深度负反馈放大电路
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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，
放大电路中的反馈-深度负反馈放大倍数分析
深度负反馈在无线通信系统中的应用
总结词
无线通信系统中的信号处理模块常常采用深度负反馈 技术，以提高信号质量和稳定性。
详细描述
无线通信系统中的信号处理模块面临着复杂多变的干扰 和噪声环境，需要具备高稳定性和高可靠性。深度负反 馈技术能够提高信号处理模块的性能和稳定性，减小外 部干扰对信号的影响。通过引入深度负反馈，可以降低 信号处理模块的误差放大率，提高其抗干扰能力，从而 保证无线通信系统的稳定性和可靠性。此外，深度负反 馈还能优化信号处理模块的性能参数，提高其动态范围 和线性度。
闭环增益
放大电路在有反馈时的放 大倍数，与开环增益和反 馈系数有关。
关系
在深度负反馈条件下，闭 环增益等于开环增益的倒 数。
深度负反馈下的开环增益计算
开环增益计算公式
根据电路元件参数计算，一般通 过测量输入和输出信号幅度和相 位差来计算。
影响因素
与电路的元件参数、信号源内阻 、负载电阻等有关。
深度负反馈下的闭环增益计算
详细描述
音频放大器在放大信号时，常常会遇到各种干扰和噪声，导致输出信号失真。深度负反 馈通过引入负反馈网络，能够减小放大器内部元件参数变化对输出信号的影响，提高放 大器的稳定性。同时，负反馈能够减小放大器内部的噪声，提高音频质量。此外，深度
负反馈还能减小非线性失真，使输出信号更加接近原始信号。
深度负反馈在运算放大器中的应用
05 结论
深度负反馈放大倍数分析的意义
深度负反馈放大倍数分析是放大电路中反馈技术的重要研 究内容，对于理解放大电路的工作原理、优化电路性能、 提高稳定性等方面具有重要意义。
通过深度负反馈放大倍数分析，可以深入了解反馈机制对 放大电路性能的影响，为实际应用中电路设计、调试和优 化提供理论支持。
深度负反馈放大电路的放大倍数af
深度负反馈放大电路的放大倍数af深度负反馈放大电路的放大倍数af1. 简介•深度负反馈放大电路是一种常见的电子电路•它通过引入负反馈的方式，能够增加电路的稳定性和减小非线性失真•其中一个重要参数是放大倍数af，本文将对此进行详细讨论2. 深度负反馈放大电路的工作原理•在深度负反馈放大电路中，输出信号会经过一个反馈网络，进而与输入信号进行比较•根据比较结果，通过调节反馈网络的参数，可以控制输出信号被放大的倍数•这种负反馈的作用就是使得输出信号与输入信号尽可能地保持一致3. 放大倍数af的计算公式•放大倍数af可以通过以下公式来计算：af = (1 + β × A) /(1 + β × A × H)–其中，β表示反馈系数，A表示放大器的开环增益，H表示循环增益（即反馈网络的增益）–该公式描述了放大倍数af与反馈系数、放大器开环增益和反馈网络增益之间的关系4. 优点和应用•深度负反馈放大电路的放大倍数af具有以下优点：–可以有效消除电路中的非线性失真–可以提高整个系统的稳定性和可靠性–可以降低功耗和提高工作效率•这种电路广泛应用于各种电子设备中，例如音频放大器、电视机、无线电等5. 注意事项•在设计深度负反馈放大电路时，需要注意以下几点：–反馈网络的设计要合理，以保证稳定性和性能–放大器的开环增益要满足系统的要求–反馈系数要适当选择，以达到所需的放大倍数af–注意电路中的噪声和失真问题，以提高音质和信号质量结论•深度负反馈放大电路的放大倍数af是一个重要的参数•通过合理设计反馈网络和选择适当的反馈系数，可以实现所需的放大倍数•这种电路在电子设备中被广泛应用，具有很大的实际意义。
第四章放大电路中的负反馈
m
结论：引入负反馈后，放大电路的上限频率 提高，下限频率降低，因而通频带展宽。
ɺ ɺ BWf ≈ (1 + Am F ) BW
在下图中可以较直观看出负反馈对通频 带和放大倍数的影响
§4.2.4 改变输入电阻和输出电阻
一、负反馈对输入电阻的影响 1、串联负反馈使输入电阻增大
ɺ U i′ Ri = ɺ Ii
.
