模拟电路第五章知识点总结

第五章 放大电路反馈原理与稳定化基础
一、反馈放大器的基本概念 1.反馈极性与反馈形式
负反馈：与输入叠加后输入幅值降低。

正反馈：与输入叠加后输入幅值升高。

主反馈：从多级电路的末级向输入级的输入回路的反馈。

局部反馈：多级电路中主反馈之外的反馈环路。

直流反馈：电路中直流电压或直流电流的反馈。

交流反馈：交流或动态信号的反馈。

2.理想反馈方块图和基本反馈方程式
表征放大电路的输出量X o 、输入量X i （或X s ）和反馈量X f 之间关系的示意图统称方块图。

理想方块图是指：①信号只沿箭头方向传输，即信号从输入端到输出端只通过基本放大电路，而不通过反馈网络；②信号从输出端反馈到输入端只通过反馈网络而不通过基本放大电路。

基本反馈方程式：
()()
()()1()()o f i X s A s A s X s A s B s =
=
+
3.环路增益和反馈深度
开环增益()A s 与反馈系数()B s 的乘积称为环路增益：
()()()T s A s B s = 反馈深度：
()1()1()()
=+=+
F s T s A s B s
4.负反馈放大器的分类
电压并联负反馈：
i
R
F
电流串联负反馈：
R
L 电压串联负反馈：
v R L
R
电流并联负反馈：
i L
R
二、负反馈对放大器性能的影响 1.闭环增益的稳定性
闭环增益稳定性比开环增益稳定性提高到（1AB +）倍
2.输入电阻
串联负反馈能使闭环输入电阻if R 增加到开环输入电阻i R 的1AB +倍； 并联负反馈能使闭环输入电阻R if 减小到开环输入电阻R i 的1
1AB
+。

（或者说减小1AB +倍，注意说法区别）
3.输出电阻
电压负反馈使闭环输出电阻of R 降低到其开环输出电阻o R 的1
1so A B
+；（或者
说减小1AB +倍，注意说法区别）
电流负反馈能使闭环（从末级晶体管的输出电极向反馈放大电路看入的等效）输出电阻R of 增大到(1)ss A B +倍。

4.信号源内阻对负反馈放大器性能的影响
信号源内阻越小，串联负反馈效果越好；
if fs f s if
R A A R R =
+
信号源内阻越大，并联负反馈效果越好。

s
fs f s if
R A A R R =+
三、负反馈放大器的分析与计算（多级放大器，包括BJT 和MOS ）
1.四种类型负反馈放大器的电压增益vf s A
电压串联负反馈：
v vs vs
vf s
B A 1A A +=
电压并联负反馈：
rf s s
s s o s o vf s A R 1i R v v v A ===
电流串联负反馈：
'L
gf s s
'L c s o vf s
R A v R i v v A ⋅=== 电流并联负反馈：
s
'L if s s s 'L c s o vf s
R R A R i R i v v A ⋅=== 2.深度负反馈时vf s A 的计算
电压串联负反馈：
v vf s B 1A ≈
电压并联负反馈：
1F s o vf s R R v v A -≈=
电流串联负反馈：
F 'L
s o vf
vf s R R v v A A -===
电流并联负反馈：
s 'L
e2e2F s 'L i s 'L if s
vf s R R R R R R R B 1R R A A ⋅+=-≈-=
3.负反馈放大器的方块图分析法（AB 分离法）
找A 的方法：
（1）当输出电压反馈时，另输出短路（0V o
= ），反馈放大电路的输入回路就是A 的输入回路；
（2）输出电流反馈时，令输出开路，反馈电路的输入回路即为A 的输入回
路；
（3）输入并联反馈时，令输入短路，反馈放大电路的输出回路即A 的输出回路；
（4）输入串联反馈时，另输入开路，即得A 的输出回路。

求反馈网络B 的方法
（1）输入并联反馈时，令输入电压0V i = ，求出g B 或i
B ； （2）输入串联反馈时，令输入电流0I i = ，求出r B 或v B 。

四、负反馈对放大器频域和时域特性的影响 1.负反馈对放大器传输函数极零点的影响
纯电阻负反馈网络时，负反馈不影响闭环极点与零点的数目，亦不改变闭环零点的值，只改变闭环极点的值；闭环极点的数值随反馈系数B 由零到无限大变化而变。

在开环增益函数不变时，闭环增益函数的极点在s 平面上的位置将随反馈系数B 的大小而移动（这被称为根轨迹）。

2.单极点闭环系统的响应特性
低通单极点负反馈系统的上升时间和通频带的乘积是一个常数。

负反馈使频带展宽到（1+AB ）倍，所以上升时间要下降（1+AB ）分之一。

五、负反馈放大器的稳定性
1.负反馈放大电路产生自激振荡的原因及条件
在某一频率下，(21)180A B n ϕϕ+=+⨯，()f X j ω与()i X j ω由中频区的同相变为反相，使放大电路的净输入信号由中频时的减小变为增加，放大电路由负反馈变成了正反馈。

当()()1A j B j ωω=-时，即使输入端不加信号（()0i X j ω=），
输出端也会产生输出信号，电路产生自激振荡。

2.负反馈放大电路稳定性的判断
比较0f 与C f 的大小。

若0C f f >，则电路稳定；若0C f f ≤，则电路会产生自激振荡。

其中0f 为180A B ϕϕ+=-时的频率，C f 为()()1A j B j ωω=时的频率。

3.稳定裕度
增益裕度：
20lg ()()o
m f f G A j B j ωω==
相位裕度：
180c
m A B
f f ϕϕϕ==-+
当m G ≤–10dB 且m ϕ≥45°时，负反馈放大电路可靠稳定。

六、相位补偿原理与技术
在基本放大器或反馈网络中人为地增加一些C 或RC 元件，称为相位补偿，又称为频率补偿，主要包括主极点补偿、极点分离的密勒电容补偿。

主极点补偿和密勒极点补偿都会减小放大器的带宽，其中主极点补偿对带宽的削减程度会大于密勒补偿。