负反馈对放大器性能的影响
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。
6.2 负反馈对放大器性能的影响
放大电路空载时可等效 右图框中为电压源： 右图框中为电压源：
Ro voc
RL
vo
输出电阻越小， 输出电阻越小，输出电 压越稳定，反之亦然。 压越稳定，反之亦然。
——模拟电子线路
2) 电流负反馈使电路的输出电阻增大 基本放大器 反馈网络 电流串联 互导放大器 电流控制电压源
Ri vid = −F ⋅ i ⋅ Ri + Rs
Ro v Rof = = i 1+ A F Ri vo Ri + Rs
Avso为基本放大器在 RL→∞时的源电压增益。 ∞时的源电压增益。
Ro Rof = 1+ Avso F
——模拟电子线路
电压并联负反馈
Ro Rof = 1+ Arso F
Arso为基本放大器在 RL→∞时的源互阻增益。 ∞时的源互阻增益。 理解： 理解：电压负反馈目的是 阻止∆ 的变化， 阻止∆vo的变化，稳 定输出电压。 定输出电压。
——模拟电子线路
6.2 负反馈对放大器性能的影响
负反馈电路 的基本方程
& Xf & F= & X
& Xi
& Xo & A= & Xid & & & X = X −X
id i
o
& Xf
+ –
×
& X id
基本放大 & 电路 A
& Xo
反馈网 & 路F
f
& A & Af = && 1+ AF
——模拟电子线路
——模拟电子线路
电流并联负反馈
Rof = (1+ AisnF)Ro
实验四 负反馈放大器
实验四 负反馈放大器一. 实验目的1．加深理解负反馈对放大器性能的影响。
2．学会测量放大器的输入电阻、输出电阻以及电压放大倍数。
二. 预习要求1．复习教科书中有关负反馈的内容，负反馈放大器的工作原理。
2．掌握输入、输出电阻的测量方法、测量步骤。
三. 实验原理放大器加入负反馈后，由于反馈信号是削弱输入信号的，结果将使放大倍数降低，但却提高了放大倍数的稳定性、扩展了通频带、减小了非线性失真、并能抑制干扰和噪声，变换放大器的输入和输出电阻等。
1．负反馈对放大器放大倍数的影响 负反馈放大器由基本放大器和反馈网络组成， 如图1所示。
图中的X 表示信号，它即可代表电压又可 代表电流，箭头表示信号传输的方向。
反馈网络 图1 负反馈放大器的组成框图从输出信号o X 中取出反馈信号f X ，使f X 与外加输入信号i X 相叠加，得到净输入信号di X 。
对于负反馈来说： di X = iX -f X （1） 上式中，i X 与f X 的相位相同，故di X < iX 。
从图中可以看出，基本放大器（无反馈时）的放大倍数A（开环放大倍数）和反馈网络的反馈系数F 分别为： dio X X A= （2） ofXX F= （3）反馈放大器的放大倍数fA （闭环放大倍数）为： io f X X A = （4） 联立求解式（1）、（2）、（3）、（4）便得到闭环放大倍数的一般表达式。
F AA A f +=1 （5） A是在无反馈时，需考虑负载电阻R L 和反馈网络的负载作用时基本放大器的放大倍数。
从式（5）可知，加入负反馈后，放大器的放大倍数减小到开环放大倍数的1/（1+A F ）倍。
（1+AF ）称为反馈深度。
当A F >>1，称为深度负反馈，此时： FA f 1≈= 放大器的放大倍数只由反馈系数F决定，与晶体管的参数无关。
2． 负反馈的基本类型根据反馈网络在放大器输出端的取样信号是电压还是电流，负反馈可分为电压负反馈 和电流负反馈，根据反馈信号在放大器的输入端与输入信号是串联还是并联，负反馈又可分为串联负反馈和并联负反馈。
第五章第二节负反馈对放大器性能的影响
ωPf
其中，
ωPf =ωHf =ωH(1+ kf A ) =ωHF I
