第17章 电子电路中的反馈
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第十七章 电子电路中的反馈
第17章 电子电路中的反馈
17.1 反馈的基本概念
17.2 放大电路中的负反馈 17.3 振荡电路中的正反馈
17.1 反馈的基本概念
一、概念
凡是将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或 全部引回到输入端，与输入信号进行叠加，就称为反馈。 RB1 C1 + RC +U 通过RCC E C2 将输出电流 + 反馈到输入 + uo RS R
+ ui
–
– +－ + A1 uo1
－
R
uo – + + A2
RL
串联电压负反馈
例2：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至 A1输入端的是何种类型的反馈电路。
ui
－
– + + A1 uo1
R
uo – +－ + A2 RL
并联电流负反馈
17.2.2 负反馈对放大电路工作性能的影响 1. 降低放大倍数
1 如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则： f 0 2 RC
1 传递函数： f0 f U i 3 j( ) f0 f Uo 1 幅频特性： Ui f f0 2 2 3 ( ) f0 f Uo
Uo Ui
+90
f0
0
1 3
f
1 f f 0 –90 相频特性： arctg ( ) 3 f0 f
17.2 放大电路中的负反馈
17.2.1 负反馈的类型 一、反馈分类 直流反馈： 反馈只对直流分量起作用，反馈元件只能传递 直流信号。 引入直流负反馈的目的：稳定静态工作点。 交流反馈： 反馈只对交流分量起作用，反馈元件只能传递 交流信号。 引入交流负反馈的目的：改善放大电路的性能。
17.1 反馈的基本概念
17.2 放大电路中的负反馈 17.3 振荡电路中的正反馈
17.1 反馈的基本概念
一、概念
凡是将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或 全部引回到输入端，与输入信号进行叠加，就称为反馈。 RB1 C1 + RC +U 通过RCC E C2 将输出电流 + 反馈到输入 + uo RS R
+ ui
–
– +－ + A1 uo1
－
R
uo – + + A2
RL
串联电压负反馈
例2：试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出端引至 A1输入端的是何种类型的反馈电路。
ui
－
– + + A1 uo1
R
uo – +－ + A2 RL
并联电流负反馈
17.2.2 负反馈对放大电路工作性能的影响 1. 降低放大倍数
1 如果：R1=R2=R，C1=C2=C，则： f 0 2 RC
1 传递函数： f0 f U i 3 j( ) f0 f Uo 1 幅频特性： Ui f f0 2 2 3 ( ) f0 f Uo
Uo Ui
+90
f0
0
1 3
f
1 f f 0 –90 相频特性： arctg ( ) 3 f0 f
17.2 放大电路中的负反馈
17.2.1 负反馈的类型 一、反馈分类 直流反馈： 反馈只对直流分量起作用，反馈元件只能传递 直流信号。 引入直流负反馈的目的：稳定静态工作点。 交流反馈： 反馈只对交流分量起作用，反馈元件只能传递 交流信号。 引入交流负反馈的目的：改善放大电路的性能。
CH17--电子电路中的反馈
电压放大倍数：
A ( j ) Am 1 j
H
有反馈时放大电路的 闭环频率增益：
A ( j ) Af ( j ) 1 A ( j ) F
无反馈时:
A ( j ) Am 1 j
引入负反馈:
H
A ( j ) Af ( j ) 1 A ( j ) F
北京工业大学
第17章 电子电路中的反馈
1 反馈的基本概念 2 放大电路中的负反馈
3 振荡电路中的正反馈 *
17.1 反馈的基本概念
一、定义： 放大信号从电路的输 入端到输出端正向传输。 将输出信号部分或全部 反送回放大电路的输入 端，称反馈。反馈信号 与输入信号比较后再作 用到放大电路的输入。 无反馈放大电路称开 环电路，有反馈放大电 路称闭环电路。
I f
北京工业大学
Rf
电流并联
Xi X
I f
f
I i R 1
Ii I f
R Io Uo
+
A
U
i
RL Io
U
O
R Rf R
Rb
U
f
R
R R f RL
A uf
Uo Uo R1 I i Ui
