电子电路基础(6.3.1)--深度负反馈放大电路的分析计算
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。
第18讲 深度负反馈放大电路的计算+负反馈放大电路的自激振荡
满足起振条件
f0 f0 fc fc
电路不稳定
电路稳定
fc ＜ f0 ，电路不稳定，会产生自激振荡； fc ＞f0 ，电路稳定，不会产生自激振荡。
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2、稳定裕度
定义：能使电路稳定工作所必须留有的余量，称为稳定裕度。
F Gm 20lg A 幅值裕度： ff
c
相位裕度:
由于电路通电后输出量有一个从小到大直至稳 F 1 幅的过程，起振条件为 A
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三、自激振荡的判断方法
1、频率判断法 即环路增益下降到0dB的频率。 f 0 ：增益交界频率，
fc
：相位交界频率， 即附加相移为 180 时的频率。
f0 fc
f0 fc
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本章总结：
1、掌握反馈的基本概念
2、会判断反馈的存在、类型、组态 3、掌握负反馈对电路性能的改善 4、掌握深度负反馈下电压放大倍数的计算 5、掌握正确引入负反馈的方法 6、掌握负反馈放大电路产生自激的条件， 了解消除自激的方法
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3、自激振荡的条件
F 当 1 A 0
时
A A 电路产生自激 f 1 AF
0时，X 维持X 输出 即 X i f o
自激振荡的条件：
F ＝ 1 A
幅度条件 AF 1 F 180 相位条件 arg A
串联负反馈： ri f
并联负反馈： ri f 0
电流负反馈：ro f
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哈尔滨路闭环电压增益(A uuf
负反馈放大电路的计算
负反馈放大电路的计算
一：深度负反馈放大电路的近似估算只有放大电路满足了深度负反馈这个条件，我们才可以用近似计算法来估算电路的放大倍数。
这一点是我们学习的重点。
即：(1+AF)1 时，可以对放大倍数进行估算。
当(1+AF)1 时，则
Af=A/（1+AF）≈A/AF=1/F由此可见，引入负反馈后，放大电路的放大倍数仅
取决于反馈系数F，与基本放大电路的放大倍数基本无关。
我们根据Af 和F 的定义：Af=XO/Xi F=Xf/XO 可得到如下近似关系：Xi≈Xf即：在深度负反
馈时，输入量等于反馈量，净输入量为零。
(1)对于串联负反馈Uf≈Ui Ui’≈0 从此式找出输出电压输出电压Uo 与输入电压Ui 的关系,从而估算出电压的放
大倍数Auf(2)对于并联负反馈If≈Ii Ii’≈0从此式找出Uo 和Ui 的关系,估算出Auf 二：负反馈估算方法我们以串联电压负反馈放大电路为例：如图(1)所示电
路为串联电压负反馈放大电路,试分析其电压放大倍数
由于是串联电压负反馈,故Ui≈Uf。
由上图可知,输出电压Uo 经Rf 和Re1 分压后反馈到输入回路。
即：
则：由于输出电压与输入电压的相位一致，故电压的放大倍数为正值。
注：当放大电路不满足深反馈时，不能用此方法求解电压的放大倍数。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
第16讲 深度负反馈放大电路的计算
6.3.1 深度负反馈放大器分析方法
1. 深度负反馈
Af
Xo Xi
A 1 AF
| AF| 1
Af
Xo Xi
1 AAF
1 F
深度负反馈
Xi FXo
X&f F&X&o
Xi Xf
Ui Uf Ii If
串联反馈 并联反馈
Xi Xi Xf 0 净输入信号近似为零
T3
uo
ui
Re1
Re2
1kΩ
2kΩ
Ce
Re3 1kΩ
图6-29 题6-11图
6-12 反馈放大器如图6-30所示，请你 1）判断反馈的类型； 2）说明反馈对输入电阻和输出电阻的影响； 3）估算深度负反馈条件下负反馈放大器的源电压放大倍数。
Rs
47kΩ
us