A A I = I A = fI 1+ kf A F I
(5-2-15)
二、非线性失真
利用负反馈，可以有效地改善放大器的非线性失 真。例如，若基本放大器的非线性失真使其输出 信号产生正半周幅度大、负半周幅度小的失真波 形，如图5-2-6(a)所示。
∆A S = f A f
A A f
∆A A ∆A f = A A ∆A f
(5-2-1)
若△A为小值，则上式可用偏导数表示：
A ∂A A ∂A As f S = 或 Afs = s fs S A ∂A As ∂A f f s
A A f
(5-2-2)
若设该参量用x表示，则Af(或Afs)对x的灵敏度为
5．2．2 输入和输出电阻
负反馈可以改变放大器的输入和输出电 阻，这是负反馈放大器又一个宝贵的特 性。
一、输入电阻
负反馈对输入电阻的影响与反馈网络在 放大器输入端的连接方式有关，而与输 出端的连接方式无关。 因此，在推导输入电阻表达式时，只 需画出图5 需画出图5-2-1所示两种放大器输入端的 连接图，而将放大器输出端统一用输出 信号xo表示。 信号xo表示。
x ∂A A ∂A x ∂A A x f f S = = ⋅ = SAf ⋅ SA A ∂x A ∂A A ∂x f f
x A f
(5-2-3)
根据式(5-1-4)，求得
1 1 1 1 As S = = 或 Afs = S = 1+T F 1+Ts F s
A Af
(5-2-4)
必须指出，施加不同类型反馈，只能减小相应 增益的灵敏度。例如，电流串联反馈只能减小 互导增益Agf的灵敏度，但不能降低电压增益Avf 的灵敏度，只有当RL为定值时，才能降低 Avf 的灵敏度。
4负反馈对放大电路性能的影响
本继页续完
负反馈对放大电路性能的改善
一、稳定放大倍数
2. 增益恒定程度的定量分析
—dA—f
1 = ———
· d—A
Af (1+AF) A
上式表明 , 有负反馈时电 路受外界影响的增益相对变 化只是开环增益相对变化的 1/(1+AF)。
变 电压Af增益和电流增益
Xs 换 Xi
Xid 基本放大
XO
网
电路A
—|U—s | |Un |
闭环电路的信噪比的
+ 推- 导Un +
Us -
+ 开环放大
Ui -
电路Au1
Au1Us Au1Un
输出信号的信噪比
S / N =|—Au—1U—S | = —|U—S | |Au1Un | |Un |
- Un +
负反馈对放大电路性能的改善
二、减少非线性失真
1、负反馈减少非线性失
真原理。
引入负反馈尤其是深度负
反馈后,闭环放大电路( 反馈
环)的电压增益为：
Af
——1 F
=
—uu—io =常数<Au
电压增益虽然减少了，但
很大的范围内电压增益基本
是线性的。
注意：负反馈减少非线性 失真所指的是反馈环内的失 真。如果输入波形本身就失 真的,这时即使引入负反馈,也 是无济于事的。
单击此观看 单击此进入
负反馈示减波器少演非示 线负性反馈失减少
2、负反馈得减以少减非少线。性失真
真过程
减少非线性 失真过程
非线性失真 过程演示
过程
Af
在比较环节上， Xi与Xf相减，得出 新的净输入Xid ， 造成预失真。
模拟电路：6-2 负反馈对放大电路性能的影响
c3 e3
T3 C2
+ U i
C1
e1
Re1
+ U
O
Re3
-
RF2
电压并联负反馈
【例2】如果要求当负反馈放大电路的开环增益A的相对变化量 如果要求当负反馈放大电路的开环增益 的相对变化量 为25%时,其闭环增益 f的相对变化量为 ,又要求闭环增益 时 其闭环增益A 的相对变化量为1%, 应选多大? 应选多大? 为100,问A应选多大?这时反馈系数 应选多大? , 应选多大 这时反馈系数B应选多大 解:根据已知条件可得: 根据已知条件可得:
A Af = = 100 1 + AB
dA f 1 dA = Af 1 + AB A