A uf (1
Af
当
Xo A Xi 1 AF
1 A F 1
Xi
+
时：
–
Xd
放大 A 电路
反馈 回路
Xo
Xf
F
Af
Xo 1 Xi F
A ( j ) Am 1 j
H
有反馈时放大电路的 闭环频率增益：
A ( j ) Af ( j ) 1 A ( j ) F
无反馈时:
A ( j ) Am 1 j
引入负反馈:
H
A ( j ) Af ( j ) 1 A ( j ) F
北京工业大学
第17章 电子电路中的反馈
1 反馈的基本概念 2 放大电路中的负反馈
3 振荡电路中的正反馈 *
17.1 反馈的基本概念
一、定义： 放大信号从电路的输 入端到输出端正向传输。 将输出信号部分或全部 反送回放大电路的输入 端，称反馈。反馈信号 与输入信号比较后再作 用到放大电路的输入。 无反馈放大电路称开 环电路，有反馈放大电 路称闭环电路。
I f
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Rf
电流并联
Xi X
I f
f
I i R 1
Ii I f
R Io Uo
+
A
U
i
RL Io
U
O
R Rf R
Rb
U
f
R
R R f RL
A uf
Uo Uo R1 I i Ui
A uf (1
Af
当
Xo A Xi 1 AF
1 A F 1
Xi
+
时：
–
Xd
放大 A 电路
反馈 回路
Xo
Xf
F
Af
Xo 1 Xi F
第17章 电子电路中的反馈
2
uo
RL
io uf
Rf
ud = u+ - u- = ui - uf
削弱净输入信号
电流负反馈： 反馈信号正比于输出电流 串联反馈： uf与ui串联（电压相加减）；
串联电流负反馈
15
•电流并联负反馈
基本放大电路：运放 反馈电路： R3、 Rf
Rf if ui
ii
R1
R3 io 反馈信号： i f R f R3
ui － ＋ ＋
交、直 流反馈 共存
uo
R1
iI
uI
∞
+ + R2
uO
仅有交 流反馈
19
R1
三、反馈极性的判断
―看反馈的结果” ：即净输入量是被增大还是被减小。
瞬时极性法:
假设输入端瞬时极性为“+”（电位升高）； 由入至出，再由出至入，依次判断出各点的瞬时极性； 若反馈信号使得净输入提高，为正反馈； 若反馈信号使得净输入降低，为负反馈。
20
xi
xd
基本放大 电路Ao
xo
xf
反馈电路 F
xo
xd 的极性→ xo的极性→ xf 的极性→ x i , xf ,xd 的叠加关系
ud ui uf 或 id ii if －－负反馈 ud ui uf 或 id ii if －－正反馈
21
集成运放组成的放大电路中反馈的分析
Rf
if
ui
R1
ii
id － ＋ ＋
R2
uo
RL
负反馈：
if与uo 反相， id < ii 削弱净输入信号；
并联负反馈： if与ii并联（电流相加减）
uo
RL
io uf
Rf
ud = u+ - u- = ui - uf
削弱净输入信号
电流负反馈： 反馈信号正比于输出电流 串联反馈： uf与ui串联（电压相加减）；
串联电流负反馈
15
•电流并联负反馈
基本放大电路：运放 反馈电路： R3、 Rf
Rf if ui
ii
R1
R3 io 反馈信号： i f R f R3
ui － ＋ ＋
交、直 流反馈 共存
uo
R1
iI
uI
∞
+ + R2
uO
仅有交 流反馈
19
R1
三、反馈极性的判断
―看反馈的结果” ：即净输入量是被增大还是被减小。
瞬时极性法:
假设输入端瞬时极性为“+”（电位升高）； 由入至出，再由出至入，依次判断出各点的瞬时极性； 若反馈信号使得净输入提高，为正反馈； 若反馈信号使得净输入降低，为负反馈。
20
xi
xd
基本放大 电路Ao
xo
xf
反馈电路 F
xo
xd 的极性→ xo的极性→ xf 的极性→ x i , xf ,xd 的叠加关系
ud ui uf 或 id ii if －－负反馈 ud ui uf 或 id ii if －－正反馈
21
集成运放组成的放大电路中反馈的分析
Rf
if
ui
R1
ii
id － ＋ ＋
R2
uo
RL
负反馈：
if与uo 反相， id < ii 削弱净输入信号；
并联负反馈： if与ii并联（电流相加减）
《电子电路中的反馈》PPT课件
(2) 在电路输入端，根据反馈信号与输入信号比 较形式，可分为：串联反馈和并联反馈。 反馈电压与输入电压相比较（采用分压公式），
影响输入电压，叫串联反馈。
反馈电流与输入电流比较（采用分流公式）， 影响输入电流，叫并联反馈。
