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1、 4.1 反饋的類別與判斷 二、反饋的分類 一、反饋的極性 第 4章 放大電路中的反饋 三、反饋的組態(tài) 4.2 負反饋對放大電路性能的影響 end 反饋是指將系統(tǒng)的 輸出 量的一部分或全部，按一 定的方式引 回 到系統(tǒng)的輸入端，從而影響 原 系統(tǒng)的 輸入量的過程。 什么是反饋？ + C1 RB1 RC1 RB21 RB22 RC2 RE2 RE1 CE C3 C2 +UC C uo u i + T1 T2 Rf R f、 RE1組成 反饋網(wǎng)絡(luò) 放大電路中的反饋 (1) 反饋結(jié)構(gòu)示意框圖 (Feedback Configuration) A Xi X o F Xf Xid 不含反 饋放大 反饋

2、網(wǎng)絡(luò) 輸入 輸出 反饋信 號 凈輸入 信號 + Xid=Xi - Xf 放大電路中的反饋 (2) 放大電路中的反饋 (3) 1、開環(huán)放大倍數(shù) A (Open-loop Gain) 2、反饋系數(shù) F (Feedback Transfer Function) 3、閉環(huán)放大倍數(shù) Af (Closed-loop Gain) AF AA f 1 反饋基本關(guān)系 A Xi X o F Xf Xid + - AF AA f 1 A X id Xo = F X o Xf = Af X i Xo = = = Af X i Xo = = Xf Xid Xo + Xid Xo / 1 + Xf / Xid Xid X

3、o / 1 + X id Xf Xo Xo 放大電路中的反饋 (4) 反饋 極性 的分類 正反饋 (positive feedback) 負反饋 (negative feedback) -當(dāng) |Af|A|時，稱系統(tǒng)引入了正反饋。 -當(dāng) |Af|A|時，稱系統(tǒng)引入了負反饋。 反饋極性的判斷 在輸入信號 Xi一定的條件下 若 |Af|A|， 則必 |Xid|A|， 則必 |Xid|Xi|； 正反饋使 |Xid|增大，負反饋使 |Xid|減小。 瞬時電位增量法 A Xi X o F Xf Xid + - A Xi Xo Xid 判斷方法 瞬時極性法 放大電路中的反饋 (5) 電位增量變化原則 RA

4、RB UA UB + - - + M N VM VN +UA UB+ +VN VM+ VN=UA VM=UB RA RB UA UB + - - + P +UA UB+ VP +VP RA RB UA UB + - - + P VP RA RB + - - + P UA UB VP 可計算出 P點增量為： A BA B B BA A P URR RU RR RV 設(shè) UAUB，則有： UAVPUB 結(jié)論 ：兩個增量不同的點相聯(lián)后，該點 的增量介于相聯(lián)前兩點的增量之間。 放大電路中的反饋（ 6） + + - uo A R1 R2 ui + + - - RL R3 （ 1）斷開反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出端 反

5、饋在 哪里？ b a （ 2）在放大電路輸入端加增 量 ui0 （ 3）計算斷開點處增量 V的大小 因為 Vb=0， Va=U0=-Auui 所以， VaVVb，即 Vui 即加反饋后 Xid增加，所以該反饋為 正反饋 “瞬時電位增量法”判斷反饋極性的步 驟 利用瞬時極性法判斷負反饋 + + + (1)設(shè)接“地”參考點的電位為零，在某點對 “地”電壓（即電位）的正半周，該點交流電位的 瞬時極性為正；在負半周則為負。 (2)設(shè)基極瞬時極性為正， 根據(jù) 集電極 瞬時極性 與基極相反 、 發(fā)射極 (接有發(fā)射極電阻而無旁路電 容時 )瞬時極性 與基極相同 的原則 ，標(biāo)出相關(guān)各點 的 瞬時極性。 + +

6、 (3)若反饋信號與輸入信 號加在同一電極上， (4)若反饋信號與輸入信 號加在兩個電極上， 兩者極性 相反為負反饋 ； 極性 相同為正反饋。 兩者極性 相同為負反饋 ； 極性 相反為正反饋。 放大電路中的反饋（ 8） 例 1： 判斷圖示放大電路的反饋極性 級間反饋 負反饋 放大電路中的反饋（ 9） + + - uo A R0 ui + + - - RL R1 例 2： 判斷圖示放大電路的反饋極性 負反饋 放大電路中的反饋（ 10） + + - uo A R1 R2 ui + + - - RL 負反饋 + + - uo A R1 R2 ui + + - - RL R3 正反饋 放大電路中的反饋

