模拟电路 反馈
模拟电子技术基础知识反馈电路的稳定性分析与优化策略
模拟电子技术基础知识反馈电路的稳定性分析与优化策略在模拟电子技术中，反馈电路是常见且重要的一种电路结构。
反馈电路起到稳定、放大和改善电路性能的作用。
本文将重点讨论反馈电路的稳定性分析与优化策略。
一、反馈电路的基本原理反馈电路是指将电路的一部分输出信号作为输入信号的一部分反馈给电路的输入端，以达到改变电路性能的目的。
在反馈电路中，主要存在两种类型的反馈：正反馈和负反馈。
正反馈会使电路产生振荡，不利于电路的稳定性，因此在大多数情况下，我们采用负反馈来实现电路的稳定性和放大性能的改善。
二、反馈电路的稳定性分析在分析反馈电路的稳定性时，我们通常关注两个方面：振荡和瞬态响应。
1. 振荡振荡是指电路在特定条件下产生的周期性输出。
为了避免振荡的发生，我们需对反馈电路的传递函数进行分析。
传递函数是描述输出与输入关系的函数，通常通过拉普拉斯变换来表示。
我们需要对传递函数的分母进行因式分解，找到所有导致传递函数极点的因素。
只有当所有的极点的实部为负数时，才能保证系统的稳定性。
2. 瞬态响应瞬态响应是指电路对输入信号的瞬时变化做出的响应。
反馈电路的瞬态响应与稳定性密切相关。
当输入信号发生变化时，电路的输出应该尽快达到稳定状态，而不产生过渡过程中的振荡或较长时间的衰减。
三、反馈电路的优化策略为了提高反馈电路的稳定性，我们可以采取以下优化策略：1. 设计合适的反馈网络反馈网络的设计是影响电路稳定性的关键。
我们需要选择合适的反馈网络来抑制系统的不稳定因素。
常见的反馈网络包括电压反馈和电流反馈，根据具体的电路要求来确定合适的反馈结构。
2. 控制增益和相位裕度增益和相位裕度是反馈电路稳定性的重要参数。
合适的增益和相位裕度可以保证电路稳定性，并减小不稳定性带来的影响。
通过设计合适的补偿电路来控制增益和相位裕度，是提高电路稳定性的重要手段。
3. 优化元件选择和布局正确选择和布局电路元件对于稳定性的提高也起到至关重要的作用。
合适的元件选择可以减小元件间的耦合和干扰，提高电路的抗干扰能力和稳定性。
模拟电子技术基础知识反馈电路的稳定性分析与优化
模拟电子技术基础知识反馈电路的稳定性分析与优化一、引言在模拟电子技术中，反馈电路是一种常用的电路形式。
反馈电路通过将输出信号与输入信号进行比较，并将差异信号作为反馈信号，以实现对电路性能的调节和控制。
然而，反馈电路的稳定性是一个重要的问题，它直接影响到电路的可靠性和性能。
本文将对模拟电子技术基础知识中的反馈电路的稳定性进行分析与优化。
二、反馈电路的基本原理反馈电路是通过将一部分输出信号引入到输入端，将输出信号与输入信号进行比较，并产生差异信号作为反馈信号的电路形式。
根据反馈方式的不同，反馈电路可以分为正反馈和负反馈两种。
1. 正反馈正反馈是指将输出信号的一部分加在输入端，产生正向放大效应的一种反馈方式。
正反馈会增加电路的总增益，并可能导致电路不稳定或产生自激振荡。
2. 负反馈负反馈是指将输出信号的一部分作为反馈信号，与输入信号相减，并对差异信号进行放大的一种反馈方式。
负反馈可以降低电路增益，提高电路的稳定性和线性度。
三、反馈电路的稳定性分析稳定性是评价反馈电路性能的重要指标之一。
反馈电路的稳定性取决于电路的输入输出特性以及反馈回路的增益和相位特性。
1. 稳定性条件反馈电路的稳定性条件是通过判别开环增益和相位特性的频率特性来确定的。
如果开环增益的幅频特性超过单位增益时，反馈电路可能会失去稳定性。
而当相位特性的相频特性出现360度的相移时，反馈电路也可能会失去稳定性。
2. 稳定性分析方法稳定性分析常用的方法是使用Nyquist稳定性准则和Bode稳定性准则。
Nyquist稳定性准则是通过分析开环传输函数的极点和零点来判断稳定性。
Bode稳定性准则则通过绘制开环响应的幅频特性和相频特性曲线来判断稳定性。
四、反馈电路的稳定性优化在实际应用中，为了提高系统的稳定性和性能，我们可以采取一些优化措施。
1. 增加补偿网络补偿网络可以通过增加额外的补偿元件，来改变反馈回路的相位响应以及频率特性。