串联反馈使电路的输入电阻增大， 并联反馈使电路的输入电阻减小。
在电路输入端：（信号总是从基极B输入）
第17章 电子电路中的反馈
本章要求： 1.能找出反馈元件，并判断该元件的反馈类型（正反
馈/负反馈;直流反馈/交流反馈;负反馈类型）
2. 熟练掌握各类负反馈放大电路的工作性能；
3. 判断RC/LC振荡电路的能否振荡和及其振荡频率。
17.1 反馈的基本概念
17.1.1 负反馈与正反馈
反馈：将放大电路的输出端信号(电压或电流)的 一部分或全部通过某种电路引回到输入端。
X i
A
X o
比较环节 基本放大电路
X i + X di
A
X o
–
X f
F
反馈电路 (b) 带反馈
(a)不带反馈
XXXX oifd
— ห้องสมุดไป่ตู้ — —
输入信号 输出信号 反馈信号 净输入信号
净输入信号：X dX iX f
若Xi ，Xf同相，则Xd < Xi , 此时,反馈信号削弱了净
输入信号, 电路为负反馈。（假定输入信号为正）
io
iE
RL
io
RL uo
iE
Rf
总结：结构法判定负反馈类型 电压反馈(稳定输出电压，减小输出电阻)：
1）反馈线与电压输出端直接连接100% 2）反馈线所收集电压与输出电压成比例K%
电流反馈（稳定输出电流，增大输出电阻）； 1）负载电阻RL处“浮地”状态 2）反馈线与电压输出端相隔晶体管T（非线性元件）
第17章 电子电路中的反馈
(a)电路
R 反馈电流 iF iO 取自输出电流—电流反馈 。 R RF uI 1 RF 因i1 ，且 i1 iF , 所以 iO ( 1)uI。
特点：输出电流 iO 与负载电阻RL无关 。 ——反相输入恒流源电路
R1
R1 R
运算放大器电路反馈类型的判别方法 ： (1) 反馈电路直接从输出端引出的，是电压反馈；
+ uI –
– － － – uO +u + + A1 O1 + A2 RL R
例2： 试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 并联电流负反馈 端引至A1输入端的是何种类型的反馈电路。
uI
i1
iD iF
– + + A1 uO1
– － uO +
解：因反馈电路是从运算放大器 A2 的负载电阻RL 的靠近“地”端引出的，所以是电流反馈。 因输入信号和反馈信号均加在同相输入端上, 所以 是并联反馈。 因净输入电流 iD 等于输入电流和反馈电流之差, 所 以是负反馈。
交流通路
为正， 引入直流 ui 引入交流 + 设输入电压 负反馈的 负反馈的 uo 各电压的实际方向如图 目的：稳ube 目的：改 差值电压 =ui – uf – 定静态工 善放大电 uf 减小了净输入电压 作点。 路的性能 ——负反 。 馈
17.2 放大电路中的负反馈
17.2.1 负反馈的类型
17.1.2 负反馈与正反馈的判别方法
反馈极性的判别─ 瞬时极性法 (1) 设定输入信号的极性(或称瞬时极性)。 (2) 在这样的信号的作用下, 分析电路中各级输出 电压和电流是增(用 表示)还是减(用 表示)。 (3) 若反馈信号与输入信号加在不同输入端(或两个 电极)上，两者极性相同时,净输入电压减小, 为负反馈; 反之，极性相反为正反馈。 (4) 若反馈信号与输入信号加在同一输入端(或同一 电极)上，两者极性相反时，净输入电压减小, 为负反 馈；反之，极性相同为正反馈。 以上分析法是从设定输入信号的瞬时极性开始的,因 此，称瞬时极性法。
第17章 电子电路中的反馈
负反馈的类型
如果反馈信号取自输出电压， 电压反馈。 如果反馈信号取自输出电压，叫电压反馈。 如果反馈信号取自输出电流， 电流反馈。 如果反馈信号取自输出电流，叫电流反馈。
io
· A
V
RL
－
+ uo
AG
·
RL
－
+ uo
－
+ vf
FV
·
FR (b) 电流反馈
·
(a) 电压反馈
判断负反馈类型的方法
电压反馈和电流反馈的判别方法: 电压反馈和电流反馈的判别方法 电压反馈的特点是反馈信号直接与输出电压成正比； 电压反馈的特点是反馈信号直接与输出电压成正比； 电流反馈则是反馈信号直接与输出电流成正比。 电流反馈则是反馈信号直接与输出电流成正比。 通常采用负载短路法来判别，也就是将负载短路， 通常采用负载短路法来判别，也就是将负载短路， 负载短路法来判别 若反馈量为零，则为电压反馈，否则为电流反馈。 若反馈量为零，则为电压反馈，否则为电流反馈。 负载短路法只是一种分析方法，不是实测方法， 负载短路法只是一种分析方法，不是实测方法， 不能用于电路实际测量中， 不能用于电路实际测量中，
17.1 反馈的基本概念
