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第七章 反馈放大电路

第七章 反馈放大电路. 掌握内容： 负反馈对放大器性能的影响 理解内容： 四种类型反馈组态的特点 了解内容： 反馈的概念；负反馈放大电路的框图 重 点： 反馈的分类、反馈类型的判别 ; 负反馈对放大器性能的影响 ; 负反馈放大器的近似计算 难 点： 负反馈放大电路的稳定条件 本章学时： 8. 第七章 反馈放大电路. 主要内容：. §7-1 ．反馈的基本概念与分类 §7-2 ．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 §7-3 ．负反馈对放大电路性能的影响 §7-4 ．负反馈放大电路的分析方法 §7-5 ．负反馈放大电路的稳定问题.

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第七章 反馈放大电路

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  1. 第七章 反馈放大电路 掌握内容：负反馈对放大器性能的影响 理解内容：四种类型反馈组态的特点 了解内容：反馈的概念；负反馈放大电路的框图 重 点：反馈的分类、反馈类型的判别; 负反馈对放大器性能的影响; 负反馈放大器的近似计算 难 点：负反馈放大电路的稳定条件 本章学时：8

  2. 第七章 反馈放大电路 主要内容： §7-1．反馈的基本概念与分类 §7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 §7-3．负反馈对放大电路性能的影响 §7-4．负反馈放大电路的分析方法 §7-5．负反馈放大电路的稳定问题

  3. + A – 比较 环节 F xo — 输出信号(io 或 uo ) xi — 输入信号(ii 或 ui ) xid —净输入信号(iid 或 uid) xf —反馈信号(if 或 uf ) §7-1．反馈的基本概念与分类 （一）反馈的基本概念 一、什么是反馈 在电子电路中，将输出量的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量的措施称为反馈。 基本放大电路 反馈网络 反馈放大电路方框图

  4. §7-1．反馈的基本概念与分类 判断有无反馈:

  5. §7-1．反馈的基本概念与分类 二、正反馈与负反馈 根据反馈极性的不同，可以分为正反馈和负反馈。 正反馈：净输入量增大；输出量的变化增大。 负反馈：净输入量减小；输出量的变化减小。

  6. §7-1．反馈的基本概念与分类 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。 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。

  7. §7-1．反馈的基本概念与分类 判断：

  8. §7-1．反馈的基本概念与分类 三、直流反馈与交流反馈 根据反馈信号本身的交、直流性质，可以分为直流反馈和交流反馈 直流反馈：反馈量只含直流成分。 交流反馈：反馈量只含交流成分。 在很多情况下，交、直流两种反馈兼而有之。 判断：

  9. §7-1．反馈的基本概念与分类 练习： 判断电路是否存在反馈。是正反馈还是负反馈？直反馈还是交流反馈？  输出 回路  输入 回路 RE 介于输入输出回路，有反馈。 反馈使 uid 减小，为负反馈。 既有直流反馈，又有交流反馈。

  10. io A uo A RL uo RL 电压 反馈 电流 反馈 F F io §7-1．反馈的基本概念与分类 （二）四种类型的反馈组态 根据反馈信号在放大电路输出端采样方式的不同， 可以分为电压反馈和电流反馈。 电压反馈：反馈信号取自输出电压 电流反馈：反馈信号取自输出电流 判断方法： 若Vo=0(RL 短路), 反馈不存在，则为电压反馈； 若Io=0 (RL 开路), 反馈不存在，则为 电流反馈。

  11. A uid RS ui us uf F ii iid A if RS is F §7-1．反馈的基本概念与分类 根据反馈信号与输入信号在放大电路输入回路中求和形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。 串联反馈：反馈信号与输入信号以 电压相加减的形式在输入端出现。 uid=ui uf 特点：信号源内阻越小， 反馈效果越明显。 并联反馈：反馈信号与输入信号以 电流相加减的形式在输入端出现。 iid=iiif 特点：信号源内阻越大， 反馈效果越明显。

  12. A uid RS ui us uf F uo RL §7-1．反馈的基本概念与分类 一、电压串联负反馈 电压串连负反馈原理图

  13. A 基本放大器 . 反馈网络 F  §7-1．反馈的基本概念与分类 电压负反馈 串联负反馈 ⊕ ⊕ A ⊕ vid vi 输入回路 输出回路 ⊕ 反馈信号与电压成比例，是电压反馈。 反馈电压Vf与输入电压Vid是串联关系， 故为串联负反馈。 vo F vf 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。 瞬时极性法 vo vf vid 当vi一定时： 若 RL        vo  电压负反馈稳定输出电压

  14. 例1： ○ 试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。 解： 根据瞬时极性法判断 输出回路 ⊕ ⊕ ⊕ 反馈信号与电压成比例，是电压反馈。 ⊕ 该电路为负反馈。 + vf - 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。 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

  15. ○ ○ ○ 例2： 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。 试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。 解: 根据瞬时极性法 电路是负反馈。 ⊕ ⊕ 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

  16. A uid RS ui us uf F io uo RL io 电流串连负反馈原理图 §7-1．反馈的基本概念与分类 二、电流串联负反馈

  17. A F A F io §7-1．反馈的基本概念与分类 ⊕ vi vid ⊕ ⊕ 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 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。

