第八章负反馈放大器第一节反馈的基本概念 8.1.1 反馈的定义 8.1.2...

电路与电子技术基础


第八章负反馈放大电路

第八章负反馈放大器第一节反馈的基本概念 8.1.1 反馈的定义 8.1.2 反馈的分类和判断第二节负反馈的四种组态 8.2.1 反馈的一般表达式 8.2.2 串联电压负反馈 8.2.3 串联电流负反馈 8.2.4 并联电压负反馈 8.2.5 并联电流负反馈第三节负反馈对放大电路性能的影响 8.3.1 提高放大倍数的稳定性 8.3.2 减小非线性失真和抑制干扰、噪声 8.3.3 负反馈对输入电阻的影响 8.3.4 负反馈对输出电阻的影响

第四节负反馈放大电路的计算 8.4.1 深度负反馈放大电路的近似估算 8.4.2 串联电压负反馈 8.4.3 串联电流负反馈 8.4.4 并联电压负反馈 8.4.5 并联电流负反馈




研究对象：负反馈对放大电路参数的影响。研究目的：产品生产过程中，很难保证一批产品的每个元件电路参数完全一致，如果不采用负反馈，产品对元件的参数要求很严格，否则产品的合格率将会大大降低。因此，实际的电子产品几乎都有负反馈电路。

第一节反馈的基本概念1. 反馈的定义

输入量净输入输出量 Xi + X'

i Xo基本放大电路 A

反馈网络 F

Xf -

反馈量

就是将输出量（电压或电流）的部分或全部，通过一定的方式送回到放大器的输入端。




① 按反馈的极性分类。即判断是正反馈还是负反馈。正反馈：反馈信号 Xf 加强原来的输入信号 Xi ，使放大倍数 |A| 上升，多用于振荡电路。负反馈：反馈信号 Xf 削弱原来的输入信号 Xi ，使放大倍数 |A| 下降，多用于改善放大器性能。判断方法是瞬时极性法。

2. 反馈的分类和判断

+UCC

Rc1 Rc2

Rb1 Uc1 Rb22 Uc2

Uo

T1 T2 Rs C1 C2 C3

Rb21 RL

Us Re C4

Rf

b C2

Rs C1 e ui RL Uo

Us Re

+UCC

Rb Rc

++

+ --

+




+UCC

Rc Rb2 C2 + C1 UB

+ UE RL Uo

Rs + Ui Rb1 Re

Us - Ce - -

② 按交、直流性质分类直流反馈：反馈到输入回路的信号是直流成分。交流反馈：反馈到输入回路的信号是交流成分。

③ 按输出端取样对象分类电压反馈：反馈信号的取样对象是输出电压，特点是反馈信号与输出电压成正比关系。电流反馈：反馈信号的取样对象是输出电流，特点是反馈信号与输出电流成正比关系。判断方法：a. 设输出电压为 0 ，若反馈仍存在说明是电流反馈，否则是电压反馈。b. 依电路结构判断。反馈端与输出端不为三极管同一极，为电流反馈；电压反馈则是反馈端与输出端为三极管的同一极。

+UCC

Rc 电压反馈 C

至输入回路 +

电流反馈 RL Uo

至输入回路 Re -

+UCC

Rc

电流反馈

至输入回路

电压反馈

至输入回路 C + Re RL Uo

-




④ 按接入端连接方式分类串联反馈：反馈信号以电压形式串接在输入回路中，以电压形式叠加在输入回路中，决定净输入电压信号。并联反馈：反馈信号以并联的方式连接在输入回路中，以电流形式在输入端叠加决定净输入电流信号。

UCC

If 并联反馈 Rc 接输出回路 Ii

Rf

串联反馈 Rs I'

