第六章反馈放大电路6.1反馈的基本概念6.2负反馈放大器的四种类型6.3负反馈对放大器性能的影响6.4负反馈放大器的计算
6.5负反馈放大器的自激振荡及消除方法ICUBEUETICIB6.1反馈的基本概念一、从一个例子说起稳定工作点电路：UB一
定输入量：ui、ube、ib输出量：uo、uce、ic正向传输——信号从输入端到输出端的传输反馈——将电子系统输出回路的电量（电压
或电流），以一定的方式送回到输入回路的过程。二.几个基本概念1.开环与闭环正向传输——信号从输入端到输出端的传输反向传输——
信号从输出端到输入端的传输反馈传输(通路)（反馈网络）信号的正向传输信号的正向传输电路中只有正向传输，没有反向传输，称为开环状态。
既有正向传输，又有反馈称为闭环状态。ic2.直流反馈与交流反馈直流反馈——若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。该电路引
入直流反馈的目的，是为了稳定静态工作点Q。交流反馈——若电路将交流量反馈到输入回路，则称交流反馈。（如去掉电容Ce）交流反馈，影响
电路的交流工作性能。交流反馈直流反馈例：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈。解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直
流还是同时存在，来进行判别。交、直流反馈注意电容的“隔直通交”作用！交流反馈3.负反馈与正反馈负反馈——输入量不变时，引入反馈后
使净输入量减小，放大倍数减小。正反馈——输入量不变时，引入反馈后使净输入量增加，放大倍数增加。例：基本放大器，无反馈，净输入量ub
e=ui，电压放大倍数为：引入反馈后，净输入量ube=ui-uf，电压放大倍数为：可见，净输入量减小，放大倍数减小，所以是负
反馈。4.本级反馈与级间反馈本级反馈——反馈只存在于某一级放大器中级间反馈——反馈存在于两级以上的放大器中例本级反馈本级反馈级间
反馈6.2负反馈放大器的四种类型负反馈类型有四种组态:电压串联负反馈电压并联负反馈电流串联负反馈电流并联负反馈反馈电压
：从输入端看，有：ud=ui-uf一.电压串联负反馈因为反馈量与输出电压成比例，所以称电压反馈。故为串联负反馈。用“瞬时极
性法”判断反馈极性：假设某一瞬时，在放大电路的输入端加入一个正极性的输入信号，按信号传输方向依次判断相关点的瞬时极性，直至判断出
反馈信号的瞬时极性。如果反馈信号的瞬时极性使净输入减小，则为负反馈；反之为正反馈。根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负
反馈uO?uf?ud(ube)?uO?分立电路电压串联负反馈电压负反馈的特性——稳定输出电压稳定过程：RL?负载变化时，输出电压
稳定——输出电阻↓ui一定反馈电流：从输入端看有：id=ii-if二.电压并联负反馈因为反馈量与输出电压成比例，所以是电压
反馈。故为并联负反馈。根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈。分立电路电压并联负反馈因为反馈电流：反馈量与输出电压
成比例，所以是电压反馈。在输入端有id=ii-if故为并联负反馈。根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为电压串联负反馈id
=ii-if三.电流并联负反馈反馈电流：因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。又因为在输入端有:故为并联负反馈。根据瞬
时极性判断是负反馈，所以该电路为电流串联负反馈。io(ic2)?if?id（ib）?io(ic2)?分立电路组成的电流并联
负反馈引入电流负反馈的目的——稳定输出电流RL?稳定过程：负载变化时，输出电流稳定——输出电阻↑ud=ui-uf又因为在输
入端有四.电流串联负反馈反馈电压：uf=ioRf因为反馈量与输出电流成比例，所以是电流反馈。故为串联负反馈。根据瞬时极性判断是
负反馈，所以该电路为电流串联负反馈io?uf?ud?io?引入电流负反馈的目的——稳定输出电流RL?稳定过程：负载变化时，
输出电流稳定——输出电阻↑分立电路组成的电流串联负反馈电路五.反馈类型及判别方法总结1.直流反馈与交流反馈——注意电容的“隔直通
交”作用例题1:试判断下图电路中有哪些反馈支路，各是直流反馈还是交流反馈？2.反馈极性：正反馈与负反馈判定方法——“瞬时极性法”
对于串联反馈：输入量与反馈量作用在不同的两点上，若输入量与反馈量的瞬时极性相同为负反馈，瞬时极性相反为正反馈。对于并联反馈：输入量
与反馈量作用在同一点上，若反馈元件两端瞬时极性相反为负反馈，瞬时极性相同为正反馈。例题2:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。瞬时
极性法.AVI动画演示3.取样方式——电压反馈与电流反馈电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比例。电流反馈：反馈信号的大小与输
出电流成比例。判断方法——输出短路法：假设输出端交流短路（RL=0），即uo=0，若反馈信号消失了，则为电压反馈；若反馈信号仍
然存在，则为电流反馈。例题3:试判断下列电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈。4.比较方式——串联反馈和并联反馈串联反馈：反馈
信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极。有：ud=ui-uf此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。并联反馈：反馈
信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极。有：id=ii-if此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。对于三极管
电路：若反馈信号与输入信号同时加在三极管的基极或发射极，则为并联反馈。若反馈信号与输入信号一个加在基极一个加在发射极则为串联反
馈。对于运放电路：若反馈信号与输入信号同时加在同相端或反相端为并联反馈。若反馈信号与输入信号一个加在同相端一个加在反相端则为
串联反馈。例题4:试判断下列电路中引入的反馈是串联反馈还是并联反馈。例题5:试判断下列电路中的反馈组态。解:电压串联负反馈。例题6
:试判断下列电路中的反馈组态。反馈组态的判断.AVI动画演示解:电压并联负反馈。5.信号源对反馈效果的影响（1）串联反馈ud
=ui-uf要想反馈效果明显，就要求uf变化能有效引起ud的变化。所以us应为恒压源，即信号源内阻RS越小越好。（2）并联
反馈id=ii-if要想反馈效果明显，就要求if变化能有效引起id的变化。所以is应为恒流源，即信号源内阻RS越大越好。
放大：+基本放大电路A?–迭加：反馈：反馈网络F设Xf与Xi同相负反馈放大器AF=Xo/Xi六.负反馈放大电路的方框图1.
