第3章 放大电路中的负反馈_228709851
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第3章 放大电路中的负反馈
负反馈放大器的基本关系式
为了研究各种形式负反馈放大器的共同特点， 我 们可以把负反馈放大器抽象为下图所示的方框图形式。
主要包括基本放大电路和反馈网络两大部分。若 没有反馈网络，仅有基本放大电路，则该电路就是一 个开环放大电路。有了反馈网络， 该电路则为闭环 放大电路。图中箭头表示信号的传递方向。在这里我 们是按照理想情况来考虑的，即在基本放大电路中， 信号是正向传递， 而在反馈网络中，信号是反向传 递。
器的闭环放大倍数（或称闭环增益）， A f 表示，
Af
Xi
Xo
Xo
Af
Xi
Xo
Xd
Xo
Xd X f
1
Xf
Xo
Xo Xd
即
Af
A
1 AF
此式即负反馈放大器放大倍数（即闭环放大倍数）
的一般表达式，又称为基本关系式，它反映了闭环放
大倍数与开环放大倍数及反馈系数之间的关系，在以
后的分析中经常使用。
在式中，
量以电流的方式叠加，输入量和反馈量则均用电流表
示。
反馈的类型与判别
1.反馈的分类及判别
对反馈可以从不同的角度进行分类。 按反馈的极 性可分为正反馈和负反馈；按反馈信号与输出信号的 关系可分为电压反馈和电流反馈；按反馈信号与输入 信号的关系可分为串联反馈和并联反馈；按反馈信号 的成分又可分为直流反馈和交流反馈。
可以通过增加放大电路的级数来弥补。
(2)
若|1＋
A
F
|＜1， 则|
Af
|＞| A |。 这
种情况为正反馈，反馈的引入加强了净输入信号。
(3) 若|1＋
A
F
|=0， 则|
Af
|→∞。这就是说，
放大电路中的负反馈
信号放大电路
1.1
反馈的基本概念
3.反馈的分类及判断
放大电路中的负反馈
２） 直流反馈和交流反馈 在反馈电路中， 如果反馈到输入端的信号是直流量， 则为直流反馈； 如果 反馈到输入端的信号是交流量， 则为交流反馈。判断直流反馈或交流反馈 可以通过分析反馈信号是直流量或交流量来确定， 也可以通过放大电路的 交、直流通路来确定， 即在直流通路中引入的反馈为直流反馈， 在交流通 路中引入的反馈为交流反馈。
信号放大电路
1.1
反馈的基本概念
3.反馈的分类及判断
放大电路中的负反馈
４） 串联反馈和并联反馈 根据基本放大器与反馈网络在输入端的连接方式不同， 可分为串联反馈和 并联反馈。如果基本放大器与反馈网络在输入端串联，则反馈信号对输入信 号的影响通过电压相加减的形式反映出来，这种方式称为串联反馈； 如果 基本放大器与反馈网络在输入端并联，则反馈信号对输入信号的影响通过电 流相加减的形式反映出来，这种方式称为并联反馈。
（１） 若D ＞ １ ， 则A·f ＜ A·， 即放大器引入反馈后放大 倍数下降， 说明电路引入的是负反馈。 （２） 若D 冲１ ， 称为深度负反馈，则由式可得
上式表明， 在深度负反馈条件下， 闭环放大倍数只取决于反 馈系数， 与基本放大器几乎无关。 （３） 若D ＜ １ ， 则A·f ＞ A·， 即放大器引入反馈后放大 倍数增大， 说明电路引入的是正反馈
信号放大电路
放大电路中的负反馈
1.2
负反馈对放大器性能的影响
负反馈虽然使放大器的放大倍数下降， 但却能改善其他方面的 性能， 如提高放大倍数的稳定性、扩展通频带、减小非线性失 真、改变输入电阻和输出电阻等。
电路与电子技术
1.2 系数。
放大电路中的负反馈
计算机电路基础
把电子系统输出信号（电流或电压）的一部分或全部，经过一定的电路 （称为反馈网络），回送到放大电路的输入端，和输入信号叠加的连接方式称 为反馈。若反馈信号削弱输入信号而使放大倍数降低，则为负反馈；若反馈信 号增强输入信号，则为正反馈。
