反馈放大电路_精品文档.ppt

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2022/11/2,电气工程学院苏士美,1,第七章反馈放大电路,7.1反馈的基本概念及分类7.2负反馈一般框图及一般表达式7.3负反馈对放大器性能的影响7.4深负反馈放大电路的估算7.5负反馈放大器的稳定问题,2022/11/2,电气工程学院苏士美,2,7.1反馈的基本概念及分类,1、反馈：

把系统的输出量X0（电压或电流）的部分或全部，经一定的电路或元件送回到系统的输入端，从而牵制输出量。

这种措施称为反馈。

一、反馈的概念：

VB一定,反馈通路信号反向传输的渠道,开环无反馈通路,闭环有反馈通路,2022/11/2,电气工程学院苏士美,3,反馈的基本概念及分类,2、反馈元件的判定：

在电路中即与输入回路相连又与输出回路相连的元件以及与反馈支路相连且对反馈信号的大小产生影响的元件，均称为反馈元件。

局部反馈通路（本级）,局部反馈通路（本级）,反馈通路（级间）,3、局部反馈和级间反馈：

2022/11/2,电气工程学院苏士美,4,反馈的分类正反馈和负反馈,二、反馈的分类,

（1）定义：

正反馈：

输入量不变时，引入的反馈信号Xf增强了外加输入信号的作用（使净输入量增加），使放大电路的增益提高的反馈。

一般很少使用正反馈，多用于振荡电路及信号产生电路。

负反馈：

削弱，减小，降低。

放大电路中经常引入负反馈，以改善放大电路的性能。

1、由反馈的极性分：

正反馈和负反馈,2022/11/2,电气工程学院苏士美,5,反馈的分类正反馈和负反馈,假定输入信号电压处于某一瞬时极性或。

判定电路中相关各点的瞬时极性（中频）。

判定反馈信号增强还是削弱了原来的输入信号。

（2）判定方法：

（用电压瞬时极性法）,使Vid减小，负反馈。

反馈元件：

Rf、R,负反馈，元件：

Rf、Re,正反馈，元件：

Re1、Rf、Re2,Vid,Vf,Vf,2022/11/2,电气工程学院苏士美,6,反馈的分类直流反馈和交流反馈,2、由反馈信号的性质分：

直流反馈和交流反馈,直流反馈：

反馈信号中只包含直流成份。

直流负反馈的作用可稳定Q点，对放大电路的各种动态参数无影响。

交流反馈：

反馈信号中只包含交流成份。

交流负反馈的作用可改善各种动态参数，不影响Q点。

一般电路中交、直并存。

直流,直流,交流,交直流,2022/11/2,电气工程学院苏士美,7,反馈的分类电压反馈和电流反馈,3、由反馈的采样方式分：

电压反馈和电流反馈,

（1）定义：

电压反馈：

反馈信号取自输出电压V0，若V0=0，则反馈信号不存在Xf=0，XfV0。

电压负反馈：

使输出电压稳定，输出电阻减小。

电流反馈：

反馈信号取自输出电流I0，若V0=0，则反馈信号仍存在，只有令I0=0，才有Xf=0，XfI0。

电流负反馈：

使输出电流稳定，输出电阻增大。

2022/11/2,电气工程学院苏士美,8,反馈的分类电压反馈和电流反馈,

（2）判定方法：

由定义：

用负载短路法，令VO=0，检查Xf是否为0。

经验判定：

一般电压反馈采样点与输出同点（并接）；电流反馈采样点与输出点不同点（串接）。

并联结构,串联结构,2022/11/2,电气工程学院苏士美,9,反馈的分类串联反馈和并联反馈,4、由反馈信号与输入信号在输入端的连接方式分：

串联反馈和并联反馈,

（1）定义：

串联反馈：

Xf与Xi在输入回路以电压的形式相加减，即在输入回路彼此串联。

串联负反馈使输入电阻增大。

并联反馈：

Xf与Xi在输入回路以电流的形式相加减，即在输入回路彼此并联。

并联负反馈使输入电阻减小。

2022/11/2,电气工程学院苏士美,10,反馈的分类串联反馈和并联反馈,

（2）判定方法：

由定义：

经验判定：

串联反馈输入与反馈点不同点；并联反馈输入与反馈点同点。

串联反馈信号源电阻RS为0时，反馈效果最佳；并联反馈当RS=0时，则失去反馈作用。

即：

串联反馈RS可为0；并联反馈RS0。

串联,并联,2022/11/2,电气工程学院苏士美,11,电压、电流；串联、并联反馈例题,取样点,反馈点,取样点,取样点,取样点,反馈点,反馈点,反馈点,电压串联负反馈，交直,电流并联负反馈，交直（电压并）,电流串联负反馈，交直电压串,电压并联负反馈，交直,2022/11/2,电气工程学院苏士美,12,1、电压串联负反馈：

