1
第六章放大电路中的反馈
? 教学时数：１０学时
? 重点与难点
? 掌握反馈的概念、分类，反馈放大器的方框
图及基本方程式。
? 重点掌握反馈类型的判别方法。
? 了解负反馈对放大器性能的影响以及负反馈
放大器的分析方法。
? 对放大器的稳定与噪声干扰问题作一般了解。
第六章 放大电路中的反馈
6.1 反馈的基本概念及判断方法
6.2 负反馈放大电路的四种基本组态
6.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析
6.6 负反馈放大电路的稳定性
6.3 负反馈对放大电路的方框图
6.5 负反馈对放大电路性能的影响
3
6.1 反馈的基本概念及判断方法
6.1.1 反馈的基本概念
一、什么是反馈
在电子设备中经常采用反馈的
方法来改善电路的性能，以达
到预定的指标。
放大电路中的 反馈,是指将放大
电路输出电量 (输出电压或输出电
流 )的一部分或全部，通过一定的
方式，反送回输入回路中。
图 6.1.1反馈放大电路的
方框图
4
二、正反馈和负反馈
反馈信号增强了外加净输入信号, 使放大电路的
放大倍数提高 —— 正反馈
反馈信号削弱了外加净输入信号, 使放大电路的
放大倍数降低 —— 负反馈
负反馈
稳定静态工作点
+
-
+
.
fi
..
i UUU ???
.
iU?
.
fU
5
三、直流反馈和交流反馈
(a)直流负反馈 (b)交流负反馈
交流负反馈,反馈量只含有交流量。
用以改善放大电路的性能。
可稳定静态工作点。
6
6.1.2 反馈的判断
一、有无反馈的判断
是否有联系输入、输出回路的反馈通路；
是否影响放大电路的净输入。
(a)没引入反馈的放大电路 (b)引入反馈的放大电路 (c) R的接入没引入反馈
7
反馈极性的判断方法,瞬时极性法 。
先假定某一瞬间输入信号的极性, 然后按信号
的放大过程, 逐级推出输出信号的瞬时极性, 最后
根据反馈回输入端的信号对原输入信号的作用, 判
断出反馈的极性 。
二、反馈极性的判断
对分立元件而言,C与 B极性相反,E与 B极性相同。
对集成运放而言,uO与 uN极性相反,uO与 uP极性相同。
8
例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性 。
? -
-
因为 差模 输入电压等
于 输入 电压与 反馈 电压之
差, 反馈增强了输入电压,
所以为 正反馈 。
? ?
?
?
-
反馈信号削弱了输入
信号, 因此为 负反馈 。
图 6.1.3
(a)正反馈
(b)负反馈
例
v
I
v
O
-
+
R
L
R
2
R
1
(+) (+)
(-)
(-)
净输入量减小
v I
v O
-
+
R LR 2
R 1
(+) (+)
(-)
(-)
净输入量增加 a负反馈
b正反馈
v O
-
+
R 4
R 5
R 3
-
+v I
R 1
R 2
反馈通路
反馈通路
级间反馈通路
(+) (+)
(+)
(+)
(-)
净输入量减小
c级间负反馈
反馈通路 本级反馈通路
10
分立元件电路反馈极性的判断
图 6.1.4分立元件放大电路反馈极性的判断
反馈通路 净输入量减小
负反馈
原则：对分立元件而言,C与 B极性 相反, E与 B极性 相同 。
11
三、直流反馈与交流反馈的判断
直流负反馈,反馈量只含有直流量。
交流负反馈,反馈量只含有交流量。
图 6.1.5直流反馈与交流反馈的判断（一）
(a)电路 (b)直流通路 (c)交流通路
直流反馈 无交流反馈
12
附,7.1 概述
7.1.1 电子信息系统的组成
信号的
提取
信号的
预处理
信号的
加工
信号的
执行
图 7.1.1电子信息系统示意图
13
7.1.2 理想运放的两个工作区
一、理想运放的性能指标
开环差模电压增益 Aod = ∞；
输出电阻 ro = 0；
共模抑制比 KCMR = ∞；
差模输入电阻 rid = ∞；
UIO = 0,IIO = 0,?UIO = ?IIO = 0；
输入偏置电流 IIB = 0；
? 3 dB 带宽 fH = ∞,等等。
理想运放工作区：线性区和非线性区
14
二、理想运放在线性工作区
输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放
大关系, 即
)(odO ?? ?? uuAu
?u
?u
Ou
?i
?i
+ Aod
理想运放工作在线性区特点,
1,理想运放的差模输入电压等于零
0)(
od
O ???
?? A
uuu
即 ?? ? uu ——,虚短,
15
2,理想运放的输入电流等于零
由于 rid = ∞，两个输入端均没有电流，即
0?? ?? ii ——,虚断,
三、理想运放的非线性工作区
+UOM
uO
u+?u? O
?UOM
理想特性
图 7.1.3 集成运放的电压传输特性
16
理想运放工作在非线性区特点,
当 uP > uN时,uO = + UOM
当 uP< uN时,uO = ? UOM
1,uO 的值只有两种可能
在非线性区内, (uP ? uN)可能很大, 即 uP ≠uN。
,虚地, 不存在
2,理想运放的输入电流等于零
0?? NP ii
17
实际运放 Aod ≠∞, 当 uP 与 uN差值比较小时, 仍有
Aod (uP ? uN ),运放工作在线性区 。
例如,F007 的 UoM = ±
14 V,Aod ? 2 × 105, 线性
区内输入电压范围
μV70
102
V 14
5
od
OM
??
?
?
?
??
A
U
uu
NP
uO
uP?uN O
实际特性
非线性区 非线性区
线性区
但线性区范围很小。
18
6.2 负反馈放大电路的四种基本组态
6.2.1 负反馈放大电路分析要点
（ 3）负反馈的基本作用是将引回的反馈量与输入量相减,
从而调整电路的净输入量和输出量。
（ 1）交流负反馈使放大电路的输出量与输入量之间具有
稳定的比例关系，任何因素引起的输出量的变化均得
到抑制。由于输入量的变化也同样会受到抑制，因此
交流负反馈使电路的放大能力下降 。
（ 2）反馈量实质上是对输出量的取样，其数值与输出
量成正比。
19
（ 2）从输入端看，反馈量与输入量是以电压方
式相叠加，还是以电流方式相叠加。
对于具体的负反馈放大电路，首先应研究下列问题，
进而进行定量分析。
（ 1）从输出端看，反馈量是取自于输出电压,
还是取自于输出电流。
反馈信号取自输出电压，则为 电压反馈
反馈信号取自输出电流，则为 电流反馈
反馈量与输入量以电压形式求和，为 串联反馈
反馈量与输入量以电流形式求和，为 并联反馈
动画 avi\9-1.avi
20
6.2.2 四种负反馈组态
一、电压串联负反馈
图 6.2.2 电压串联负反馈电路
反馈信号与输出电压成
正比, 集成运放的净输入电
压等于输入电压与反馈电压
之差,
.
fi
..
i UUU ???
.
o
F1
1f
.
URR RU ??
电压串联、电压并联、电流串联、电流并联 负反馈
21
二、电流串联负反馈
图 6.2.3 电流串联负反馈电路
反馈信号与输出电流成正比,
净输入电压等于外加输入信号
与反馈信号之差
.
fi
..
i UUU ???
Fo
.
f
,RIU ?
（ 2）串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为
恒压源或近似恒压源的情况。
（ 1）电压负反馈能够稳定输出电压，电流负反馈能够稳定
输出电流。
小结
22
三、电压并联负反馈
图 6.2.4 电压并联负反馈电路
反馈信号与输出电压成正比, 净输入电流等于外加
输入电流与反馈电流之差
.
f
.
i
.
i III ???
F
.
o
f
.
R
U
I ??
23
四、电流并联负反馈
图 6.2.5 电流并联负反馈电路
反馈信号与输出电
流成正比, 净输入电流
等于外加输入信号与反
馈信号之差,
.
f
.
ii III ????
F3
3o
.
f
.
RR
RII
?
??
24
四种负反馈组态的放大倍数
电压串联负反馈电路 电流串联负反馈电路
电压并联负反馈电路 电流并联负反馈电路
i
.
o
.
.
U
UA
u u f ?
电压放
大倍数
)(
i
o
.
.
??
I
UA
u i f ?
转移
电阻
)S(
i
.
o
.
.
U
IA
i u f ?
转移
电导
i
o
.
.
I
IA
ii ??
电流放
大倍数
25
6.2.3反馈阻态的判断
iX?
并联：反馈量 和
fX?
输入量
接于同一输入端 。 fX?
iX
?
fX
?
iX
?
接于不同的输入端 。
iX?
串联：反馈量 和
fX?
输入量
fX
?
iX
?
fX
?
iX
?