常见的补偿网络包括相移网络和零点补偿等。
模拟电路电流反馈放大器
模拟电路电流反馈放大器电流反馈放大器是一种重要的模拟电路，其作用是将输入电流信号放大，并以输出电流的形式进行反馈控制。
本文将介绍电流反馈放大器的基本原理、特点以及应用领域。
一、基本原理电流反馈放大器是通过控制输出电流来实现放大的，与电压反馈放大器相比，具有更高的带宽和更好的线性度。
其基本原理可以概括为以下几个方面：1. 输入电流：电流反馈放大器的输入为电流信号，可以是直流电流或交流电流。
输入电流经过输入端的电流源，并经过输入电阻进入放大电路。
2. 放大电路：放大电路通常由一个或多个晶体管构成，其中晶体管是最常用的放大元件。
输入电流经过放大电路，经过晶体管的放大作用后得到输出电流。
3. 反馈控制：输出电流经过反馈网络，形成反馈回路。
反馈网络可以根据输出电流调节输入电流，以达到对放大倍数、带宽和线性度的控制。
二、特点电流反馈放大器具有以下几个特点：1. 高带宽：由于采用电流反馈方式，电流反馈放大器的带宽通常比电压反馈放大器更宽，适用于高频信号的放大。
2. 低失真：电流反馈放大器的线性度较好，能够提供较低的失真度，使得放大后的信号更加准确。
3. 稳定性好：电流反馈放大器具有较好的温度稳定性和频率稳定性，不会因外界因素的变化导致放大性能的下降。
三、应用领域电流反馈放大器在各个领域都有广泛的应用，其中一些典型的应用包括以下几个方面：1. 通信系统：电流反馈放大器常用于通信系统中的信号放大环节，如射频放大器、低噪声放大器等。
2. 音频放大器：电流反馈放大器在音频放大器中得到广泛应用，能够提供高保真度的音频放大效果。
3. 传感器信号放大：对于小信号传感器输出的微弱电流进行放大，电流反馈放大器能够提供较高的灵敏度和精度。
4. 仪器仪表：在仪器仪表中，电流反馈放大器可以用于测量小电流信号或进行精确放大。
总结电流反馈放大器作为一种重要的模拟电路，在各个领域都有广泛的应用。
其通过控制输出电流来实现对输入电流的放大，并具有高带宽、低失真和较好的稳定性等特点。
模拟反馈电路课程设计
模拟反馈电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握模拟反馈电路的基本概念，理解其在电子技术中的应用。
2. 使学生了解不同类型的反馈电路，并掌握其工作原理及特点。
3. 帮助学生掌握使用运算放大器搭建模拟反馈电路的方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析、设计简单模拟反馈电路的能力。
2. 提高学生动手实践能力，能够正确搭建和调试模拟反馈电路。
3. 培养学生运用数学工具对模拟反馈电路进行性能分析的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发他们探索科学奥秘的热情。
2. 培养学生团队协作精神，学会在合作中共同解决问题。
3. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据的真实性，勇于面对和解决实际问题。
课程性质：本课程属于电子技术基础课程，强调理论联系实际，注重培养学生的实践能力和创新意识。
学生特点：初三学生，具有一定的物理基础和电子技术知识，对实验操作感兴趣，但需加强理论知识与实际应用的联系。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过讲解、实验和练习等形式，使学生达到课程目标。
同时，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论部分：- 模拟反馈电路的基本概念与分类- 反馈电路的工作原理与性能特点- 运算放大器在模拟反馈电路中的应用- 反馈电路的稳定性分析2. 实践部分：- 搭建不同类型的模拟反馈电路- 调试与优化反馈电路- 测量并分析反馈电路的性能参数- 设计简单的模拟反馈系统教材章节：本教学内容参考课本第三章《模拟电子技术基础》相关内容。