i U'i

Ui 接输出回路Us Rf Uf




第二节反馈的四种组合1. 反馈的一般表达式基本放大电路放大倍数



反馈网络 F

Xf -

反馈量

i

o

X

XA

反馈网络反馈系数

o

f

X

XF

净输入为fii XXX

所以

oifio AFXAXXXAX )(

故

AF

A

X

XA

i

of

1

（ 1+AF ）是描述反馈强弱的物理量。




负反馈的四种组态：负反馈根据在输出端的采样信号和输入回路的接入方式来划分：串联电压负反馈、串联电流负反馈、并联电压负反馈、并联电流负反馈

2. 串联电压负反馈（注意反馈是交流反馈，请问为什么？） +UCC

Rb1 Rc1 Rb22 Rc2

C2 C3

+ Uo

T1 T2

+ C1

C4

Ui Re1 Rb21 Re2 - -

Rf

+RL Uo

-

Rf

Re1

+ + U'i Rs -

Ui

Us +

- Uf

-

基本放大电路

i

ou U

UA

o

fu U

UF

uu

uuf FA

AA

1

RL Uo Uf U'i

Uo




3. 串联电流负反馈（注意 Re 仅是直流反馈， Rf 是交直流反馈，为什么？）

i

og U

IA

o

fr I

UF

rg

ggf FA

AA

1

Io Uf U’i Ib

Io

4 +UCC

Io Rc

Rb2 31 Ic

Ube T

Rf Uf

Ui Rb1

Re C22

C1

1 3 + + + Rs U'i Io Uo Ui - -Us 4 - Ie

2 + Uf I0=-Ic

- Ic≈Ie

基本放大电路

Fr Rf

β




4. 并联电压负反馈

i

or I

UA

o

fg U

IF

gr

rrf FA

AA

1

+UCC

Rc

Rf (–) 3 U0

1 (+) C1 If C2

T Ib RL

Ii Re C3

2 4

Ii 1 Ib 3

+ Uo

Rs Ui If R'L -

Us 4

2

R'L=Rc//RL

基本放大电路

Rf




5. 并联电流负反馈

i

oi I

IA

o

fi I

IF

ii

iif FA

AA

1

+UCC

Rc1 Ic2 Rc2 C2

Ii C1 Ib1

(+) Rf Ie2

If Ue2

Ui (-) Uo

Re1 Re2

C3

Ii Ib1

Rs + If + Ui Io Uo

Us – –

Ic2

Rf

Re2 Io=-Ic2

Ie2≈Ic2

基本放大电路




第三节反馈对放大电路性能的影响

负反馈使放大电路的放大倍数下降，但它对放大电路的性能有极大的改善。1. 提高放大倍数的稳定性

AF

AAf

1

22 )1(

1

)1(

)1(

d

d

AFAF

AFAF

A

Af

2)1(

dd

AF

AAf

A

A

AFA

A

f

f d

1

1d




Xo

2. 减小非线性失真和拟制干扰、噪声

Xi

Xi

Xo

大

小

X’i

F

A

A




3. 负反馈对输入电阻的影响负反馈对输入电阻影响只取决于反馈网络和基本放大器在输入端连接方式。① 串联负反馈使输入电阻提高② 并联负反馈使输入电阻减小

+ Uo RL

–

Ii ri

+

U’i

+ – Ui

– + rif Uf

–

Au

或Ag

Fu

或 Fg

+ Uo RL

-

Ii I’i ri

+ +

Us Ui

- -

rif

Au

或Ag

Fu

If 或 Fg

iuu

i

uui

i

f

i

iif rAF

I

AFU

I

U

I

Ur )1(

)1(

iuuouf UAFUFU irgogf

f

if

i

ii IAFUFI

I

Ur

I

Ur

rg

i

rg

ii

rg

ii

fi

fi

if AF

r

AF

rr

AF

rr

rr

rrr

1




4. 负反馈对输出电阻的影响负反馈对输出电阻影响只取决于反馈网络和基本放大器在输出端连接方式。① 电压负反馈使输出电阻减小② 电流负反馈使输出电阻增大

Xi + X’i

- Xf

Io

+ Uo

-

rof

ro

+

A AX’i

-

F

Io

+ Uo

-

rof

AX’i ro

Xi + X’i

- Xf

F

o

o

o

oo

o

ioo r

AFU

r

AFUU

r

XAUI

)1(

AF

r

I

Ur o

o

oof

1

求输出电阻，令 Xi=0 ，则 X’i=-Xf=-F

Uo

o

oo

o

oio r

UFAI

r

UXAI

o

o

oof rAF

I

Ur )1(




选择什么类型负反馈的原则是：① 想要稳定直流量（静态工作点），应引入直流负反馈。② 要改善交流性能，应引入交流负反馈。③ 要稳定输出电压，应引入电压负反馈；要稳定输出电流，需引入电流负反馈。④ 要提高输入电阻，引入的是串联负反馈，要减小输入电阻，则引入并联负反馈。性能的改善或改变都与反馈深度 (1+AF) 有关，且均是以牺牲放大倍数为代价。




第四节负反馈放大电路的计算含有负反馈放大电路的参数求解一般比较复杂，但在深度负反馈的情况下，闭环放大倍数就比较简单。1. 深度负反馈放大电路的近似估算

FAF

A

AF

AA

AF

f

1

1

1

时当

此式表明，闭环放大倍数只与反馈系数有关，而与基本放大电路的放大倍数无关。估算时，只需求出反馈系数 F 。



反馈网络 F

Xf -

反馈量

0

1

i

iff

o

f

i

of

X

XX

FA

X

XF

X

XA 深度负反馈




2. 串联电压负反馈

+UCC

Rb1 Rc1 Rb22 Rc2

C2 C4

C1 +Uo

T1 T2 C5

Rf

C3

R’e1

Re1 Rb21 Re2 C6

–

Rf

+ +

Uf Re1 Uo

– –

o

fe

ef U

RR

RU

1

1

1

1

e

fe

f

o

i

ouf R

RR

U

U

U

UA




3. 串联电流负反馈

o

efe

eef I

RRR

RRU

31

13

L

ee

efe

f

o

i

ouf R

RR

RRR

U

U

U

UA

31

31

Rf Io

+

Uf Re1 Re3

-

+UCC

Rb1 Rc1 Rb22 Rc2 Rb32 Rc3

C2 C3 C5

C1 +Uo

T1 T2 T3

RL

Rb11 Re1 Rb21 Re2 C4 Rb31 Re3

– Rf

)//( 3 LcLLoo RRRRIU




4. 并联电压负反馈

s

s

s

isi

fi

i

i

R

U

R

UUI

II

UI

0

0

L

s

f

s

ouf R

R

R

U

UA

f

o

f

iof R

U

R

UUI

If Rf

+

Uo

–

+UCC

Rb1 Rc1 Rb22 Rc2 Rb32 Rc3

C2 C3 C5

+Uo

T1 T2 T3

C1

Rs RL C4 C6 Rb11 Re1 Rb21 Re2 Rb31 Rc3 Us

Rf Cf




5. 并联电流负反馈

o

ef

ef

s

si I

RR

RI

R

UI

2

2

L

es

ef

s

ouf

L

o

ef

e

s

sfi

RRR

RR

U

UA

R

U

RR

R

R

UII

2

2

2

2)//( 2 LcL

L

oo RRR

R

UI

If Ie2≈-Io

Re2

+UCC

Rc1 Rc2 Io

C3

Ii C1

Rf Ie2

Rs

If Uo

Us Rb Re1 C2 Re2

)//( 2 LcL

L

oo RRR

R

UI

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