电流：将 负载 短路, 反馈量仍然存在 。
电压：将 负载 短路, 反馈量为零 。
26
一、电压负反馈与电流负反馈的判断
令输出电压为零，反馈电流不存在，所以是
电压负反馈
27
令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是
电流负反馈
28
二、串联反馈与并联反馈的判断（略）
[例 6.2.1] 判断反馈的组态。
反馈通路,T,R2与 R1
交、直流反馈
瞬时极性法判断,负 反馈
输出端看,电流 负反馈
输入端看,串联 负反馈
电路引入交、直流电流串联负反馈
29
[例 6.2.2] 判断反馈的组态。
图 6.2.9 例 6.2.2电路图
反馈通路,T3, R4与 R2
交、直流反馈
瞬时极性法判断,负 反馈
输出端看,电压 负反馈
输入端看,串联 负反馈
电路引入交、直流电压串联负反馈
30
6.3.1 负反馈放大电路的方框图表示法
图 6.3.1 反馈放大电路方框图
.
f
.
o
.
i XXX,,分别
为输入信号, 输出信
号和反馈信号；
开环放大倍数,.A
无反馈时放大网络的放大倍数；
因为,
i
.
o
.
X
XA
?? ?
o
.
f
.
X
XF
??
.
f
.
ii XXX ????
6.3 负反馈放大电路的方框图及一般表达式
31
所以,)()(, o.,i.,f,i.i.,o XFXAXXAXAX ?????? ?
闭环放大倍数：,.
fA
FA
A
X
X
A ???
?
??
1
.
i
.
o
.
f
电路的环路放大倍数,
i
.
f
..
X
XFA
?
? ?
o
.
f
.
X
X
F ??
反馈系数,.,FA.F
32
6.3.2 四种组态电路的方块图
电压串联负反馈 电流串联负反馈
电压并联负反馈 电流并联负反馈
33
表 6.3.1 四种组态负反馈放大电路的比较
输出信号 反馈信号 开环电路的放大倍数 反馈系数
电压串联式
电压并联式
电流串联式
电流并联式
o
.U
o
.U
o
.I
o
.I
f
.U
f
.U
f
.I
f
.I
'
i
o
.
.
U
UA
uu ??
电压放
大倍数
)('
i
o
.
.
??
I
UA
ui ?
转移
电阻
)S('
i
o
.
.
U
IA
iu ??
转移
电导
'
i
o
.
.
I
IA
ii ??
电流放
大倍数
o
f
.
.
U
UF
uu ??
S)(
o
f
.
.
U
IF
iu ??
)(
o
f
.
.
?? IUF ui ?
o
f
.
.
I
IF
ii ??
34
FA
A
X
XA
??? ??? 1
.
i
.
o
.
f
若
11 ??? FA ??
FFA
A
FA
AA
?????
1
1
..
.
f ????
——深度负反馈
结论：深度负反馈放大电路的放大倍数主要由反馈
网络的反馈系数决定, 能保持稳定 。
若, 01 ?? FA ?? 则
??fA? ——自激振荡
6.3.3 负反馈放大电路的一般表达式
闭环放大倍数,
AF
AA
f ?? 1
在中频段,Af,A和 F均为实数
35
X o基本放大
A电路
X id
反馈网络
F
X f
–
+Xi
反馈网络等效到输入端
反馈网络等效到输出端 X o基本放大
A电路
X id
反馈网络
F
–
+Xi
考虑到输入端的负载效应时，应
令输出量为 0。
（ 电压－短路：电流－开路 ）。
考虑到输出端的负载效应时，应
令输入量为 0。
（ 串联－断开：并联－短路 ）。
6.3.4 负反馈放大电路的基本放大电路
为了使信号的传递单向化，将反馈网络作为放大电路输
入端和输出端的等效电阻。
等效原则
36
绘制负反馈放大电路的基本放大电路的目的
---求解基本放大电路的放大倍数
1.电压串联负反馈 （ 电压－短路：电流－开路 ）
（ 串联－断开：并联－短路 ）
37
2.电流串联负反馈 （ 电压－短路：电流－开路 ）
（ 串联－断开：并联－短路 ）
图 6.3.4电流串联负反馈的基本放大电路
(a)电流串联负反馈电路 (b)图 (a)所示电路的基本放大电路
38
3.电压并联负反馈 （ 电压－短路：电流－开路 ）
（ 串联－断开：并联－短路 ）
39
4.电流并联负反馈
利用基本放大电路求电压放大倍数方法比较麻烦。
（ 电压－短路：电流－开路 ）
（ 串联－断开：并联－短路 ）
40
6.4.1 深度负反馈的实质
放大电路的闭环电压放大倍数,
i
o
f X
XA
?
??
?
深度负反馈放大电路的
闭环电压放大倍数,FA ?? 1f ?
o
f
X
XF
?
??而
f
o
i
o
X
X
X
X
?
?
?
? ? 所以
得 fi XX ?? ?
对于串联负反馈,并联负反馈,
fi UU ?? ? fi II ???
结论,根据负反馈组态，选择适当的公式；再根据
放大电路的实际情况，列出关系式后，直接估算闭环电
压放大倍数。
6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的分析
41
6.4.2 反馈网络的分析
图 6.4.1 反馈网络的分析
(a)电压串联
21
1
0
RR
R
U
UF f
uu ??? ?
?
?
(b)电流串联
RR RI
I
UF f
ui ???
?
?
?
?
0
0
(c)电压 并联
(d)电流 并联
RU
R
U
U
IF f
iu
1
0
0
0
??
?
?? ?
?
?
?
?
21
2
0
RR
R
I
IF f
ii ???? ?
?
?
42
6.4.3 放大倍数的分析
一、电压串联负反馈
??
?
?
?
??
????
uufi
ufu u f
FU
U
U
U
AA
1
00
放大倍数则为
电压放大倍数
二、电流串联负反馈
??
?
?
?
?
???
uifi
i u f
FU
I
U
I
A
1
00放大倍数为
转移电导
电压放大倍数
R
R
F
R
U
RI
U
U
A L
ui
L
f
L
i
uf ???? ??
?
?
?
?
00
43
三、电压并联负反馈
放大倍数为转移电阻
??
?
?
?
?
???
iufi
u i f
FI
U
I
UA 100
源电压放大倍数
图 6.4.2并联负反馈电路的信号源
S
iuSfS
u s f
RFRI
U
U
UA 1100 ????
??
?
?
?
?
对于并联负反馈电路,信
号源内阻 是必不可少的。
44
四、电流并联负反馈
放大倍数为
电流放大倍数 ??
?
?
?
?
???
iifi
i i f
FI
I
I
I
A
100
电压放大倍数
S
L
iiSf
L
S
u s f
R
R
FRI
RI
U
UA ????
??
?
?
?
? 1
00
小结,
（ 1）正确判断反馈组态；
（ 2）求解反馈系数；
（ 3）利用 F求解,.fA,
ufA
.
uSfA或
45
复习,
1.正、负反馈的判断
(瞬时极性法 )
对分立元件而言,C与 B极性相反,E与 B极性相同。
对集成运放而言,uO与 uN极性相反,uO与 uP极性相同。
以 电压求和 或以 电流求和 判断净输入信号是增加或减小。
2.交、直流负反馈的判断
直流负反馈,反馈量只含有直流量。
交流负反馈,反馈量只含有交流量。
46
3.四种负反馈阻态的判断
iX?
并联：反馈量 和
fX?
输入量
接于同一输入端 。
fX
?
iX
?
fX
?
iX
?
接于不同的输入端 。
iX?
串联：反馈量 和
fX?
输入量
fX
?
iX
?
fX
?
iX
?
电流：将 负载 短路, 反馈量仍然存在 。
电压：将 负载 短路, 反馈量为零 。
47
5、深度负反馈放大电路电压放大倍数的计算
（ 1）正确判断反馈组态；
（ 2）求解反馈系数；
（ 3）利用 F求解,.fA,
ufA
.
uSfA或
4、负反馈的几个概念
FA
A
X
X
A ???
?
??
1
.
i
.
o
.
f
o
.
f
.
X
X
F ??
i
.
f
..
X
XFA
?
? ?
若
11 ??? FA ??
——深度负反馈
FA ?
? 1f ?
48
[例 6.4.1] 如图 6.2.8，已知 R1＝ 10KΩ,R2＝ 100 KΩ,R3＝ 2
KΩ,RL＝ 5 KΩ。求解在深度负反馈条件下的 AUf,
图 6.2.8 例 6.4.1电路图
解,
反馈通路, T,R3,R2与 R1
电路引入 电流串联负反馈
?? ?
??? IRRR
RI
R
321
3
1
10
321
3
11 RIRRR
RRIU
Rf
??? ?
????
321
31
0
RRR
RR
I
UF f
ui ???? ?
?
?
30)(
31
32100 ???????
??
?
?
?
?
RR
RRRR
F
R
U
RI
U
UA L
ui
L
f
L
i
uf
49
[例 6.4.2] 在图 6.2.9所示电路中，已知 R2＝ 10KΩ,
R4＝ 100 KΩ，求解在深度负反馈条件下的 AUF
图 6.2.9 例 6.4.2电路图
反馈通路, T3, R4与 R2
电路引入电压串联负反馈
42
2
0
RR
R
U
UF f
uu ??? ?
?
?
1111
2
40 ?????
??
?
?
R
R
FU
UA
uui
u u f
电压放大倍数
50
[例 6.4.3a] 估算深负反馈运放的闭环电压放大倍数。
解,该电路为 电压并联
负反馈, 在深度负反馈条件
下,
fi II ???
,
1
i
i R
UI ???
F
o
f R
UI ?? ??
