第十四章 放大电路中的负反馈.

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1 第十四章 放大电路中的负反馈

2 14.1 负反馈的基本概念及判别方法 14.2 负反馈放大电路的四种基本组态 14.3 负反馈对放大电路性能的影响

3 14.1 反馈的基本概念及判别方法 基本概念： 凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈。 若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号，就称为正反馈。 这里所说的信号一般是指交流信号，所以判断正负反馈，就要判断反馈信号与输入信号的相位关系，同相是正反馈，反相是负反馈。

4 ± 反馈框图： 反馈网络 叠加 开环 放大器 输出 输入 闭环 取+ 加强输入信号 正反馈 用于振荡器
反馈信号 实际被放大信号 开环 放大器 输出 输入 闭环 取+ 加强输入信号 正反馈 用于振荡器 取 - 削弱输入信号 负反馈 用于放大器 负反馈的作用：稳定静态工作点；稳定放大倍数；提高输入电阻；降低输出电阻；扩展通频带。

5  + – 负反馈框图： 反馈电路的三个环节： 放大： 反馈： 叠加： 差值信号 基本放大 电路Ao 反馈回路F 输入信号 输出信号
反馈信号 反馈电路的三个环节： 反馈： 放大： 叠加：

6 基本放大 电路Ao 反馈回路F  + – ——开环放大倍数 ——反馈系数 ——闭环放大倍数

7 基本放大 电路Ao 反馈回路F  + – 负反馈放大器的一般关系： 反馈深度 定义：

8 负反馈放大器的闭环放大倍数 当AoF>>1时， 结论：当 AoF>>1 很大时，负反馈放大器的闭环放大倍数与晶体管无关，只与反馈网络有关。即负反馈可以稳定放大倍数。

9 例： 反馈系数： ud uf Rf Rf 、RE1组成反馈网络 + – C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1
CE C3 C2 +EC uo ui T1 T2 例： Rf ud uf Rf 、RE1组成反馈网络 反馈系数：

10 14.2 负反馈放大器的四种基本组态 14.2.1 负反馈的类型 一、电压反馈和电流反馈
根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈和电流反馈。 电压反馈：反馈信号取自输出电压信号。 电流反馈：反馈信号取自输出电流信号。 电压负反馈：可以稳定输出电压、减小输出电阻。 电流负反馈：可以稳定输出电流、增大输出电阻。

11 电压反馈采样的两种形式： RL uo RL uo 采样电阻很大

12 电流反馈采样的两种形式： RL io iE RL io iE Rf 采样电阻很小

13 二、串联反馈和并联反馈 根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的不同，可以分为串联反馈和并联反馈。
串联反馈：反馈信号与输入信号串联，即反馈电压信号与输入信号电压比较。 并联反馈：反馈信号与输入信号并联，即反馈信号电流与输入信号电流比较。 串联反馈使电路的输入电阻增大； 并联反馈使电路的输入电阻减小。

14 并联反馈 串联反馈 i if ib uf ui ube ib=i-if ube=ui-uf

15 三、交流反馈与直流反馈 交流反馈：反馈只对交流信号起作用。 直流反馈：反馈只对直流起作用。
有的反馈只对交流信号起作用；有的反馈只对直流信号起作用；有的反馈对交、直流信号均起作用。 若在反馈网络中串接隔直电容，则可以隔断直流，此时反馈只对交流起作用。 在起反馈作用的电阻两端并联旁路电容，可以使其只对直流起作用。

16 C 增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。 + – C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 CE C3 C2 +EC
uo ui T1 T2 Rf RE1 C 增加隔直电容C后，Rf只对交流起反馈作用。 注：本电路中C1、C2也起到隔直作用。

17 增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。
+ – C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 CE C3 C2 +EC uo ui T1 T2 Rf RE1 C 增加旁路电容C后，Rf只对直流起反馈作用。