7、 (11) 反饋的分類 交流反饋 直流反饋 交直流反饋 ：只對 交流 具有反饋作用 ：只對 直流 具有反饋作用 ：對 交直流 都具有反饋作用 uo B T RC C1 ui + - C2 + - + + + +UCC Rb1 Rb2 RL Re Ce 輸入 回路 輸出 回路 Re與 Ce構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò) 該反饋是什 么類型？ 判斷方法 判斷在 交、直流通路中，反饋是否存在 B T RC +UCC Rb1 Rb2 Re 直流通路 uo B T RC ui + - + - Rb1 Rb2 RL 交流通路 該電路為直流反饋 Rb1 Rc C1 C2 Rb2 R e RL + + +UCC ui uo +

8、 + RS eS + 交、直流分量的信 號均可通過 Re，所 以 Re引入的是交、直 流反饋。 放大電路中的反饋 (12) 例 3： 判斷圖示電路中的反饋是交流反饋還是直流反饋。 解 : RE2對交流不起作用，引入的是直流反饋； RE1、 RF對交、直流均起作用，所以引入的 是交、直流反饋。 RB1 RC1 C1 RB2 R E1 + + RS + RF RC2 CE2 C2 RE2 RL + +UCC + T1 T2 es ui uo 放大電路中的反饋 (13) 反饋的組態(tài) (topologies)（ 1） A Xi X o F Xf Xid 反饋所取輸出信號 可以是 電 壓 或 電流 按所

9、取 信號 電壓 型反饋 電流 型反饋 反饋在輸 入端的疊 加信號可 以是 電壓 或 電流 按疊加 信號 串聯(lián) 型反饋 并聯(lián) 型反饋 -信號以電壓形式疊加 -信號以電流形式疊加 反饋的 組態(tài) 電壓串聯(lián) 型反饋 (Series-shunt) 電壓并聯(lián) 型反饋 (Shunt-shunt) 電流串聯(lián) 型反饋 (Series-series) 電流并聯(lián) 型反饋 (shunt-Series) 反饋的組態(tài)（ 2） 反饋組態(tài)的判斷方法 電壓反饋與電流 反饋的判斷方法 - -輸出短路法 將輸出信號短接 若反饋仍存在，則為電流型反饋 若反饋消失，則為電壓型反饋 串聯(lián)反饋與并聯(lián) 反饋的判斷方法 - -輸入短路法 將輸

10、入信號短接 若反饋信號仍可加入放大器 輸入端，則為串聯(lián)型反饋 若反饋信號被短路線旁路，不能 加入放大器輸入端，則為并聯(lián)型 反饋 下面我們通過幾個實際放大電路，介紹 反饋組態(tài)的 判斷方法 反饋的組態(tài)（ 3） + + - uo A R0 Rf ui + + - - RL R1 例 1： 判斷圖示放大電路的反饋組態(tài) （ 1） 用“瞬時極性法”判斷反饋極 性 負反饋 （ 2） 用“輸出短路法”判斷反饋輸 出端組態(tài) 輸出端 短路 + + - uo A R0 Rf ui + + - - RL R1 由等效電路可見，放大電路 的 反饋消失 ，則反饋為 電壓型 。 （ 3） 用“輸入短路法”判斷反饋輸 入端組

11、態(tài) 輸入端 A Rf Uf Ui 由等效電路可見，放大電路的 反饋 信號仍然可加入到電路的輸入端 ，則 反饋為 串聯(lián)型 。 結(jié)論 ： 圖示放大電路的反饋為 電壓串聯(lián)型負反饋 反饋的組態(tài)（ 4） 例 2： 判斷圖示放大電路的反 饋組態(tài) （ 1） 判斷反饋極性 加反饋后 Xid減小，所以 該反饋為 負反饋 （ 2） 判斷反饋輸出端組態(tài) 輸出端 短路 由等效電路可見，放大電路 的 反饋消失 ，則反饋為 電壓型 。 （ 3） 判斷反饋輸入端組態(tài) Rb/Rc/RL 輸入端 由等效電路可見，放大 電路的輸入短路， 反饋消 失 ，則反饋為 并聯(lián)型 。 結(jié)論 ：圖示放大電路的反 饋為 電壓并聯(lián)型負反饋 反饋的

12、組態(tài)（ 5） 例 3： 判斷圖示放大電路的反饋 組態(tài) + + - uo A R0 ui + + - - RL R1 k （ 1） 判斷反饋極性 加反饋后 Xid減小，所 以該反饋為 負反饋 （ 2） 判斷反饋輸出端組態(tài) 輸出端 短路 + + - A R0 ui + - R1 由等效電路可見，放大電路的 反 饋仍然存在 ，則反饋為 電流型 。 （ 3） 判斷反饋輸入端組態(tài) 輸入端 短路 + + - uo A R0 + - RL R1 ui uf 由等效電路可見，放大電路的反饋信號仍然可加入到電路的輸 入端 ，則反饋為 串聯(lián)型 。 結(jié)論： 圖示放大電路的反 饋為 電流串聯(lián)型負反饋 反饋的組態(tài)（ 6