1
i
F
o
R
U
R
U ?? ??得
则闭环电压放大倍数为,
11.020 2.2 ???????
1
F
i
o
f R
R
U
UA
uu ?
??
例 6.4.3a电路 图
51
该电路为电压串联负反馈
o
32
3
f URR
RU ??
??
5.223111
3
2
f ?????? R
R
FA uuuu ?
?
32
3
o
f
RR
R
U
UF
uu ??? ?
??故
在深度负反馈条件下
例 6.4.3 (b)电路图
[例 6.4.3b],
52
例 6.4.4 电路图
该电路为电流并联负反馈,
在深度负反馈条件下,
fi II ???
F3
3
L
o
F3
3o
f RR
R
R
U
RR
RII
???????
???
1
i
i R
UI ?? ?
故,
1
i
F3
3
L
o
R
U
RR
R
R
U ?? ?
???
闭环电压放大倍数为,
9.51.51 )101.5(2)(
1
??? ????????
3
F3L
i
o
f RR
RRR
U
UA
uu ?
??
[例 6.4.4]
53
6.5 负反馈对放大电路性能的影响
6.5.1 稳定放大倍数
引入负反馈后, 在输入信号一定的情况下, 当电路
参数变化, 电源电压波动或负载发生变化时, 放大电路
输出信号的波动减小, 即放大倍数的稳定性提高 。
放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关 。
FA
AA
???? 1
.
.
f
在中频范围内,
AF
AA
?? 1f
A
A
AFA
A d
1
1d
f
f ?
??
放大倍数的相对变化量,
结论：引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了
(1 + AF) 倍。
54
例,在电压串联负反馈放大
电路中,
??
???
k18
k210
F
1
5
R
RA,?
① 估算反馈系数 和反馈深度 F? ；)1( FA ???
② 估算放大电路的闭环电压放大倍数 ；fA?
③ 如果开环差模电压放大倍数 A 的相对变化量为
± 10%,此时闭环电压放大倍数 Af 的相对变化量等于多
少？ 解,① 反馈系数
1.0182 2
F1
1
o
f ?
????? RR
R
U
UF
?
??
反馈深度
45 101.01011 ????? FA ??
55
② 闭环放大倍数
10
10
10
1 4
5
.
.
f ???? FA
AA
??
③ Af 的相对变化量
%001.010 %10d1 1d 4
f
f ?????
?? A
A
AFA
A
结论：当开环差模电压放大倍数变化 ? 10% 时,
电压放大倍数的相对变化量只有 ? 0.000 1%,而稳定性
提高了一万倍 。
56
6.5.2 改变输入电阻和输出电阻
不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不同。
一、对输入电阻的影响
1,串联负反馈增大输入电阻
i
i
i I
UR
?
??
?
i
ii
i
fi
i
i
if I
UFAU
I
UU
I
UR
?
????
?
??
?
? ????????
得,
iif )1( RFAR ????
结论：引入 串联负反馈
后, 输入电阻增大 为无反馈
时的 倍 。 )1( FA ???
图 6.5.1
注意：在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈内，如
图 6.4.3中的 Rb1,反馈对它不产生影响。 --只针对串联负反馈。
57
2,并联负反馈减小输入电阻
..
fii III ????
i
i
i I
UR
?? ?
?
ii
i
fi
i
i
i
if
IFAI
U
II
U
I
U
R
???
?
??
??
????
?
??
?
?
?
FA
RR
???? 1
i
if
得,
结论：引入 并联负反馈 后, 输入电阻减小 为无负反
馈时的 1/ 。 )1( FA ???
图 6.5.3 并联负反馈对 Ri 的影响
58
二、负反馈对输出电阻的影响
1,电压负反馈减小输出电阻
???
?
Li,0o
o
of
RX
I
UR
?
?
?
offii UFXXXX ?????? ???????
放大电路的输出电
阻定义为,
时当 0i ?X?
oooioo UFARIXARIU ???????? ?????
得,FARIUR ??? ??? 1 o
o
o
of
结论：引入 电压负反馈 后, 放大电路的 输出电阻减小
到无反馈时的 。
)1(1 FA ???
图 6.5.4
fi XX ?? ???
Rof
59
2,电流负反馈增大输出电阻
图 6.5.5
of
fii
IFX
XXX
???
???
????
???
oo
o
o
io
o
o
o IFAR
UXA
R
UI ???????? ?????
结论：引入 电流负反馈 后, 放大电路的 输出电阻增
大 到无反馈时的 倍 。 )1(
o FA ???
oof )1( RFAR ????
注意：在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈内，如
图 6.4.4中的 RC2,反馈对它不产生影响。 --只针对电流负反馈。
60
综上所述
(1),反馈信号与外加输入信号的求和方式只对放大
电路的输入电阻有影响：串联负反馈使输入电阻增大；
并联负反馈使输入电阻减小 。
(2),反馈信号在输出端的采样方式只对放大电路的
输出电阻有影响：电压负反馈使输出电阻减小；电流负
反馈使输出电阻增大 。
(3),串联负反馈只增大反馈环路内的输入电阻；电
流负反馈只增大反馈环路内的输出电阻 。
(4),负反馈对输入电阻和输出电阻的影响程度, 与
反馈深度有关 。
61
6.5.3 展宽频带
由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性, 因而对于
频率不同而引起的放大倍数下降, 也可以改善 。
设无反馈时放大电路在中, 高频段的放大倍数分别
为, 上限频率为 fＨ ；
Hm AA ?? 和
H
m
H
j1
f
f
A
A
?
?
?
?
Hffm AA ?? 和
引入反馈系数为 的负反馈后，放大电路在中、
高频段的放大倍数分别为,上限频率为 fHf。
F?
62
Hf
mf
Hm
m
m
H
m
m
H
m
H
m
H
H
Hf
j1
)1(
j1
1
j1
j1
1
j1
1
f
f
A
fFA
f
FA
A
f
f
FA
A
F
f
f
A
f
f
A
FA
A
A
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
??
?
??
?
?
?
?
??
?
?
所以,
FA
AA
??
??
m
m
mf 1 ??
HmHf )1( fFAf ????
63
可见, 引入负反馈后, 放大电路的中频放大倍
数减小为无反馈时的 1 / ；而 上限频率提
高 到无反馈时的 倍 。
)1( m FA ???
)1( FA ??m?
同理, 可推导出引入负反馈后, 放大电路的 下
限频率降低 为无反馈时的 1 / 。
)1( m FA ???
结论,引入负反馈后, 放大电路的上限频率提高,
下限频率降低, 因而 通频带展宽 。
fbwf=fHf-fLf≈ fHf
fbw=fH-fL≈fH 基本放大电路的 通频带
反馈放大电路的 通频带
64
bwmb w f )1( fFAf ????
A?lg20
mlg20 A? 3dB
mflg20 A? 3dB
fL fH
fbw
fLf fHf
fbwf
负反馈对通频带和放大倍数的影响
f
65
xf
负反馈 减小了波形失真
加入
负反馈
无负反馈
F
xf
A xi xo
xo
大
小
略大
略小
略小
略大 x
i A
接近正弦波
预失真
+
–
ix?
6.5.4 减小非线性失真和抑制干扰
同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。
图 6.5.7
(动画 avi\9-3.avi) (动画 avi\9-4.avi)
66
6.5.5 放大电路中引入负反馈的一般原则
负反馈对放大电路性能方面的影响，均与反馈深度有关。
负反馈放大电路的分析以定性分析为主，定量分析为辅。
定性分析常用 EDA软件（ EWB/PSPICE）进行分析。
电路设计时，引入负反馈的一般原则
（ 1） 为了稳定静态工作点,应引入直流负反馈；
为了改善电路的动态性能,应引入交流负反馈。
（ 2） 根据信号源的性质引入串联负反馈，或者并联负反馈 。
当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大
电路的输入电阻，以减小信号源的输出电流和内阻上的
压降，应引入 串联负反馈 。
67
（ 4）根据表 6.3.1所示的四种组态反馈电路的功能,在需要进
行信号变换时，选择合适的组态 。例如，若将电流信号转
换成电压信号，应在放大电路中引入 电压并联负反馈 ；若
将电压信号转换成电流信号，应在放大电路中引入 电流串
联负反馈,等等。
当信号源为恒流源或内阻较大的电压源时，为减小电路的输
入电阻，使电路获得更大的输入电流，应引入 并联负反馈 。
（ 3） 根据负载对放大电路输出量的要求,即负载对其信号源
的要求，决定引入电压负反馈或电流负反馈。当负载需要
稳定的电压信号时，应引入 电压负反馈 ；当负载需要稳定
的电流信号时，应引入 电流负反馈 。
电路设计时，引入负反馈的一般原则
68
[例 6.5.1] 电路如图 6.5.8所示，为了达到下列目的，分别说明应
引入哪种组态的负反馈以及电路如何连接。
（ 3）将输入电流 iI转换成稳定的输出电压 uO。
（ 1）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力。
（ 2）将输入电流 i1转换成与之成稳定线性关系的输出电流 io。
69
(2)应引入电流并联负反馈。
电路中将④与⑥、⑦与⑩、②与⑨分别连接。
(3)应引入电压并联负反馈。
电路中应将②与⑨、⑧与⑩、⑤与⑥分别连接。
(1)应引入电压串联负反馈 。
电路中将 ④ 与 ⑥, ③ 与 ⑨, ⑧ 与 ⑩ 分别连接 。
70
6.6 负反馈放大电路的稳定性
对于多级放大电路, 如果引入过深的负反馈, 可能引
起自激振荡 。
6.6.1负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件
放大电路的闭环放大倍数为,
FA
AA
??