ɺ ɺ 若 1 + AF > 1 ɺ ɺ 若 1 + AF < 1
这种反馈为负反馈 这种反馈为正反馈 电路自激振荡
.
ɺ ɺ ɺ 若 1 + AF = 0 ，则 Af = ∞
ɺ ɺ 若 1 + A F >> 1 Af =
.
A A 1 ɺ F ≈ AF = F ɺ ɺ ɺ 1+ A ɺ
§4.2 负反馈对放大电路性能的影响
2、正反馈 和负反馈 正反馈：反馈信号增强了外加输入信号， 使放大电路的放大倍数提高。 负反馈：反馈信号削弱了外加输入信号， 使放大电路的放大倍数减小。 反馈极性的判断方法：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，可用“+”、“-” 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。
§4.2.1提高放大倍数的稳定性 4.2.1提高放大倍数的稳定性
ɺ A 根据反馈的一般表达式ɺ f = A ɺ ɺ 1 + AF
在中频范围内， Af =
A 1 + AF
求出放大倍数的相对变化量： dAf =
Af
1 dA × 1 + AF A
由于 1+AF >1,可见引入负反馈后，放大倍 数的稳定性提高了(1+AF) 倍
结论：引入负反馈后，放大电路的上限频率 提高，下限频率降低，因而通频带展宽。
ɺ ɺ BWf ≈ (1 + Am F ) BW
在下图中可以较直观看出负反馈对通频 带和放大倍数的影响
§4.2.4 改变输入电阻和输出电阻
一、负反馈对输入电阻的影响 1、串联负反馈使输入电阻增大
ɺ U i′ Ri = ɺ Ii
.
ɺ ɺ 若 1 + AF > 1 ɺ ɺ 若 1 + AF < 1
这种反馈为负反馈 这种反馈为正反馈 电路自激振荡
.
ɺ ɺ ɺ 若 1 + AF = 0 ，则 Af = ∞
ɺ ɺ 若 1 + A F >> 1 Af =
.
A A 1 ɺ F ≈ AF = F ɺ ɺ ɺ 1+ A ɺ
§4.2 负反馈对放大电路性能的影响
2、正反馈 和负反馈 正反馈：反馈信号增强了外加输入信号， 使放大电路的放大倍数提高。 负反馈：反馈信号削弱了外加输入信号， 使放大电路的放大倍数减小。 反馈极性的判断方法：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，可用“+”、“-” 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。
§4.2.1提高放大倍数的稳定性 4.2.1提高放大倍数的稳定性
ɺ A 根据反馈的一般表达式ɺ f = A ɺ ɺ 1 + AF
在中频范围内， Af =
A 1 + AF
求出放大倍数的相对变化量： dAf =
Af
1 dA × 1 + AF A
由于 1+AF >1,可见引入负反馈后，放大倍 数的稳定性提高了(1+AF) 倍
负反馈放大电路
Xo
uf
反馈信号与输入信号电压叠加 R1 b. 并联反馈 + ui 放大电路 ii iid – if 反馈网络并联于 输入回路 反馈网络 特 反馈信号为电流 点 反馈信号与输入信号电流叠加
Xo
并、串联反馈的两种形式：
i
if ib
ib=i-if ui ube uf
串联反馈
ube=ui-uf
求和点
求和点
+EC
角度： 目的：
+ ui
RB1 C1
RC1 C2
RB21
RC2
C3
+ uo
–
ui uf C2 R
T1
T2 RB22 RE2 CE
E1
–
Rf 、RE1组成反馈网络 Rf
C1
减小非线性失真 xi
xid=xi
xid=xi- xf
xo
xi
+
xid xf
A
xo
B
直流通路 交流通路
输 入 回 路
反馈网络
简单判断：采样点是输出端的话，一定是电压反馈 电压反馈采样的两种形式： 取样点 uo RL 取样点
uo
RL
电流反馈采样的形式： io 取样点 RL Rf
取样点
io RL
iE
iE
取样点 io
iE
RL
2、串联反馈和并联反馈
a. 串联反馈