反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流) 反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流)的 一部分或全部通过某种电路引回到输入端。 一部分或全部通过某种电路引回到输入端。 反馈放大电路的方框图 净输入信号
& Xi +
输入信号 反馈信号
& Xd
– & Xf
基本放大 电路A 电路A 反馈 电路F 电路F
瞬时极性法 & & Xi + Xd – & Xf
《电工学》电子电路中的反馈
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ– +
– i f
A F
uO
+
－
Rf
3.串联电流负反馈
+ ui –
– io + + RL R2
– ud +
ui +
ud
+ uo
– u f
A F
iO
(b)方框图 设输入电压 ui 为正， 各电压的实际方向如图 特点 : 输出电流 差值电压 ud =ui – uf uf 削弱了净输入电压 io与负载电阻RL (差值电压) —负反馈 无关 — 同相输 反馈电压 uf =Rio 取自输出电流 —电流反馈 入恒流源电路或 反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较 电压—电流变换 u u —串联反馈 i f i 电路。 (a)电路 + – R uf –
退出
17.1 反馈的基本概念
17.1.2 反馈放大器的分类
1、按反馈的极性分：正反馈和负反馈
i + X
d X i
–
f X
A
o X
F
若三者同相，则Xd = Xi - Xf , 即Xd < Xi , 此时,反 馈信号削弱了净输入信号, 电路为负反馈。 若 Xd > Xi ，即反馈信号起了增强净输入信号的 作用则为正反馈。
– u f
A
uO
R1 RF
反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较 —串联反馈
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2.并联电压负反馈
if RF
ii +
id
+ ui
i1 R1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ– +
– i f
A F
uO
+
－
Rf
3.串联电流负反馈
+ ui –
– io + + RL R2
– ud +
ui +
ud
+ uo
– u f
A F
iO
(b)方框图 设输入电压 ui 为正， 各电压的实际方向如图 特点 : 输出电流 差值电压 ud =ui – uf uf 削弱了净输入电压 io与负载电阻RL (差值电压) —负反馈 无关 — 同相输 反馈电压 uf =Rio 取自输出电流 —电流反馈 入恒流源电路或 反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较 电压—电流变换 u u —串联反馈 i f i 电路。 (a)电路 + – R uf –
退出
17.1 反馈的基本概念
17.1.2 反馈放大器的分类
1、按反馈的极性分：正反馈和负反馈
i + X
d X i
–
f X
A
o X
F
若三者同相，则Xd = Xi - Xf , 即Xd < Xi , 此时,反 馈信号削弱了净输入信号, 电路为负反馈。 若 Xd > Xi ，即反馈信号起了增强净输入信号的 作用则为正反馈。
– u f
A
uO
R1 RF
反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较 —串联反馈
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2.并联电压负反馈
if RF
ii +
id
+ ui
i1 R1
第17章 电子电路中的反馈
练习题： 运算放大器电路如图所示， RL为负载电阻，则RF1 和RF2引入的反馈分别为 ( )。 (a) 串联电流负反馈 (b) 并联电流负反馈 (c) 串联电压负反馈 (d) 正反馈
RF1 – + RL
ui
R1
+
RF2 R 2
△ 17.2.3 分立元器件放大电路中的负反馈 1、电压反馈和电流反馈的判断方法
RF + ui – ii R1 if id R2 – + RL R1 RF – – u – f +ud + + R2 +
+
+ uo –
+ ui –
+ uo –