负反馈主要用于改善放大电路的性能，正反馈主要应用于振荡电路、电压 比较器等方面。不含反馈支路的放大电路称为开环电路，引入反馈支路的放大 电路称为闭环电路。
AF
|
1，则有
Af
≈
1 F
。
说明：深度负反馈时，闭环放大倍数与电路的开环放大倍数无关，只与反
馈电路的参数有关，基本不受外界影响。反馈深度越深，放大电路越稳定。
5）放大倍数的相对变化量。
dAf dA 1
Af A 1 AF
dAf
dA
式中： Af 为有反馈时的放大倍数相对变化量； A 为无反馈时的放大倍数相对
1）直流反馈：反馈信号只有直流成分。 作用：能够稳定静态工作点。 2）交流反馈：反馈信号只有交流成分。 作用：从不同方面改善动态技术指标，对Au 、Ri 、 Ro 有影响。 3）交直流反馈：反馈信号既有交流成分又有直流成分。
从放大器输出端的取样物理量看，判断反馈量是取自电压还是电流。 1）电压反馈：反馈信号采样输出电压，大小与输出电压成比例。 作用：能够稳定放大电路的输出电压，减小电路的输出电阻。 2）电流反馈：反馈信号采样输出电流，大小与输出电流成比例。 作用：能够稳定放大电路的输出电流，增大电路的输出电阻。
1）开环放大倍数——未引入反馈的放大倍数。
A Xo Xo Xo Xi Xi Xf Xi F X o
2）反馈系数——反馈信号与输出信号之比
F Xf Xo
3）闭环放大倍数——包括反馈在内的整个放大电路的放大倍数。
把电子系统输出信号（电流或电压）的一部分或全部，经过一定的电路 （称为反馈网络），回送到放大电路的输入端，和输入信号叠加的连接方式称 为反馈。若反馈信号削弱输入信号而使放大倍数降低，则为负反馈；若反馈信 号增强输入信号，则为正反馈。
负反馈主要用于改善放大电路的性能，正反馈主要应用于振荡电路、电压 比较器等方面。不含反馈支路的放大电路称为开环电路，引入反馈支路的放大 电路称为闭环电路。
AF
|
1，则有
Af
≈
1 F
。
说明：深度负反馈时，闭环放大倍数与电路的开环放大倍数无关，只与反
馈电路的参数有关，基本不受外界影响。反馈深度越深，放大电路越稳定。
5）放大倍数的相对变化量。
dAf dA 1
Af A 1 AF
dAf
dA
式中： Af 为有反馈时的放大倍数相对变化量； A 为无反馈时的放大倍数相对
1）直流反馈：反馈信号只有直流成分。 作用：能够稳定静态工作点。 2）交流反馈：反馈信号只有交流成分。 作用：从不同方面改善动态技术指标，对Au 、Ri 、 Ro 有影响。 3）交直流反馈：反馈信号既有交流成分又有直流成分。
从放大器输出端的取样物理量看，判断反馈量是取自电压还是电流。 1）电压反馈：反馈信号采样输出电压，大小与输出电压成比例。 作用：能够稳定放大电路的输出电压，减小电路的输出电阻。 2）电流反馈：反馈信号采样输出电流，大小与输出电流成比例。 作用：能够稳定放大电路的输出电流，增大电路的输出电阻。
1）开环放大倍数——未引入反馈的放大倍数。
A Xo Xo Xo Xi Xi Xf Xi F X o
2）反馈系数——反馈信号与输出信号之比
F Xf Xo
3）闭环放大倍数——包括反馈在内的整个放大电路的放大倍数。
第3章放大电路中的负反馈讲解
1 F
信号X、反馈系数F 和闭环增益Af 在四种负反馈组态中的具体形式
信号及 传递比
X i、X f、X id
X o
F
=
X f X o
A f
=
X o X i
特点
电压串联
Ui、Uf、Uid
Uo
Fu
=
Uf Uo
Auf
=
Uo Ui
输入以电压形 式求和，输出 取电压，闭环 电压增益
= iid
ui + AFiid
