放大器中的负反馈
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，
第5章_放大器中的负反馈
电流反馈。
假设输入端交流短路， RE 上的反馈依然存在
假设 vi 瞬时极性为 ○ + →则 ve(即 vf )极性为 ○ + 负反馈。 因净输入电压 vbe = vi - vf < vi 结论： RE 引入电流串联负反馈。
串联反馈。
14
例3
判断下列电路的反馈极性和反馈类型。
RB RC1 RC2 VCC RB RC1 RC2 VCC
+ vo -
7
电流串联负反馈
开环互导增益 互阻反馈系数 闭环互导增益
Ag io / v i
RS
+ vs -
v+ + i Ag i v - v+ f kfr
io R L
k fr v f / i o
Agf Ag /(1 Ag kfr )
电流并联负反馈
开环电流增益
Ai io / ii
○ +
+
vi
○ ○ vo Rf R E2 + +
vi
○ +
-
○ ○ ○ vo Rf RE2 +
-
RE1
RE1
电流并联负反馈
Rf
电流串联正反馈
Rf R1
R1
vs+ -
○ +
+
A
○ vo v+ s
○+
○+ +
A
○ vo +
电压并联负反馈
电压串联负反馈
15
例4
判断下列电路的反馈极性和反馈类型。
VCC RC1 Rs RC2 RC3 vo
若 xf 与 xi 反相，使 xi 增大的，为正反馈。
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。
详解负反馈放大器电路
难点电路详解之负反馈放大器电路1 负反馈放大器在放大器中采用负反馈电路，其目的是为了改善放大器的工作性能，提高放大器的输出信号质量。
在引入负反馈电路之后，放大器的增益要比没有负反馈时的增益小，但是可以改善放大器的许多性能，主要有四项：减小放大器的非线性失真、扩宽放大器的频带、降低放大器的噪声和稳定放大器的工作状态。
1.1 正反馈和负反馈概念放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端，但是反馈过程则不同，它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号，再加到放大器的输入端，与原放大器输入信号进行混合，这一过程称为反馈。
①反馈方框图如图1所示是反馈方框图。
从图中可以看出，输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大，放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中，另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF，与输入信号Ui合并，作为净输入信号VI加到放大器中。
图1 反馈方框图②反馈种类反馈电路有两种：正反馈电路和负反馈电路。
这两种反馈的结果（指对输出信号的影响）完全相反。
③正反馈概念正反馈可以举一个例子来说明，吃某种食品，由于它很可可，所以在吃了之后更想吃，这是正反过程。
如图2所示正反馈方框图，当反馈信号UF与输入信号Uｉ是同相位时，•这两个信号混合后是相加的关系，所以净输入放大器的信号UI•比输入信号Uｉ更大，而放大器的放大倍数没有变化，这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大，这种反馈称为正反馈。
图2 正反馈方框图在加入正反馈之后的放大器，输出信号愈反馈愈大（当然不会无限制地增大，这一点在后面的振荡器电路中介绍），这是正反馈的特点。
正反馈电路在放大器电路中通常不用，它只是用于振荡器中。
④负反馈概念负反馈也可以举一例说明，一盆开水，当手指不小心接触到热水时，手指很快缩回，而不是继续向里面伸，手指的回缩过程就是负反馈过程。