??
?? 1f
在中频段,
11 ?? FA ??
A? F? 在高, 低频段, 放大倍数 和反馈系数 的模和相角
都随频率变化, 使 。
11 ?? FA ??
一、自激振荡产生的原因
01 ?? FA ??,??fA? 当 时
说明, 此时放大电路没有输入信号, 但仍有一定的输出信
号, 因此产生了自激振荡 。
71
二、自激振荡的平衡条件
01 ?? FA ?? 即,1??FA ??
1?FA ??
)210()12(a r g ???,，，????? nnFA
幅值条件
相位条件
自激振荡过程如下,
?
0X ??
iX
?
0X
?
fX
72
例：单管阻容耦合共射放大电路的频率响应
?270o
uA?
0.707Aum
Aum
fL fH
BW
f
f
φ
O
O
?90o
?180o
fL fH
6.6.2 负反馈放大电路稳定性的定性分析
73
可见, 在低, 高频段, 放大电路分别产生了 0? ~ + 90?
和 0? ~ -90? 的附加相移 。
两级放大电路将产生 0? ~ ? 180? 附加相移；三级放大
电路将产生 0? ~ ? 270? 的附加相移 。
对于多级放大电路, 如果某个频率的信号产生的附加
相移为 180o,而反馈网络为纯电阻, 则,
?? 1 8 0a r g FA ??
满足自激振荡的相位条件, 如果同时满足自激振荡的
幅值条件, 放大电路将产生自激振荡 。
74
但 三级放大电路, 在深度负反馈条件下, 对于 某
个频率 的信号, 既满足相位条件, 也满足幅度条
件, 可以产生 自激振荡 。
结论,
单级放大电路不会产生自激振荡；
两级放大电路当频率趋于无穷大或趋于零时，虽
然满足相位条件，但不满足幅度条件，所以也不
会产生自激振荡；
75
一、判断方法
利用负反馈放大电路回路增益 的波特图，分析
是否同时满足自激振荡的幅度和相位条件。
FA??
6.6.3 负反馈放大电路稳定性的判断
满足 自激振荡的幅度
条件频率为 fC
满足 自激振荡的相位
条件频率为 fO
因为存在 fO,且 fO ＜ fC,
则电路不稳定。
(动画 avi\10-1.avi)
76
判断方法
虽然存在 fO, 但 fO ＞ fC,
则电路稳定，不产生自激振荡。
判断方法小结如下,
（ 1）若不存在 fO, 则电路稳定
（ 2）若存在 fO,且 fO ＜ fC,
则电路不稳定，必然产生自激振荡。
若存在 fO, 但 fO ＞ fC, 则电路稳定，不产生自激振荡。
(动画 avi\10-2.avi)
77
例 1：某负反馈放大电路的 波特图为,FA??
f / HZ
f / HZ fo
fo
60 dB/lg20 FA ??
40
20
0
0
?90°
?180°
? AF
(a)产生自激
由波特图中的相频特
性可见, 当 f = f0 时, 相
位移 ?AF = -180o,满足相
位条件；
1?FA ??
结论：当 f = f0 时, 电路同时满足自激振荡的相位条
件和幅度条件, 将产生自激振荡 。
此频率对应的对数幅
频特性位于横坐标轴之上,
即,
78
结论：该负反馈放大电路不会产生自激振荡, 能够稳
定工作 。
1?FA ??
例 2,
由负反馈放大电路
的波特图可见, 当 f = f0,
相位移
?AF = -180o
时
FA??
f / HZ
f / HZ f0
f0
60 dB/lg20 FA ??
40
20
O
O
?90°
?180°
? AF
fc
fc
利用波特图来判断自激振荡
(b)不产生自激
79
Gm
二、稳定裕度
当环境温度, 电路参数及电源电压等在一定范围内变
化时, 为保证放大电路也能满足稳定条件, 要求放大电路
要有一定的稳定裕度 。
1,幅值裕度 Gm
f / HZ
f / HZ f
o
fo
60 dB/lg20 FA ??
40
20
O
O
?90°
?180°
? AF
fc
fc
)dB(lg20
0m ff
FAG ?? ??
对于稳定的负反馈放大
电路, Gm 为负值 。 Gm 值愈
负, 负反馈放大电路愈稳定 。
一般要求 Gm ≤ -10 dB 。
80
2,相位裕度 ?m
?? 180AF?
当 f = fc 时,
0lg20 ?FA ??
cAFm 180 ff ???? ??
负反馈放大电路稳定
对于稳定的负反馈放大电路, ?m 为正值 。 ?m 值愈
大, 负反馈放大电路愈稳定 。
一般要求 ?m ≥ 45?
f / Hz
f / Hz f
o
fo
60 dB/lg20 FA ??
40
20
0
0
?90°
?180°
? AF
fc
fc
?m
Gm
图 5.4.2
81
6.6.4负反馈放大电路自激振荡的消除方法
为保证放大电路稳定工作, 对于三级或三级以上的
负反馈放大电路, 需采取适当措施破坏自激振荡的幅度
条件和相位条件 。
最简单的方法是 减小反馈系数 或反馈深度, 使得在
满足相位条件时不满足幅度条件 。
但是, 由于反馈深度下降, 不利于放大电路其他性
能的改善, 因此通常采用接入电容或 RC 元件组成 校正网
络, 以消除自激振荡 。
82
1.简单滞后补偿
比较简单的消振措施是在负反馈放大电路的适当地
方接入一个电容 。
图 6.6.4 电容校正网络
一、滞后补偿
接入的电容相当于并联在前一级的负载上, 在中,
低频时, 容抗很大, 所以这个电容基本不起作用 。
(动画 avi\10-3.avi)
83
高频时, 容抗减小, 使前一级的放大倍数降低,
从而破坏自激振荡的条件, 使电路稳定工作 。
简单滞后补偿前后基本
放大电路的幅频特性
虚线为补偿前的幅频特性
实线为补偿后的幅频特性
当 f = fC 时,)( FA ?? ?
趋于 -1350，即 fO ＞ fC,
并具有 450的相位裕度，
所以电路一定不会产生
自激振荡。
图 6.6.3 简单滞后补偿前后基本放大
电路的幅频特性
84
2.RC滞后补偿
除了电容校正以外, 还可以利用电阻, 电容元件串
联组成的 RC 校正网络来消除自激振荡 。
利用 RC 校正网络代替电容校正网络, 将使通频带变
窄的程度有所改善 。 （ 见教材 P287—P288）
图 6.6.5 RC 校正网络
85
3.密勒效应补偿
二、超前补偿
利用密勒效应将补
偿电容、或补偿电
阻和电容跨接放大
电路的输入端和输
出端。
若改变负反馈放大电路在环
路增益为 0dB点的相位，使
之超前，也能破坏其自激振
荡条件，使 fo＞ fc。 通常将
补偿电容加在反馈回路 。
86
[例 6.6.2] 已知放大电路幅频特性近似如图 6.6.10所示。
引入负反馈时，反馈网络为纯电阻网络，且其参数的变化
对基本放大电路的影响可忽略不计。回答下列问题,
（ 2）若引入负反馈系数
F=1则电路是否会产生自
激振荡？
图 6.6.10 例 6.6.2放大电路的幅频特性
（ 1） 当 f＝ 103Hz,20lg∣ A∣ ≈？ Φ A≈？
（ 3）若想引入负反馈后电
路稳定，则 ∣ F∣ 的上限值
约为多少？
87
图 6.6.10 例 6.6.2放大电路的幅频特性
解,
（ 1） 当 f＝ 103Hz,
20lg∣ A∣ ≈60dB
A的表达式为
2
3
5
2
21
5
)
10
1)(
10
1(
10
)1)(1(
10
fjfj
f
fj
f
fjA
HH
??
?
??
?
?
0000
33 1 8 045459010a r c t a n10a r c t a n10a r c t a n ??????????
fff
A?