特 点 反馈网络串联于 ui 输入回路 反馈信号为电压
uid
放大电路 反馈网络
放大电路
反馈网络
c. 判断电压和电流反馈的方法 Xi
+
Xid
A 基本放大电路
B 反馈网络
放大电路中的反馈深度负反馈放大倍数分析
Fui
U f Io
R
电流-电压放大倍数：
Aiuf
Io U i
Io U f
1 Fuu
1 R
电压-电压放大倍数：
Auf
U o U i
Io RL U f
1 R
RL
分析思路2：直接利用深度负反馈特点：Ui=U19 f
三.电压并联负反馈
I i I'i
-A +
If
R
+
U
RL
o
分析思路1：F Auf
反馈系数：
计算分析依据！ 22
例：6.4.1 求深度负反馈电路的Auf
解：电流串联深度负反馈uI
稳定输出Io
+
uD
-
+A -
+
Io流经R3//(R2+R1)
+
R1 uF
R2
-
U f
I R1R1
R1R3 R1 R2 R3
Io
Ui U f 深度串联负反馈
+Vc+c
RL
uo
io -
T
R3
Auf
U o U i
RE1 RE1 R f
U o
RE1
RB22 RE2
CE
反馈系数
Fuu
U f U o
RE1 RE1 Rf
Rf
深度串联负反馈 Ui U f
(电压)放大倍数
A f
Auf
U o U i
U U
o f
(1 Rf ) RE1
+UCC
+
uo
–
25
例：6.4.4 求深度负反馈Af 和 Ausf
负反馈放大电路
A
Af
1 AF
由上式可以看出：
① 放大电路采用负反馈，即|1＋AF|＞1时，|Af|＜|A|，这表明引入负 反馈后，放大倍数下降。当|1＋AF|＞＞1时称为深度负反馈，此时， |Af|≈1/|F|，反馈放大电路的闭环放大倍数几乎与基本放大电路的A无关， 仅与反馈网络的F有关。而反馈网络一般由无源线性元件构成，性能稳定， 故Af也比较稳定。
负
反
负馈
反放
馈大
放 大 电
电 路 的 一
路般
表
达
式
1.2
第 11 页
由图11-4所示反馈放大电路的方框图可知，基本放大电路的放大 A X o
倍数A（也称为开环放大倍数）为输出信号与净输入信号之比，即
Xd
上式中，X d Xi X f
反馈网络的反馈系数F为反馈信号与基本放大电路输出信号 之比，即
（a）
（b） 图11-5 例11-1图
（c）
第9页
负
反反
馈馈
放 大 电
的 类 型 及
路判
别
方
法
1.1
【解】放大器输出电流原来的意义是指流过负载的电流。但在如图11-5（a） 所示从晶体管集电极输出的电路中，由于负载上的电流和晶体管集电极电流同
步变化，所以，为了不造成混乱，可把晶体管的集电极电流作为输出电流。
根据反馈信号与输入信号在放大电路输入端的连接方式不同，反馈可分 为串联反馈和并联反馈。如果反馈信号与输入信号在输入端串联连接，即反 馈信号与输入信号以电压比较的方式出现在输入端，则称为串联反馈；如果 反馈信号与输入信号在输入端并联连接，即反馈信号与输入信号以电流比较 的方式出现在输入端，则称为并联反馈。
5-负反馈放大电路
|| ||
A |,负 反 馈 A |,正 反 馈
=0,| Af |,自 激 振 荡
深度负反馈条件下闭环放大倍数的表达式
1A F 1时
A f
1 F
1）如果
1AF 1
，则 A A 。这就是负 f
反馈的情况，因为它表示反馈的引入削弱了
输入量的作用，使闭环增益下降。
因为
Xid =1XAi F
可见负反馈的作用是使真正加到放大电路输 入端的净输入量减小到无反馈时的
5.3 深度负反馈放大电路 放大倍数的估算
5.3.1 深度负反馈的实质
5.3.2 四种组态负反馈放大电路放大倍数分析
5.3.1 深度负反馈的实质
xi
x id
A
xf
F
xo
深度负反馈时， 输入信号与反馈信号的关系？
净输入量=？
1. 深度负反馈的实质
当
1AF 1 时，
A f
A 1 =1A F F
而
A f
用输出开路法：io=0时if=0 故为电流反馈 用输出短路法：uo=0时if存在 故为电流反馈
例5-5 判断下列电路引入的是电压反馈还是电流反馈？
