7.4 7.5 深度负反馈放大电路的分析方法
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07 反馈放大电路
信号源对反馈效果的影响
串联负反馈 vid = vi -vf 要想反馈效果明显， 要想反馈效果明显 ， 就 要求v 变化能有效引起v 要求 f变化能有效引起 id的 变化。 变化。 则 vi 最好为恒压源 ， 即 最好为恒压源， 信号源内阻R 越小越好。 信号源内阻 s越小越好。
信号源对反馈效果的影响
7.4.3 抑制反馈环内噪声
电压的信噪比
ɺ S Vs = ɺ N Vn
ɺ 增加一前置级 AV 2 并认为该级为无噪声的
ɺ ɺ Vo = Vs ɺ ɺ AV 1 AV 2 ɺ ɺ ɺ 1 + AV 1 AV 2 FV ɺ AV 1 ɺ + Vn ɺ ɺ ɺ 1+ A A F
V1 V2
V
新的信噪比
ɺ S Vs ɺ AV 2 = ɺ N Vn
dAf 1 = dA (1 + AF ) 2
A 1 + AF
对A求导得 求导得
1 即闭环增益相对变化量是开环时的 1 + AF ɺ ≈ 1 另一方面, 另一方面,在深度负反馈条件下 Af ɺ F
dAf 1 dA = ⋅ Af 1 + AF A
即闭环增益只取决于反馈网络。 即闭环增益只取决于反馈网络 。 当反馈网络由稳定的线 性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。 性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。 负反馈的组态不同，稳定的增益不同（ 负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Avf 、Arf 、Agf 、Aif）
反馈组态判断举例（交流） 反馈组态判断举例（交流）
(-) (+) (+) (+) (+)
级间电压串联负反馈
反馈组态判断举例（交流） 反馈组态判断举例（交流）
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。
7.4负反馈放大电路的分析方法(精)
闭环电压增益 A VF
电路如图所示，近似计算它的电 压增益。 解：忽略基极直流偏置电路后的交流 通路如下图所示。
例
VCC Rc Rb1 C1 Rs vs + C2 + vo Re -
电路为电流串联负反馈 在深度负反馈条件下，利用虚短 0 和虚断可知 V BE
Rb2
V V f f 则反馈系数为 F Re R Ie Io I o 1 1 闭环增益 A GF Re F V R i V o I o Vo 闭环电压增益 A VF I V V i i o Rc ( R ) Rc A GF c rbe (1 ) Re R
V V i f
R8 V o3 R7 R8 R5 V V p o3 R5 R6 R4 Vp V o R3 R4 V f
则反馈系数为
R5 R6 R8 R4 V f FV R3 R4 R5 R7 R8 Vo ( R R4 ) R5 ( R7 R8 ) 1 V o 3 R4 ( R5 R6 ) R8 FV Vi
闭环电压增益
A VF
end
（4）电流串联负反馈 利用虚短和虚断可知
I 0 I N P
Rs
V s
+ –
P
+
V – i
V id –
N
+
+ – +
iO
则反馈系数为
V f R F f R I o
+
V o
-
RL
V f –
Rf
闭环增益
A GF 1 1 I o Rf FR Vi V V RL I o o o AGF RL Vi Vi I o Rf
深度负反馈的分析,通俗易懂哦
当电路引入深度串联负反馈时，
，
，所以
当电路引入深度并联负反馈时，
，
，所以
5.4.2 反馈网络的分析
反馈网络连接放大电路输出回路与输入回路，并且影响着反馈量。寻找负反馈放大电路的反 馈网络，便可根据定义求出反馈系数。