+12V
Rc1
C1
T1
T3
T2
Re1 5.1kΩ
T3 T4
Rc3
Re4
10kΩ 10kΩ
RL 1kΩ
uo
-15V
图6-31 题6-13图
6-14 具有差动输入级的负反馈放大器如图6-32所示，在深度负反馈条件下估 算该放大器的闭环电压放大倍数。
+15V
Rc 10kΩ
Re3 1kΩ
T3
T4
Rf
T1
ui
Rs
20kΩ
T2 Rs
1kΩ
20kΩ Rc3
Re4
解：判断该电路为电流并联负反馈 电路。
ri rbe // Rb1
Ii
Us Rs
If
Ie2 Re2 R f Re2
负反馈放大电路的分析计算
负反馈放⼤电路的分析计算1、利⽤关系式估算闭环电压放⼤倍数通过前⾯的分析已经知道，如果负反馈放⼤电路满⾜|1＋AF|》1的条件，则其闭环电压放⼤倍数Af可⽤下式表⽰：（1）上式表明,深负反馈放⼤电路的闭环放⼤倍数AF近似于反馈系数F的倒数,因此,只需求出F,即可得到Af估算闭环放⼤倍数的过程⼗分简单.但是,上⼯中的Af是⼴义的放⼤倍数，其含义和量纲与反馈的组态有关( 见表5-1),并⾮专指电压放⼤倍数。
也就是说，运⽤以上公式估算闭环电压放⼤倍数是有条件的。
只有当负反馈的组成是电压串联式时，式（1）中的Af才代表闭环电压放⼤倍数，此时该式表⽰为此时⽅可利⽤这个公式直接估算深负反馈放⼤电路的闭环电压放⼤倍数。
2、利⽤关系式Xf≈Xi估算闭环电压放⼤倍数对于电压串联负反馈以外的其他三种负反馈组态，即电压并联式、电流串联式和电流并联式反馈，由表可知，式（1）中的Af分别成为Auif、Aiuf和Aiif，它们的物理意义分别表⽰负反馈放⼤电路的闭环转移电阻、闭环转移电导和闭环电流放⼤倍数。
因此，对于这三种组态的负反馈放⼤电路，如果利⽤式（1），则分别求出Auif、Aiuf或Aiif后再经过转换才能得到Auuf，⽽不能简单、直接地求得闭环电压放⼤倍数。
此时，可以根据深负反馈的特点，采⽤其他更为简捷的估算⽅法。
当满⾜深负反馈条件时，由式（1）可知上式中的Af划闭环放⼤倍数，根据定义，Af等于输出信号与外加输⼊信号之⽐，由此可知，在深负反馈条件下，放⼤电路的反馈Xi与外加输⼊信号Xi基本上相等。
当满⾜深负反馈条件时，因1＋AF》1，故回路增益的值|AF|很⼤，通常也能满⾜|AF|》1。
由图1可见，Xf＝AFXi，此时只需要很⼩的净输⼊信号Xi，此时只需很⼩的净输⼊信号Xi，即可得到很⼤的Xf，使得Xf≈Xi。
负反馈愈深，回路增益的值|AF|愈⼤，则Xf与Xi愈接近相等，Xi也愈趋近于零。
对于任何组态的负反馈放⼤电路，只要满⾜深负反馈的条件，都可以利⽤的Xf≈Xi特点，直接估算闭环电压放⼤倍数。
负反馈放大电路的分析计算常用方法
由独立的电子元件（如晶体管、电阻和电容）构成，通过 负反馈实现信号的放大。
电路结构
通常包括输入级、中间级和输出级，以及负反馈网络。
分析方法
利用晶体管的放大倍数、输入电阻和输出电阻等参数，结 合负反馈原理，计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输 出电阻等性能指标。
集成运放负反馈放大电路实例
扩展放大器的通频带
负反馈能够减小放大器内部元件的极 间耦合电容和分布电容的影响，从而 扩展放大器的通频带。
通过调整负反馈深度和环路增益，可 以在一定范围内灵活地调整放大器的 通频带。
提高放大器的稳定性
负反馈能够降低放大器的净输入信号 幅度，从而减小由于信号幅度过大引 起的自激振荡的可能性。
VS
通过合理设计负反馈网络，可以进一 步改善放大器的稳定性，提高其工作 可靠性。
01
集成运放负反馈放大电路
利用集成运算放大器（运放）实现信号的放大，并通过负反馈进行控制。
02
电路结构
通常由运放和负反馈网络组成，运放作为核心的放大器件。
03
分析方法
利用运放的开环增益、输入电阻和输出电阻等参数，结合负反馈原理，
计算电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻等性能指标。
比较器负反馈放大电路实例
负反馈可以抑制外界干扰对放大电路的影响， 提高电路的抗干扰能力。
02
负反馈放大电路的分析 方法
电压反馈与电流反馈分析
电压反馈
通过比较输出电压与参考电压来调整放大器的增益，使输出 电压稳定。
电流反馈