教学内容安排与进度：1. 理论部分：共4课时，分两个星期完成。
- 第1课时：介绍模拟反馈电路的基本概念与分类- 第2课时：讲解反馈电路的工作原理与性能特点- 第3课时：分析运算放大器在模拟反馈电路中的应用- 第4课时：反馈电路的稳定性分析2. 实践部分：共4课时，分两个星期完成。
- 第1课时：搭建不同类型的模拟反馈电路- 第2课时：调试与优化反馈电路- 第3课时：测量并分析反馈电路的性能参数- 第4课时：设计简单的模拟反馈系统教学内容确保科学性和系统性，通过理论与实践相结合，使学生掌握模拟反馈电路的相关知识。
《模拟电路》负反馈放大电路
RE 介于输入输出回路，有反馈。 反馈使 uid 减小，为负反馈。 既有直流反馈，又有交流反馈。
第4章 负反馈放大电路
4.2 负反馈放大电路的基本类型与判断 四、归纳总结
负反馈放大电路的基本类型与判断
这节课主要讲述了负反馈放大电路的基本组态、如何判断负反馈电路 的基本组态，常见的应用电路有哪些。
第4章 负反馈放大电路
通过反馈电路把基本放大器的输出和输入连成环状，称为闭环放大器或 反馈放大器。没有反馈电路的放大器，称为开环放大器（即基本放大 器）。
4.1 反馈的基本概念及类型 三、知识深化
第4章 负反馈放大电路
（二）反馈放大器的分类
(1) 根据输出端取样对象分类 根据输出端取样对象分类，可分为电压反馈和电流反馈两类。电 压反馈的反馈信号取自输出电压 ，反馈量与输出电压成正比。 如图2（a）和（b）所示。
4.3 负反馈对放大电路性能的影响
目录
第4章 负反馈放大电路
01
明确任务：负反馈对放大器性能的影响
02
知识准备：负反馈对放大器性能的影响
03
知识深化：负反馈对放大器性能的影响的总结
04
归纳总结
4.3 负反馈对放大电路性能的影响 一、明确任务
第4章 负反馈放大电路
（一）负反馈对放大器性能的影响
负反馈对放大电路性能的影响有：提高放大倍数的 稳定性；扩展带宽；减小非线性失真；电压负反馈稳定输 出电压，输出电阻减小；电流负反馈稳定输出电流，输出 电阻增大；串联负反馈使输入电阻增大，并联负反馈使输 入电阻减小。
4.3 负反馈对放大电路性能的影响 二、知识准备
第4章 负反馈放大电路
（一）负反馈对放大器性能的影响
2.扩展带宽
模拟电路自测题4(反馈与负反馈)
反馈和负反馈放大电路1. 放大电路中有反馈的含义是___B____。
(a) 输出与输入之间有信号通路(b) 电路中存在反向传输的信号通路(c) 除放大电路以外还有信号通道2. 根据反馈的极性，反馈可分为___C____反馈。
(a) 直流和交流(b) 电压和电流(c) 正和负3. 根据反馈信号的频率，反馈可分为____A___反馈。
(a) 直流和交流(b) 电压和电流(c) 正和负4. 根据取样方式，反馈可分为_____B__反馈。
(a) 直流和交流(b) 电压和电流(c) 正和负5. 根据比较的方式，反馈可分为___C____反馈。
(a) 直流和交流(b) 电压和电流(c) 串联和并联6. 负反馈多用于____A___。
(a) 改善放大器的性能(b) 产生振荡(c) 提高输出电压7. 正反馈多用于____B___。
(a) 改善放大器的性能(b) 产生振荡(c) 提高输出电压8. 直流负反馈是指___B____。
(a) 只存在于直接耦合电路中的负反馈(b) 直流通路中的负反馈(c) 放大直流信号才有的负反馈9. 交流负反馈是指____B___。
(a) 只存在于阻容耦合电路中的负反馈(b) 交流通路中的负反馈(c) 变压器耦合电路中的反馈10.直流负反馈在电路中的主要作用是__C_____。
(a) 提高输入电阻(b) 增大电路增益(c) 稳定静态工作点11.若反馈信号正比于输出电压，该反馈为___C____反馈。
(a) 串联(b) 电流(c) 电压12.若反馈信号正比于输出电流，该反馈为____B___负反馈。
(a) 并联(b) 电流(c) 电压13.当电路中的反馈信号以电压的形式出现在电路输入回路的反馈称为___B____反馈。