如图3所示是负反馈方框图，当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时，它们混合的结果是相减，结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小，•使放大器的输出信号Uo减小，引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。
放大电路中的负反馈
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。
放大器中负反馈的作用
放大器中负反馈的作用放大器中负反馈的作用？哎呦，这个问题听起来有点专业，但其实也没那么难懂。
你只要稍微放宽心，跟我一起聊一聊，你就能明白它到底是怎么一回事了。
想象一下，咱们平时开车上路。
你知道吗？如果车速太快，驾驶员猛踩油门，车就跑得飞快，完全控制不住，可能会撞墙。
这个时候怎么办？嘿嘿，踩刹车就能让车速稳住。
负反馈，其实就像是这个刹车——它能有效控制放大器的输出，避免它失控。
你可能会问，放大器不就是用来放大声音或者信号的吗？没错，放大器的工作原理就是把微弱的信号“放大”成更强的信号，但是，放大器不加点“刹车”可不行。
如果信号太强，放大器就会出现失真，甚至可能烧坏设备。
负反馈呢，就像是给放大器安装了一个“智能刹车系统”，它会及时把信号的强度拉回到一个安全的范围内，确保它既能放大又不至于搞砸。
嘿，你看，负反馈的作用是不是就像是给放大器吃了定心丸，让它更稳妥、更可靠呢？我们也把负反馈比作是“自我修正”的机制。
比如，你如果吃多了辣椒，肚子疼了，身体就会“提醒”你别再吃了，不然会有更严重的后果。
放大器里的负反馈就像是那个“提醒”，让系统知道，嘿，咱们不能再放大得这么猛了，要适可而止。
放大器的工作原理就像是一个调皮的小孩，天生爱往前冲，但总得有个成人在旁边“提醒”他，别把事情搞砸了。
有了负反馈，放大器的表现简直是如虎添翼，甚至能够减少因环境变化或元件老化带来的影响。
举个例子，你看家里的音响，放个歌，声音大得能把邻居吵醒。
但是，音量开得太高，音质就变得模糊，低音不清晰，高音也乱七八糟。
这就是因为信号没有被“控制好”。
如果加上负反馈，音响就能保持清晰、干净，不会出现那种“歪歪扭扭”的效果。
就像是调皮的小猫有了“笼子”，不再随便跳来跳去，声音就安稳得多。
还记得以前看过一个玩具车，给它上了弹簧的负反馈装置，每次它冲得太快，弹簧就会把它拉回到安全的速度。
放大器也是如此，有了负反馈，它的增益就不会随便波动，能保持稳定的工作状态。
第5章放大器中的负反馈
画反馈网络,求反馈系数
负反馈的分析,一定要满足单向化条件,画反馈网络时,要 消除输入信号通过反馈网络的直通效应。 画法： 将反馈放大器的输入端短接(对并联反馈)或开路(对串联 反馈)。
反馈系数的求法：
输出信号通过反馈网络产生的反馈信号，它们的比值就 是反馈系数。
A 1 1 k f A k f
串联反馈 Rif 并联反馈 Rif 0
电压反馈 电流反馈
Rof 0 Rof
vO 1 Avf vi k fv vO 1 Arf ii k fg
iO 1 Aif ii k f i
iO 1 Agf vi k f r
电流反馈： 输出端串联连接
电压取样 . Vo 电流取样 . Vo A . Xf . Io RL
A . Xf
RL
kf (a) VCC 反馈支路 Rf vi RE (c) RC
kf (b) VCC RC vi vo . Ie Rf RE (d)
vo
反馈支路
串联反馈
. Ii ＋ . Vi － Rif － . Vf ＋ kf (a) ＋ . V′i － Rf A ＋ . Vi － Rif
VCC
电压并联负反馈
VCC R2 R1 C1 + + b1 + T1 . e1 v′i + . R3 vf c1 R5 c2 + T2 RL R4 R6 + C2 反馈网络 vo + C3 +
. vi
电压串联负反馈
VCC R2 c1 R1 + b1 . . ii i′i . if + T1 e1 + R3 CE e2 R4 + + CC c2 T2 RL R5 Rof R6 反馈网络 . vo +
运算放大器四种负反馈
运算放大器四种负反馈一、分类按输出端采样方式分为：电压负反馈、电流负反馈。
