对输入电阻和输出电阻的影响
第6章 放大电路中的反馈(4)
6 - 4 - 14
一、电压串联负反馈
uu F f U R1 Uo R1 R 2
模拟电子技术基础
第二十一次课
河北科技大学信息学院
基础电子教研室
6-4-1
一般经验反馈组态的判断
从输出端看
反馈网络直接从输出端引回（电压信号）， 则为电压反馈； 反馈网络未直接从输出端引回（电流信 号），则为电流反馈。 反馈信号与输入信号接在同一节点， 则为并联反馈； 反馈信号与输入信号不接在同一节点， 则为串联反馈。
Uo 1 RL' Rf ( Rc 2 // RL ) Ausf (1 ) Us Fii Rs Re 2 Rs
6 - 4 - 27
总结：
了解深度负反馈放大电路放大倍数的计算；
（掌握简单电路的分析）
作业
P318~319 习题 6-8（g） 6-9（e、f）
6 - 4 - 28
6.5 负反馈对放大电路性能的影响
四、电流并联负反馈
f I R2 Fii o I R1 R 2
usf A o I oRL U fRs Us I 1 RL R1 RL (1 ) Fii Rs R 2 Rs
注意：并联负反馈，信号源Rs 内阻必不可少。 没有内阻，电源为恒压源，反馈将不起作用。因为 并联负反馈适用电源为恒流源，内阻越大反馈作用 越明显。
电流负反馈 uo = io RL'
说明：输入、输出信号相位相同时，
F、Af 、 Auf 均为正；反之为负。
交流负反馈对放大电路性能的影响
引入负反馈后的幅频特性
O
fLf fL
f
fH fHf
可推导出引入负 反馈后的截止频 率、通频带
fHf (1 AF) fH
fLf
fL 1 AF
fbwf (1 AF) fbw
2021/4/9
8
四、减小非线性失真：
由于晶体管输入特 性的非线性，当b-e 间加正弦波信号电压 时，基极电流的变化 不是正弦波。
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
2021/4/9
1
一、提高放大倍数的稳定性
在中频段，放大倍数、反馈系数等均为实数。
Af
A 1 AF
dAf dA
(1
1 AF )2
dAf
dA (1 AF )2
• 根据信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小 输入电阻应引入并联负反馈；
• 根据负载需要，需输出稳定电压（即减小输出电阻）的应 引入电压负反馈，需输出稳定电流（即增大输出电阻）的 应引入电流负反馈.
2021/4/9
11
讨论一
• 为减小放大电路从信号源索取的电流，增强 带负载能力，应引入什么反馈？
引入串联负反馈时
Ri
U
' i
Ii
Rif
Ui Ii
U
' i
Uf
Ii
U
' i
AFUi'
Ii
Rif (1 AF )Ri
2021/4/9
3
引入并联负反馈时
Ri
Ui
I
' i
Rif
共集电极电路的输入电阻和输出电阻
共集电极电路的输入电阻和输出电阻1. 引言大家好，今天我们来聊聊共集电极电路，这可是一门让人又爱又恨的电路。
别看它名字听起来高深，其实它就是我们电路中一种常见的配置。
说到共集电极，咱们就得提到输入电阻和输出电阻，这可是电路设计中的两个重要角色，像是电路界的“双胞胎”，总是一起出现，互相影响。
为了让大家对这两个“兄弟”有个更清晰的认识，我们今天就来细细讲讲。
2. 输入电阻2.1 输入电阻的重要性首先，我们得先搞明白什么是输入电阻。
简单来说，输入电阻就是电路接受信号时的“面子”，它决定了电路对输入信号的接受能力。
想象一下，输入电阻就像是一个大门，门开得越大，欢迎的客人就越多。
如果门小，客人一来就得排队，那可就麻烦了。
对于电路来说，输入电阻高，能接收更多的信号，效果自然也更好。
2.2 影响输入电阻的因素那么，什么影响了输入电阻呢？这可不是一件简单的事情。
首先，管子本身的特性就很重要。
比如，晶体管的种类和参数都直接影响它的输入电阻。
另外，连接电路的方式、周围的电路设计、甚至环境温度都有可能对输入电阻产生影响。
所以，设计师们可得好好琢磨一下，确保输入电阻能给电路提供一个良好的起步。
3. 输出电阻3.1 输出电阻的定义接着，我们来聊聊输出电阻。
输出电阻就像是电路把信号“发出去”时的“力量”，它决定了信号的传播能力。
可以想象成一个人在山顶喊话，山顶越高，声音传得越远。
如果输出电阻太高，信号就像是在山底下喊话，根本传不到对面去。
所以，优化输出电阻对于保证信号质量至关重要。