反馈端与输入端加在同一 输入端上，为并联反馈。
反馈端与输入端加在两个 输入端上，为串联反馈。
以电流形式进行比较
以电压形式进行比较
X i
+ X
X a
f
A
F
X o
X a
X f
A
X o
F
正反馈的方框图
正弦波振荡电路的方框图
和X 大小和相位都一致。 条件： X f a
和X 大小和相位都一致。 条件： X f a
X X X f f i Au F 1 X X X a i a
例1：判别反馈类型。
+ ui –
–
+
A1 + R
– + ui –
+
A1 + R
–
+
A2 + RL
电压串联 负反馈
– A2 + +
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•+ •+
•+
•uO
•+
•uf
•R
•C •R1
• –
•–
• 用正反馈信号uf
•作为输入信号
•同相比例电路
•放大信号
第17章 电子电路中的反馈
2. RC串并联选频网络的选频特性 •。
•传输系数：
•+ •R
•C
•。
•+
•R •C
••–。
•–•。
• 分析上式可知：仅当 R= XC时，
达最
大值，且 ui 与 uo 同相 ，即网络具有选频特性，fo 决•定于RC 。
减小，改善了非线性失真。
•放大电路
•反馈电路
第17章 电子电路中的反馈
扩展通频带
•|A•、|Af|
|
• 电路加入负反
馈，通频带由BO 加宽到BF 。
•O
•BO
•f
•BF
串•联加负入反负馈反增馈加的输电入路电，阻以，降并低联放负大反馈减小 输入电•阻倍。数为代价，换来了放大器诸多
电压反馈能•方稳面定性输能出的电改压善，。减小输出电阻； 电流反馈能稳定输出电流，增加输出电阻。
第17章 电子电路中的反馈
P136例17.2.1： •试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 端引至A1输入端的是何•种串类联型电的压反负馈反电馈路。
• •
•
•+
•u
•–i
•••+–•A••1•+－•uo•1R
•–•u•+
•－
••+–••A•2+
•uo
•
•RL
•解：•先在图中f 标出各点的瞬时极性及反馈信号；
•RF
•振荡频率
321
•S
•C
•–•∞ •+ •+
•+
•uO
•R •R •R
•
3
21
•S
•C
•R
•
– 改变开关K的位置可改变选
频网络的电阻，实现频率粗调；
• 改变电容C 的大小可实现频
率的细调。
第17章 电子电路中的反馈
•（4）起振及稳定振荡的条件
•起振条件AuF > 1 ，因为 | F |=1/ 3，
• ——串联反馈
•特点：输出电流 io 与负载电阻RL无关
• ——同相输入恒流源电路或电压-电流变换电路
第17章 电子电路中的反馈
4. 并联电流负反馈
•if •RF
•+••i1 •R1
•u •R
•
•id••+–••+ •io•－
•RL
i
2
•–
•R
•设输入电压 ui 为正，
•各电流的实际方向如图
•差值电流 id = i1 – if •if 削弱了净输入电流
•起振过 程
•电路接 通电源
•输入端产生 微小的电压
变化量
•满足相位平衡条 件的频率的信号
•输出信 号被放大
•产生 正 电子电路中的反馈
4. 正弦波振荡电路的组成 •(1) 放大电路: 放大信号 •(2) 反馈网络: 必须是正反馈，反馈信号即是
放大电路的输入信号 •(3) 选频网络: 保证输出为单一频率的正弦波
•(1)幅度条件：
•(2)相位条件：
•n 是整数
• 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； • 幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还
必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A 或 反馈系数F 达到) 。
第17章 电子电路中的反馈
3. 起振及稳幅振荡的过程
•设：Uo 是振荡电路输出电压的幅度， • B 是要求达到的输出电压幅度。 •起振时Uo 0，达到稳定振荡时Uo =B。 •起振过程中 Uo < B，要求AuF > 1，
即使电路只在某一特定频率下满 足自激振 荡条件
•(4) 稳幅环节: 使电路能从AuF >1 ，过渡到 AuF =1，从而达到稳幅振荡。
第17章 电子电路中的反馈
17.3.2 RC振荡电路
•D1
•1. 电路结构
• 选出单一频 率的信号
•RC选频网络 •正反馈网络
•RF1
•
R• C
•RF•2–•∞•D2