(a) 并联(b) 串联(c) 电压14.当电路中的反馈信号以电流的形式出现在电路输入回路的反馈称为___A____反馈。
(a) 并联(b) 串联(c) 电压15.电压负反馈可以____A___。
模拟电子技术基础知识反馈电路的原理与应用
模拟电子技术基础知识反馈电路的原理与应用反馈电路是模拟电子技术中常见的一种电路结构，其通过将一部分输出信号反馈给输入端，实现对电路性能的调节和稳定。
本文将从反馈电路的基本原理、分类和应用等方面进行探讨。
一、反馈电路的基本原理反馈电路通过将一部分输出信号注入到输入端，使得输入与输出之间存在一种“反馈”机制。
这种反馈机制可以分为正反馈和负反馈两种。
1. 正反馈正反馈是指将电路输出的一部分信号放大并反馈给输入端，从而增强原有输入信号。
这种反馈机制会导致电路输出信号失真，增大幅值，甚至产生自激振荡，因此在实际应用中较少使用。
2. 负反馈负反馈是指将电路输出的一部分信号反馈给输入端，并与输入信号相位相反，通过调节反馈信号的幅度、相位等参数，可以实现对电路性能的控制和调节。
负反馈可以分为串联负反馈和并联负反馈两种。
a. 串联负反馈串联负反馈是将输出信号与输入信号通过串联的方式相连接，形成反馈环路。
它可以提高电路的稳定性、增加输入电阻、降低输出阻抗以及增加电路的线性范围等。
b. 并联负反馈并联负反馈是将输出信号与输入信号通过并联的方式相连接，形成反馈环路。
它可以降低电路的输入电阻、提高电路的输出阻抗以及调节电路增益等。
二、反馈电路的分类根据反馈信号的注入位置和方式，反馈电路可以分为电压反馈和电流反馈两种。
1. 电压反馈电压反馈是将电路输出端的电压信号反馈到输入端，通过调节反馈电压的幅度和相位来控制电路性能。
常见的电压反馈电路包括电压跟随器、差分放大电路等。
2. 电流反馈电流反馈是将电路输出端的电流信号反馈到输入端，通过调节反馈电流的幅度和相位来控制电路性能。
常见的电流反馈电路包括电流跟随器、电流限制器等。
三、反馈电路的应用反馈电路在模拟电子技术中有着广泛的应用，下面以几个典型的应用为例进行介绍。
1. 放大电路在放大电路中，反馈电路可以通过控制放大倍数、提高频率响应等方式来实现对信号的放大和调节。
其中，用于放大放大器的负反馈电路，可以提高放大器的线性度、稳定性和频率响应。
模拟电路 5.1 反馈的基本概念与分类
与A无关。反馈网络多由电阻、电容组成， 不受环境温度等因素的影响。
(2)环路增益 AF
信号沿放大电路和反馈网络一周后所具有的增益
X b X a
A FX a X a
A F
Xa’
基本放大
Xo
电路 A
Xb
反馈网络 F
(3) Af、F 的形式
信号 X 在四种反馈组态中的具体形式
电压串联 电压并联 电流串联 电流并联
2. 直流反馈与交流反馈
直流反馈(a):Xf只有直流成分。 交流反馈(b): Xf只有交流成分。
C1
Rs
+
us
-
+VCC
Rc1
Rc2
C2 +
RF
uo
Re1
Re2
Ce
-
Rb
Rs T1
+
us Re1
-
Rc1 T2
RF CF
Re2
+VCC Rc2
+
uo
-
反馈网络中串接隔直电容——交流反馈。
反馈网络两端并联旁路电容——直流反馈。
输入节点。
串联： Xf和Xi接于不同
输入节点。
X i X f
X i X f
X i X f
X i
X f
3. 交流负反馈组态
(2). 串联反馈和并联反馈 判断方法
并联： Xf和Xi接于同一
输入节点。
串联： Xf和Xi接于不同
输入节点。
C1
Rs
+
us
-
+VCC
Rc1
Rc2
C2 +
RF
uo
Re1
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基基基基
F
Io
②. 电流取样(反馈)：反馈网络串接于输出回路，对
输出电流IO取样，从而稳定IO。 因此，为了稳定输出电压必须电压取样，而稳定输出
电流必须电流取样。
三. 反馈放大器的分类及判别
. Xi ＋ ∑
.