方框图：A称为开环放大倍数净输入信号输入信号输出信号反馈信号F称为反馈系数AF称为闭环放大倍数放大：迭加：反馈：XoAF=Xo/
Xi=Xo/(Xd+Xf)=Xo/(+XoF)=AA1=11+AF+FA2.负反馈放
大器的一般关系闭环放大倍数：称为反馈深度3.关于反馈深度的讨论一般负反馈深度负反馈正反馈自激振荡6.3负反馈对放大电路性能的
影响在放大器中引入负反馈降低了放大倍数使放大器的性能得以改善：提高增益的稳定性减少非线性失真扩展频带改变输入电阻和输
出电阻一.提高放大倍数的稳定性闭环时只考虑幅值有则即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF倍另一方面:在深度负反馈条件下即闭环
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。uiuiuouoAuduo+A?–ufF2.
改善放大器的非线性失真加反馈前失真加反馈后改善改善失真.avi动画演示20lg|A|（dB）AmAmf0F（Hz）fLff
LfHfHf3.扩展放大器的通频带放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了。无反馈时放大器的通频带：fbw=
fH－fL?fH有反馈时放大器的通频带：fbwf=fHf－fLf?fHf可以证明：fbwf=(1+AF)f
bw放大器的一个重要特性：增益与通频带之积为常数。即：Amf×fbwf=Am×fbw4.负反馈对输入电阻的影响(1)
串联负反馈使输入电阻增加无反馈时：有反馈时：(2)并联负反馈使输入电阻减小无反馈时：有反馈时：5.负反馈对输出电阻的
影响(1)电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈→稳定输出电压（当负载变化时）→恒压源→输出电阻小。(2)电流负反馈使输出电阻提
高电流负反馈→稳定输出电流（当负载变化时）→恒流源→输出电阻大。为改善性能引入负反馈的一般原则引直流负反馈要稳定直流量——引交
流负反馈要稳定交流量——引电压负反馈要稳定输出电压——引电流负反馈要稳定输出电流——引串联负反馈要增大输入电阻——引并联负
反馈要减小输入电阻——举例：在下面的放大器中按要求引入适当的反馈。（1）希望加入信号后，ic3的数值基本不受R6改变的影响。（2
）希望接入负载后，输出电压UO基本稳定。（3）希望输入端向信号源索取的电流小。（4）希望稳定静态工作点。解：以上两种反馈都同时具有
交、直流反馈，所以能够稳定静态工作点。如果要求只引入直流负反馈，去除交流反馈。怎样接？6.4负反馈放大电路的计算本节重点讨论
深度负反馈条件下的近似计算一.估算电压增益1.估算的依据深度负反馈：方法一：得由即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈系
数有关。方法二：根据将代入上式得即：输入量近似等于反馈量或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“虚短”、“
虚断”的概念“虚短”与“虚断”深度负反馈条件下：Xd=Xi-Xf≈0(1)“虚短”——ud≈0u+=u-（运放电路）ue=ub（三
极管电路）(2)“虚断”——id≈0ii+=ii-=0（运放电路）ib=0（三极管电路）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：求闭环电压放大倍数：则例2.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闭环电压增益（2）电流并联负反馈放大器例1.分立电路电流并联负反馈解：用方法一。反馈系数:闭环增益闭
环电压增益例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ui=iiR1ii=if闭环电压增益：反馈系数
:（3）电压并联负反馈例1.分立电路电压并联负反馈解：用方法一。闭环增益闭环电压增益例2.运放组成的电压并联负反馈利用虚短和
虚断可知u+=u-=0ii=if（4）电流串联负反馈例1.分立元件组成的电流串联负反馈解：用方法一。反馈系数:闭环增益闭环电
压增益由第二章知，该电路闭环电压增益:例2.运放组成的电流串联负反馈解：用方法二。利用虚短和虚断可知:闭环电压增益:二.估算输
入输出电阻在深度负反馈条件下：注：表中的输入、输出电阻均指反馈环中的输入、输出电阻。Rif＝∞／举例（1）电压串联负反馈Rif＝
Rb1ROf＝0Rif＝0／（2）电压并联负反馈Rif＝RSROf＝0Rif＝0ROf＝∞／／（3）电流并联负反馈Rif＝RSRO