第17章 电子电路中的反 馈
2020/11/25
第17章 电子电路中的反馈
第17章 电子电路中的反馈
•本章要求
1. 了解电子电路中反馈的概念。 2. 掌握放大电路中的负反馈判断方法以及多级放
大电路反馈判断方法。 3. 理解负反馈对放大电路工作性能的影响。 4. 了解振荡电路工作原理：自激振荡的条件，
RC正弦波振荡电路。
第17章 电子电路中的反馈
17.1 反馈的基本概念
• 17.1.1 负反馈与正反馈
• 反馈：凡是将电子电路（或某个系统）输 出端的信号（电压或电流）的一部分或全 部通过反馈电路引回到输入端，就称为反 馈。
•XI
•Xo
•A
•不带反馈
•XI •Σ •XD
•A
•Xo
•XF •F
•带有反馈
第17章 电子电路中的反馈
•幅频特 性
•1
•3
•相频特
性•（f）
•f
•f
•fo
o
•ui 与 uo 波
形
•uo
•ui
第17章 电子电路中的反馈
3. 工作原理
• 输出电压 uo 经正反馈（兼选频）网络分压后 ，取uf 作为同相比例电路的输入信号 ui 。
• (1) 起振过程
第17章 电子电路中的反馈
•可使输出电压的幅度不断增大。
•稳定振荡时 Uo = B，要求AuF = 1，
•使输出电压的幅度得以稳定。
• 从AuF > 1 到AuF = 1，就是自激振荡建
立的过程。 •起始信号的产生：在电源接通时，会在电路中激 起一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有 一系列频率不同的正弦分量。
第17章 电子电路中的反馈
• 因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引 出，所以是电压反馈；
• 因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端 和同相输入端上，所以是串联反馈；
• 因输入信号和反馈信号的极性相同，所以是 负反馈。
第17章 电子电路中的反馈
P137例17.2.1： •试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 端引至A1输入端的是何•种并类联型电的流反负馈反电馈路。
(差值电流) ——负反馈
•反馈电 流
•取自输出电流——电流反 馈
• 反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较
• ——并联反馈
第17章 电子电路中的反馈
4. 并联电流负反馈
•+••i1 •R1
•u •R
i
2
•–
•
•if •RF
•id••+–••+ •io•－
•RL •R
•设输入电压 ui 为正，
•各电流的实际方向如图
•各电流的实际方向如图
•差值电流 id = i1 – if •if 削弱了净输入电流(差
值电流) ——负反馈
•反馈电
•取自输出电压——电压反馈
•流 反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比
较——并联反馈
• 特点：输入电阻低、输出电阻低
第17章 电子电路中的反馈
3. 串联电流负反馈
••+u• •R •••–+ud
第17章 电子电路中的反馈
增加放大倍数的稳定性
• 电路加入负反馈，放大倍数被降低的同时，也使 由于温度、负载、元器件等条件变化而引起的放大倍 数的变化大大减小，放大倍数的稳定性得到提高。
•P139例题 17.2.2
第17章 电子电路中的反馈
减小非线性失真
• 电路加入负反馈，使净输入信号减小，iC
第17章 电子电路中的反馈
•17.2 运算放大器电路中的负反馈
1. 串联电压负反馈
•RF
•–•uf•+
••+ui•
•R1 •••u–+d •R2
•–
•
••+–••+•RL•••–•+uo
•设输入电压 ui 为正，
•各电压的实际方向如图
•差值电压 ud =ui – uf •uf 削弱了净输入电压
(差值电压) ——负反馈
第17章 电子电路中的反馈
• 负反馈：若引回的反馈信号与输入信号比 较使净输入信号减小、因而输出信号也减 小的，则称这种反馈为负反馈。
• 正反馈：若反馈信号使净输入信号增大、 因而输出信号也增大的，则称这种反馈为 正反馈。
• 可见电路引入负反馈后，其放大倍数要降 低；反之，电路中引入正反馈后，其放大 倍数会升高。
•–i 2 •反馈电
•
•–• •io
•+ •+
•RL
•R •uf =Rio
•设输入电压 ui 为正，
••uo •各电压的实际方向如图
•差值电压 ud =ui – uf