Xi '
基基基基基
. Xo
.
A
Xf
基基基基 F
1. 根据反馈的效果划分 正反馈 ： Xi′= Xi + Xf > Xi
A
Af 表示引入反馈后的反馈放大器的稳定度。 Af
显然，相对变化量越小表示放大倍数的稳定度越高。
A
由于
Af
1 AF
Af
dAf dA
A
1
A
(1 AF )2
1 A A Af A 1 AF 1 AF A 1 AF A
所以
Af 1 A Af 1 AF A
2. (1+AF)是表征负反馈强弱的参数。为此，定义反馈深度
D 1 AF 1T
其中
T AF Xo Xf Xf X i Xo X i
称为环路增益。显然T越大，回送量Xf越大，抵消输入
量越多，表明负反馈越强，因而闭环增益越小。
3. 若D>>1，即深反馈时，则
Af
Xo Xi
A 1 AF
f
Af
(
jf
)
A( jf ) 1 A( jf )F
AI
Af
(
jf
)
1
1 j
ALF fL
AIf 1 j fLf
其中
AIf
(1 AI F ) f
AI 1 AI F
f Lf
f
fL 1 AI F
可见， 负反馈使放大器的下限频率降低（1+AF）分之一。
负反馈改善放大器频率响应的示意图
可见，负反馈使非线性失真系数减小(1+AF)倍。
UCC
-
+
- + -V1
V2Io －RL
RE1 RF RE2
+
+
Uo
-
正反馈
2. 直流负反馈和交流负反馈
RB1
+
Ui -
RC1 RE2
UCC
V1
V2
RF
+
R E1
RC2 RL U-o
直流负反馈主要用于稳定工作点，只有直流负反馈 的放大器不是负反馈放大器。
3. 局部负反馈和级间负反馈
4. 根据叠加方式和取样方式的不同有四种负反馈：
其(开环)放大倍数定义为
∑
Xi -
Xi ' 基 基 基 基 基 A
基基
Xo
A
Xo
X
' i
Xf
基基基基
F
根据输出量和净输入量是电压还是电流的不同，有
Au
Uo U i
Ag
Io U i
电压放大倍数 互导放大倍数
Ag
Uo Ii
Ai
Io Ii
互阻放大倍数 电流放大倍数
2. 反馈网络
通常由性能稳定的电阻、 基 基
基基基基基
A
Xo
Xi X i Xf
Xf 基基基基
X f XoF
F
Xi X i Xf X i XoF (1 AF ) X i
闭环放大倍数（或闭环增益）为
Af
Xo Xi
A 1 AF
可见：
Af
Xo Xi
A 1 AF
1. 负反馈使放大器增益减小(1+AF)分之一。
+
Ui -
+ Ube -
V1
+
RF
V2
R E1 U- f CE RC2 RL
+
U-o
UO↑↓( ) → U↑f (↓) →Ub↓e ↑( )
UO↓↑( )
Au
Uo Ui
1(RC1 || rbe2 )
rbe1
2(Rc2 || RL)
rbe 2
反谓反馈，就是将放大器的输出量(电流或电压)，
负反馈： Xi′= Xi － Xf < Xi 判别方法：瞬时极性法。
↑ ↑
XO↑→ X↑f → X'↑ i XO↑↑
XO↑→ X↑f → X'i
XO
Ube<Ui RB1
++
Ui -
RC1 RE2
UCC
-
+
V1
+- RF
R E1
RC2
V2
+
RL
+
U-o
负反馈
Ube>Ui RB1
++
Ui -
