8[1].第五章 负反馈放大电路(PPT)

Xo 开环放大倍数的定义 A = ' Xi Xf 反馈系数的定义 F= XO
闭环放大倍数 因为
' i
Xo Af = Xi
' i ' i
X i = X + X f = X + FAX ,
X f = FX O
X O = AX 'i
所以闭环 放大倍数
Xo A Af = = X i 1 + FA
叫反馈深度， 叫反馈深度， 用来表征反 馈的强弱。 馈的强弱
1.电压串联负反馈
＋UCC Rb
1
Rc
1
Rb
22
Rc
＋ ＋ Ui －
2
＋ ＋ ＋ Ui Re －
1
C２
＋ U′ i －
＋ ＋ －
基 本 放大电路
Rc
2
Vl
V2 Uo Rb
21
Re
2
＋ Ce －
＋ Uf －
Rf Re
1
＋ Uo －
Rf
(a) 电路图
(b) 方框图
图 5 – 7 电压串联负反馈放大器电路
图 5 – 1 反馈放大器的方框图
•“＋”号和“－”号--表示Xi和Xf参与叠加时的规定正方向 ＋ 号和“ --表示X 表示
5.1 反馈的基本概念
“取样”--通常，把输出信号的一部分取出的过程 “比较”--把Xi与又Xf的叠加过程 “闭环放大器”--把引入了反馈的放大器叫闭环放大 器 “开环放大器” --未引入反馈的放大器叫开环放大器
图 5 – 4 反馈电路举例
(2)并联反馈和串联反馈的判断 （看输入端） 并联反馈和串联反馈的判断 看输入端）
判断方法一： 判断方法一：反馈信号与净输入信号串联，为串联反馈，与净输 入信号并联，则为并联反馈 。 判断方法二： 判断方法二：若信号源的输出端和反馈网络的比较端接于同一个 放大器件的同一个电极上,则为并联反馈（图5－6），否则,为串联 反馈（图5－5）。
1 + AF
5.1.2 反馈类型及其判定 1.反馈类型
（1）电压反馈和电流反馈 根据反馈采样方式的不同，可以分为电压反馈和电流反馈。 （2）直流反馈和交流反馈 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。 （3）正反馈和负反馈 根据反馈极性的不同，可以分为正反馈和负反馈。 （4）串联反馈和并联反馈 根据反馈信号与输入信号在放大电路输入端连接方式的不 同，可以分为串联反馈和并联反馈。
称作电流反馈系数, 无量纲。
被取样的X o Io 闭合放大倍数 = = 参与比较的X i I i Ar = = Aif 1 + Fi Ai
称作闭环电流放大倍数, 无量纲。
表5-1 四种反馈组态下，A，F和Af的不同含义
反馈方式 被取样的输出 信号Xo 电压串联型 Uo 电压并联型 Uo 电流串联型 Io 电流并联型 Io
称作闭环电压放大倍数,无量纲。
找它和开环放 大倍数的关系
U O = AuU i′
U f = FU U O = Fu AuU i'
2.电流串联负反馈
4 Rb C1 1 ＋ Ui Rb 2－
1
Rc
2
＋UCC I′ o Ic C２ ＋ Rs Us 1 ＋ ＋ U′ ＋ i Ui － － 2 － ＋ Uf － ＋ Rf － 基本放大电路 Ag Ic Fr Io 4 Io＝－Ic Ic ≈ Io R′ ＝Rc ∥RL L 3 ＋ R′ Uo L －
5.2 负反馈对放大器性能的影响
5.2.1 放大器的放大倍数下降
根据负反馈的定义可知, 负反馈总是使净输入 信号减弱。所以, 对于负反馈放大器而言：
Af < A
可见,
A Af = 1 + FA
仅是开环放大倍数A的
闭环放大倍数Af,
(1+FA)分之一。
5.2.2 稳定输出信号 1.电压负反馈（稳定输出电压）
2
Rs Us
＋ Ui －
Io Ie
＋ R′L Uo －
If
Rf
－
2
Ie Ue Re
2 2
Uo
RL
1
Ce
1
2
Hale Waihona Puke R′ ＝RL ∥Rc L Io＝－Ic 2 Ie ≈ Ic
2 2
2
Fi
(a) 电路
(b) 方框图
图 5 – 10电流并联负反馈放大器
开环放大倍数和闭环放大倍数分析
被取样的X o Io = ' = Ai 开环放大倍数 = ' 比较产生的X i I i 称作开环电流放大倍数, 无量纲。 反馈系数 = 反馈信号X f 被取样的X o = If Io = Fi
Io Ag = ' Ui Uf Fr = Io