=
ui
(1+ AF )iid
= Ri 1+ AF
Ri
=
ui ii
Ri是基本放大电路的输入电阻。
⒉ 对输出电阻的影响
⑴ 电压负反馈使输出电阻减小
负载开路
此处用XS=0 是因 为考虑到电压并联负
反馈时，信号源内阻
不能为零，否则反馈 信号将被信号源旁路。
XS=0 ，说明信号源内 阻还存在。
A — 基本放大器放大倍数 F — 反馈网络的反馈系数
．．
开环增益：A = Xo / Xid
．． 反馈系数：F = X．f / Xo
闭环增益： A
f
=．X o
Xi
=
1
A + AF
反馈深度：（1+AF）
深度负反馈条件：（1+AF）>>1 。
一般（1+AF）≥10，满足深度负反馈条件。
在深度负反馈条件下，Af ≈
＋
F
＋
uf AFuid
－
－
故输入电阻增加。
图 3-20 串联负反馈对输入电阻的影响
⑵ 并联负反馈使输入电阻减小
第3章负反馈放大电路解读
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3.2 反馈类型及判断
负载电阻短路法（也称输出短路法）：这种办法是假设将 负载电阻RL短路，也就是使输出电压为零。此时若原来是电压反 馈，则反馈信号一定随输出电压为零而消失；若电路中仍然有 反馈存在，则原来的反馈应该是电流反馈。也可以从电路结构 判断，若为电压反馈，输出电压为零，则取样信号必为零，说 明取样点和信号输出点必在输出端的同一点上。如果取样点和 信号输出点不在同一点上，必为电流反馈。如图3-8所示。
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3.2 反馈类型及判断
3.2.2 交流反馈与直流反馈的判断
在放大电路中存在着直流分量和交流分量，反馈信号也是 如此。若反馈的信号仅有交流成分，则仅对输入回路中的交流 成分有影响，这就是交流反馈；若反馈的信号仅有直流成分， 则仅对输入回路中的直流成分有影响，这就是支流反馈。
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3.2 反馈类型及判断
馈。由于输入的瞬时极性和反馈极性分别出现在输入端的基极 和发射极，不在同一电极上，应是串联反馈。故Rf引入的是电流 串联负反馈。 4.电流并联负反馈 通过反馈电阻Rf,从输出级的发射极引入到输入级的基极。 由于反馈的引出端与输出电压端不在同一电极，故为电流反 馈；反馈引入端与输入信号端在同一电极，故为并联反馈。按 瞬时极性法判断是负反馈。
3.2 反馈类型及判断
3.2.3 正反馈与负反馈的判断
反馈信号削弱了净输入信号，使输出量变小，这种反馈称 为负反馈。反之，称为正反馈，正反馈多用于振荡电路和脉冲 电路，而负反馈多用于改善放大电路的性能。负反馈的判断方 法：1.观察电路，找出反馈元件：介于输入和输出回路之间的 元件。 2.找出反馈元件后再利用瞬时极性法判断正负反馈。三极管三 个电极的瞬时极性（交流极性），在共发射极电路，若由基极 输入正弦信号，在某一瞬间集电极和基极的交流极性相反，如 图3-5所示。
第3章负反馈放大电路
i
i0
直接成比例关系
电流负反馈
uf = i0 Rf
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第5章 3.1]反馈类型的判别 ——瞬时极性法 [例题3.1] 例题3.1]
ui
+
AO
ud
+
A1
AO
u01
RF
A2
+
uo
RL
uf
在输入端： 在输入端：ud =ui- uf< ui 为负为反馈 上页 下页 返回
第5章 串联、并联反馈判别 ——在输入回路中分析
F
.