如图所示电压串联负反馈电路的反馈网络，改画成（a）方框图中所示。因而反馈系数为
如下图所示电流串联负反馈电路的反馈网络，改画成下图（b）方框图中所示。因而反馈系 数为
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5.4.3 电压放大放大倍数的估算 一、电压串联负反馈电路 如图（a）所示，
与负载电阻 RL 无关，表明引入深度电压负反馈后，电路的输出可近似为受控恒压源。 二、电流串联负反馈电路 如下图（b）所示，
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至于，虚短、虚断之说，应该只是针对运放来的。因为对于理想运放分析时，把运放的输入阻抗看作无 穷大、开环放大倍数无穷大，是作为基本分析条件来要求的。这样，在分析运放输入电流（对虚地）、反馈 电流和输出电流关系时，是极其方便的。
开环增益很大，（负）反馈深度足够大，虚短与虚断成立比如一个典型的正向放大器，假设开环增益为 10000， 反馈系数为 0.5，那么可利用虚短和虚断的概念，得到输入量会≈反馈量，并且输出≈输入×２。同样的开环 增益，如果反馈系数为 1/5000，那么虚短和虚断显然不成立，可以得出输出＝输入×（10000/3）。
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如下图所示电流并联负反馈电路的反馈网络，改画成下图（c）方框图中所示。因而反馈系 数为
如下图所示电流并联负反馈电路的反馈网络，改画成下图（d）方框图中所示。因而反馈系 数为
放大电路中的反馈--深度负反馈放大倍数分析
F f
X f X o
+
U i
U 'i
+ -
A
+ - U-f
R2 R1
+ 注：反馈系数
U
RL
o
只与反馈网络 有关！
-
+ U 'i
+A -
U i
-
U+f -
R
io
RL
U+- o
电压串联负反馈
I i I'i
Fuu
R1 R1 R2
+
A
+
If
R
U
RL
o
-
电流串联负反馈 Fui R
I i I'i
-A +
If
6.3.2 四种反馈组态的电路框图
2个单向双端口网络的连接：
+
+
ui -
Auu
+
- - Fuu
RL uo
电压串联负反馈
Ii
I'i
A ui
RL
uo
+
+
Aiu
ui -
- + Fui
-
Io
RL uo
电流串联负反馈
Ii I'i
Io
Aii
RL uo
I f
Fiu
并联反馈 Rs不可少!
I f
Fii
电压并联负反馈
电流并联负反馈
表6.3.1 四种组态负反馈放大电路的比较P:262
放大倍数具有广泛含义（不同）， 但是，环路放大倍数AF无量纲！
6.3.3 负反馈放大电路一般表达式
负反馈放大电路的分析与计算
放大 电路 反馈 网络
iO iO RL
+ + ud ui + uf -
+ uO
-
RO 0 1 AB
R’if
R’of
(1 AB)RO
※注意：此处的ROf 是指反馈环路内的输入电阻，若环路 外还并联有其他电阻，则应予以考虑。
讨论（四） 试估算电路的Rif 和ROf 。
Rb1 RC1 CF RL RC2 +VCC RC1 R1 iC i1 + RF
+EC
Re2
if iO C i R1 i 1 C2 虚 + id 短 + ui Re1 路 RC2 iO uO
-
RC 2 iO uO Auf Re 2 ui R1
RF Re 2
iO
RC 2 ( RF Re 2 ) R1 Re 2
讨论（二） 图示电路满足深度负反馈条件，试估算闭环电压增益。
+
uO
iO RL
-
Br u f / iO uO 1 iO RL Auf RL ui Br uf
Bi i f / iO
4、电流并联负反馈
RS ii + id if 放大 电路
( ii i f )
iO + uO
-
uS
iO RL 反馈 网络
Ausf
Ausf
uO iO RL uS i S RS
Rb1
RC1