18 负反馈的分类小结 电压串联负反馈 电压并联负反馈 交流反馈 电流串联负反馈 负反馈 电流并联负反馈 直流反馈 稳定静态工作点

19 14.2.2 负反馈的分析方法 一、反馈类型的判断 分析步骤： 1. 找出反馈网络（电阻）。 2. 是交流反馈还是直流反馈？
负反馈的分析方法 一、反馈类型的判断 分析步骤： 1. 找出反馈网络（电阻）。 2. 是交流反馈还是直流反馈？ 3. 是否负反馈？ 4. 是负反馈！那么是何种类型的负反馈？（判断反馈的组态）

20 电压反馈与电流反馈判别方法： 电压反馈一般从后级放大器的集电极采样。 电流反馈一般从后级放大器的发射极采样。 注意：直流反馈中，输出电压指UCE，输出电流指IE或IC。 并联反馈与串联反馈判别方法： 并联反馈的反馈信号接于晶体管基极。 串联反馈的反馈信号接于晶体管发射极。

21 判断反馈的方法——瞬时极性法 假设输出端信号有一定极性的瞬时变化，依次经过反馈、比较、放大后，再回到输出端，若输出信号与原输出信号的变化极性相反，则为负反馈。反之为正反馈。 如果是电压反馈，则要从输出电压的微小变化开始。如果是电流反馈，则要从输出电流的微小变化开始。 判断时在输入端也要反映出反馈信号与输入信号的比较关系。

22 例1 判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。
uf ube uc1 ub2 uc2 + – C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui T1 T2 ub1 Rf uo uf ube=ub1-uf uc1 uo ub2 uc2 此电路是电压串联负反馈，对直流不起作用。

23  分析中用到了三极管的集电极与基极相位相反这一性质。
+ – C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +EC uo ui T1 T2 Rf ube ube

24  这里分析的是交流信号，不要与直流信号混淆。
分析中用到的电压、电流要在电路中标出。并且注意符号的使用规则。 如果反馈对交直流均起作用，可以用全量。  当为交流反馈时，瞬时极性法所判断的也是相位的关系。电路中两个信号的相位不是同相就是反相，因此若两个信号都上升，它们一定同相；若另一个信号下降而另一个上升，它们一定反相。

25 uo if ib=i+if uo 例2 判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。 此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。 +UCC RC
ui uo i ib if 并联反馈 电压反馈 uo if ib=i+if uo 此电路是电压并联负反馈，对直流也起作用。

26 问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？
+UCC RC C2 C1 Rf ui uo i ib if Rf 的作用： 1. 提供静态工作点。 2. 直流负反馈，稳定静态工作点。 3. 交流负反馈，稳定放大倍数。 问题：三极管的静态工作点如何提供？能否在反馈回路加隔直电容？ 不能！Rf为三极管提供静态电流！

27 iE2 uF iF iB iE2 iB2 例3 判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。 uC1 uB2 i iB iE2 uo ui
RE2 Rf RE1 RC1 RC2 +UCC iE2 uC1 uB2 并联反馈 电流反馈 iE2 uF iF iB iE2 iB2 uC1 uB2

28 例4 判断Rf是否负反馈，若是，判断反馈的组态。
uo ui i iB iF uF RE2 Rf RE1 RC1 RC2 +UCC iE2 uC1 uB2 电流并联负反馈。对直流也起作用，可以稳定静态工作点。

29 ie ue ube=ui-ue ie ib 例5：判断如图电路中RE1、RE2的负反馈作用。 ube ie uo ui 1. 对交流信号：
RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui ube ie 电流串联反馈 RE2对交流反馈不起作用 1. 对交流信号： ie ue ube=ui-ue ie ib RE1：电流串联负反馈。

30 2. 对直流信号： uo ui IE UE IE UE=IE(RE1+RE2) UBE=UB–UE 反馈过程： IE IB +UCC RC
2. 对直流信号： RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui UBE IE UB UE RE1、RE2对直流均起作用，通过反馈稳定静态工作点。 IE UE=IE(RE1+RE2) UBE=UB–UE 反馈过程： IE IB

31 例6：判断如图电路中RE3的负反馈作用。 ie3 uf ube1=ui–uf uc1 ie3 ib3 uc2 电流串联负反馈。 +UCC
T1 T2 T3 RB1 RC1 RB2 RC2 RB3 RC3 RE3 ui ube1 uf ie3 ie3 uf ube1=ui–uf uc1 ie3 ib3 uc2 电流串联负反馈。

