放大电路中的负反馈
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，
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。
第4章 放大电路中的负反馈
第4章 放大电路中的负反馈
2．反馈判别的一般方法 根据前文所述各种反馈概念的定义， 可以得到简单有效的具体判别方法如下： （1） 有/无反馈： 看电路中是否有反馈支路一端接于 放大电路的输出端、 另一端接于放大电 路的输入端或是否有反馈支路同时处于 放大电路的输入和输出回路中。
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第4章 放大电路中的负反馈
第4章 放大电路中的负反馈
4.1 负反馈的基本概念与分类 4.2 引入负反馈对放大电路性能 的影响 4.3 深度负反馈放大电路的分析 计算方法 习题
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第4章 放大电路中的负反馈
4.1 负反馈的基本概念与分类
4.1.1 反馈的基本概念 1．什么是反馈 所谓反馈， 就是在电子系统中把输 出量（电流量或电压量）的一部分或全 部以某种方式送回输入端， 使原输入信 号增大或减小并因此影响放大电路某些 性能的过程。
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第4章 放大电路中的负反馈
图4-4给出了交流反馈和直流反馈的 例子， 图4-4（a）为交流反馈, 因为反 馈电容Cf 对直流信号相当于开路， 所以 不能反馈直流信号； 图4-4（b）为直流 反馈， 由于射极电容Ce对交流信号短路， 所以在交流通路中， 反馈支路Rf被短路， 三极管的发射极相当于直接接地， 交流 反馈是不存在的； 图4-4（c）中的反馈 电阻 Rf可以同时反馈交流和直流信号， 为交、 直流反馈。
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第4章 放大电路中的负反馈
图4-6 串联反馈和并联反馈（比较方式） （a） 串联反馈； （b） 并联反馈
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第4章 放大电路中的负反馈
4.1.3 负反馈的四种基本类型与判别方法 因为不同的反馈类型对放大电路性能的影 响大不相同。 在实际的电子电路中， 要求对 不同性能的放大电路， 必须根据不同的情况， 选用不同类型的负反馈。 1．负反馈的四种基本类型 反馈的类型又叫做反馈的组态。 根据反馈 放大电路的采样和比较方式， 反馈分为电压反 馈、 电流反馈、 串联反馈和并联反馈， 可以 分别构成四种负反馈组态——电压串联负反馈、 电压并联负反馈、 电流串联负反馈和电流并联 负反馈。 四种反馈组态的框图， 读者可参考 图4-5和图4-6自行画出。
负反馈放大电路
一．负反馈放大电路为了让放大电路稳定地工作，可以给放大电路增加负反馈电路，带有负反馈电路的放大电路称为负反馈放大电路。
1．电压负反馈放大电路电压负反馈放大电路的电阻R1除了可以为三极管VT提供基极电流Ib外，还能将输出信号一部分反馈到VT的基极（即输入端）由于基极与集电极是反相关系，故反馈为负反馈，用前面介绍的方法还可以判断出该电路的反馈类型是电压、并联、交直流反馈。
负反馈电路的一个非常重要的特点就是可以稳定放大电路的静态工作点。
由于三极管是半导体元件，它具有热敏性，当环境温度上升时，它的导电性增强，Ib、Ic电流会增大，从而导致三极管工作不稳定，整个放大电路工作也不稳定。
给放大电路引入负反馈电阻R1后就可以稳定Ib、Ic电流，其稳定过程如下：当环境温度上升时，三极管VT的Ib、Ic电流增大—流过R2的电流I增大（I=Ib+Ic，Ib、Ic电流增大，I就增大）—R2两端的电压UR2增大（UR2=I•R2，I增大，R2不变，UR2增大）—VT的C极电压Uc 下降（Uc=Vcc-UR2,UR2增大，Vcc不变，Uc会减小）—VT的b极电压Ub下降（Ub由Uc经R1降压获得，Uc下降，Ub也会跟着下降）—Ib减小（Ub下降，VT发射结两端的电压Ube减小，流过的Ib电流就减小）—Ic也减小（Ic=Ib·β，Ib减小，β不变，故Ic减小）—Ib、Ic、减小到正常值。