通过比较输出电流与参考电流来调整放大器的增益，使输出 电流稳定。过在输入和输出之间串联一个反馈 网络来实现反馈，影响输入阻抗和输 出阻抗。
深度负反馈放大电路的分析计算
5.3 深度负反馈放大电路的分析计算定性分析读图判断反馈类型定量计算动态指标（定性分析：读图、判断反馈类型&定量计算：动态指标（、R if 、R of ）uf A 常用的计算方法有：等效电路法、拆环分析法（方框图法）、深度负反馈估算法。
2012-5-201fi X X &&=估算步骤：1.计算反馈系数2F&&2.计算闭环放大倍数3.计算闭环电压放大倍数f A uf A &2012-5-203f负反馈类型有四种组态:5.3.1 电压串联负反馈电压串联负反馈电压并联负反馈5.3.2 电压并联负反馈电流串联负反馈5.3.3 电流串联负反馈电流并联负反馈在此要分析反馈组态求放大倍数等5.3.4 电流并联负反馈组态、求放大倍数等。
2012-5-204电压串联负反馈5.3.1 电压串联负反馈（1）判断方法：根据瞬时极性法判断：负反馈输信号与反馈信号输入信号与反馈信号不加在同一电极：串联反馈输出信号与反馈信号在同一电极：电压反馈2012-5-205（2）闭环电压放大倍数R E1F E1uF R R R ⋅=+&Q 111Fuf E uA R F ⋅∴≈=+R 323uF R R =+&Q 2311uf R A R F ⋅⋅∴≈=+2012-5-206u5.3.2 电压并联负反馈1R I F f ＝－=&&&Q 01U U F G &0U R FI A FGiRf −=≈=∴&&&&110R R R I U U A F i i uf ＝－⋅==∴&&2012-5-2075.3.3 电流串联负反馈1E f R R U F &&&Q ＝＝011Gf I A I=≈=∴&&&''001LL uf E Ri R R I U A R F U −=⋅−==∴&&&&1E ii R U U f U &&Q ＝F R I R IF =&&&0011L F R i Gf R R I U R F U A ⋅=≈∴&&&&&＝2012-5-208F L i i uf R U U A ===∴&&005.3.4 电流并联负反馈E f f R R I IF =≈=2&&&&&Q F E If F E e I R R I A R I I +=≈=∴+202201&&&&()F E C C usf E I i rR R R R r I R I U U A R F I ⋅+⋅=⋅⋅==∴222002&&&&&3f I I R F ⋅⋅==−&Q sE sis2331Fo oFIfR R I R R I A ⋅⋅⋅⋅++∴=≈=−33()i Io o L F LR I F R R R I R U ⋅⋅⋅+⋅−2012-5-209311uf i iA R R U I R ⋅⋅∴===⋅⋅例题:回答下列问题。
第18讲 深度负反馈放大电路的计算+负反馈放大电路的自激振荡
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Xi
Xi'
Xf
A F
Xo
Xo Af = 深度负反馈 X f ≈ Xi Xi 1 ⇒ Af ≈ ⇒ Xf F X i′ ≈ 0 F= Xo
上式说明：在深度负反馈条件下， 上式说明：在深度负反馈条件下，基本放大电路的开环放 大倍数必然很大，但由于电路参数的限制， 大倍数必然很大，但由于电路参数的限制，输出量只能是 一个有限值。因此，净输入量一定是很小的值。 一个有限值。因此，净输入量一定是很小的值。为简化分 误差允许的范围内可近似认为净输入量为零。 析，误差允许的范围内可近似认为净输入量为零。
rif →∞ rif →0 rof →0 rof →∞
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二、深度负反馈放大电路闭环电压增益的计算
1 (一) 利用 A f ≈ F
计算方法
根据反馈组态， 根据反馈组态，求F → Af → Auuf (二) 利用 Xi ≈ Xf 计算法 先求出X 的表达式，并列出输入电压U 或 与输出 先求出 i的表达式，并列出输入电压 i(或Us)与输出 求出A 电压U 的表达式，再根据X 电压 o的表达式，再根据 i ≈ Xf求出 uuf