按输入端接入电路方式分为：串联反馈、并联反馈。
即组合为四种方式：并联电压负反馈（图1）、串联电压负反馈（图2）、并联电流负反馈（图3）、串联电流负反馈（图4）。
二、区分电压/电流反馈区分方法：输出端的反馈取样点与输出点在同一点时，则为电压反馈，反之为电流反馈。
并联/串联反馈区分方法：反馈信号引回信号输入同一端，则为并联反馈；反之为串联反馈。
三、示图图1 并联电压负反馈图2 串联电压负反馈图3并联电流负反馈图4串联电流负反馈四、图解图1并联电压负反馈是反相比例运算电路。
反馈电流取自输出电压（即负载电压），并与之成正比，故为电压反馈。
反馈信号与输入信号在输人端以电流的形式作比较，两者并联，故为并联反馈。
因此，反相比例运算电路是引入并联电压负反馈的电路。
由前面讨论可知，电压负反馈的作用是稳定输出电压，并联反馈电路则降低输入电阻。
反馈系数F由定义式得出：其中XF为反馈电流，所以反馈系数 。
可见，反馈系数具有电导（电阻的倒数）的量纲，称为互导反馈系数。
图2串联电压负反馈是同相比例运算电路。
反馈电压取自输出电压，并与之成正比，故为电压反馈。
反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式作比较．两者串联，故为串联反馈。
因此，同相比例运算电路是引入串联电压负反馈的电路。
反馈系数F由定义式 得 电压负反馈的作用是稳定输出电压，串联反馈电路则有很高的输入电阻。
图3并联电流负反馈是反相输入恒流源电路。
反馈电流取自输出电流，并与之成正比，故为电流反馈。
反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式作比较，两者并联，故为并联反馈，因此，反相输入恒流源电路是引入并联电流负反馈的电路。
图4串联电流负反馈是同比例运算电路。
反馈电压取自输出电流（即负载电流）并与之成正比，故为电流反馈。
反馈信号与输入信号在输入端以电压形式作比较，两者串联，故为串联反馈。
因此，同相输入恒流源电路是引入串联电流负反馈的电路。
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xi xi xf
(5-1-3) xo 输出信号
xi
基本放大器A 反馈网络kf
反馈信号
4.1 反馈放大电路的基本概念
反馈放大器的组成方框图
净输入量
A 放大：
Xo X 'i
A称为开环 放大倍数
输入量
Xi
X 'i X i X f
设Xf与Xi同相
迭加：
+ — X 'i – X
直流反馈 交流反馈 按反馈量本身的交、直流性质(按成分)分 交直流反馈 直流反馈：反馈量只含直流成分(通过)或只在直流通路中存在。
三、直流反馈与交流反馈
注意
①直流负反馈的作用：
主要是稳定静态工作点。
②交流负反馈的作用：
改善放大电路的动态性能。
本章重点讨论交流负反馈。
交流反馈：反馈量只含交流成分(通过)或只在交流通路中存在。
一、反馈的概念
1、 反馈——
2、基本放大电路：断开反馈网络且考虑反馈网络的负 载效应，所构成的放大电路； 3、反馈网络：与反馈系数有关的所有元件构成。 由一个或几个串并联的电阻、电容构成的无源网络。 作用：从输出回路取出电压（或电流）送回输入端，并 与输入端原信号相叠加，从而影响放大器性能。
反馈放大器增益一般表达式
交直流反馈——交直流信号均可通过的反馈。
§4.1反馈放大器的基本概念
题4—27 Re1是交直流反馈； Re2是直流反馈。 图（a）
例：电路中的反馈形式 交流反馈与直流反馈
根据反馈到输入端的信号是交流还是直流，或同时存在， 来进行判别。 取决于反馈通路。 交、直流负反馈
例1
vI
(+)
C1 R1 R2
f(1) Βιβλιοθήκη |1＋Akf
Akf |=0， 则|
没有输入信号，放大电路也有信号输出，这时，放大电路 处于“自激”状态。除振荡电路外，自激状态一般情况下 是应当避免或消除的。 (4) 若| Ak |〉〉1，
f
Af
|→∞。这就是说，即使
则
A A 1 Af 1 Akf F kf
(5-1-4)
若 xf ＞0削弱了xi，使 xi < xi
