判断方法1：
若vf (或if)vo ——电压反馈 vf (或if)io ——电流反馈
判断方法2：看输出端
反馈网路
电压反馈 +
电压反馈
vo 反馈网路
-
+
反馈网路 电流反馈
反馈网路 电流反馈
反馈网路 并联反馈
基极和发射极(BJT)
vi
栅极和源极(FET)
同相端和反相端(运放)
放大 vo 电路
反馈网路 串联反馈
（1-8）
5.正反馈、负反馈 正反馈：反馈信号xf 加强净输入信号xd 负反馈：反馈信号xf 削弱净输入信号xd 判断方法1： 若xd=xi - xf ——负反馈 若xd=xi + xf ——正反馈 判断方法2：瞬时极性法
Rf R1
Rif
反馈环输入电阻:Rif'＝∞
输入电阻: Rif＝R3+Rif'＝∞
输出电阻: Rof＝0
R3
+
-
+
+
vf _
R1
Rf
vo _
Rif'
Rof
实际上该电路就是
第2章介绍的同相比 例放大电路,该结果与 第2章所得结果相同。
（1-40）
例3
设电路满足深度负反馈条件,求闭环电压增益 Avf =vo/vs 、输入电阻Rif 、输出电阻Rof 。
Av 1AvFv
闭其环中增：益vi:=Avgdf+vfvioi
Ag 1AgFr
开环增益: Av= vo/vd
开环增益: Ag= io/vd
反馈系数: Fv=vf /vo
反馈系数: Fr=vf /io
(2)电压并联负反馈:
(4)电流并联负反馈:
闭其环中增：益ii:=Aidr+fif viio
Ar 1ArFg
（1-38）
四、深度负反馈时动态指标的估算
在深度负反馈条件下：
1.闭环增益(不一定是电压增益)
Af
A 1 1AF F
xi
基本放大 电路A
xo
2.闭环输入电阻
串联负反馈： Rif =(1+AF )Ri ≈
并联负反馈：
Rif
Ri (1AF)
0
反馈电路 F
3.闭环输出电阻
电压负反馈：Rof
Ro (1AF)
RP
R
电流、并联、负反馈
（1-19）
例9：判断运放电路的反馈组态。 RL
R1 vi
RP
_ +
+
电流、串联、负反馈
电流、并联、负反馈
RL
R1 vi RP
_ +
+
（1-20）
例10：判断运放电路的反馈组态。 RF
R1 vi
RP
_ +
+
电压、串联、负反馈
电压、并联、负反馈
vo
RL
RF
R1 vi RP
_ +
+
vo RL
（1-21）
例12：判断RF引入的反馈组态。
RF
RF1
RF2
vi
_
+ + vo1
_ +
vo
+
RL
R
电流、串联、正反馈
（1-23）
§7.3§7.4 负反馈对放大电路的影响
一 .负反馈对使增益下降
开环增益: A= xo/xd 反馈系数: F=xf /xo
xi
xd 基本放大
电路Ao
设当温度变化△t =dt 时:
开环增益变化量: △A=dA
闭环增益Af
的变化量：△Af=
dAf
(1
1 AF)2
dA <
dA
无负反馈时增益A 的相对变化率：d A/A 有负反馈时增益Af 的相对变化率：d Af /Af
dAf Af
1 dA 1AF A
<
d
A/A
闭环增益相对变化量比开环缩小了1+AF, 稳定性提高。
+ + C1
RC1
－
RB21
RC2 C3 +
T1 C2
－ T2 +
vi
+
RE1 RB22 RE2
vo CE
–
–
电压、串联、负反馈
Rf C
增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。
（1-13）
例4：判断如图电路中 Rf 的反馈类型。
+EC
RB1
RC1 C2 RB21
RC2
+
C3
+ C1
－
+ vi
T1
是并联反馈、正还是负反馈, 组合起来有8种反馈组态：
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
电压串联正反馈
电压并联正反馈
电流串联正反馈
电流并联正反馈
再根据放大电路中反馈是交流还是直流反馈划分, 组
合起来共有有16种反馈组态。
（1-11）
二 . 反馈判断举例
例1：判断Rf的反馈组态。
改进
vi
×vn1 差放 - vn +
A
vo
(1)增加一为无噪声的前 负反馈
F
置级(差放), vn1被抑制;
(2)采用负反馈,使vn经过AF差放后,在差放输出端产 生一大小与vn相等、方向相反的信号,使vn被削弱,输出噪 声减少。
（1-29）
五.负反馈对输入电阻和输出电阻的影响
串联负反馈使输入电阻增加 输入电阻：
Rif =(1+AoF )Ri
并联负反馈使输入电阻减小
Rif
Ri (1 AoF)
电压负反馈使输出电阻减小 输出电阻：
Rof
Ro (1 AoF)
电流负反馈使输出电阻增加 Rof =(1+AoF )Ro
Ri——开环输入电阻 Ro——开环输出电阻 Ao——开环增益 F——反馈系数
（1-30）
六、负反馈对通频带的影响
闭其环中增：益ii:=Aidi+f if iioi
Ai 1AiFi
开环增益: Ar= vo/id
开环增益: Ai= io/id
反馈系数: Fg=if /vo
反馈系数: Fi=if /io
（1-25）
二 .负反馈提高增益的稳定性
设某放大器开环增益: A
有负反馈时增益(闭环增益): Af
A 1 AF
（1-26）
三.负反馈能改善输出波形的非线性失真
加负反馈前
非线性失真
vi
A
vo
加负反馈后
vi
vvdi-=vf
vf
改善
A
vo
vvoo
F
负反馈是利用失真的波形来改善波形的失真，因
此只能减小失真，而不能完全消除失真。
（1-28）
四.负反馈能抑制反馈环内噪声(干扰信号)
噪声
- vn +
+
+
vi-
A
v-o
价的，且仅对环内的性能产生影响。
（1-35）
§7.5 深度负反馈条件下的近似计算
一、反馈深度
设输入信号为正弦量。当放大电路采用负反馈时,
闭环增益:
A f
A 1 AF
1 A F ——称为反馈深度
A f
A 1 A F
二、反馈深度对放大器的影响
(1)1A F 1时
Af A 一般负反馈
(2) 1A F1时