io
+ uf
if
io
RL
-
负载电阻RL 不出现在反馈回路中： 为电压反馈
负载电阻RL 出现在反馈回路中： 为电流反馈
6. 串联反馈和并联反馈的判断
串联反馈：反馈信号与输入信号以 RS
1. 反馈 — 将电路的输出量(电压或电流)的部分或全部， 通过一定的元件，以一定的方式回送到输入回路并影 响输入量(电压或电流)和输出量的过程。
2. 信号的两种流向
正向传输：输入 输出 — 开环 反向传输：输出 输入
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§7.2 负反馈放大电路的方框图 及放大倍数的估算
一、负反馈放大电路的方框图 二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式 三、深度负反馈的实质 四、基于反馈系数的放大倍数的估算方法 五、基于理想运放的放大倍数的计算方法
一、负反馈放大电路的方框图
开环增益：
A
X o
X
' i
反馈系数：
F
X f X o
闭环增益：
Af
A 1 AF
dAf
1
dA (1 AF )2
dAf
dA (1 AF )2
dAf 1 dA Af 1 AF A
放大倍数的稳定性是基本放大电路的（1＋AF）倍。
二、改变输入电阻和输出电阻
1. 对输入电阻的影响
仅决定于是串联反馈还是并联反馈。
引入串联负反馈时：
Ri
U
' i
Ii
Rif
Ui Ii
Af
U o U i U o Ii Io Ui Io Ii
7.3 深度负反馈的分析
Af
1
A A F
若 1＋A F
1，则 Af
1 F
，即
X
i
X f 。
串联负反馈：U 并联负反馈：Ii
i U If
f
电压放大倍数的估算方法
1. 电压串联负反馈电路
反馈系数为：
Fuu
X f X o
U f U o
R1 R1 R2
Af
X o X i
A X
' i
X
' i
X
f
A X
' i
X
' i
FX
o
X
' i
A XA Fi'X
' i
A 1 A F
反馈组态 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联
功能 电压控制电压 电流控制电压 电压控制电流 电流控制电流
A
U o
U
' i
U o Ii'
Io
U
' i
Io Ii'
F
U f U o If U o U f Io If Io
Rof
Ro 1 AF
电流负反馈稳定输出电流，使输出具有恒流特 性，因而输出电阻增大。
Rof (1 AF )Ro
感谢下 载
所以反馈元件为R1 R2
电压放大倍数为：
Auf
U o U i
U U
o f
1 Fuu
1 R2 R1
与RL 无关！
2. 电压并联负反馈电路
反馈系数为：
Fiu
X f X o
If U o
1 R2
所以反馈元件为R2
电压放大倍数为：
Auf
U o U i
U o If R1
1 Fuu
•1 R1
R2 R1
与RL无关！ 电压负反馈相当于恒压源
Ui' Uf Ii
U
' i
AFUi'
Ii
Rif (1 AF )Ri
引入并联负反馈时
Ri
Ui
I
' i
Rif
Ui Ii
Ui
I
' i
If
Ui Ii' AFIi'
Rif
Ri 1 AF
串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入 电阻。
2、对输出电阻的影响
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
仅决定于是电压反馈还是电流反馈。
电压负反馈稳定输出电压，使输出具有恒压特 性，因而输出电阻减小。
3. 电流串联负反馈电流
反馈系数为：
Fui
X f X o
U f Io
R1
所以反馈元件为R1
电压放大倍数为：
Auf
U o U i
Io RL U f
1 Fuu
• RL
RL R1
与RL成正比！
4. 电流并联负反馈电路
反馈系数为：
Fii
X f X o
If Io
R2 R1＋R2