••+u
•–f
•uf 削弱了净输入电压
(差值电压) ——负反馈
•取自输出电流 ——电流反
•压 反馈信号与输入信馈号在输入端以电压的形式比较
•反馈电
•取自输出电压——电压反
压
馈
• 反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较
•——串联反馈
• 特点：输入电阻高、输出电阻低 第17章 电子电路中的反馈
2. 并联电压负反馈
•if •RF
••i1
•+
•u
•–i
•R1• •R
•+
•uO
•+
•uf
•R
•C •R1
• –
•–
• 用正反馈信号uf
•作为输入信号
•同相比例电路
•放大信号
第17章 电子电路中的反馈
2. RC串并联选频网络的选频特性 •。
•传输系数：
•+ •R
•C
•。
•+
•R •C
••–。
•–•。
• 分析上式可知：仅当 R= XC时，
达最
大值，且 ui 与 uo 同相 ，即网络具有选频特性，fo 决•定于RC 。
减小，改善了非线性失真。
•放大电路
•反馈电路
第17章 电子电路中的反馈
扩展通频带
•|A•、|Af|
|
• 电路加入负反
馈，通频带由BO 加宽到BF 。
•O
•BO
•f
•BF
串•联加负入反负馈反增馈加的输电入路电，阻以，降并低联放负大反馈减小 输入电•阻倍。数为代价，换来了放大器诸多
电压反馈能•方稳面定性输能出的电改压善，。减小输出电阻； 电流反馈能稳定输出电流，增加输出电阻。
第17章 电子电路中的反馈
P136例17.2.1： •试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 端引至A1输入端的是何•种串类联型电的压反负馈反电馈路。
• •
•
•+
•u
•–i
•••+–•A••1•+－•uo•1R
•–•u•+
•－
••+–••A•2+
•uo
•
•RL
•解：•先在图中f 标出各点的瞬时极性及反馈信号；
•RF
•振荡频率
321
•S
•C
•–•∞ •+ •+
•+
•uO
•R •R •R
•
3
21
•S
•C
•R
•
– 改变开关K的位置可改变选
频网络的电阻，实现频率粗调；
• 改变电容C 的大小可实现频
率的细调。
第17章 电子电路中的反馈
•（4）起振及稳定振荡的条件
•起振条件AuF > 1 ，因为 | F |=1/ 3，
• ——串联反馈
•特点：输出电流 io 与负载电阻RL无关
• ——同相输入恒流源电路或电压-电流变换电路
第17章 电子电路中的反馈
4. 并联电流负反馈
•if •RF
•+••i1 •R1
•u •R
•
•id••+–••+ •io•－
•RL
i
2
•–
•R
•设输入电压 ui 为正，
•各电流的实际方向如图
•差值电流 id = i1 – if •if 削弱了净输入电流
•起振过 程
•电路接 通电源
•输入端产生 微小的电压
变化量
•满足相位平衡条 件的频率的信号
•输出信 号被放大
•产生 正 电子电路中的反馈
4. 正弦波振荡电路的组成 •(1) 放大电路: 放大信号 •(2) 反馈网络: 必须是正反馈，反馈信号即是
放大电路的输入信号 •(3) 选频网络: 保证输出为单一频率的正弦波
•(1)幅度条件：
•(2)相位条件：
•n 是整数
• 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； • 幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还
必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A 或 反馈系数F 达到) 。
第17章 电子电路中的反馈
3. 起振及稳幅振荡的过程
•设：Uo 是振荡电路输出电压的幅度， • B 是要求达到的输出电压幅度。 •起振时Uo 0，达到稳定振荡时Uo =B。 •起振过程中 Uo < B，要求AuF > 1，
即使电路只在某一特定频率下满 足自激振 荡条件
•(4) 稳幅环节: 使电路能从AuF >1 ，过渡到 AuF =1，从而达到稳幅振荡。
第17章 电子电路中的反馈
17.3.2 RC振荡电路
•D1
•1. 电路结构
• 选出单一频 率的信号
•RC选频网络 •正反馈网络
•RF1
•
R• C
•RF•2–•∞•D2
第17章 电子电路中的反 馈
2020/11/25
第17章 电子电路中的反馈
第17章 电子电路中的反馈
•本章要求
1. 了解电子电路中反馈的概念。 2. 掌握放大电路中的负反馈判断方法以及多级放