88
所以放大电路一定会产生自激振荡
（ 2）由（ 1）可知,f0=103Hz,且当 f=f0时，因 F＝ 1,
20lg︱ AF︱ ≈60dB+20lg︱ F︱ >0dB
（ 3）为使 f0=103Hz,20lg︱ AF︱ ＜ 0dB
即 20lg︱ AF︱ ≈60dB+20lg︱ F︱ ＜ 0
所以 ︱ F︱ ＜ 0.001
89
6.7 放大电路中的其它形式的反馈
6.7.1 放大电路中的正反馈
一、电压 -电流转换电路
二、自举电路
6.7.2电流反馈运算放大电路
一、什么是电流反馈集成运算放大电路
二、电流模电路
三、电流反馈运算放大电路的工作原理
四、由电流反馈运算放大电路组成的负反馈放
大电路的频率特性特性
第六章放大电路中的反馈
? 教学时数：１０学时
? 重点与难点
? 掌握反馈的概念、分类，反馈放大器的方框
图及基本方程式。
? 重点掌握反馈类型的判别方法。
? 了解负反馈对放大器性能的影响以及负反馈
放大器的分析方法。
? 对放大器的稳定与噪声干扰问题作一般了解。
第六章 放大电路中的反馈
6.1 反馈的基本概念及判断方法
6.2 负反馈放大电路的四种基本组态
6.4 深度负反馈放大电路放大倍数分析
6.6 负反馈放大电路的稳定性
6.3 负反馈对放大电路的方框图
6.5 负反馈对放大电路性能的影响
3
6.1 反馈的基本概念及判断方法
6.1.1 反馈的基本概念
一、什么是反馈
在电子设备中经常采用反馈的
方法来改善电路的性能，以达
到预定的指标。
放大电路中的 反馈,是指将放大
电路输出电量 (输出电压或输出电
流 )的一部分或全部，通过一定的
方式，反送回输入回路中。
图 6.1.1反馈放大电路的
方框图
4
二、正反馈和负反馈
反馈信号增强了外加净输入信号, 使放大电路的
放大倍数提高 —— 正反馈
反馈信号削弱了外加净输入信号, 使放大电路的
放大倍数降低 —— 负反馈
负反馈
稳定静态工作点
+
-
+
.
fi
..
i UUU ???
.
iU?
.
fU
5
三、直流反馈和交流反馈
(a)直流负反馈 (b)交流负反馈
交流负反馈,反馈量只含有交流量。
用以改善放大电路的性能。
可稳定静态工作点。
6
6.1.2 反馈的判断
一、有无反馈的判断
是否有联系输入、输出回路的反馈通路；
是否影响放大电路的净输入。
(a)没引入反馈的放大电路 (b)引入反馈的放大电路 (c) R的接入没引入反馈
7
反馈极性的判断方法,瞬时极性法 。
先假定某一瞬间输入信号的极性, 然后按信号
的放大过程, 逐级推出输出信号的瞬时极性, 最后
根据反馈回输入端的信号对原输入信号的作用, 判
断出反馈的极性 。
二、反馈极性的判断
对分立元件而言,C与 B极性相反,E与 B极性相同。
对集成运放而言,uO与 uN极性相反,uO与 uP极性相同。
8
例：用瞬时极性法判断电路中的反馈极性 。
? -
-
因为 差模 输入电压等
于 输入 电压与 反馈 电压之
差, 反馈增强了输入电压,
所以为 正反馈 。
? ?
?
?
-
反馈信号削弱了输入
信号, 因此为 负反馈 。
图 6.1.3
(a)正反馈
(b)负反馈
例
v
I
v
O
-
+
R
L
R
2
R
1
(+) (+)
(-)
(-)
净输入量减小
v I
v O
-
+
R LR 2
R 1
(+) (+)
(-)
(-)
净输入量增加 a负反馈
b正反馈
v O
-
+
R 4
R 5
R 3
-
+v I
R 1
R 2
反馈通路
反馈通路
级间反馈通路
(+) (+)
(+)
(+)
(-)
净输入量减小
c级间负反馈
反馈通路 本级反馈通路
10
分立元件电路反馈极性的判断
图 6.1.4分立元件放大电路反馈极性的判断
反馈通路 净输入量减小
负反馈
原则：对分立元件而言,C与 B极性 相反, E与 B极性 相同 。
11
三、直流反馈与交流反馈的判断
直流负反馈,反馈量只含有直流量。
交流负反馈,反馈量只含有交流量。
图 6.1.5直流反馈与交流反馈的判断（一）
(a)电路 (b)直流通路 (c)交流通路
直流反馈 无交流反馈
12
附,7.1 概述
7.1.1 电子信息系统的组成
信号的
提取
信号的
预处理
信号的
加工
信号的
执行
图 7.1.1电子信息系统示意图
13
7.1.2 理想运放的两个工作区
一、理想运放的性能指标
开环差模电压增益 Aod = ∞；
输出电阻 ro = 0；
共模抑制比 KCMR = ∞；
差模输入电阻 rid = ∞；
UIO = 0,IIO = 0,?UIO = ?IIO = 0；
输入偏置电流 IIB = 0；
? 3 dB 带宽 fH = ∞,等等。
理想运放工作区：线性区和非线性区
14
二、理想运放在线性工作区
输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放
大关系, 即
)(odO ?? ?? uuAu
?u
?u
Ou
?i
?i
+ Aod
理想运放工作在线性区特点,
1,理想运放的差模输入电压等于零
0)(
od
O ???
?? A
uuu
即 ?? ? uu ——,虚短,
15
2,理想运放的输入电流等于零
由于 rid = ∞，两个输入端均没有电流，即
0?? ?? ii ——,虚断,
三、理想运放的非线性工作区
+UOM
uO
u+?u? O
?UOM
理想特性
图 7.1.3 集成运放的电压传输特性
16
理想运放工作在非线性区特点,
当 uP > uN时,uO = + UOM
当 uP< uN时,uO = ? UOM
1,uO 的值只有两种可能
在非线性区内, (uP ? uN)可能很大, 即 uP ≠uN。
,虚地, 不存在
2,理想运放的输入电流等于零
0?? NP ii
17
实际运放 Aod ≠∞, 当 uP 与 uN差值比较小时, 仍有
Aod (uP ? uN ),运放工作在线性区 。
例如,F007 的 UoM = ±
14 V,Aod ? 2 × 105, 线性
区内输入电压范围
μV70
102
V 14
5
od
OM
??
?
?
?
??
A
U
uu
NP
uO
uP?uN O
实际特性
非线性区 非线性区
线性区
但线性区范围很小。
18
6.2 负反馈放大电路的四种基本组态
6.2.1 负反馈放大电路分析要点
（ 3）负反馈的基本作用是将引回的反馈量与输入量相减,
从而调整电路的净输入量和输出量。
（ 1）交流负反馈使放大电路的输出量与输入量之间具有
稳定的比例关系，任何因素引起的输出量的变化均得
到抑制。由于输入量的变化也同样会受到抑制，因此
交流负反馈使电路的放大能力下降 。
（ 2）反馈量实质上是对输出量的取样，其数值与输出
量成正比。
19
（ 2）从输入端看，反馈量与输入量是以电压方
式相叠加，还是以电流方式相叠加。
对于具体的负反馈放大电路，首先应研究下列问题，
进而进行定量分析。
（ 1）从输出端看，反馈量是取自于输出电压,
还是取自于输出电流。
反馈信号取自输出电压，则为 电压反馈
反馈信号取自输出电流，则为 电流反馈
反馈量与输入量以电压形式求和，为 串联反馈
反馈量与输入量以电流形式求和，为 并联反馈
动画 avi\9-1.avi
20
6.2.2 四种负反馈组态
一、电压串联负反馈
图 6.2.2 电压串联负反馈电路
反馈信号与输出电压成
正比, 集成运放的净输入电
压等于输入电压与反馈电压
之差,
.
fi
..
i UUU ???
.
o
F1
1f
.
URR RU ??
电压串联、电压并联、电流串联、电流并联 负反馈
21
二、电流串联负反馈
图 6.2.3 电流串联负反馈电路
反馈信号与输出电流成正比,
净输入电压等于外加输入信号
与反馈信号之差
.
fi
..
i UUU ???
Fo
.
f
,RIU ?
（ 2）串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为
恒压源或近似恒压源的情况。
（ 1）电压负反馈能够稳定输出电压，电流负反馈能够稳定
输出电流。
小结
22
三、电压并联负反馈
图 6.2.4 电压并联负反馈电路
反馈信号与输出电压成正比, 净输入电流等于外加
输入电流与反馈电流之差
.
f
.
i
.
i III ???
F
.
o
f
.
R
U
I ??
23
四、电流并联负反馈
图 6.2.5 电流并联负反馈电路
反馈信号与输出电
流成正比, 净输入电流
等于外加输入信号与反
馈信号之差,
.
f
.
ii III ????
F3
3o
.
f
.
RR
RII
?
??
24
四种负反馈组态的放大倍数
电压串联负反馈电路 电流串联负反馈电路
电压并联负反馈电路 电流并联负反馈电路
i
.
o
.
.
U
UA
u u f ?
电压放
大倍数
)(
i
o
.
.
??
I
UA
u i f ?
转移
电阻
)S(
i
.
o
.
.
U
IA
i u f ?
转移
电导
i
o
.
.
I
IA
ii ??
电流放
大倍数
25
6.2.3反馈阻态的判断
iX?
并联：反馈量 和
fX?
输入量
接于同一输入端 。 fX?
iX
?
fX
?
iX
?
接于不同的输入端 。
iX?
串联：反馈量 和
fX?
输入量
fX
?
iX
?
fX
?
iX
?