类型判定：

反馈量与输出量的关系：

如图反馈网络，R1、R2反馈元件，Vf是输出信号提供的反馈点对地的交流电压。

电压串联负反馈的特点：

输出电压恒定，输入电阻增大，输出电阻减小。

若VS一定，某原因使V0VfVIDV0,反馈的四种组态电压串联负反馈,三、反馈的四种组态,组态类型对级间交流反馈，直流反馈一般不讲组态。

2022/11/2,电气工程学院苏士美,13,反馈的四种组态电压并联负反馈,类型判定：

反馈量与输出量的关系：

如图反馈网络，Rf反馈元件，If是输出信号提供的反馈支路的电流。

电压并联负反馈的特点：

输出电压恒定，输入电阻减小，输出电阻减小。

若IS一定，某原因使V0IfIIDV0,2、电压并联负反馈：

2022/11/2,电气工程学院苏士美,14,反馈的四种组态电流并联负反馈,类型判定：

反馈量与输出量的关系：

如图反馈网络，R、Rf反馈元件，If是输出信号提供的反馈支路的电流。

电流并联负反馈的特点：

输出电流恒定，输入电阻减小，输出电阻增大。

若IS一定，某原因使I0IfIIDI0,3、电流并联负反馈：

2022/11/2,电气工程学院苏士美,15,反馈的四种组态电压串联负反馈,类型判定：

反馈量与输出量的关系：

如图反馈网络，Rf反馈元件，Vf是输出信号提供的反馈点对地的交流电压。

电流串联负反馈的特点：

输出电流恒定，输入电阻增大，输出电阻增大。

若VS一定，某原因使I0VfVIDI0,4、电流串联负反馈：

2022/11/2,电气工程学院苏士美,16,反馈的四种组态例题,例题：

判定各电路反馈类型,电压并负反电流串负反,电压串负反,电压串负反,电流串负反,2022/11/2,电气工程学院苏士美,17,7.2负反馈放大电路的一般框图及其一般表达式,任一组态的反馈放大电路均可用一般方框图描述：

变换网络K、基本放大电路A、反馈网络F。

如图：

箭头表示信号传递的方向；X表示一般信号量，可以是电压或电流；A、F是广义量，随组态的不同具有不同的含义。

由A、F组成的闭合环路叫反馈环，闭环电路。

一、负反馈放大电路的一般方框图表示：

2022/11/2,电气工程学院苏士美,18,反馈的一般表达式,1、一般式的推导：

由框图：

二、一般表达式：

2022/11/2,电气工程学院苏士美,19,反馈的一般表达式,一般式中A、AF、F、AFS均是广义量，对不同的组态具有不同的含义。

电压串联反馈：

输入Xi、反馈Xf、输出信号Xo均是电压。

电压放大AVF；电压并联反馈：

输入Xi、反馈信号Xf是电流，输出信号Xo是电压，互阻放大ARF；电流串联反馈：

输入Xi、反馈信号Xf是电压，输出信号Xo是电流，互导放大AGF；电流并联反馈：

输入Xi、反馈Xf、输出信号Xo均是电流，电流放大AIF；,书上341页，表7.3.1,2022/11/2,电气工程学院苏士美,20,反馈的一般表达式,负反馈放大电路中各种信号量的含义,2022/11/2,电气工程学院苏士美,21,2、一般式的讨论：

若1AF1，AFA，引入的反馈为正反馈。

若1AF0，AF1时，自激振荡。

定义：

1AF为反馈深度。

定义：

AF为电路的环路增益（开环增益）深度负反馈：

若1AF1，有：

称引入深度负反馈。

反馈的一般表达式,2022/11/2,电气工程学院苏士美,22,7.3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,改变输入电阻和输出电阻,在放大器中引入负反馈,降低了放大倍数,使放大器的性能得以改善：

抑制干扰、噪声,2022/11/2,电气工程学院苏士美,23,负反馈提高放大倍数的稳定性,电压负反馈使输出电压稳定；电流负反馈使输出电流稳定，在输入一定的情况下，可以维持增益稳定。