Io Au = ' Ii If Fi = Io
Aif = Ai 1 + Fi Ai
大 小
闭环放大倍数 对Rs的要求 对RL的要求
Ag Ar Au Agf = Auf = Auf = 1 + Fr Ag 1 + Fg Ar 1 + Fu Au
小 大 大 大 小 小
5.1 反馈的基本概念 5.1.1 反馈的定义
反馈:就是把放大器的输出量(电压或电流)的一部分或全 就是把放大器的输出量(电压或电流) 就是把放大器的输出量 部，通过一定的方式送回到输入端的过程。 通过一定的方式送回到输入端的过程。
5.1 反馈的基本概念
•箭头线--表示 箭头线--表示 箭头线-信号的传输方向 •符号⊗ --表示信号叠加 符号 --表示信号叠加 •Xi --称为输入信号 --称为输入信号 •X’i --称为净输入信号 --称为净输入信号 •Xo --称为输出信号 --称为输出信号 •Xf--称为反馈信号 X --称为反馈信号
（1）电压串联负反馈电路
（稳定输出电压，提供输入阻抗）
图 5 – 7 电压串联负反馈电路
对于图 5-7 所示的电压串联负反馈电路, 假设 当某一因素使Uo增大时,
Uo↓
就会产生如下反馈过程：
称作闭环互阻放大倍数, 其量纲是电阻。
反馈系数 =
反馈信号X f
=
If
= Fg
U O = Ar I b U O = Ar I b
4.电流并联负反馈
Rc
1
＋ UCC
2
Rc Ii Rs ＋ Us － Ui Re C1 Ib
1
C２ Ic
2
Ii I′
o
Ib ＋
1
基本放大电路 If Ai 反馈网络 Rf R e
Ii I′i If Xo
Rs ＋ Us －
＋ Ui －
＋ U′ i － ＋ Uf －
基本放大器
Xo
Rs Us
＋ －
基本放大器
反馈网络
反馈网络
串联和输入 信号分压
U = Ui − U f
' i
并联分流和 输入信号
I = Ii − I f
' i
图 5 – 5 串联反馈示意图
图 5 – 6 并联反馈示意图
反馈电路举例
①先找到反馈支路 ②判断是串联反馈还是并联反馈
并联反馈
串联反馈
图 5 – 4 反馈电路举例
（3）直流反馈和交流反馈的判断 ）
① 直流反馈：若反馈环路内，直流分量可以流通, 则该反馈环可以产生直流反馈。直流负反馈主要用于 稳定静态工作点。 ② 交流反馈：若反馈环路内，交流分量可以流通， 则该反馈环可以产生交流反馈。交流负反馈主要用来 改善放大器的性能；交流正反馈主要用来产生振荡。 ③若反馈环路内，直流分量和交流分量均可流通, 则 该反馈环既可以产生直流反馈，又可以产生交流反馈
3
Ube Rf Uf RL Uo
Re
Ce － 反馈网络
(a) 电路
(b) 方框图
图 5 – 8 电流串联负反馈放大器
开环放大倍数和闭环放大倍数分析
被取样的X o Io 开环放大倍数 = = ' = Ag ' 比较产生的X i U i
称作开环互导放大倍数, 其量纲是电导。 反馈信号X f U f 反馈系数 = = = Fr 被取样的X o Io 称作互阻反馈系数, 其量纲是电阻。
•图5－4（a）因为是并联反馈,所以设定一个增大或
减小的iB,
如
iB↑→iC↑→UC↓→if↑ i B↓
反馈信号使净输入信号减弱, 所以是负反馈。
•图5－4（b）因为是串联反馈,所以设定一个增大或减小
的输入电压，如
5.1.3 负反馈放大器的四种基本组态
电压串联负反馈 电流串联负反馈 电压并联负反馈 电流并联负反馈
负反馈放大器开环放大倍数和闭环放大倍数分析
被取样的输出信号 Uo 开环放大倍数 = = ' = Au 比较后产生的净输入信号 U i
称作开环电压放大倍数,无量纲。
Uf 反馈信号 反馈系数 = = = Fu 被取样的输出信号 U o
称作互阻反馈系数, 无量纲。
被取样的输出信号 Uo Uo = = ' 闭合放大倍数 = 参与比较的原输入信号 U i U i + U f AuU i' Au = ' = = Auf ' U i + Fu AuU i 1 + Fu Au
由于在这种取样方 式下，Xf 正比于输 出电压，Xf反映的 是输出电压的变化， 所以又称之为电压 反馈。
反馈网络
图 5 – 2 电压反馈示意图
反馈类型的判定
电流反馈------反馈信号取自输出电流，则称为电流反馈 --＋ Xi － Xf 反馈网络 ＋ Uo －
X′ i