f＝RC2综合举例1：求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。综合举例2：求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。4.5负反馈放大电路的
自激振荡及消除方法一.产生自激振荡的原因及条件1.自激振荡现象在不加输入信号的情况下，放大电路仍会产生一定频率的信号输出
。+基本放大电路A×–反馈网络F2.产生自激振荡的原因为负反馈。中频时：高频或低频时，放大器产生的附加相移达到180°时。变为
正反馈。此时，若满足则Xi=0，仍会有输出信号。+基本放大电路A×–反馈网络F自激振荡条件：幅值条件相位条件（附加相移）3.自
激振荡的条件由以上分析知：分解为幅值条件与相位条件：满足：0为了切实保证稳定，要留有45°余量，称为相位裕度0-90°-180°满
足：同理，为了切实保证稳定，要留有-10dB的余量，称为幅值裕度二.稳定判椐及稳定裕度方法一：则放大器稳定。否则自激。方法二：则放
大器稳定。否则自激。将写为：即：的幅频响应和相频响应波特图(1)作出水平线(2)作?m
?45?(3)判断是否满足相位裕度在水平线的交点作垂线交相频响应曲线的一点若该点满足相位裕度，稳定；否则不稳定。点处作垂线交
于P点在相频响应的若P点在水平线之下，稳定；否则不稳定。三.负反馈放大电路稳
定性分析判断稳定性方法：或的幅频响应和相频响应波特图(1)作出1.设反馈系数，分析其稳定性解：三.
负反馈放大电路稳定性分析举例：设一基本放大器的增益为：三个极点频率为：fp1=0.5×106Hz，fp2=5×106Hz，
fp3=5×107Hz。其中fp1=0.5×106Hz最低，它决定了整个基本放大器的上限频率，称为主极点频率。80(2)作6
040的水平线20(3)水平线050k500k5M50M500M相交于E点。与E点相对应的附加相位移为，因此，放
大器是不稳定的。0-90°-135°-180°-225°-270°806040解：20(1)作0的水平线50k500k5M50
M500M2.将反馈系数改为，分析其稳定性(2)水平线相交于D点。0与D点相对应的附加相位移为，因此，放大
器是稳定的。且jm-90°-135°-180°-225°-270°相交点交在的-20dB/十倍频程处
，放大电路是稳定的。80基本放大电60越大，水平线40下移，越200容易自激50k500k5M50M500M越大，表明基本放大反馈
深度越深0-90°-135°-180°-225°-270°结论：反馈深度越深，越容易自激。如果在0dB
线以上只有一个转折频率，则无论反馈深度如何，电路都能稳定工作，对吗？0dB线以上只有一个转折频率，则在0dB线以上的无论反馈深度如
何，相交点都交在的-20dB/十倍频程处，放大电路是稳定的。斜率为-20dB/十倍频程。四.自激振
荡的消除方法思考因此，消除自激振荡的指导思想是，人为地降低第一个极点的频率，拉大它与第二个极点频率之间的距离，确保相交点出现在第
一、二极点频率之间，即相交在-20dB/十倍频程处。同前例，为了对它进行频率补偿，在产生主极点的电容旁边并联电容CP，这样使f
p1发生了改变，令fp2、fp3不变。1.电容补偿法8060设反馈系数，分析可得：放大器是稳
定的。40200在实际应用中，常将电容跨接在的输入和输出端之间，代替CP。这样就可以减小补偿电容的值。0.05k0.5k
50k500k5M50M0-90°-135°-180°-225°-270°5k3．负反馈电路的四种不同组态可以统一用方框图加以表示
，其闭环增益的表达式为：5．在深负反馈条件下，可用或“虚短”“虚断”法估算电路的闭环增益。本章小结1．将电子系统输出回路的电量（电压或电流），以一定的方式送回到输入回路的过程称为反馈。2．电路中常用的负反馈有四种组态：电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈和电流并联负反馈。可以通过观察法，输出短路法和瞬时极性法等方法判断电路反馈类型。4．负反馈可以全面改善放大电路的性能，包括：提高放大倍数的稳定性，减小非线性失真，抑制噪声，扩展频带，改变输入、输出电阻等。6．负反馈电路的反馈深度如果过大，将有可能产生自激振荡。可以采用频率补偿技术消除自激振荡。但这样会使电路的频带变窄。1.从物理意义上解释低通电路2.稳态分析方法3.增益与传递函数4.复数的模与相角1.从物理意义上解释低通电路2.稳态分析方法3.增益与传递函数4.复数的模与相角1.从物理意义上解释低通电路2.稳态分析方法3.增益与传递函数4.复数的模与相角 |
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