13、） 例 4： 判斷圖示放大電路的反饋組態(tài) 級間反饋 （ 1） 判斷反饋極性 負反饋 Rb1 b1 ib1 rbe1 c1 e1 1ib1 ic1 Rc1 ui + Rb2 b2 ib2 rbe2 c2 e2 2ib2 ic2 - Rc2 RL uO R e Rf （ 2） 判斷反饋輸出端組態(tài) 將輸出端短路，反饋仍然存 在，則為 電流型 反饋的組態(tài)（ 7） （ 3） 判斷反饋輸入端組態(tài) 將輸入端短路，反饋消失， 則為 并聯(lián)型 結(jié)論： 圖示放大電路的反饋 為 電流并聯(lián)型負反饋 1、分立元件構(gòu)成的放大電路中，若放大器的 輸出端和反饋網(wǎng)絡(luò)的取樣端處在同一個放大器件 的 同一個 電極上，則為 電壓 反饋

14、， 否則 是 電流 反 饋。 反饋組態(tài)的結(jié)構(gòu)判斷方法 輸出端 反饋取 樣端 電壓反饋 反饋的組態(tài)（ 8） 輸出端 反饋取 樣端 電流反饋 反饋的組態(tài)（ 9） 2、如果輸入信號和反饋信號分別接到同一個 放大器件的 同一個電極上 ，則為 并聯(lián) 反饋， 否則 為 串聯(lián) 反饋。 uo R1 R2 ui + + - - RL R3 - + A 輸入信號 反饋信號 串聯(lián)反饋 uo R1 R2 ui + + - - RL - + A 輸入信號 反饋信號 并聯(lián)反饋 反饋的組態(tài)（ 10） RB1 RC1 C1 RB2 R E1 + + RS + RF RC2 CE2 C2 RE2 RL + +UCC + T1

15、T2 es ui uo 輸入信號 反饋信號 串聯(lián)反饋 反饋的組態(tài)（ 11） 輸入信號 反饋信號 并聯(lián)反饋 反饋的組態(tài)（ 12） 例： 判斷圖示放大電路的反饋極性及組態(tài) (1)反饋極性的判斷 負反饋 反饋的組態(tài)（ 13） 輸出端 反饋取 樣端 (2)反饋組態(tài)的判斷 輸入信號 反饋信號 電壓并聯(lián)反饋 反饋的組態(tài)（ 14） end 負反饋對放大電路性能的影響（ 1） 1、 降低放大倍數(shù) 由反饋的基本關(guān)系可知 AF AA f 1 因為對于負反饋放大電路 |1+AF|1，所以 |Af|1時，稱放大電路 具有 深度負反饋 ，此時： FAF A AF AA f 1 1 閉環(huán)放大倍數(shù) 與開環(huán)放大倍 數(shù)無關(guān) 例

16、： 已知一反饋放大電路 A=104，當(dāng) F=0.01時，求 Af。 解： 反饋深度 1+AF=1+104 0.01=101，則 01.99 1 0 1 10 1 4 AFAA f 若采用近似關(guān)系，有 1 0001.0 11 FA f 與精確計算相比，誤差為 1%。 2.提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 AF AA 1f A A AFA A d 1 1d f f 引入負反饋使放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高。 負反饋對放大電路性能的影響（ 2） 例 ： |A|=300， |F|=0.01。 %6 d A A 若： %.%. 51)6(0103 0 01 1 A A AFA A d 1 1d f f 則： 3. 改善波形

17、失真 A ui uf ud 加反饋前 加反饋后 uo 大 略小 略大 略小 略大 負反饋是利用失真的波形來改善波形的失真， 因此只能減小失真，而不能完全消除失真。 uo A F 小 接近正弦波 正弦波 ui 負反饋對放大電路性能的影響（ 3） 4.展寬通頻帶 引入負反饋使電路的通頻帶寬度增加 BWFABW )1( of 無負反饋 有負反饋 BWf BW f |Au| O 負反饋對放大電路性能的影響（ 4） 例： 中頻放大倍數(shù) |A0| =10，反饋系數(shù) |F| = 0.01 990 01010001 1000 1 0 0 f .FA AA 則： 在原上限、下限頻率處 687 7 0 701 7 0 70 0 0 LHf .FA. A.A 、 70709630 990 687 f LHf . . . A A 、 說明加入負反饋后，原上限、下限頻率仍在 通頻帶內(nèi)，即通頻帶加寬了。 負反饋對放大電路性能的影響（ 5） 負反饋對放大電路性能的影響（ 6） 5、 負反饋對輸入電阻的影響 串聯(lián) 型 負反饋使輸入電阻 提高 |1+AF|倍 并聯(lián) 型負反饋使輸入電阻 降低 |1+AF|倍 6、 負反饋對輸出電阻的影響 電壓 型負反饋使 輸出電壓 穩(wěn)定性提高 ,輸出 電阻 減小 電流 型 負反饋使 輸出電流 穩(wěn)定性提高 ,輸出 電阻 增大 end