模拟电路 放大器的反馈电路

BWf = (1+ Au B) fh = (1+ A B)BW u
应该指出，通频带的扩展是以放大器增益减小为代价的，实际上引入负反馈后，放 大电路的带宽增益积是不变的。即
BWf × Auf = (1+ A B) fh × A /(1+ A B) = A fh =Au ×BW u u u u
4-2-4 改变输入、输出电阻
反馈 网络 反馈网络Rf和R1 对输出电压信号 Uo取样得到反馈 信号Uf
4-1-2 负反馈的类型
根据反馈信号是对输出电压信号取样还是对输出电流信号取样，以及取样 信号反馈到输入端后是与输入信号是串联比较还是并联比较可以对负反馈 放大器进行分类。 在输出端，如果反馈信号是对输出电压取样，也就是说反馈信号与输出电 压有关，则称为电压反馈；如果反馈信号是对输出电流取样，也就是说反 馈信号与输出电流有关，则称为电流反馈。 在输入端，如果反馈到输入端的信号是以电压形式出现，与输入电压串 联比较，则称为串联反馈；如果反馈到输入端的信号是以电流形式出现， 与输入电流并联比较，则称为并联反馈。 因此，一共可分为四种不同类型的负反馈，即： （1）电压串联负反馈 （2）电压并联负反馈 （3）电流并联负反馈 （4）电流串联负反馈。
1.对输入电阻的影响 1.对输入电阻的影响
对于负反馈，输入信号与净输入信号的关系为
Xi = X∑ + X f = (1+ AB)X∑ = FX∑
所以，对于串联负反馈有 并联负反馈有 I i = FI ∑ 1）串联负反馈提高输入电阻 ） 根据输入电阻的定义有
uf
反馈网络
负反馈改善非线性失真实际上是通过负反馈先产生一个预失真信号来实现的，这种预 失真信号来自于输出信号的失真，因此负反馈只能改善放大器的非线性失真，而不能 消除失真。 负反馈改善非线性失真的效果与反馈深度有关，反馈越深改善效果越好。在深度负 反馈时，A f ≈ 1 / B ，放大电路的输出几乎与基本放大电路无关，基本放大电路的非 线性失真也就得到了抑制。
4-1 负反馈的基本概念
所谓反馈，就是将输出信号进行检测，以某种形式反馈到放大器的输入 端，与输入信号相比较，对放大器的输入信号进行调整，达到减小输出误差， 改善放大器性能指标的要求。
4-1-1 放大器的反馈
由图可知，基本放大器的净输入信号为
X ∑ = Xi − X f
∑
X∑
Xi
Xf
基本放大器 A
4-2-2 减小放大器非线性失真
放大器在大信号工作时，不可避免地要产生非线性失真，引入负反馈以后，可以使 这种非线性失真得到改善。 基本放大器产生失真
ui
反馈信号与输入 信号比较后产生 预失真信号
uo
负反馈减小失真
基本放大器
使输出信 号较少了 失真
ui
Σ u ∑
基本放大器
uo
基本放大器对信号负 半周放大能力较小
R1 Rf Rs Us Ui If Ii IΣ RL Uo Rf
RL Ui
Uo
对于电流反馈，则要分两种情况讨论
Rs
s i
Rf
R1 Io
L
Rf
Io
（1）反馈网络是接入到输出回 U R U R 路的负载侧 U U R R 反馈信号连接到放大电路的反相端 为负反馈放大电路。 一般来说，由集成运放组成的放大器，其反馈支路只能接入到放大器输出回路的 负载侧，所以其电流反馈放大电路，反馈信号必须接入到放大器的反相输入端才 是负反馈。 UCC （1）反馈网络没有接入到输 RC3 RC1 RC2 C2 出回路的负载侧 RB1 C1 V3 Io 由图可知，信号从V1基极输入，经 V2 V1 R f 过三次反相从V3集电极输出，所以 Io RL Uo V1基极为反相输入端，射极为同相 Ui RE2 URE3 RE1 RE3 输入端。反馈电路连接到同相输入 端，根据瞬时极性判别法可知，该 电路为负反馈。
Io RL Uo
Xi Xf
∑
X∑
Ag
b'
Br
各类反馈在电路连接形式上的一般区别。 各类反馈在电路连接形式上的一般区别。
在输入端
并联反馈
反馈信号与输 入信号是并联 电流比较
a
将放大电路输入端 对地短路，反馈信 号仍能输入到基本 放大器中
a
串联反馈
反馈信号与输 入信号是串联 电压比较
Au
Ui I∑ If
b
在输出端
反馈网络的输入 端与放大器的输 出端是并联连接
Xi
∑
X∑
Au
RL
b'
Uo
Xf
Bu
电流反馈
b
将放大电路输 出端短路，反 馈网络输入端 被短路，反馈 网络取样信号 为零 。 反馈网络的输入 端与放大器的输 出端是并联连接 将放大电路输出端 短路，反馈网络输 入端仍可获得输出 电流信号 。
将放大电路 输出端短路， 反馈信号消 失为电压反 馈，否则为 电流反馈
Af =
A A 1 = ≈ F 1+ AB B