1 1+AF
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第5章
2. 扩展通频带
加入负反馈使放大器 的通频带展宽 BWf ≈ (1+ AF ) BW A Af
A0 0.707A0 Af 0.xd A xf ±
F
无负反馈
xo
BW BWf fH fHf
有负反馈
对于集成运放 则有：
fLf = fL =0
净输入信号
反相输入电路
瞬时极性法
id = ii – if < ii ，为负反馈。 负反馈。
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该例为电压并联负反馈电路
第5章
3. 电流串联负反馈
ud
-
uL
AO
ui
+
A0 F
io
– uf+
Ｒ
ＲL
i0
uf
ui – uf
ud
–
+
u
+ i
Ｒb
–
在输出端， 净输入信号
uf与 io成正比，为电流反馈； u f 成正比，
电工基础：放大电路中的负反馈
+
– – uF
uO
–
A F
uO
反馈电压
uF
R1 RF R1
uO
三 负反馈的类型
2. 并联电压负反馈
首先用电位的瞬时极性判别反馈的正、负。 设某一瞬时uO为正，则此时uO为负，各电流实际方 向如图所示。 净输入电流iD = iI iF 小于输入电流，即iF的存在使净输入电流减小，所以为负 反馈。 取自输出电压，并与之成正比，故为电压反馈。
– iF
F
反馈电流
iF
u uO RF
uO RF
三 负反馈的类型
3. 串联电流负反馈
+
uD– –
R2
+
+
iO + +
RL uO
uI
– +
–
R uF
–
串联电流负反馈方框图
uI + uD
A
iO
– uF
F
三 负反馈的类型
3. 串联电流负反馈
反馈电压uF = RiO与输出电流成比，故为电流反馈； iD = iI iF为负反馈； uF与uI在输入端以电压形式作比较，两者串联，故 为串联反馈。
是判别正、负反馈的基本方法： 设接地参考点的电位为零。某点在某瞬 时的电位高于零电位者，则其瞬时极性 为正（用“ ＋ ”表示）；反之为负 （用“ － ”表示）。
三 负反馈的类型
根据反馈电路与基本放大电 路在输入、输出端的连接方式不 同，负反馈有以下四种类型。
xI +
xD
A
xO
–
xF
F
负反馈的类型有： 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。
第_3_章反馈和负反馈放大电路
V
R
+
ud
+
+ -
+ －
∞
A +
uo
V
ui
V
uf
-
R1
Rf
4.本级反馈与级间反馈
本级反馈——反馈只存在于某一级放大器中 级间反馈——反馈存在于两级以上的放大器中
例
R R C b1
b1 c1
+ VC C R c2
+
u
i
+u
V
T1
be
T2 R
f
C b2
+
u RL
O
-
V
uf
+
-
R e1
R
e2
本级反馈
本级反馈
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。
2. 改善放大器的非线性失真
加反馈前 失真
ui
A
uo
加反馈后
ud
ui
+
– A
改善
uo o
uf
F
3. 抑制内部噪声和干扰
放大器内部产生的各种无用信号统称为噪声，噪声对有用信 号也要产生干扰，利用负反馈减小内部干扰和噪声，闭环噪声 输出减小到开环噪声输出的 1
负反馈放大器的四种类型 电压并联负反馈
ii is RS iid if · A RL + uo -
放大电路的作用是把净输 入电流 i id 放大为输出电压 u o
反馈网络的作用是把输出电压
uo
变换为反馈电流
if
· F
并在输入端与输入电流 i i 并联相减。
R
+
ud
+
+ -
+ －
∞
A +
uo
V
ui
V
uf
-
R1
Rf
4.本级反馈与级间反馈
本级反馈——反馈只存在于某一级放大器中 级间反馈——反馈存在于两级以上的放大器中
例
R R C b1
b1 c1
+ VC C R c2
+
u
i
+u
V
T1
be
T2 R
f
C b2
+
u RL
O
-
V
uf
+
-
R e1
R
e2
本级反馈
本级反馈
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。
2. 改善放大器的非线性失真
加反馈前 失真
ui
A
uo
加反馈后
ud
ui
+
– A
改善
uo o
uf
F
3. 抑制内部噪声和干扰
放大器内部产生的各种无用信号统称为噪声，噪声对有用信 号也要产生干扰，利用负反馈减小内部干扰和噪声，闭环噪声 输出减小到开环噪声输出的 1
负反馈放大器的四种类型 电压并联负反馈
ii is RS iid if · A RL + uo -
放大电路的作用是把净输 入电流 i id 放大为输出电压 u o