由此可见，电压负反馈放大电路由于R1的负反馈作用，使放大电路的静态工作点得到稳定。
2．负反馈多极放大电路（1）三极管电流途径三极管VT2的电流途径为：三有管VT1的电流途径为：由于三极管VT1、VT2都有正常的Ic、Ib、Ie电流，所以VT1、VT2均处于放大状态。
（2）静态工作点的稳定给放大电路增加负反馈可以稳定静态工作点，其静态工作点稳定过程如下：当环境温度上升时，三极管VT1的Ib、Ic电流增大—流过R1的电流Ic1增大—UR1增大—Uc1下降（Uc1=Vcc-UR1，UR1增大，Uc1下降）—VT2的基极电压Ub2下降—Ib2减小—Ic2减小—Ie2减小—流过R4的电流减小—UR4减小—Ue2下降（Ue2=UR4）—VT1的基极电压Ub1下降—Ib1减小—Ic1减小。
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。
放大电路中的负反馈资料
Udi Uf
Uo
4、电流串联负反馈
+ vI vID + vF
+
vS
+
vID=vI-vF
反馈信号与输出电流成正比，净输入电压等 于外加输入信号与反馈信号之差
5. 电压和电流负反馈的特点
A. 电压串联负反馈
RL vO vO vF vID
电压负反馈：稳定输出电压 B. 电流并联负反馈
RL iO iF iID
反馈系数 反馈放大电路的放大倍数 (闭环放大倍数)
X o A f X i
X f F X o
X X X ' ' ' A A A A i i i A f ' ' ' ' F X F X AF X X X X 1 A i f i o i i
-
+
(4)输入信号和反馈信号分别加在三极管的b、e，为串联反馈。
1、电压串联负反馈
反馈信号与输出电压成正比，集成运放的净输 入电压等于输入电压与反馈电压之差，
+
负反馈
+ +
+
2、电流并联负反馈
1. 找出反馈网络 —Rf 和Re2 2. 判断反馈的类型 (1)电路中无电容，因此是 交直流反馈。 (2) 由瞬时极性法可判断：If 的方向由输入流入Rf，Idi=IiIf<Ii，因此是负反馈。
电流串联负反馈
电流并联负反馈
稳定静态工作点
1.串联反馈和并联反馈
描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式， 即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。
+ _
负反馈
放大电路中的负反馈
第4章放大电路中的负反馈许多电子设备对放大电路除了要求具有较高的增益外，对其他方面的性能要求也很高。
例如高保真音响放大器要求失真度要很低，精密测量仪器要求增益的稳定性和准确度要很高。
因此，在实用放大电路中，总是要引入不同形式的反馈以改善各方面的性能。
在放大电路中，将输出量（电压或电流）的一部分或全部，经过一定的电路（反馈网络）反过来送回到输入回路，并与原来的输入量（电压或电流）共同控制该电路，这种连接形式称为反馈。
在电子电路中，反馈现象是普遍存在的。
反馈有正负之分。
在放大电路中，通常引入负反馈以改善放大电路的性能，如在分压式偏置电路中利用负反馈稳定放大电路的工作点。
此外，负反馈还可以提高增益的稳定性、减少非线性失真、扩展频带以及控制输入和输出阻抗等。
当然，所有这些性能的改善是以牺牲放大电路的增益为代价的。
至于正反馈，在放大电路中很少采用，常用于振荡电路中。
本章从反馈的基本概念和分类入手，抽象出反馈放大器的方框图，分析负反馈对放大器性能的影响，介绍负反馈放大器的分析计算方法，总结出引入负反馈的一般原则，最后讨论负反馈放大器的自激振荡及其稳定的措施。
4.1 反馈的基本概念及判断方法4.1.1 反馈的基本概念1.反馈放大器的原理框图含有反馈电路的放大器称为反馈放大器。
根据反馈放大器各部分电路的主要功能，可将其分为基本放大电路和反馈网络两部分，如图4-1所示。