电流：将 负载 短路, 反馈量仍然存在 。
电压：将 负载 短路, 反馈量为零 。
26
一、电压负反馈与电流负反馈的判断
令输出电压为零，反馈电流不存在，所以是
电压负反馈
27
令输出电压为零，反馈电流仍存在，所以是
电流负反馈
28
二、串联反馈与并联反馈的判断（略）
[例 6.2.1] 判断反馈的组态。
反馈通路,T,R2与 R1
交、直流反馈
瞬时极性法判断,负 反馈
输出端看,电流 负反馈
输入端看,串联 负反馈
电路引入交、直流电流串联负反馈
29
[例 6.2.2] 判断反馈的组态。
图 6.2.9 例 6.2.2电路图
反馈通路,T3, R4与 R2
交、直流反馈
瞬时极性法判断,负 反馈
输出端看,电压 负反馈
输入端看,串联 负反馈
电路引入交、直流电压串联负反馈
30
6.3.1 负反馈放大电路的方框图表示法
图 6.3.1 反馈放大电路方框图
.
f
.
o
.
i XXX,,分别
为输入信号, 输出信
号和反馈信号；
开环放大倍数,.A
无反馈时放大网络的放大倍数；
因为,
i
.
o
.
X
XA
?? ?
o
.
f
.
X
XF
??
.
f
.
ii XXX ????
6.3 负反馈放大电路的方框图及一般表达式
31
所以,)()(, o.,i.,f,i.i.,o XFXAXXAXAX ?????? ?
闭环放大倍数：,.
fA
FA
A
X
X
A ???
?
??
1
.
i
.
o
.
f
电路的环路放大倍数,
i
.
f
..
X
XFA
?
? ?
o
.
f
.
X
X
F ??
反馈系数,.,FA.F
32
6.3.2 四种组态电路的方块图
电压串联负反馈 电流串联负反馈
电压并联负反馈 电流并联负反馈
33
表 6.3.1 四种组态负反馈放大电路的比较
输出信号 反馈信号 开环电路的放大倍数 反馈系数
电压串联式
电压并联式
电流串联式
电流并联式
o
.U
o
.U
o
.I
o
.I
f
.U
f
.U
f
.I
f
.I
'
i
o
.
.
U
UA
uu ??
电压放
大倍数
)('
i
o
.
.
??
I
UA
ui ?
转移
电阻
)S('
i
o
.
.
U
IA
iu ??
转移
电导
'
i
o
.
.
I
IA
ii ??
电流放
大倍数
o
f
.
.
U
UF
uu ??
S)(
o
f
.
.
U
IF
iu ??
)(
o
f
.
.
?? IUF ui ?
o
f
.
.
I
IF
ii ??
34
FA
A
X
XA
??? ??? 1
.
i
.
o
.
f
若
11 ??? FA ??
FFA
A
FA
AA
?????
1
1
..
.
f ????
——深度负反馈
结论：深度负反馈放大电路的放大倍数主要由反馈
网络的反馈系数决定, 能保持稳定 。
若, 01 ?? FA ?? 则
??fA? ——自激振荡
6.3.3 负反馈放大电路的一般表达式
闭环放大倍数,
AF
AA
f ?? 1
在中频段,Af,A和 F均为实数
35
X o基本放大
A电路
X id
反馈网络
F
X f
–
+Xi
反馈网络等效到输入端
反馈网络等效到输出端 X o基本放大
A电路
X id
反馈网络
F
–
+Xi
考虑到输入端的负载效应时，应
令输出量为 0。
（ 电压－短路：电流－开路 ）。
考虑到输出端的负载效应时，应
令输入量为 0。
（ 串联－断开：并联－短路 ）。
6.3.4 负反馈放大电路的基本放大电路
为了使信号的传递单向化，将反馈网络作为放大电路输
入端和输出端的等效电阻。
等效原则
36
绘制负反馈放大电路的基本放大电路的目的
---求解基本放大电路的放大倍数
1.电压串联负反馈 （ 电压－短路：电流－开路 ）
（ 串联－断开：并联－短路 ）
37
2.电流串联负反馈 （ 电压－短路：电流－开路 ）
（ 串联－断开：并联－短路 ）
图 6.3.4电流串联负反馈的基本放大电路
(a)电流串联负反馈电路 (b)图 (a)所示电路的基本放大电路
38
3.电压并联负反馈 （ 电压－短路：电流－开路 ）
（ 串联－断开：并联－短路 ）
39
4.电流并联负反馈
利用基本放大电路求电压放大倍数方法比较麻烦。
（ 电压－短路：电流－开路 ）
（ 串联－断开：并联－短路 ）
40
6.4.1 深度负反馈的实质
放大电路的闭环电压放大倍数,
i
o
f X
XA
?
??
?
深度负反馈放大电路的
闭环电压放大倍数,FA ?? 1f ?
o
f
X
XF
?
??而
f
o
i
o
X
X
X
X
?
?
?
? ? 所以
得 fi XX ?? ?
对于串联负反馈,并联负反馈,
fi UU ?? ? fi II ???
结论,根据负反馈组态，选择适当的公式；再根据
放大电路的实际情况，列出关系式后，直接估算闭环电
压放大倍数。
6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的分析
41
6.4.2 反馈网络的分析
图 6.4.1 反馈网络的分析
(a)电压串联
21
1
0
RR
R
U
UF f
uu ??? ?
?
?
(b)电流串联
RR RI
I
UF f
ui ???
?
?
?
?
0
0
(c)电压 并联
(d)电流 并联
RU
R
U
U
IF f
iu
1
0
0
0
??
?
?? ?
?
?
?
?
21
2
0
RR
R
I
IF f
ii ???? ?
?
?
42
6.4.3 放大倍数的分析
一、电压串联负反馈
??
?
?
?
??
????
uufi
ufu u f
FU
U
U
U
AA
1
00
放大倍数则为
电压放大倍数
二、电流串联负反馈
??
?
?
?
?
???
uifi
i u f
FU
I
U
I
A
1
00放大倍数为
转移电导
电压放大倍数
R
R
F
R
U
RI
U
U
A L
ui
L
f
L
i
uf ???? ??
?
?
?
?
00
43
三、电压并联负反馈
放大倍数为转移电阻
??
?
?
?
?
???
iufi
u i f
FI
U
I
UA 100
源电压放大倍数
图 6.4.2并联负反馈电路的信号源
S
iuSfS
u s f
RFRI
U
U
UA 1100 ????
??
?
?
?
?
对于并联负反馈电路,信
号源内阻 是必不可少的。
44
四、电流并联负反馈
放大倍数为
电流放大倍数 ??
?
?
?
?
???
iifi
i i f
FI
I
I
I
A
100
电压放大倍数
S
L
iiSf
L
S
u s f
R
R
FRI
RI
U
UA ????
??
?
?
?
? 1
00
小结,
（ 1）正确判断反馈组态；
（ 2）求解反馈系数；
（ 3）利用 F求解,.fA,
ufA
.
uSfA或
45
复习,
1.正、负反馈的判断
(瞬时极性法 )
对分立元件而言,C与 B极性相反,E与 B极性相同。
对集成运放而言,uO与 uN极性相反,uO与 uP极性相同。
以 电压求和 或以 电流求和 判断净输入信号是增加或减小。
2.交、直流负反馈的判断
直流负反馈,反馈量只含有直流量。
交流负反馈,反馈量只含有交流量。
46
3.四种负反馈阻态的判断
iX?
并联：反馈量 和
fX?
输入量
接于同一输入端 。
fX
?
iX
?
fX
?
iX
?
接于不同的输入端 。
iX?
串联：反馈量 和
fX?
输入量
fX
?
iX
?
fX
?
iX
?
电流：将 负载 短路, 反馈量仍然存在 。
电压：将 负载 短路, 反馈量为零 。
47
5、深度负反馈放大电路电压放大倍数的计算
（ 1）正确判断反馈组态；
（ 2）求解反馈系数；
（ 3）利用 F求解,.fA,
ufA
.
uSfA或
4、负反馈的几个概念
FA
A
X
X
A ???
?
??
1
.
i
.
o
.
f
o
.
f
.
X
X
F ??
i
.
f
..
X
XFA
?
? ?
若
11 ??? FA ??
——深度负反馈
FA ?
? 1f ?
48
[例 6.4.1] 如图 6.2.8，已知 R1＝ 10KΩ,R2＝ 100 KΩ,R3＝ 2
KΩ,RL＝ 5 KΩ。求解在深度负反馈条件下的 AUf,
图 6.2.8 例 6.4.1电路图
解,
反馈通路, T,R3,R2与 R1
电路引入 电流串联负反馈
?? ?
??? IRRR
RI
R
321
3
1
10
321
3
11 RIRRR
RRIU
Rf
??? ?
????
321
31
0
RRR
RR
I
UF f
ui ???? ?
?
?
30)(
31
32100 ???????
??
?
?
?
?
RR
RRRR
F
R
U
RI
U
UA L
ui
L
f
L
i
uf
49
[例 6.4.2] 在图 6.2.9所示电路中，已知 R2＝ 10KΩ,
R4＝ 100 KΩ，求解在深度负反馈条件下的 AUF
图 6.2.9 例 6.4.2电路图
反馈通路, T3, R4与 R2
电路引入电压串联负反馈
42
2
0
RR
R
U
UF f
uu ??? ?
?
?
1111
2
40 ?????
??
?
?
R
R
FU
UA
uui
u u f
电压放大倍数
50
[例 6.4.3a] 估算深负反馈运放的闭环电压放大倍数。
解,该电路为 电压并联
负反馈, 在深度负反馈条件
下,
fi II ???
,
1
i
i R
UI ???
F
o
f R
UI ?? ??
1
i
F
o
R
U
R
U ?? ??得
则闭环电压放大倍数为,
11.020 2.2 ???????