dA f 1 = × 0.25 = 0.01 1 + AB = 25 Af 1 + AB
A = (1 + AB) × 100 = 2500
24 B= ≈ 0.01 2500
【例3】假设单管共射放大电路在无反馈时的中频电压增益为 Aum= -100,fL=30Hz;fH=3kHz,如果反馈系数为 u=-10%,问 , ; ,如果反馈系数为B , 闭环的A 各等于多少? 闭环的 u mf,fL;fH各等于多少? 解:根据已知条件可得: 根据已知条件可得:
引入负反馈后,放大电路的通频带展宽了( 引入负反馈后,放大电路的通频带展宽了(1+AmB)倍. )
四,对输入,输出电阻的影响 对输入, 1,串联负反馈使输入电阻增大 ,
Ii + Ui + Ud + Uf Ri
放大电路
无反馈时: 无反馈时:
XO
引入串联负反馈后: 引入串联负反馈后:
Ud Ri = Ii
电子电路基础(6.2.1)--负反馈对放大器性能的改善
6.2.1 负反馈对增益的影响 6.2.2 负反馈对输入电阻的影响 6.2.3 负反馈对输出电阻的影响 6.2.4 负反馈对通频带的影响 6.2.5 负反馈对非线性失真的影响 6.2.6 负反馈对噪声、干扰和温漂的
影响
18／4／20
1
6.2.1 负反馈对增益的影响
18／4／20
13
(1) 电压负反馈使输出电阻减小
I 'o
�
U 'o
Aouo
X
Ro
'i
�
U 'o
Aouo Ro
X
f
�
U 'o
Aouo F Ro
�
U 'o
�
U 'o
(1
Aouo Ro
F
)
ￗ
Rof
U 'o I 'o
1 RAoouo F
18／4／20 Aouo 是负载开路时电路的开环放大倍数。 14
A f
1
A A F
这里增益应该与反馈组态相对应，不同的反馈组
态 A 、F 的量纲不同，见 P177 表 6.1.1
dAf
(1
AF ) dA AF dA (1 AF )2
dA (1 AF )2
dAf Af
(1
1 AF
)
dA A
有反馈 18／4／20 时增益的稳定性比无反馈时提高了
Io AosFIo 1 Aos F I'o
ￗ
Rof
实验三--负反馈放大电路的研究（1）
实验三 负反馈放大器电路的研究一. 实验目的1．加深理解负反馈对放大器性能的影响。
2．学会测量放大器的输入电阻、输出电阻以及电压放大倍数。
二、实验设备与器件名称数量函数信号发生器 1示波器 1万用表 1直流稳压电源 1741/LM324 2电阻若干三. 实验原理放大器加入负反馈后，由于反馈信号是削弱输入信号的，结果将使放大倍数降低，但却提高了放大倍数的稳定性、扩展了通频带、减小了非线性失真、并能抑制干扰和噪声，变换放大器的输入和输出电阻等。
1、把输出信号的一部分或全部通过一定的方式引回到输入端的过程称为反馈。
反馈放大电路由基本放大电路和反馈网络组成，其基本关系式为Af＝A/(1+AF)。
判断一个电路有无反馈，只要看它有无反馈网络。
反馈网络指将输出回路与输入回路联系起来的电路，构成反馈网络的元件称为反馈元件。
反馈有正、负之分，可采用瞬时极性法加以判断：先假设输入信号的瞬时极性，然后顺着信号传输方向逐步推出有关量的瞬时极性，最后得到反馈信号的瞬时极性，若反馈信号为削弱净输入信号的，则为负反馈，若为加强净输入信号的，则为正反馈。
反馈还有直流反馈和交流反馈之分。
若反馈电路中参与反馈的各个电量均为直流量，则称为直流反馈，直流负反馈影响放大电路的直流性能，常用以稳定静态工作点。
若参与反馈的各个电量均为交流量，则称为交流反馈，交流负反馈用来改善放大电路的交流性能。
2、负反馈放大电路有四种基本类型：电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈和电流并联负反馈。