整个反馈放大电路的输入信号称为输入量，其输出信号称为输出量；反馈网络的输入信号就是放大电路的输出量，其输出信号称为反馈量；基本放大器的输入信号称为净输入量，它是输入量和反馈量叠加的结果。
图4-1反馈放大器的原理框图由图4-1可见，基本放大电路放大输入信号产生输出信号，而输出信号又经反馈网络反向传输到输入端，形成闭合环路，这种情况称为闭环，所以反馈放大器又称为闭环放大器。
如果一个放大器不存在反馈，即只存在放大器放大输入信号的传输途径，则不会形成闭合环路，这种情况称为开环。
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放大电路中的负反馈
放大电路是主要的电子电路类型，为了确保放大电路能够正常工作，提供稳定的增益、良好的线性，以及其他的一些特殊目的，一般实用的放大电路都加上了负反馈的网络。
在各种系统的控制分析中，电路中的负反馈研究应该是最为深入和细致的了，详细的内容请参阅“电子技术”或“电路分析”专业教科书，本文仅仅是想通过对放大电路中反馈的简单介绍，阐述系统中反馈控制的基本原理。
1、为什么要在电路中设置反馈
半导体技术发展到今天，为电子电路的设计提供了极大的施展空间。
现在要设计或制作一个高性能的放大器，在如何提高放大倍数方面已经不是问题，最普通的集成电路运算放大器（LM324，其内部包含了4个相同的独立放大器，价格在1元左右，如下图），其开环电压放大倍数也可以做到几十万倍（80dB~140dB）之高，对于一般的要求来说，这几乎就是无限大的放大倍数了。
然而，在多数的应用中，都要求电路的放大倍数是一个固定不变的有限值。
所谓固定不变是指：当工作环境的温度变化；电路输入、输出连接状态发生改变；器件因常时间工作性能老化；因故障更换了主要半导体器件之后，等等的内在的和外部的干扰因素下，放大器的放大倍数都维持在设定值不会变化。
这个稳定增益（放大倍数）的要求，其实才是现代电子电路设计的难点，而在电路中使用负反馈技术，是解决这个难题的主要方法。
此外，电路中的负反馈还能解决以下问题：
提高输入阻抗，降低输出阻抗（提高负载能力），优化频率响应，稳定静态工作点，减少线性失真等等，本文不做叙述。
2、电路中最主要的两种负反馈应用示例
①反相交流放大器
电路见附图。
此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。
电路无需调试。
放大器采用单电源供电，由R1、R2组成1/2V+偏置，C1是消振电容。
放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/Ri。
负号表示输出信号与输入信号相位相反。
按图中所给数值，Av=-10。
此电路输入电阻为Ri。
一般情况下先取Ri 与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定Rf。
Co和Ci为耦合电容。
②同相交流放大器
电路见附图。
同相交流放大器的特点是输入阻抗高。
其中的R1、R2组成1/2V+分压电路，通过R3对运放进行偏置。
电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4，电路输入电阻为R3。
R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。
以上两种基本的反馈放大器，共同点是都具有反馈，而且从输出端取出的反馈信号经过反馈网络后，都加到了运算放大器的负输入端，反馈信号的作用是抵消了输入信号，因此称为负反馈；另一个共同点是，经过分析计算发现，两种放大电路由于反馈网络的加入，使得放大器的放大倍数（增益）的大小，只由反馈网络的电阻参数值决定（Av=-Rf/Ri；Av=1+Rf/R4），只要这几个电阻的阻值是稳定的放大倍数就不会变化，而要确保电阻的阻值始终稳定在规定的范围内，是比较容易做到的。
3、电路中反馈的基本模型概括
4、电路中反馈的类型及其作用：
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；目的：稳定静态工作点。