3.2 如何优化输出电阻那咱们该怎么优化输出电阻呢？这又是一门学问！一般来说，输出电阻需要尽量低。
通过选择合适的电路组件、设计电路拓扑结构，以及调节工作点，都可以有效降低输出电阻。
比如，咱们可以使用负反馈技术，这就像给电路打了一针强心剂，让它输出更稳定，信号传得更远。
而且，调节元件的选择也是一个细致活儿，得用对材料和型号，才能让电路发挥到极致。
输入电阻和输出电阻
输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。
输入电阻越大，表明放大器从信号源取的电流越小，放大器输入端得到的信号电压也越大，即信号源电压衰减的少。
因此作为测量信号电压的示波器、电压表等仪器的放大电路应当具有较大的输入电阻。
如果想从信号源取得较大的电流，则应该使放大器具有较小的输入电阻。
关键点是输入电阻是和信号源电阻是并联的关系，给信号源并联上一个非常大的电阻，假设信号源电压不变，则通过输入电阻的电流非常小，即上面所说的从信号源取得的电流非常小，与信号源并联上此输入电阻后，二者差的越大，则二者的等效并联电阻值越接近信号源电阻，从而信号源上的电压虽然有所降低，但越接近最初的值，假设输入电阻无穷大，即断路，则相当于没有给信号源并联电阻，电压就是初值，不会衰减，这就是上面所说的信号源电压衰减的少。
输出电阻用来衡量放大器带负载能力的强弱。
当放大器将放大了的信号输出给负载电阻RL时，对负载RL来说，放大器可以等效为具有内阻Ro的信号源，由这个信号源向RL提供输出信号电压和输出信号电流。
Ro称为放大器的输出电阻，它是从放大器输出端向放大器本身看入的交流等效电阻。
如果输出电阻Ro很小，满足R0<<RL条件，则当RL 在较大范围内变化时，就可基本维持输出信号电压的恒定。
反之，如果输出电阻Ro很大，满足Ro>>RL条件，则当RL在较大范围内变化时，就可维持输出信号电流的恒定。
放大器在不同负载条件瞎维持输出信号电压（或电流）恒定的能力称为带负载能力。
而输出电阻Ro就是表征这种能力的一个性能指标。
关键点是把放大器等效为了具有内阻的信号源，而将负载并联到了信号源内阻上，这样分析同输入电阻方法相同。
共集电极放大器又称为射极跟随器，具有很大的输入电阻和较小的输出电阻（一般为几欧或几百欧）。
为了降低输出电阻值，可选用B值大的管子，较小的输出电阻，说明具有很强的带负载能力，负载在较大范围内变化时，基本可以维持输出信号电压的恒定。
反相放大电路的输入电阻和输出电阻的作用
反相放大电路的输入电阻和输出电阻的作用
反相放大电路的输入电阻和输出电阻起到了以下作用：
输入电阻（Ri）的作用：
1. 提供了与输入信号来源之间的匹配。
输入电阻越大，输入信号源的输出电流越小，减少了输入信号源的负载效应。
2. 保持了电路的输入电平稳定。
输入电阻对输入信号具有较高的阻力，阻止了电路中其他元件的影响，防止信号失真。
3. 降低了信号源的内阻对输出负载的影响。
输入电阻越大，输入信号源的内阻对输出负载的影响越小，减少了信号源的功率损耗。
输出电阻（Ro）的作用：
1. 提供了与输出负载之间的匹配。
输出电阻越小，输出电压信号能够更大程度地传递到输出负载，减少了信号损失。
2. 保持了电路的输出电平稳定。
输出电阻对输出负载具有较低的阻力，防止了输出电平的波动，保持了信号的准确性。
3. 减小了输出信号源对后续电路的影响。
输出电阻越小，输出信号源对后续电路的负载效应也越小，减少了后续电路的功率损耗和信号失真。
两个运放之间的电阻作用
两个运放之间的电阻作用
在两个运放之间连接电阻的作用可能有以下几种情况：
1. 反馈电阻：在运放的反馈回路中，电阻可以用于调整放大倍数和增益。
通过改变反馈电阻的阻值，可以控制运放的增益，从而实现对信号的放大或衰减。
2. 输入电阻：在运放的输入端，电阻可以用于限制输入电流，保护运放免受过大电流的影响。
输入电阻还可以用于分压或阻抗匹配，以确保信号能够正确传输到运放。
3. 输出电阻：在运放的输出端，电阻可以用于限制输出电流，保护负载免受过大电流的影响。
输出电阻还可以用于阻抗匹配，以提高信号传输的效率和质量。
4. 补偿电阻：在一些运放电路中，电阻可以用于补偿运放的频率响应，改善电路的稳定性和带宽。
5. 分压电阻：在需要对输入信号进行分压的情况下，可以使用电阻网络来实现。
负反馈对放大电路性能的影响
Xo
Rif
U i Ii
U i Id
1
1 A F
1
Ri A F
If
F