T2
RC2 C2
RC3 C3
+VCC
+
ui
C1
+u
虚断路 R F d -
T1
iO iO RL
+ + ud ui + uf -
+ uO
-
RO 0 1 AB
R’if
R’of
(1 AB)RO
※注意：此处的ROf 是指反馈环路内的输入电阻，若环路 外还并联有其他电阻，则应予以考虑。
讨论（四） 试估算电路的Rif 和ROf 。
Rb1 RC1 CF RL RC2 +VCC RC1 R1 iC i1 + RF
+EC
Re2
if iO C i R1 i 1 C2 虚 + id 短 + ui Re1 路 RC2 iO uO
-
RC 2 iO uO Auf Re 2 ui R1
RF Re 2
iO
RC 2 ( RF Re 2 ) R1 Re 2
讨论（二） 图示电路满足深度负反馈条件，试估算闭环电压增益。
+
uO
iO RL
-
Br u f / iO uO 1 iO RL Auf RL ui Br uf
Bi i f / iO
4、电流并联负反馈
RS ii + id if 放大 电路
( ii i f )
iO + uO
-
uS
iO RL 反馈 网络
Ausf
Ausf
uO iO RL uS i S RS
Rb1
RC1
T2
RC2 C2
RC3 C3
+VCC
+
ui
C1
+u
虚断路 R F d -
T1
模拟电子技术 第七章放大电路的反馈6
三、串联负反馈和并联负反馈对信号源内阻有不
同要求：
串联负反馈宜采用电压源激励，信号源内阻越小，
反馈效果越好。并联负反馈宜采用电流源激励，信号 源内阻越大，反馈效果越好。
47
RS
US
串联负反馈宜采用电压源激励，信号源内阻越小，
反馈效果越好。
48
并联负反馈宜采用电流源激励，信号源内阻越大，
反馈效果越好。
电路中许多情况为交直流共存。 直流负反馈用于稳定静态工作点。 交流负反馈用于改变电路的动态性能。 研究重点：交流反馈。
10
四、正反馈和负反馈
正反馈：反馈信号加强了原输入信号，使放大电路净
输入量增大的反馈。
负反馈：反馈信号削弱了原输入信号，使放大电路净
输入量减小的反馈。
研究重点：负反馈。 只有正确引入交流负反馈才能改善放大电路的 动态性能。
图7-9
电压并联 负反馈
33
例7-4 电路如图所示,分析其反馈类型。 (-)
该电路又叫集电极-基 极偏置电路。静态时
I B U CE U BE） RF U CE / RF （ /
(+)
当RF 选定后, I B和U CE 成比例。
T（C） I C U CE I B IC
7
二、反馈的类型
根据反馈存在的通路：
直流反馈 交流反馈
根据反馈的极性：
正反馈 负反馈
8
根据反馈在输出端的连接方式（取样方式）：
电压反馈
电流反馈 根据反馈在输入端的连接方式：
串联反馈 并联反馈
9
三、直流反馈和交流反馈
直流反馈：反馈量只含有直流量（仅在直流通路存在）
交流反馈：反馈量只含有交流量（仅在交流通路存在）
放大电路中的反馈深度负反馈放大倍数分析
Fui
U f Io
R
电流-电压放大倍数：
Aiuf
Io U i
Io U f
1 Fuu
1 R
电压-电压放大倍数：
Auf
U o U i
Io RL U f
1 R
RL
分析思路2：直接利用深度负反馈特点：Ui=U19 f
三.电压并联负反馈
I i I'i
-A +
If
R
+
U
RL
o
分析思路1：F Auf
反馈系数：
计算分析依据！ 22
例：6.4.1 求深度负反馈电路的Auf
解：电流串联深度负反馈uI
稳定输出Io
+
uD
-
+A -
+
Io流经R3//(R2+R1)
+
R1 uF
R2
-
U f
I R1R1
R1R3 R1 R2 R3
Io
Ui U f 深度串联负反馈
+Vc+c
RL
uo
io -
T
R3
Auf
U o U i
RE1 RE1 R f
U o
RE1
RB22 RE2
CE
反馈系数
Fuu
U f U o
RE1 RE1 Rf
Rf