反馈网络的作用是把输出电压
uo
变换为反馈电流
if
· F
并在输入端与输入电流 i i 并联相减。
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例3：判断R第 3章 放大电路中的负反馈 f是否形成负反馈，若是，判断反馈的组态。
并联反馈
RC1
i + ui − iF
iB
uC1
RC2
+UCC
uB2 iE2
Rf
RE2
+
电流反馈
RE1
uF
uo
−
iE2
iE2
uF
iF
iB
u B2 u C 1
iB2
Rf、 RE组成的反馈电路是电流并联负反馈。对直流起作用。
串联反馈和并联反馈
根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，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串联，即反馈电压信号
与输入信号电压比较。
并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电 流与输入信号电流比较。
电子技术
3.2 负反馈的类型及分析方法
并联反馈
串联反馈
i
if ib ui ube uf
电子技术
反馈框图： 输入
实际被放大信号
开环Open loop
输出
叠加
±
反馈 信号
放大器 反馈网络
用于振荡器 用于放大器
闭环Close loop
取+ 加强输入信号 取 - 削弱输入信号
正反馈 负反馈
负反馈的作用：直流反馈：稳定静态工作点；交流反馈：稳 定放大倍数、改变输入电阻和输出电阻、扩
展通频带。
+UCC
RC
C2
UB UBE
RE1 RE2
+
UE IE
CE
+
RB2
uo
基本恒定
−
−
反馈过程：
IE IE
UE=IE(RE1+RE2)
IB
UBE=UB–UE
例5：判断如图电路中RE3的负反馈作用。
+UCC RC1 RB1 T2 T1
−
RB2
RC2
RB3
RC3 T3 ie3
+
ui
+
+
ube1
−
RE3
uf
Rf
电子技术
3.2 负反馈的类型及分析方法 这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。
分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并且注意 符号的使用规则。 如果反馈对交直流均起作用，可以用全量。
当为交流反馈时，瞬时极性法所判断的也是相位的关系。 电路中两个信号的相位不是同相就是反相，因此若两个 信号都上升，它们一定同相；若另一个信号下降而另一 个上升，它们一定反相。
+
–
X d
X f
基本放大 电路Ao
X o
反馈回路F
X Ao = o X d ——开环放大倍数
X F = f Xo
——反馈系数
X AF = o ——闭环放大倍数 Xi
电子技术
3.1 负反馈的概念
X i
+
–
X d
X f
基本放大 电路Ao
X o
反馈回路F
判别反馈的组态（交流反馈）
电压反馈与电流反馈判别方法 电压反馈一般从后级放大器的集电极采样。 电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。 并联反馈与串联反馈判别方法
并联反馈 的反馈信号接于晶体管基极。
串联反馈 的反馈信号接于晶体管发射极。
3.2 负反馈的类型及分析方法
判断反馈极性的方法——瞬时极性法
假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、 比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信 号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。 如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如 果是电流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。 判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关 系。
当AoF>>1时，
1 AF = F
结论：当 AoF>>1 很大时，深度负反馈，负反馈放大器的 闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。即 负反馈可以稳定放大倍数。
电子技术
3.1 负反馈的概念
例：
RB1 C1 + ui – RC1 C2 RB22 RE2 RB21 RC2 C3
+EC
+ uo
Ii
+ U i –
I d
放大电路 + U o –
I iF
YiF
I = iF I iF U
i U =0 o