另外，深度负反馈AF仅与反馈网有关，几乎与A无关，而F一般是稳定的线性网络，所以AF相对稳定。

一、提高放大倍数的稳定性：

1、定性分析：

2、定量分析：

闭环时,则,只考虑幅值有,即闭环增益相对变化量是开环增益相对变化量的（1+AF）分之一。

例题：

一个放大电路引入负反馈前，增益变化5，若1AF20，引入负反馈后，增益变化为：

520025，稳定性提高。

2022/11/2,电气工程学院苏士美,24,负反馈减小非线性失真,二、减小非线性失真：

如图：

另一方面，深负反馈时AF1F，F为线性，AF几乎与管参数无关。

引入负反馈减小非线性失真，指反馈环内的非线性失真,2022/11/2,电气工程学院苏士美,25,负反馈抑制干扰、噪声、扩展频带,在反馈环内，放大电路本身产生的噪声、干扰，可看为高次谐波电压，此干扰的抑制原理，同减小非线性失真一致。

注意：

引入负反馈减小非线性失真、抑制噪声、干扰，指反馈环内的非线性失真、噪声、干扰。

三、抑制干扰、噪声：

频响是放大电路的重要特性之一，在多级放大电路中，级数越多，增益越大，频带越窄，引入负反馈后，可有效扩展频带。

四、扩展频带：

2022/11/2,电气工程学院苏士美,26,负反馈扩展频带,可见引入负反馈后，上限频率增大，下限频率下降，通频带变宽。

在电路参数及管子选定后，增益带宽积基本为一定值。

即：

负反馈放大电路，放大倍数下降愈多，频带扩展愈多。

2022/11/2,电气工程学院苏士美,27,负反馈改变输入电阻,

（1）串联负反馈使电路的输入电阻增大（1+AF）倍：

五、改变输入及输出电阻：

1、对输入电阻的影响：

2022/11/2,电气工程学院苏士美,28,负反馈改变输入电阻,

（2）并联负反馈使电路的输入电阻减小为原来的1/（1+AF）倍：

式中涉及的A、F均是广义量。

2022/11/2,电气工程学院苏士美,29,负反馈改变输出电阻,

（1）电压负反馈使电路的输出电阻减小为原来的1/（1+AF）倍：

（2）电流负反馈使电路的输出电阻增大为原来的（1+AF）倍：

2、对输出电阻的影响：

理想电压源：

RL变化，若V0稳定，则有R00。

理想电流源：

RL变化，若I0稳定，则有R0注意：

各式子涉及的A、F均是广义量。

2022/11/2,电气工程学院苏士美,30,负反馈对放大电路性能的改善总结,总结：

放大电路引入负反馈，性能得到多方改善：

直流负反馈：

稳定静态工作点。

交流负反馈：

（1）使增益稳定性提高

（2）减小环内非线性失真及干扰噪声（3）扩展频带（4）串负反馈使输入电阻增大（5）并负反馈使输入电阻减小（6）电压负反馈：

稳定输出电压，输出电阻减小（7）电流负反馈：

稳定输出电流，输出电阻增大负反馈对放大电路性能的改善是以牺牲放大倍数作为代价换来的。

书上349页表7.4.1,2022/11/2,电气工程学院苏士美,31,负反馈对放大电路性能的改善总结,为改善性能引入负反馈的一般原则,要稳定静态工作点,要改善动态性能,要稳定输出电压,要稳定输出电流,要增大输入电阻,要减小输入电阻,反过来讲：

知道性能的变化，可以正确引入负反馈。

要减小输出电阻,要增大输出电阻,引交流负反馈,引直流负反馈,引电压负反馈,引电流负反馈,引串联负反馈,引并联负反馈,引电流负反馈,引电压负反馈,2022/11/2,电气工程学院苏士美,32,负反馈对放大电路性能的改善例,例题1：

按要求正确引入负反馈

（1）提高电路的输入电阻（减小电路对信号源索取电流的能力）Rf接？

（2）减小电路输出电阻（提高电路的带负载能力），接Rf？

（3）希望加信号后，Ic3基本恒定，接Rf？

（4）接负载后，V0基本不变，接Rf？

（5）希望各级Q稳定，接Rf？

E3-E1,C3-B1,注意：

改善性能，引入的反馈是负反馈；多级电路，引级间反馈，不是局部反馈；分析电路，考虑级间总体反馈，不考虑局部反馈。

2022/11/2,电气工程学院苏士美,33,负反馈对放大电路性能的改善例,例题2：

按要求正确连接放大电路、信号源及Rf。

（1）提