1
F
i
o
f R
R
U
UA
uu ?
??
例 6.4.3a电路 图
51
该电路为电压串联负反馈
o
32
3
f URR
RU ??
??
5.223111
3
2
f ?????? R
R
FA uuuu ?
?
32
3
o
f
RR
R
U
UF
uu ??? ?
??故
在深度负反馈条件下
例 6.4.3 (b)电路图
[例 6.4.3b],
52
例 6.4.4 电路图
该电路为电流并联负反馈,
在深度负反馈条件下,
fi II ???
F3
3
L
o
F3
3o
f RR
R
R
U
RR
RII
???????
???
1
i
i R
UI ?? ?
故,
1
i
F3
3
L
o
R
U
RR
R
R
U ?? ?
???
闭环电压放大倍数为,
9.51.51 )101.5(2)(
1
??? ????????
3
F3L
i
o
f RR
RRR
U
UA
uu ?
??
[例 6.4.4]
53
6.5 负反馈对放大电路性能的影响
6.5.1 稳定放大倍数
引入负反馈后, 在输入信号一定的情况下, 当电路
参数变化, 电源电压波动或负载发生变化时, 放大电路
输出信号的波动减小, 即放大倍数的稳定性提高 。
放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关 。
FA
AA
???? 1
.
.
f
在中频范围内,
AF
AA
?? 1f
A
A
AFA
A d
1
1d
f
f ?
??
放大倍数的相对变化量,
结论：引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了
(1 + AF) 倍。
54
例,在电压串联负反馈放大
电路中,
??
???
k18
k210
F
1
5
R
RA,?
① 估算反馈系数 和反馈深度 F? ；)1( FA ???
② 估算放大电路的闭环电压放大倍数 ；fA?
③ 如果开环差模电压放大倍数 A 的相对变化量为
± 10%,此时闭环电压放大倍数 Af 的相对变化量等于多
少？ 解,① 反馈系数
1.0182 2
F1
1
o
f ?
????? RR
R
U
UF
?
??
反馈深度
45 101.01011 ????? FA ??
55
② 闭环放大倍数
10
10
10
1 4
5
.
.
f ???? FA
AA
??
③ Af 的相对变化量
%001.010 %10d1 1d 4
f
f ?????
?? A
A
AFA
A
结论：当开环差模电压放大倍数变化 ? 10% 时,
电压放大倍数的相对变化量只有 ? 0.000 1%,而稳定性
提高了一万倍 。
56
6.5.2 改变输入电阻和输出电阻
不同类型的负反馈，对输入电阻、输出电阻的影响不同。
一、对输入电阻的影响
1,串联负反馈增大输入电阻
i
i
i I
UR
?
??
?
i
ii
i
fi
i
i
if I
UFAU
I
UU
I
UR
?
????
?
??
?
? ????????
得,
iif )1( RFAR ????
结论：引入 串联负反馈
后, 输入电阻增大 为无反馈
时的 倍 。 )1( FA ???
图 6.5.1
注意：在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈内，如
图 6.4.3中的 Rb1,反馈对它不产生影响。 --只针对串联负反馈。
57
2,并联负反馈减小输入电阻
..
fii III ????
i
i
i I
UR
?? ?
?
ii
i
fi
i
i
i
if
IFAI
U
II
U
I
U
R
???
?
??
??
????
?
??
?
?
?
FA
RR
???? 1
i
if
得,
结论：引入 并联负反馈 后, 输入电阻减小 为无负反
馈时的 1/ 。 )1( FA ???
图 6.5.3 并联负反馈对 Ri 的影响
58
二、负反馈对输出电阻的影响
1,电压负反馈减小输出电阻
???
?
Li,0o
o
of
RX
I
UR
?
?
?
offii UFXXXX ?????? ???????
放大电路的输出电
阻定义为,
时当 0i ?X?
oooioo UFARIXARIU ???????? ?????
得,FARIUR ??? ??? 1 o
o
o
of
结论：引入 电压负反馈 后, 放大电路的 输出电阻减小
到无反馈时的 。
)1(1 FA ???
图 6.5.4
fi XX ?? ???
Rof
59
2,电流负反馈增大输出电阻
图 6.5.5
of
fii
IFX
XXX
???
???
????
???
oo
o
o
io
o
o
o IFAR
UXA
R
UI ???????? ?????
结论：引入 电流负反馈 后, 放大电路的 输出电阻增
大 到无反馈时的 倍 。 )1(
o FA ???
oof )1( RFAR ????
注意：在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈内，如
图 6.4.4中的 RC2,反馈对它不产生影响。 --只针对电流负反馈。
60
综上所述
(1),反馈信号与外加输入信号的求和方式只对放大
电路的输入电阻有影响：串联负反馈使输入电阻增大；
并联负反馈使输入电阻减小 。
(2),反馈信号在输出端的采样方式只对放大电路的
输出电阻有影响：电压负反馈使输出电阻减小；电流负
反馈使输出电阻增大 。
(3),串联负反馈只增大反馈环路内的输入电阻；电
流负反馈只增大反馈环路内的输出电阻 。
(4),负反馈对输入电阻和输出电阻的影响程度, 与
反馈深度有关 。
61
6.5.3 展宽频带
由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性, 因而对于
频率不同而引起的放大倍数下降, 也可以改善 。
设无反馈时放大电路在中, 高频段的放大倍数分别
为, 上限频率为 fＨ ；
Hm AA ?? 和
H
m
H
j1
f
f
A
A
?
?
?
?
Hffm AA ?? 和
引入反馈系数为 的负反馈后，放大电路在中、
高频段的放大倍数分别为,上限频率为 fHf。
F?
62
Hf
mf
Hm
m
m
H
m
m
H
m
H
m
H
H
Hf
j1
)1(
j1
1
j1
j1
1
j1
1
f
f
A
fFA
f
FA
A
f
f
FA
A
F
f
f
A
f
f
A
FA
A
A
?
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
??
?
??
?
?
?
?
??
?
?
所以,
FA
AA
??
??
m
m
mf 1 ??
HmHf )1( fFAf ????
63
可见, 引入负反馈后, 放大电路的中频放大倍
数减小为无反馈时的 1 / ；而 上限频率提
高 到无反馈时的 倍 。
)1( m FA ???
)1( FA ??m?
同理, 可推导出引入负反馈后, 放大电路的 下
限频率降低 为无反馈时的 1 / 。
)1( m FA ???
结论,引入负反馈后, 放大电路的上限频率提高,
下限频率降低, 因而 通频带展宽 。
fbwf=fHf-fLf≈ fHf
fbw=fH-fL≈fH 基本放大电路的 通频带
反馈放大电路的 通频带
64
bwmb w f )1( fFAf ????
A?lg20
mlg20 A? 3dB
mflg20 A? 3dB
fL fH
fbw
fLf fHf
fbwf
负反馈对通频带和放大倍数的影响
f
65
xf
负反馈 减小了波形失真
加入
负反馈
无负反馈
F
xf
A xi xo
xo
大
小
略大
略小
略小
略大 x
i A
接近正弦波
预失真
+
–
ix?
6.5.4 减小非线性失真和抑制干扰
同样道理，负反馈可抑制放大电路内部噪声。
图 6.5.7
(动画 avi\9-3.avi) (动画 avi\9-4.avi)
66
6.5.5 放大电路中引入负反馈的一般原则
负反馈对放大电路性能方面的影响，均与反馈深度有关。
负反馈放大电路的分析以定性分析为主，定量分析为辅。
定性分析常用 EDA软件（ EWB/PSPICE）进行分析。
电路设计时，引入负反馈的一般原则
（ 1） 为了稳定静态工作点,应引入直流负反馈；
为了改善电路的动态性能,应引入交流负反馈。
（ 2） 根据信号源的性质引入串联负反馈，或者并联负反馈 。
当信号源为恒压源或内阻较小的电压源时，为增大放大
电路的输入电阻，以减小信号源的输出电流和内阻上的
压降，应引入 串联负反馈 。
67
（ 4）根据表 6.3.1所示的四种组态反馈电路的功能,在需要进
行信号变换时，选择合适的组态 。例如，若将电流信号转
换成电压信号，应在放大电路中引入 电压并联负反馈 ；若
将电压信号转换成电流信号，应在放大电路中引入 电流串
联负反馈,等等。
当信号源为恒流源或内阻较大的电压源时，为减小电路的输
入电阻，使电路获得更大的输入电流，应引入 并联负反馈 。
（ 3） 根据负载对放大电路输出量的要求,即负载对其信号源
的要求，决定引入电压负反馈或电流负反馈。当负载需要
稳定的电压信号时，应引入 电压负反馈 ；当负载需要稳定
的电流信号时，应引入 电流负反馈 。
电路设计时，引入负反馈的一般原则
68
[例 6.5.1] 电路如图 6.5.8所示，为了达到下列目的，分别说明应
引入哪种组态的负反馈以及电路如何连接。
（ 3）将输入电流 iI转换成稳定的输出电压 uO。
（ 1）减小放大电路从信号源索取的电流并增强带负载能力。
（ 2）将输入电流 i1转换成与之成稳定线性关系的输出电流 io。
69
(2)应引入电流并联负反馈。
电路中将④与⑥、⑦与⑩、②与⑨分别连接。
(3)应引入电压并联负反馈。
电路中应将②与⑨、⑧与⑩、⑤与⑥分别连接。
(1)应引入电压串联负反馈 。
电路中将 ④ 与 ⑥, ③ 与 ⑨, ⑧ 与 ⑩ 分别连接 。
70
6.6 负反馈放大电路的稳定性
对于多级放大电路, 如果引入过深的负反馈, 可能引
起自激振荡 。
6.6.1负反馈放大电路自激振荡产生的原因和条件
放大电路的闭环放大倍数为,
FA
AA
??