可见，在深度负反馈下，闭环增益几乎与开环增益无关，也就是说，闭环 增益几乎不受开环增益变化的影响，因而，增益稳定性得到了极大的提高。
应当指出，对于不同类型的负反馈，由于取样信号、反馈信号不同，A 、B、Af所 表示的含义是不同的，它所稳定的对象也是不同的， 串联电压 电压负反馈，开环增益、反馈系数和闭环增益分别为Au、Bu、Auf。当负载电 电压 阻增大造成输出电压增大时，反馈电压也增加，而反馈电压的增加将使得净输入 电压减小，最终使输出电压 电压下降而保持基本稳定。 电压 串联电流 电流负反馈，开环增益、反馈系数和闭环增益分别为Ag、Br、Agf。当负载电阻 电流 增大造成输出电流减小时，反馈电压也减小，而反馈电压的减小将使得净输入电压 增加，最终使输出电流 电流增加而保持基本稳定。 电流 并联电压 电压负反馈，开环增益、反馈系数和闭环增益分别为Ar、Bg、Arf。当负载电阻 电压 增大造成输出电压增大时，反馈电流也增加，而反馈电流的增加将使得净输入电流 减小，最终使输出电压 电压下降而保持基本稳定。 电压 并联电流 电流负反馈，开环增益、反馈系数和闭环增益分别为Ai、Bi、Aif。当负载电阻 电流 增大造成输出电流减小时，反馈电流也减小，而反馈电流的减小将使得净输入电流 增加，最终使输出电流 电流增加而保持基本稳定。 电流 由此可见，电压负反馈可以使输出电压稳定， 电流负反馈可以使输出电流稳定。
基本放 大器
F =1 + AB >1
这时放大器增益减小，为负反馈；
F =1 + AB <1
这时放大器增益增加，为正反馈；
Ui
U∑ UO R1 Uf Rf
F =1 + AB = 0
这时放大器增益为无穷大， 放大器自激振荡。 在与输入信号 Ui进行比较后 对于负反馈， = 1 + AB 总 F 是大于1，而且，此值越大， 得到放大器的 说明负反馈越强，放大器的 净输入信号。 然后送入放大 闭环增益下降得越多。 器进行放大。
第四章 放大电路中的负反馈
本章教学要求
1．掌握负反馈的概念和四种基本类型负反馈放大器的电路结 构、工作原理、基本分析方法。 2．掌握四种负反馈放大器类型的判断。 3．掌握负反馈对放大器性能的影响，并能根据需要引入适当 的负反馈。 4．掌握在深度负反馈条件下放大器电压增益的近似计算。 5．掌握利用波特图进行负反馈放大器稳定性分析的方法。了 解相位补偿的原理。
RL
Uo
信号从第二极集电极输出，当信号从第一级晶体管基极输入时，经 过两次反相，输出电压与输入电压同相；当信号从第一级晶体管发射极 输入时，则输出电压与输入电压同相。所以b1为同相输入端，e1为反相 输入端。
2）正、负反馈的判别
在得到等效放大器后， 正、负反馈的判别一般采用瞬时极性判别法。 设在某一瞬间UI为正极性，即反相端电位比地高 这时，电流Ii流向放大器 放大器输出端电位为负，即比地低 Rf两端电位左高右低，IF向上流 所以，流进放大器的净输入电流为 I∑=Ii-If 反馈使净输入信号减小。故为负反馈 从电路连接形式上也可进行正、负反馈的判别 对于电压反馈，如果反馈网络是无 源网络（如电阻网络），反馈信号 只有连接到放大电路的反相输入端 才能使净输入信号减小，才是负反 馈。
一个放大电路，不论是单级放大电路（包括单级运放电路）还是多级放大电路（包 括多级运放电路）都可以等效为一个有两个输入端和一个输出端的放大器。这两个 输入端也是一个同相输入端和一个反相输入端。
单级晶体管放大电路
UCC RB C1 Ui1 b e Ui2 RL Uo RC C2 e Ui1 Ui2 b Au
A A ( jf ) A /(1+ jf / fh ) uf u u A ( jf ) = = = uf 1+ A( jf )B 1+ A B /(1+ jf / fh ) 1+ jf (1+ A B) fh u u
式中 Auf = Au /(1 + Au B ) 为闭环增益 引入负反馈后闭环放大电路的带宽为
a'
U∑
Ii
Au
Uf
Bu
将放大电路 输入端对地 短路，网络 输出端被短 路，反馈信 号不能输入 到基本放大 器中
a'
Bu
将放大电路输入端短路，反馈信 号仍能输入到基本放大电路中为 串联反馈，否则为并联反馈
如果反馈回来的信号输入到基本放大电路的份量越多，则反馈效 果就越好。对于串联反馈，电源内阻越小，反馈效果就越好；对 于并联反馈，电源内阻越大，反馈效果就越好。
4-1-3负反馈的判别
1.反馈类型的判别 1.反馈类型的判别
在输出端，将输出端短路，使输出电压为0，若反馈网络输入端接地，反馈消失，即 为电压反馈；否为电流反馈。 在输入端，将放大器输入端对地短路，反馈网络输出端接地，即为并联反馈；否则为 串联反馈。 R