I + iF •U i U
•U o
o U =0 i
+ Y •U = YiF • U i rF o
I = oF I oF U I + oF •U i U •U o
电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。 电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。
电子技术
3.2 负反馈的类型及分析方法
电压反馈采样的两种形式
uo
uo
RL
RL
采样电阻很大
电子技术
3.2 负反馈的类型及分析方法
电流反馈采样的两种形式
io
io RL
iE
RL
iE
Rf
采样电阻很小
电子技术
3.2 负反馈的类型及分析方法
反馈网络
YrFU o
I oF
YoF
YfFU i
i U =0 o
o U =0 i
+ Y •U = YfF • U i oF o
电子技术
3.2 负反馈的类型及分析方法 将反馈效应YrF单独拉出来，于是将反馈网络中的两个电阻上移， 同时注意到反馈网络的正向传输是很弱的，因此：YfF≈0。剩下 的就是放大电路Ao部分。
+EC
i
uo
−
IC IC
UCE
IB
此电路是直流负反馈，可以稳定静态工作点。
例2：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。
RC if C1 ui Rf C2
+EC
Rf 的作用： 1. 提供静态工作点。
i
ib
uo
2. 直流负反馈，稳定静 态工作点。
3. 交流负反馈，稳定放 大倍数。
问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加 隔直电容？ 不能！Rf为三极管提供静态电流！
（1） 反馈类型的判断
分析步骤： 1. 找出反馈网络（电阻）。 2. 是交流反馈还是直流反馈？ 3. 是否负反馈？（判断反馈的极性） 4. 是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈 的组态）
电子技术
如何找出反馈网络？
如何判别交直流反馈？ 如何判别反馈的极性？（是不是负反馈）,见下页
电子技术
例2：判断Rf是否是负反馈，若是，判断反馈的组态。
RC
并联反馈
+EC
C2
电压反馈
if C1
Rf
+
ib uo −
+ ui −
i
uo uo
if
ib=i+if
此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。
例2：判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。
RC IB C1 + ui − Rf IC + UCE − C2 +
若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流 起作用。
在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。
电子技术
3.2 负反馈的类型及分析方法 增加隔直电容Cf后，Rf只对交流起反馈作用。 +EC RC1 RB21 RC2
RB1
C1 + ui
C2 +
T1
T2 RB22 RE2 CE
Ao Ii
+ U i –
I d
放大电路 + + U U i o – –
I iF
YiF
Ii
YiF
I d
ib=i −if
ube=ui−uf
电子技术
3.2 负反馈的类型及分析方法
负反馈的分类小结
正 反 馈 反 馈 负 反 馈 直流反馈 交流反馈 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 稳定静态工作点
电子技术
负 反 馈 的 四 种 组 态
3.2 负反馈的类型及分析方法
2 反馈的分析方法
例4：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。
+UCC RB1 C1 RC C2
+ ube
RE1
+ ui RB2 −
1. 对交流信号：
电流串联反馈
ie
CE
uo −
RE2对交流信 号不起作用
RE2
ie
ie
RE1：电流串联负反馈。
ue ib
ube=ui−ue
2. 对直流信号： RB1 C1
RB2 UB = U CC RB1 + RB2 ui
负反馈放大器的一般关系：
Ao X X 1 1 o o AF = = = = = 1 Xi Xf + Xd Xf Xd 1 + Ao F F+ + Ao X X o o
定义：
1 + Ao F
反馈深度
电子技术
3.1 负反馈的概念
负反馈放大器的闭环放大倍数
Ao A章内容
3.1 负反馈的概念
3.2
3.3
负反馈的类型及分析方法
负反馈对放大电路的影响
电子技术
3.1 负反馈的概念