Rif 1 RAi F
|1
A F
8.11
| 1
并联负反馈方块图
Rif Ri
开路放大倍
2.对输出电阻旳影响
数
⑴电压负反馈
开环放大器
将电压负反馈开环放大器输出用电压源旳等输效出电，阻反
馈网络只从输出端取电压,而不取电流。
U 'o I'o Ro Ao X d Xi=0
8.3.3 减小放大器非线性和内部噪声旳影响
• 放大器旳一种经典旳开环传播特征如图
8.9曲线1所示；它表白了Uo与Ui之间旳非 线性关系。
假如是 (1 A F ) 1
1—开环特征
Uo
2—闭环特征
即深度负反馈，闭
环放大倍数近似为
1/ F 传播特征近似
Ui
为一条直线。
图8.9放大器旳传播特征
8.3.3 减小放大器非线性和内部噪声旳影响
1
Ro AoR FG
结论：电压负反馈稳定输出电压,使输出电压 接近恒压。
⑵电流负反馈
• 将开环放大器输出电 流源等效如图8.13所
开环放大器 旳短路输出
示。
电流
I’o
Xi=0 +
Xd ASXd
Ro
_
U’o
开环放 大器输 出电阻
Ro
Xf F
图8.13 电流负反馈方块图
AS是 短 路 开 环 放大倍数 （即负载短 路时旳放大 倍数）。
⑵电流负反馈 反馈网络只从输出端取电流,而不取电压。
Rof
U 'o I'o
负反馈对放大电路性能的影响
如图所示，如果正弦波输入信号xi经过放大后 产生的失真波形为正半周大，负半周小。引入负反
馈可以减小非线性失真。
1.3 展宽通频带
由于放大电路中电抗性元件的存在，以及三极管 本身的结电容的影响，使得放大倍数随频率变化而变 化。即中频段放大倍数较大，高频段和低频段放大倍 数随频率的升高和降低而减小，这样放大电路的通频 带就比较窄。
上式表明，负反馈放大电路闭环放大倍数的相对变化
量 ，等于开环放大倍数相对变化量 的
。也
就是说，虽然负反馈的引入使放大倍数下降了（1+AF）
倍，但放大倍数的稳定性却提高了（1+AF）倍
1.2 减小非线性失真
由于放大器件的非线性特性，当输入信号为 正弦波时，输出信号的波形将产生或多或少的非 线性失真。当输入信号幅度较大时，非线性失真 现象更为明显。
在中频段，由于放大倍数大，输出信号大，反馈信号也 大，则使净输入信号减小得也多，在中频段放大倍数有较明 显地降低。而在高频段和低频段，由于放大倍数较小，输出 信号也小，在反馈系数不变的情况下，其反馈信号也小，使 净输入信号减小的程度比中频段要小，使得高频段和低频段 放大倍数降低得少。这样，就让幅频特性变得平坦，上限频 率升高、下限频率下降，通频带得以展宽。
模拟 电子 技术 基础
负反馈对放大电路性能的影响
1.1 提高放大倍数的稳定性 1.2 减小非线性失真 1.3 展宽通频带 1.4 对输入电阻和输出电阻的影响
1.1 提高放大倍数的稳定性
引入负反馈后，放大倍数的稳定性可以 得到很大程度的提高。 在中频段：
对A求导数，可得
将上式等号的两边都除以 可得
1.4 对输入电阻和输出电阻的影响
1．对输入电阻的影响 （1）串联负反馈使输入电阻增大
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模拟电子技术
5. 反馈和负反馈放大电路
b. 电流负反馈
图中
• •
•
•
•
Xi =0 +
+
Xid
-
•
Xf
推导过程略
则
•
A
+
-
Ro
••
Ao Xid
•
F
•
I
方框图
•
I1
+ • U
-
Rof
U Rof I Ro (1 AoF )
电流负反馈使 输出电阻增大
模拟电子技术
5. 反馈和负反馈放大电路
总结
电压反馈，稳定输出电压－－恒压源； 恒压源，内阻小； 电压反馈减小输出电阻， 减小到基本放大电路输出电阻的1/1+AoF 倍。
Uid(1 Ii
AF )
(1
AF )Ri
串联负反馈增大输入电阻
模拟电子技术
5. 反馈和负反馈放大电路
b. 并联负反馈 方框图
+
U•s
-
R'if
••
R1
Ii Iid
+
-U•i
I•f
Rif
信号源看进去 的输入电阻
反馈环看进去 的输入电阻
•
Ri
•
A
XO
•
If
F•X•O
F•
模拟电子技术
5. 反馈和负反馈放大电路
5. 反馈和负反馈放大电路
5.1 反馈的基本概念及类型 5.2 负反馈对放大电路性能的影响
5.2.1 提高放大倍数稳定性并扩展频带 5.2.2 减小非线性失真及抑制环内干扰及噪声 5.2.3 对输入电阻和输出电阻的影响
模拟电子技术
5. 反馈和负反馈放大电路
.