深度串联负反馈 Ui U f
(电压)放大倍数
A f
Auf
U o U i
U U
o f
(1 Rf ) RE1
+UCC
+
uo
–
25
例：6.4.4 求深度负反馈Af 和 Ausf
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判断稳定性方法
(1) 作出 A 的幅频响应和相频响应波特图
1 水平线 (2) 作 20 lg F
(3) 判断是否满足相位裕度 m 45
在水平线 20 lg 1 与 20 lg A 的交点作垂线交相频响应曲线的一点
F
若该点 a 135 满足相位裕度，稳定；否则不稳定。
自激振荡 即 AF 1 AF 为环路增益） （
又 AF A( ) F ( ) a ( ) f ( )
得自激振荡条件
A( k ) F ( k ) 1
幅值条件
a ( k ) f ( k ) ( 2n 1) 180 相位条件（附加相移）
例1.运放组成的电压串联负反馈电路
解：用方法二。
利用虚短和虚断的概念得知
Vd 0
Ii 0
则
Vi V f
R1 = VO R1 R f
闭环电压增益
Vo Vo AvF Vi Vf
1
Rf R1
2. 举例
（1） 电压串联负反馈
例1.分立电路电压串联负反馈 解：用方法一。 求反馈系数：
A AF 1 AF
1 AF 0 时， AF ， 自激振荡
7.5.1 自激及稳定工作条件
1.自激振荡现象
在不加任何输 入信号的情况下， 放大电路仍会产生 一定频率的信号输 出。
Xi + – Xf
Xid 基本放大 电路 A Xo
2.产生原因
反馈网络 F
一般 F 与频率无关，则 20 lg 1 的幅频响应是一条水平线
1
F
1 水平线 20 lg 与 20 lg A 的交点为 20 lg 20 lg A F F
即该点满足 AF 1
1
关键作出 A 的幅频响应和相频响应波特图
7.5.1 自激及稳定工作条件
5.负反馈放大电路稳定性分析
闭环电压增益
例
求：(1)判断反馈阻态； • (2)深度负反馈下大环 的闭环电压增益 。
+
-
+
P
+
解：(1)电压串联负反馈 (2) 在深度负反馈条件下， 利用虚短和虚断可知
Vi Vf
R8 Vo3 R7 R8 R5 V VN o3 R5 R6 R4 Vp Vo R3 R4 Vf
a f 180
a f m 180
其中 Gm——幅值裕度，一般要求Gm -10dB
m——相位裕度，一般要求m 45
保证可靠稳定， 留有余地。
7.5.1 自激及稳定工作条件
5.负反馈放大电路稳定性分析
利用波特图分析
环路增益的幅频响应写为 20 lg AF 20 lg A 20 lg F
例2. 运放组成的电流并联负反馈放大器
解：用方法二。 利用虚短和虚断可知 Vi=Ii R1
Ii=If
R2 If I0 R2 R f
闭环电压增益：Avf=VO/Vi
I o RL I i R1
I o RL I f R1
R f R2 R L R2 R1
深度负反馈条件下的近似计算
（3）电压并联负反馈
利用虚短和虚断可知
VN VP 0
RS Ii
If
Iid
N
Rf – +
P
则反馈系数为
1 If FG Rf V
o
VIs s
+
RS
+
-
闭环增益
RL V o
-
Vo 1 ARF Rf Ii FG Vo 闭环电压增益
Xo 又因为 AF Xi
得
Xf F Xo
Xo Xo 代入上式，有 Xi Xf
X f X i 输入量近似等于反馈量
X id X i X f 0 净输入量近似等于零
由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚”的概念
深度负反馈条件下的近似计算
If 则反馈系数为 FG Vo Vo 闭环增益 ARF I
iF
(3) 在深度负反馈条件下，利用虚短和虚断可知 I b1 0
1 Rf 反馈元件为有源元件的如下: 1 Rf FG i Vo Vo I i 1 Rf ARF AVF V Rs Vs Rs Ii s