负反馈
若 xf ＜0增强了xi，使 xi > xi
正反馈
正反馈：反馈信号使净输入量增大(强)；输出量的变化增大。 负反馈：反馈信号使净输入量减小(弱)；输出量的变化减小。
说明负反馈有自动调节作用，可改善放大器性能。
A Af F 负反馈的自动调整作用是以牺牲增益为代价的。 正反馈使放大器工作不稳定，多用于振荡器中。
基本放大 电路 A Xo
Xs
变换网络 K
Xi
+ – Xf
Xid
反馈网络 F
信号在反馈网络中 的正向传输
信号的反向传输
4.1反馈放大电路的基本概念
二、信号的单向化传输
信号的正向传输
Xs
变换网络 K
Xi
+ – Xf
Xid
基本放大 电路 A
Xo
单向化
反馈网络 F
信号的反向 传输
反馈极性
净输入信号 xi xi xf (5-1-3)
例：某原因
xo xf xi ( xi xf ) xo
|＞1， 则| A f |＜| A |， 说明引 入反馈后，放大倍数减小了。 为负反馈。 (2) 若|1＋ Ak |＜1， 则| A f |＞| A |。 为正反馈， 反馈的引入加强了净输入信号。 (3) 若|1＋
4.1 反馈放大器的基本概念
(反馈网络 )回送到 ( 反向传递 )电路输入端，从而影响净输入信号 的传送过程。形成闭合回路即反馈放大器。又叫闭环放大器。
SINCE、1928 将输出信号(输出电压或电流)的一部分或全部，通过一定的电路 年
4.1.1反馈放大器的组成
反馈放大器组成框图
输入信号 净输入信号 xi xf
4.1.2 四种类型负反馈放大器 根据输出端连接方式
P149
按反馈量在输出端的取样对象 电压负反馈 在输出端，反馈网络与基本放大器并接(节点) ，反 馈信号取自负载上输出电压，为电压反馈。 xi xf kf xi A
基本放大器A (5-1-1) 反馈系数增益 kf xf / xo xf (5-1-2) 反馈网络kf 闭环增益 Af xo / xi 闭环放大倍数 A A xo / xi xo / xi xo Af xi xf 1 xf / xi 1 xf xo / xixo 1 Akf F (5-1-4) 开环增益 A xo / xi xi xi xo
即反馈放大器的基本关系式。
其中：环路增益
T xf / xi Akf (5-1-5)
F 1 Akf 1 T (5-1-6) 反馈深度 反馈深度F（或环路增益T）是衡量反馈强弱的一项重要 指标。其值直接影响电路性能。
单向化
4.1反馈放大电路的基本概念
二、信号的单向化传输
信号的正向传输 信号在基本放大电 路中的反向传输
1、稳定输出，并提高放大倍数(增益)的稳定性。 2. 减少非线性失真。 3、扩展通频带。
4.按需要，改变放大器输入、输出电阻。
缺点：
1、负反馈使放大器的放大倍数下降。 2、抑制环内噪声×
A Af F
设计电路中，常引入负反馈来改善放大器的性能； 或用正反馈构成各种振荡器，产生各种波形信号。两 种,广泛应用于各种放大电路中。
放大器闭环放大倍数仅由反馈系数决定，与开环放大倍 数几乎无关。称为“深度负反馈”。
§4.1 反馈放大器的基本概念
如：典型的静态工作点稳定电路。
1、分压式偏置电路，可稳定工 作点，Re作用：通过电路的自动 调节稳定了ICQ，即将放大器输出 量的一部分送回输入端，并与输入 量相叠加，即反馈；
2、负反馈。 反馈电阻
f
基本放大 电路A
Xo
输出量
kf称为反馈系数
反馈量
反馈网络 kf
Af=Xo / Xi
Af称为闭环放大倍数
X i 、X o 、 X f 、 X 'i分别表示放大器的输入量、输出量、反馈量及 净输入量,可以是电压，或是电流。即XO:io、vo，Xi:vi 、ii,
§4.1 反馈放大器的基本概念
(+)
+ C2
(+)
vO
(+)
(+)
R1－C2:交流反馈
交流正反馈
例2：
净输入量 增大
R1 (+) (-) (+)
信号的正向 传输
净输入量 减小
(+) R1 (+)
vI
+ R2
(-)
vO RL
vI
+ (+)
(+)
vO RL
R2
正反馈
反馈通路
负反馈 正反馈、负反馈
影响效果：增大 or 减小
§4.1 负反馈放大器的优点