.
Xi
+ _
+
Xid
. Xf
. A
.
XO
Uid Uf Ii
模拟电子技术
5. 反馈和负反馈放大电路
Rif
Ui Ii
Uid Uf Ii
由于 Xo AUid Uf FXo
故 输入电阻
Rif
Ui Ii
Uid Uf Ii
•
Ii +
•
- + Uid •
Ui –
Rif
•
•
Ri A
Xo
•
+•
F •
•
-Uf FXO
Uid AFUid Ii
基本放大电路的输入电阻
Ri
Ui Iid
+•
Us
- 负反馈放大电路输入电阻
R'if
••
R1
Ii Iid
+
•
-Ui
I•f
Rif
•
Ri A• XO
•
If
F•X•O
•
F
模拟电子技术
并联负反馈使输入电阻减小
5. 反馈和负反馈放大电路
总结
串联电路，电阻增大； 串联负反馈，提高输入电阻， 和开环时相比，输入电阻提高1+AF倍
.
XO
基本放大电路
. F
反馈网络
串联反馈
负反馈对输入电阻的影响 并联反馈
模拟电子技术
5. 反馈和负反馈放大电路
a. 串联负反馈 方框图
•
Ii
+
+ U• i
•U- id
–
Rif
•
•
Ri A
Xo
•
+•
F •
•
-Uf FXO
基本放大电路的输入电阻
Ri
Uid Ii
负反馈放大电路的输入电阻
Rif
Ui Ii
并联电路，电阻减小； 并联负反馈，降低输入电阻， 和开环时相比，输入电阻减小1/1+AF倍
模拟电子技术
5. 反馈和负反馈放大电路
2）对输出电阻的影响
.
.
Xi
+ _
+
Xid
. Xf
. A
基本放大电路
. F
反馈网络
. XO
输入端
电压反馈 电流反馈
负反馈对输出电阻的影响
电压反馈 电流反馈
模拟电子技术
基本放大电路
. F
反馈网络
负反馈 放大电 路的方 框图
负反馈的作用： 1. 提高放大倍数稳定性 3. 减小非线性失真
2. 扩展频带
4. 抑制环内的干扰和噪声
模拟电子技术
5. 反馈和负反馈放大电路
5. 对输入和输出电阻的影响
1）对输入电阻的影响
.
.Hale Waihona Puke 输入端Xi+ _
+
Xid
.
串联反馈
Xf
并联反馈
. A
5. 反馈和负反馈放大电路
根据输出电阻的定义
应画出求输出电阻的等效电路方框图
模拟电子技术
5. 反馈和负反馈放大电路
a. 电压负反馈 图中
推导过程略
•
•
Xi=0 +
+
Xid
•-
Xf
Ro
-•
A
+
••
AoXid
•
F
•
I
方框图
•
I1
+• U
-
Rof
故输出电阻
Rof
U I
Ro 1 AoF
电压负反馈使 输出电阻减小
电流反馈，稳定输出电流－－恒流源； 恒流源，内阻大； 电流反馈提高输出电阻， 提高到基本放大电路输出电阻的1+AoF 倍。
模拟电子技术
谢 谢！
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