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串联负反馈： 串联负反馈：
并联负反馈： 并联负反馈：
ui ≈ u f ui ' ≈ 0
虚短
ii ≈ if ii ' ≈ 0
虚断
输入、输出电阻的近似处理： 输入、输出电阻的近似处理：
串联负反馈： 串联负反馈： 并联负反馈： 并联负反馈： 电压负反馈： 电压负反馈： 电流负反馈： 电流负反馈：
相位裕度
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+VCC
RB 5kΩ
c1
e2
b1 T1 b2 T2
e1
RE1 100Ω
RF c2
+
uf
RC2 3kΩ
－
+ uo
－
- VEE
Q Fu
=
R3 R2 + R3
ￗ
\ Auf
1 ￗￗ
Fu
=
1+
R2 R3
18／4／20
6
6.3.2 电压并联负反馈
Q FG
=
I f U 0
＝－
1 RF
∴
ARf
= UIi0
\ Ausf
=
U U
0 s
=
I0IiR rCs 2
=
RC 2 RE 2 + RF RE 2 rs
ￗ
Q FI
=
If
ￗ
Io
=
-
R3
R3 + RF
ￗ
ￗ
\ AIf
=
Io
�
Ii
ￗ
1
�
FI
=
-
R3
+ RF R3
\ Auf
ￗ
=
Uo
�
Ui
ￗ
=
I o ￗRL
�
I i ￗR1
=
-
RL
�(R3 + RF R3 ￗR1
6.3 深度负反馈放大电路的分析计算
定性分析：读图、判断反馈类型 定量计算：动态指标（Auf 、 Rif 、 Rof ） 常用的计算方法有：等效电路法、 拆环分析法（方框图法）、深度负反馈估算法
18／4／20
1
满足深度负反馈：
ￗ
ￗ
Af =
A
��
1+ AF
电压 电压 电流 电流 串联 并联 串联 并联
2
深度负反馈估算法步骤：
1. 判断反馈类型，计算反馈系数F
（根据X i = X f
）
2. 计算闭环放大倍数A f
3. 计算闭环电压放大倍数Auf
18／4／20
3
负反馈类型有四 种组态 : 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
在此要分析反馈 组态、求放大倍数等
。
Xi
Ui
Ii
Ui
Ii
��
A F >> 1
�
Af
ￗ
1
ￗ
Xf
F
Uf If
Uf
If
ￗ
ￗ
Xo
�
ￗ
= Af
ￗ
1
�
=
Xo
�
Xo
Xi
F Xf F
Uo FU
Uo FG
Io FR
Io FI
�
�
Xi ￗ X f
�
�
�
X 'i = X i - X f ￗ 0
18／4／20
A
AU AR AG AI
Af
AUF ARF AGF AIF
≈
1 FG
= — RF
∴
Auf
= UU0i
=
U Ii
0
R1
＝－
RF R1
18／4／20
7
6.3.3 电流串联负反馈
Q FR＝UI0f ＝RE1
\ AGf
= UI0i
1 FR
=
1 RE1
\ Auf
= UU0i
=
- IU0i RL'
=
-
RL' RE1
Q FR
=
U f I0
18／4／20
6.3.1 电压串联负反馈 6.3.2 电压并联负反馈 6.3.3 电流串联负反馈 6.3.4 电流并联负反馈
4
6.3.1 电压串联负反馈
（ 1 ）判断方法 ：
根据瞬时极性法判断
：负反馈
输入信号与反馈信号
不加在同一电极：
串联反馈
ui +-
+VCC
RC1 10kΩ
RE2 100Ω
RB 5kΩ
c1
e2
b1 T1 b2 T2
e1
RE1 100Ω
RF c2
+
uf
RC2 3kΩ
－
+ uo
－
- VEE
输出信号与反馈信号
在同一电极：
电压反馈
18／4／20
5
（ 2 ）闭环电压放大倍
数
Q Fu
=
RE1 RF + RE1
ￗ
\ Auf
ￗ
1
ￗ
Fu
=1+
RF RE1
ui +-
RC1 10kΩ
RE2 100Ω
)
18／4／20
9
＝RF
\ AGf＝UI0i
1 FR
=
1 RF
\ Auf
18／4／20
=
U 0 U i
=
I0 RL U i
=
RL 反馈
Q FI
=
I f I0
I f Ie2
=
RE 2 RE 2 + RF
\ AIf
= II0i
1 FI
=
RE 2 + RF RE 2