大电路反馈判断方法。 3. 理解负反馈对放大电路工作性能的影响。 4. 了解振荡电路工作原理：自激振荡的条件，
RC正弦波振荡电路。
第17章 电子电路中的反馈
17.1 反馈的基本概念
• 17.1.1 负反馈与正反馈
• 反馈：凡是将电子电路（或某个系统）输 出端的信号（电压或电流）的一部分或全 部通过反馈电路引回到输入端，就称为反 馈。
•XI
•Xo
•A
•不带反馈
•XI •Σ •XD
•A
•Xo
•XF •F
•带有反馈
第17章 电子电路中的反馈
•幅频特 性
•1
•3
•相频特
性•（f）
•f
•f
•fo
o
•ui 与 uo 波
形
•uo
•ui
第17章 电子电路中的反馈
3. 工作原理
• 输出电压 uo 经正反馈（兼选频）网络分压后 ，取uf 作为同相比例电路的输入信号 ui 。
• (1) 起振过程
第17章 电子电路中的反馈
•可使输出电压的幅度不断增大。
•稳定振荡时 Uo = B，要求AuF = 1，
•使输出电压的幅度得以稳定。
• 从AuF > 1 到AuF = 1，就是自激振荡建
立的过程。 •起始信号的产生：在电源接通时，会在电路中激 起一个微小的扰动信号，它是个非正弦信号，含有 一系列频率不同的正弦分量。
第17章 电子电路中的反馈
• 因反馈电路直接从运算放大器A2的输出端引 出，所以是电压反馈；
• 因输入信号和反馈信号分别加在反相输入端 和同相输入端上，所以是串联反馈；
• 因输入信号和反馈信号的极性相同，所以是 负反馈。
第17章 电子电路中的反馈
P137例17.2.1： •试判别下图放大电路中从运算放大器A2输出 端引至A1输入端的是何•种并类联型电的流反负馈反电馈路。
(差值电流) ——负反馈
•反馈电 流
•取自输出电流——电流反 馈
• 反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较
• ——并联反馈
第17章 电子电路中的反馈
4. 并联电流负反馈
•+••i1 •R1
•u •R
i
2
•–
•
•if •RF
•id••+–••+ •io•－
•RL •R
•设输入电压 ui 为正，
•各电流的实际方向如图
•各电流的实际方向如图
•差值电流 id = i1 – if •if 削弱了净输入电流(差
值电流) ——负反馈
•反馈电
•取自输出电压——电压反馈
•流 反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比
较——并联反馈
• 特点：输入电阻低、输出电阻低
第17章 电子电路中的反馈
3. 串联电流负反馈
••+u• •R •••–+ud
第17章 电子电路中的反馈
增加放大倍数的稳定性
• 电路加入负反馈，放大倍数被降低的同时，也使 由于温度、负载、元器件等条件变化而引起的放大倍 数的变化大大减小，放大倍数的稳定性得到提高。
•P139例题 17.2.2
第17章 电子电路中的反馈
减小非线性失真
• 电路加入负反馈，使净输入信号减小，iC
第17章 电子电路中的反馈
•17.2 运算放大器电路中的负反馈
1. 串联电压负反馈
•RF
•–•uf•+
••+ui•
•R1 •••u–+d •R2
•–
•
••+–••+•RL•••–•+uo
•设输入电压 ui 为正，
•各电压的实际方向如图
•差值电压 ud =ui – uf •uf 削弱了净输入电压
(差值电压) ——负反馈
第17章 电子电路中的反馈
• 负反馈：若引回的反馈信号与输入信号比 较使净输入信号减小、因而输出信号也减 小的，则称这种反馈为负反馈。
• 正反馈：若反馈信号使净输入信号增大、 因而输出信号也增大的，则称这种反馈为 正反馈。
• 可见电路引入负反馈后，其放大倍数要降 低；反之，电路中引入正反馈后，其放大 倍数会升高。
•–i 2 •反馈电
•
•–• •io
•+ •+
•RL
•R •uf =Rio
•设输入电压 ui 为正，
••uo •各电压的实际方向如图
•差值电压 ud =ui – uf
••+u
•–f
•uf 削弱了净输入电压
(差值电压) ——负反馈
•取自输出电流 ——电流反
•压 反馈信号与输入信馈号在输入端以电压的形式比较
•反馈电
•取自输出电压——电压反
压
馈
• 反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较
•——串联反馈
• 特点：输入电阻高、输出电阻低 第17章 电子电路中的反馈
2. 并联电压负反馈
•if •RF
••i1
•+
•u
•–i
•R1• •R