  18. 例3： 试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。 解： 根据瞬时极性法判断 反馈信号和输入信号 加于输入回路两点时， 瞬时极性相同为负反馈。 电流串联负反馈

  19. uo RL ii iid A if RS is F §7-1．反馈的基本概念与分类 三、电压并联负反馈 电压并联负反馈原理图

  20. . . A . . F If Iid A Ii F ○ ○ §7-1．反馈的基本概念与分类 ⊕ vo 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。 电压负反馈 输出端的取样是电压 并联负反馈 输入端Ii和If以并联的方式进行比较

  21. io uo RL ii iid io A if RS is F §7-1．反馈的基本概念与分类 四、电流并联负反馈 电流并联负反馈原理图

  22. . . A . F 通过R、Rf io iid A ii if F  ○ ○ §7-1．反馈的基本概念与分类 输入端Ii和If以并联的方式进行比较 ⊕ 输出端的取样是电流 并联负反馈 电流负反馈 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。 io if iid 当ii一定时： 若 RL       io  电流负反馈稳定输出电流

  23. 例4： ○ ○ ○ 试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。 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。 电流并联负反馈

  24. 例5： 试分析该电路存在的反馈，并判断其反馈组态。 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。 电流并联负反馈

  25. §7-1．反馈的基本概念与分类 小结 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 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。

  26. §7-1．反馈的基本概念与分类 小结 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。 此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。 对于三极管来说，反馈信号与输入信号同时加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。 此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。 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。

  27. 输入量 净输入量 反馈量 输出量 §7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 （一）、负反馈放大电路的方框图表示法 定义：开环放大倍数 反馈系数 闭环放大倍数

  28. §7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式§7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 四 种 组 态 电 路 的 方 框 图

  29. §7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式§7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式

  30. 一般表达式 中频 当1+AF >>1时， 称深度负反馈 §7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 （二）、负反馈放大电路的一般表达式

  31. 深度负反馈 §7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 一、深度负反馈的实质

  32. §7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式§7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 二、分析步骤

  33. §7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式§7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 三、分析实例 2.电压串联 1.电压并联

  34. §7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式§7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 3.电流并联

  35. §7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式§7-2．负反馈放大电路的方框图及增益的一般表达式 4.电流串联

  36. 对输入 电阻的 影响 对增益 的影响 对输出 电阻的 影响 对通频带 的影响 对噪声、 干扰和温漂 的影响 对非线性 失真的影响 §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 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。

  37. §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 一、稳定增益 在中频 对上式求全微分 将上式等号两边都除以Af ，则 A 的相对变化量 Af 的相对变化量 Af 的相对变化量等于A的相对变化量的（1+AF）分之一。 即闭环放大倍数的稳定性提高了（1+AF）倍。

  38. ii A uid ui Ri Rif uf F AFuid §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 二、改变输入电阻和输出电阻 1.对输入电阻的影响 串联负反馈使输入电阻增大 深度负反馈：

  39. Rif ii iid A ui if Ri F AFiid §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 并联负反馈使输入电阻减小 深度负反馈：

  40. A Ro Ro Rof Rof F A F §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 2.对输出电阻的影响 电压负反馈 F与 A并联，使输出电阻减小。 A 为负载开路时的源电压放大倍数。 深度负反馈： 电流负反馈 F与 A串联，使输出电阻增大 A 为负载短路时的源电压放大倍数。 深度负反馈：

  41. §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 三、扩展频带 无反馈时： BW = fH fL fH 引入反馈后， A(f) Af(f) fHf = (1 + AF) fH 可证明： Am fLf = fL / (1 + AF) 0.707Am Amf  BWf = fHffLf  fHf 0.707Amf BW = (1 + AF) fH BWf f O fL fH fHf = (1 + AF) BW fLf

  42. 大 ui uo A 小 + uid ui A – uf §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 四、减小非线性失真 改善了波形失真 无负反馈 略小 略大 加入 负反馈 uo 略大 uf 接近正弦波 F 略小

  43. §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 五、负反馈对噪声的影响

  44. §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 负反馈只对反馈环内的噪声和干扰有抑制作用。

  45. 稳定交流，引交流反馈； 稳定直流，引直流反馈； 稳定输出电压，引电压反馈； 稳定输出电流，引电流反馈。 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。 §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 六、放大电路中引入负反馈的一般原则 1、欲稳定某个量，则引该量的负反馈 2、根据对输入、输出电阻的要求选择反馈类型

  46. 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； 要求恒流源输出，采用电流反馈。 §7-3．负反馈对放大电路性能的改善 3、为使反馈效果强，根据信号源及负载确定反馈类型

  47. A F §7-4．深度负反馈放大电路的分析方法 1. 深度负反馈的特点： Axid (1 + AF)xid AFxid 即： 并联负反馈： 串联负反馈： 虚短 虚断

  48. Rif C1 Rif 8 Rof uid ui R2 uo uf Rf R1 §7-4．深度负反馈放大电路的分析方法 2. 深度负反馈电路性能的估算： (1)电压串联负反馈 例1: 虚短

  49. Rif Rif R0f 例2: 例3:

  50. §7-4．深度负反馈放大电路的分析方法 (2)电压并联负反馈 例4: 虚断 运算放大器在线性 应用时同时存在虚 短和虚断 虚地

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