32 二、负反馈放大电路的放大倍数 例： 方法一：当电路比较简单时，可直接用微变等效电路分析。 UE IE uo ui +UCC RC RB1
RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui UBE IE UB UE 方法一：当电路比较简单时，可直接用微变等效电路分析。 例：

33 放大倍数稳定性的比较： 无负反馈时： =60时, Ao =-93 =50时, Ao =-77 有负反馈时：
RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60 EC=15V rbe=1.62 k 无负反馈时： =60时, Ao =-93 =50时, Ao =-77 有负反馈时： =60时, AF =-19.4 =50时, AF =-18.6

34 (2) 放大倍数减小了，但稳定了，即受晶体管的影响减小。
性能比较： RB1=100k RB2=33k RE=2.4k RE1=100 RC=5k RL=5k =60 EC=15V rbe=1.62 k 无RF 有RF 放大倍数 输入电阻 k k 输出电阻 k k 结论: (1) 输入电阻提高了。 (2) 放大倍数减小了，但稳定了，即受晶体管的影响减小。

35 方法二：从负反馈电路的闭环放大倍数的公式出发。
先计算Ao和F 。 计算AF。 RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui UBE IE UB UE 例：

36 F- 0.1 / (5//5) =-0.04 与方法一的计算结果基本相同。 RB1=100k RB2=33k RE=2.4k
RC=5k RL=5k =60 EC=15V rbe=1.62 k F- 0.1 / (5//5) =-0.04 与方法一的计算结果基本相同。

37 方法三：放大倍数的近似计算。 例1： 与方法一比较： 若（1+  ）RF>> rbe, 则 UE IE uo ui
RC RB1 RB2 RE1 RE2 CE C2 C1 +UCC uo ui UBE IE UB UE 例1： 与方法一比较： 若（1+  ）RF>> rbe, 则 在深度负反馈下，两种方法结果一致。

38 例2：射极跟随器 反馈形式：电压串联负反馈 RB +EC C1 C2 RE RL ui uo 性能： （1）放大倍数 1 （2）输入电阻大 （3）输出电阻小

39 放大倍数的近似计算： （1）用公式： 若 （1+  ）R´L>> rbe , 则AF 1 （2）用反馈放大器 进行计算： 因为uf = uo，所以F= uf / uo=1 AF = 1/F  1

40 14.3 负反馈对放大电路的影响 基本放大 电路Ao 反馈回电路F  + – 反馈电路的基本方程

41 一、对放大倍数的影响 Ao 开环放大倍数 AF 闭环放大倍数 反馈深度 定义：

42 中， (1) 同相，所以 则有： 负反馈使放大倍数下降。 (2) 引入负反馈使电路的稳定性提高。 (3) 若 称为深度负反馈，此时 在深度负反馈的情况下，放大倍数只与反馈网络有关。

43 二、改善波形的失真 加反馈前 ui Ao uo 加反馈后 ud ui Ao F + –  uo uo uf 改善

44 三、对输入、输出电阻的影响 1. 串联负反馈使电路的输入电阻增加： 理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。
例如:射极输出器 理解：串联负反馈相当于在输入回路中串联了一个电阻，故输入电阻增加。 2. 并联负反馈使电路的输入电阻减小： 理解：并联负反馈相当于在输入回路中并联了一条支路，故输入电阻减小。

45 理解：电压负反馈目的是阻止uo的变化，稳定输出电压。
3. 电压负反馈使电路的输出电阻减小： 例如:射极输出器 理解：电压负反馈目的是阻止uo的变化，稳定输出电压。 ro eso uo RL 放大电路空载时可等效右图框中为电压源： 输出电阻越小，输出电压越稳定，反之亦然。

46 4. 电流负反馈使电路的输出电阻增加： 理解：电流负反馈目的是阻止io的变化，稳定输出电流。 ro iso io RL 放大电路空载时可等效为右图框中电流源： 输出电阻越大，输出电流越稳定，反之亦然。

47 四、对通频带的影响 引入负反馈使电路的通频带宽度增加： f A Bo Ao AF BF