RC1 RC2
第8章 反馈
8.1 反馈的基本概念及反馈放大器的分类 8.2 负反馈对放大器性能的影响 8.3 负反馈放大器的分析和近似计算 8.4 负反馈放大器稳定性讨论
8.1 反馈的基本概念及反馈放大器的分类
一. 什么是反馈
Uo=AuUi
Ui=Ube
RB1
RC1 RE2
UCC
Ube=Ui －Uf Uf ∝Uo
作业： p296
8-2, 8-3, 8-8 ， 8-9。
二. 负反馈使放大器通频带展宽
首先考察高频特性。设开环增益的高频响应具有一阶极点，
即 A ( jf ) AI
1 j f fH
因为
Af
(
jf
)
A( jf ) 1 A( jf )F
AI
1 j f
Af
(
jf
)
1
1
fH AI jf
①. 串联叠加：输入信号为电压Ui，反馈量为电压
Uf， Ui和Uf串联叠加产生控制电压Ui′。
+
U-i
+
-
Uf+U- 'i
基
基
基基 A
基
.
Xo
Ii Ii'
.
If
基基基基基 A
Xo
基基基基
F
基基基基
F
②.并联叠加：输入信号为电流Ii，反馈量为电流If， Ii和If并联叠加产生控制电流Ii′。
根据输入信号是电压还电流，只有上述两种叠加方式。
可见，负反馈放大倍数的稳定度比无反馈时放大倍数的
稳定度提高了（1+AF）倍。若满足深反馈，则
Af
A 1 AF
1 F
[例]. 某负反馈放大器，要求闭环放大倍数Af=100， 当 开 环 放 大 倍 数 A变 化 ±10%时 ， Af 的 相 对 变 化 量 在 ±0.5%以内，试确定开环放大倍数A及反馈系数F。
|A(f)| AI
0.707AI
20dB/无 无 无 无
AIf
0.707AIf
无无无无无无无无无无无 无无无无无无无无无无无无
BW
-20dB/无 无 无 无
BWf
fLf
fL
fH
fHf
f
BW fH fL fH
BWf fHf fLf fHf (1 AI F ) fH (1 AI F )BW
Ii
+
Rs
If
+
-Us
RC1 RC2
UCC
- I'i V1 Rf
+
-V2 Io
Uo
RL
RE1
RE2
-
并联电流负反馈
(D)
（G）
+ _ Ui
（S） Rf
+ U_f RE
+
基基
输入①
· · +
Ui_
输入②
+
U_ f
串联负反馈
_
+
_
RS Ui
Ii If (D) (G) I'i (S)
Rf 基 基
·RS
+
··
R1
R1
R3
+
+ Ui
-
·-
·
I
· + R7 ·+
Uf R2
R4
·
· UCC ·-R5
UO1
串联电流 负反馈
·+
UO2
R6
串联电压 负反馈
· -UEE
正反馈
· R7
R1
R1
·- Ii R2IIff
·+
· + · Ui
+
-
I
· R3
+ ·-
R2
R4
·
· +·-R5
·+ R6
·
UCC
UO1 UO2
io
t －Xi
0
A＋
u be
Xo －
0
t
xi
xi′
t0
t
0
Xi
＋∑ －
Xi′
f
io 0
A
u be
Xf
xo
xo
Xo
00
tt
0
t
F
非线性失真系数
THD
X
2 2h
X
2 3h
X
2 nh
X 1o
X nhf X nh AFXnhf
X nhf
X nh 1 AF