所以反馈元件为R1 R2 电压放大倍数为：
Auf
U o U s
Io RL If Rs
1 Fuu
• RL Rs
(1
R1 ) RL R2 Rs
与RL成正比！ 电流负反馈相当于恒流源
§7.3 交流负反馈对放大电路 性能的影响
一、提高放大倍数的稳定性 二、改变输入电阻和输出电阻 三、展宽频带 四、减小非线性失真 五、引入负反馈的一般原则
一、提高放大倍数的稳定性
一、负反馈放大电路的方框图 二、负反馈放大电路放大倍数的一般表达式 三、深度负反馈的实质 四、基于反馈系数的放大倍数的估算方法 五、基于理想运放的放大倍数的计算方法
一、负反馈放大电路的方框图
开环增益：
A
X o
X
' i
反馈系数：
F
X f X o
闭环增益：
Af
A 1 AF
dAf
1
dA (1 AF )2
dAf
dA (1 AF )2
dAf 1 dA Af 1 AF A
放大倍数的稳定性是基本放大电路的（1＋AF）倍。
二、改变输入电阻和输出电阻
1. 对输入电阻的影响
仅决定于是串联反馈还是并联反馈。
引入串联负反馈时：
Ri
U
' i
Ii
Rif
Ui Ii
Af
U o U i U o Ii Io Ui Io Ii
7.3 深度负反馈的分析
Af
1
A A F
若 1＋A F
1，则 Af
1 F
，即
X
i
X f 。
串联负反馈：U 并联负反馈：Ii
i U If
f
电压放大倍数的估算方法
1. 电压串联负反馈电路
反馈系数为：
Fuu
X f X o
U f U o
R1 R1 R2
Af
X o X i
A X
' i
X
' i
X
f
A X
' i
X
' i
FX
o
X
' i
A XA Fi'X
' i
A 1 A F
反馈组态 电压串联 电压并联 电流串联 电流并联
功能 电压控制电压 电流控制电压 电压控制电流 电流控制电流
A
U o
U
' i
U o Ii'
Io
U
' i
Io Ii'
F
U f U o If U o U f Io If Io
Rof
Ro 1 AF
电流负反馈稳定输出电流，使输出具有恒流特 性，因而输出电阻增大。
Rof (1 AF )Ro
感谢下 载
所以反馈元件为R1 R2
电压放大倍数为：
Auf
U o U i
U U
o f
1 Fuu
1 R2 R1
与RL 无关！
2. 电压并联负反馈电路
反馈系数为：
Fiu
X f X o
If U o
1 R2
所以反馈元件为R2
电压放大倍数为：
Auf
U o U i
U o If R1
1 Fuu
•1 R1
R2 R1
与RL无关！ 电压负反馈相当于恒压源
Ui' Uf Ii
U
' i
AFUi'
Ii
Rif (1 AF )Ri
引入并联负反馈时
Ri
Ui
I
' i
Rif
Ui Ii
Ui
I
' i
If
Ui Ii' AFIi'
Rif
Ri 1 AF
串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入 电阻。
2、对输出电阻的影响
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
仅决定于是电压反馈还是电流反馈。
电压负反馈稳定输出电压，使输出具有恒压特 性，因而输出电阻减小。
3. 电流串联负反馈电流
反馈系数为：
Fui
X f X o
U f Io
R1
所以反馈元件为R1
电压放大倍数为：
Auf
U o U i
Io RL U f
1 Fuu
• RL
RL R1
与RL成正比！
4. 电流并联负反馈电路
反馈系数为：
Fii
X f X o
If Io
R2 R1＋R2
所以反馈元件为R1 R2 电压放大倍数为：
Auf
U o U s
Io RL If Rs
1 Fuu
• RL Rs
(1
R1 ) RL R2 Rs
与RL成正比！ 电流负反馈相当于恒流源
§7.3 交流负反馈对放大电路 性能的影响
一、提高放大倍数的稳定性 二、改变输入电阻和输出电阻 三、展宽频带 四、减小非线性失真 五、引入负反馈的一般原则
一、提高放大倍数的稳定性