反馈信号取样于输出电压的，称电压反馈，取样于电流的，则称电流反馈。
若反馈网络与信号源、基本放大电路串联连接，则称为串联反馈，其反馈信号为uf，比较式为uid=uI-uf，此时信号源内阻越小，反馈效果越好；若反馈网络与信号源、基本放大电路并联连接，则称为并联反馈，其反馈信号为if，比较式为Iid=iI-if，此时信号源内阻越大，反馈效果越好。
3、负反馈放大电路性能的改善与反馈深度（1+AF）的大小有关，其值越大，性能改善越显著。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
D、非线性失真减小
6、以下不属于负反馈对放大器性能影响的是（
A、提高放大倍数的稳定性 B、改善非线性失真
C、影响输入输出电阻
D、使通频带变窄
） ）
7、射极输出器是典型的（
）放大器
A、电压串联负反馈
B、电流串联负反馈
C、电压并联负反馈
D、电流并联负反馈
8、反馈放大电路是由（
）和（
）
两部分组成。
9、通常采用（
）
A、1+AfF
B、1+AF C、1/1+AF D、1－AF
4、电压并联负反馈放大器可以（
）
A、提高输入电阻和输出电阻
B、提高输入电阻、降低输出电阻
C、 降低输入电阻、提高输出电阻
D、降低输入电阻和输出电阻来自5、放大电路引入负反馈后，下列说法不正确的是（
A、放大能力提高
B、放大能力降低
C、通频带变宽
）法判别正反馈还是负反馈。
10、电压反馈的作用是（
），电流反馈的
作用是（
）。
11、在放大电路中为了稳定静态工作点应该引入（
）
负反馈，为了提高电路的输入电阻，应该引入（ ）
负反馈，为了稳定输出电压，应该引入（ ）负反馈。
12、一放大器无反馈时的放大倍数为100，加入负反馈后，
放大倍数下降为20，它的反馈深度为（
5、减小内部噪音
◆ 巩固练习
1、放大器引入负反馈后，它的性能变化是（
）
A、放大倍数下降，信号失真减小
B、放大倍数下降，信号失真加大
C、放大倍数增大，信号失真减小
D、放大倍数不变，信号失真减小
2、反馈系数的定义式为F=（
A、1+AV
B、vf/vi
） C、vo/vf
D、vf/vo
3、负反馈放大器的反馈深度等于（
闭环放大倍数Af:
Af
Xo Xi
Xo
X
' i
Xf
X
' i
1 Xf
1
1 F
Xo Xo A
经整理开、闭环放大倍数关系：
Af
A 1 AF
可见：Af＜A
若AF＞＞1，则
Af
1 F
说明闭环放大倍数仅与反馈系数有关，由于 反馈环节一般都必须是由线性元件构成，性能稳定， 因此闭环放大倍数稳定。
1、引入负反馈后,以降低电压放大倍数为 代价,换来了放大信号的稳定性.
2、减小非线性失真
净输入信号的波形与原输出失真信号的畸变方向相反。 从而使放大器的输出信号波形得以改善。
3、拓宽了通频带
4、对输入电阻和输出电阻有影响
（1）串联负反馈使放大器输入电阻增大， 并联负反馈使放大器输入电阻降低。
（2）电压负反馈使放大器的输出电阻降低， 电流负反馈使放大器的输出电阻增大。
◆ 复习引入
1、什么叫反馈？ 2、什么是反馈网络？ 3、如何判别正、负反馈？ 4、如何判别电压、电流反馈？ 5、如何判别串联、并联反馈？
◆ 要点点拨
负反馈对放大器性能的影响
分 析
输入量 Xi
＋
净输入
Xf － Xi′
基本放大电路 A
输出量 Xo
反馈量
反馈网络 F
开环放大倍数A：A
Xo
X
' i
反馈系数F：
），
反馈系数为（
）。
13、有一电压串联负反馈放大电路，A=250，F=0.099,已知输入 信号Vi=0.2V,求其净输入信号Vi′，反馈信号Vf和输出信号V0。
14、已知某放大电路在输入信号电压为10mV时,输出电压为3V， 当加上负反馈后，达到同样的输出电压需要将输入信号加大到 100 mV求其所加的反馈深度和反馈系数F的值。