Xo A X id Xf F Xo Xo AF Xi
Xs K Xi + – Xf F Xid A Xo
闭环增益的一般表达式
A AF 1 AF
注意：在计算时，必须考虑反馈网络和外界负载的影响。
7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式
Rs
Ii
I id
N P
Is V s
+
– + +
Rs
-
反馈系数为
R If FI R Rf Io
If
Rf R
Io
RVo L
-
闭环增益
1 Io 1 Rf AIF FI Ii R Vo I o RL RL (1 Rf ) RL 闭环电压增益 AVF AIF R Rs Vs R Rs Ii s
FV
Vf
Vo
Re1 R e1 R f
求闭环电压放大倍数：
A vf
Vo
1
Re1 R f Re1
Vi
F
深度负反馈条件下的近似计算
（2）电流并联负反馈
利用虚短和虚断可知
VN VP 0 则 I f Rf ( I f I o ) R
7.2.1 负反馈放大电路的方框图
基本放大电路的输入 反馈放大电路 信号（净输入信号） 的输入信号 信号的正向传输
输出信号
Xo
Xs
变换网络 K
Xi
+ – Xf
Xid
基本放大 电路 A
信号源 反馈信号
单向化
反馈网络 F
信号的反向传输
7.2.2 负反馈放大电路增益的一般表达式
1. 表达式推导
开环增益 反馈系数 闭环增益
Vf –
Rf
Vo I o Vo R RL I AGF L Vi Vi o Rf
电路如图所示，近似计算它的电 压增益。 解：忽略基极直流偏置电路后的交流 通路如下图所示。 电路为电流串联负反馈
例
VCC Rc Rb1 C1 Rs + vs C2 + vo Re -
e
在深度负反馈条件下，利用虚短 和虚断可知 VBE 0
注：电路必须满足深度负反馈条件才有此结论
求：(1)大环组态； (2)二、三级局部组态； (3)深度负反馈下大环的闭 环电压增益 。 解：(1)电压并联负反馈 is
例
+i
i
ib1
-
+
-
(2) T2 电流串联负反馈 T3 电流串联负反馈 T2和T3级间电流串联正反馈
2. 各种反馈阻态的近似计算 Rs （4）电流串联负反馈
利用虚短和虚断可知
IN IP 0
P
Vs
+ –
+
Vi Vid – –
N
+
+ – +
iO
则反馈系数为
Vf FR Rf Io
+
Vo
-
RL
闭环增益
Io 1 1 AGF Rf FR Vi 闭环电压增益 AVF
(4) 判断反馈组态 (5) 标出输入量、输出量及反馈量
(6) 估算深度负反馈条件下电路的 F、AF、AVF
深度负反馈条件下的近似计算
1.深度负反馈的特点
由于
1 AF 1
则 AF
A A 1 F AF F 1 A
即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关
7.3 负反馈对放大电路性能的改善
• 提高增益的稳定性
• 减少非线性失真
• 扩展频带
• 对输入电阻的影响 • 对输出电阻的影响
• 为改善性能引入负反馈的一般原则
为改善性能引入负反馈的一般原则
要稳定直流量 —— 要稳定交流量 —— 引入直流负反馈
引入交流负反馈
要稳定输出电压 —— 引入电压负反馈
要稳定输出电流 —— 引入电流负反馈
注：输入端求和的相位（-1）不包含在内
7.5.1 自激及稳定工作条件
4.稳定工作条件
破坏自激振荡条件
AF 1
或
AF 1
180 0
-
Gm幅值裕度
a f 180
a f 180
或写为
AF Gm 1 AF 1
m相位裕度
+ VO3
+
Nபைடு நூலகம்
+
则反馈系数为
R5 R6 R8 R4 Vf FV R3 R4 R5 R7 R8 Vo ( R R4 ) R5 ( R7 R8 ) 1 Vo 3 R4 ( R5 R6 ) R8 FV Vi
闭环电压增益
AVF
7.5 负反馈放大电路的稳定问题