??
?? 1f
在中频段,
11 ?? FA ??
A? F? 在高, 低频段, 放大倍数 和反馈系数 的模和相角
都随频率变化, 使 。
11 ?? FA ??
一、自激振荡产生的原因
01 ?? FA ??,??fA? 当 时
说明, 此时放大电路没有输入信号, 但仍有一定的输出信
号, 因此产生了自激振荡 。
71
二、自激振荡的平衡条件
01 ?? FA ?? 即,1??FA ??
1?FA ??
)210()12(a r g ???,，，????? nnFA
幅值条件
相位条件
自激振荡过程如下,
?
0X ??
iX
?
0X
?
fX
72
例：单管阻容耦合共射放大电路的频率响应
?270o
uA?
0.707Aum
Aum
fL fH
BW
f
f
φ
O
O
?90o
?180o
fL fH
6.6.2 负反馈放大电路稳定性的定性分析
73
可见, 在低, 高频段, 放大电路分别产生了 0? ~ + 90?
和 0? ~ -90? 的附加相移 。
两级放大电路将产生 0? ~ ? 180? 附加相移；三级放大
电路将产生 0? ~ ? 270? 的附加相移 。
对于多级放大电路, 如果某个频率的信号产生的附加
相移为 180o,而反馈网络为纯电阻, 则,
?? 1 8 0a r g FA ??
满足自激振荡的相位条件, 如果同时满足自激振荡的
幅值条件, 放大电路将产生自激振荡 。
74
但 三级放大电路, 在深度负反馈条件下, 对于 某
个频率 的信号, 既满足相位条件, 也满足幅度条
件, 可以产生 自激振荡 。
结论,
单级放大电路不会产生自激振荡；
两级放大电路当频率趋于无穷大或趋于零时，虽
然满足相位条件，但不满足幅度条件，所以也不
会产生自激振荡；
75
一、判断方法
利用负反馈放大电路回路增益 的波特图，分析
是否同时满足自激振荡的幅度和相位条件。
FA??
6.6.3 负反馈放大电路稳定性的判断
满足 自激振荡的幅度
条件频率为 fC
满足 自激振荡的相位
条件频率为 fO
因为存在 fO,且 fO ＜ fC,
则电路不稳定。
(动画 avi\10-1.avi)
76
判断方法
虽然存在 fO, 但 fO ＞ fC,
则电路稳定，不产生自激振荡。
判断方法小结如下,
（ 1）若不存在 fO, 则电路稳定
（ 2）若存在 fO,且 fO ＜ fC,
则电路不稳定，必然产生自激振荡。
若存在 fO, 但 fO ＞ fC, 则电路稳定，不产生自激振荡。
(动画 avi\10-2.avi)
77
例 1：某负反馈放大电路的 波特图为,FA??
f / HZ
f / HZ fo
fo
60 dB/lg20 FA ??
40
20
0
0
?90°
?180°
? AF
(a)产生自激
由波特图中的相频特
性可见, 当 f = f0 时, 相
位移 ?AF = -180o,满足相
位条件；
1?FA ??
结论：当 f = f0 时, 电路同时满足自激振荡的相位条
件和幅度条件, 将产生自激振荡 。
此频率对应的对数幅
频特性位于横坐标轴之上,
即,
78
结论：该负反馈放大电路不会产生自激振荡, 能够稳
定工作 。
1?FA ??
例 2,
由负反馈放大电路
的波特图可见, 当 f = f0,
相位移
?AF = -180o
时
FA??
f / HZ
f / HZ f0
f0
60 dB/lg20 FA ??
40
20
O
O
?90°
?180°
? AF
fc
fc
利用波特图来判断自激振荡
(b)不产生自激
79
Gm
二、稳定裕度
当环境温度, 电路参数及电源电压等在一定范围内变
化时, 为保证放大电路也能满足稳定条件, 要求放大电路
要有一定的稳定裕度 。
1,幅值裕度 Gm
f / HZ
f / HZ f
o
fo
60 dB/lg20 FA ??
40
20
O
O
?90°
?180°
? AF
fc
fc
)dB(lg20
0m ff
FAG ?? ??
对于稳定的负反馈放大
电路, Gm 为负值 。 Gm 值愈
负, 负反馈放大电路愈稳定 。
一般要求 Gm ≤ -10 dB 。
80
2,相位裕度 ?m
?? 180AF?
当 f = fc 时,
0lg20 ?FA ??
cAFm 180 ff ???? ??
负反馈放大电路稳定
对于稳定的负反馈放大电路, ?m 为正值 。 ?m 值愈
大, 负反馈放大电路愈稳定 。
一般要求 ?m ≥ 45?
f / Hz
f / Hz f
o
fo
60 dB/lg20 FA ??
40
20
0
0
?90°
?180°
? AF
fc
fc
?m
Gm
图 5.4.2
81
6.6.4负反馈放大电路自激振荡的消除方法
为保证放大电路稳定工作, 对于三级或三级以上的
负反馈放大电路, 需采取适当措施破坏自激振荡的幅度
条件和相位条件 。
最简单的方法是 减小反馈系数 或反馈深度, 使得在
满足相位条件时不满足幅度条件 。
但是, 由于反馈深度下降, 不利于放大电路其他性
能的改善, 因此通常采用接入电容或 RC 元件组成 校正网
络, 以消除自激振荡 。
82
1.简单滞后补偿
比较简单的消振措施是在负反馈放大电路的适当地
方接入一个电容 。
图 6.6.4 电容校正网络
一、滞后补偿
接入的电容相当于并联在前一级的负载上, 在中,
低频时, 容抗很大, 所以这个电容基本不起作用 。
(动画 avi\10-3.avi)
83
高频时, 容抗减小, 使前一级的放大倍数降低,
从而破坏自激振荡的条件, 使电路稳定工作 。
简单滞后补偿前后基本
放大电路的幅频特性
虚线为补偿前的幅频特性
实线为补偿后的幅频特性
当 f = fC 时,)( FA ?? ?
趋于 -1350，即 fO ＞ fC,
并具有 450的相位裕度，
所以电路一定不会产生
自激振荡。
图 6.6.3 简单滞后补偿前后基本放大
电路的幅频特性
84
2.RC滞后补偿
除了电容校正以外, 还可以利用电阻, 电容元件串
联组成的 RC 校正网络来消除自激振荡 。
利用 RC 校正网络代替电容校正网络, 将使通频带变
窄的程度有所改善 。 （ 见教材 P287—P288）
图 6.6.5 RC 校正网络
85
3.密勒效应补偿
二、超前补偿
利用密勒效应将补
偿电容、或补偿电
阻和电容跨接放大
电路的输入端和输
出端。
若改变负反馈放大电路在环
路增益为 0dB点的相位，使
之超前，也能破坏其自激振
荡条件，使 fo＞ fc。 通常将
补偿电容加在反馈回路 。
86
[例 6.6.2] 已知放大电路幅频特性近似如图 6.6.10所示。
引入负反馈时，反馈网络为纯电阻网络，且其参数的变化
对基本放大电路的影响可忽略不计。回答下列问题,
（ 2）若引入负反馈系数
F=1则电路是否会产生自
激振荡？
图 6.6.10 例 6.6.2放大电路的幅频特性
（ 1） 当 f＝ 103Hz,20lg∣ A∣ ≈？ Φ A≈？
（ 3）若想引入负反馈后电
路稳定，则 ∣ F∣ 的上限值
约为多少？
87
图 6.6.10 例 6.6.2放大电路的幅频特性
解,
（ 1） 当 f＝ 103Hz,
20lg∣ A∣ ≈60dB
A的表达式为
2
3
5
2
21
5
)
10
1)(
10
1(
10
)1)(1(
10
fjfj
f
fj
f
fjA
HH
??
?
??
?
?
0000
33 1 8 045459010a r c t a n10a r c t a n10a r c t a n ??????????
fff
A?
88
所以放大电路一定会产生自激振荡
（ 2）由（ 1）可知,f0=103Hz,且当 f=f0时，因 F＝ 1,
20lg︱ AF︱ ≈60dB+20lg︱ F︱ >0dB
（ 3）为使 f0=103Hz,20lg︱ AF︱ ＜ 0dB
即 20lg︱ AF︱ ≈60dB+20lg︱ F︱ ＜ 0
所以 ︱ F︱ ＜ 0.001
89
6.7 放大电路中的其它形式的反馈
6.7.1 放大电路中的正反馈
一、电压 -电流转换电路
二、自举电路
6.7.2电流反馈运算放大电路
一、什么是电流反馈集成运算放大电路
二、电流模电路
三、电流反馈运算放大电路的工作原理
四、由电流反馈运算放大电路组成的负反馈放
大电路的频率特性特性
