第四章 反馈放大电路一,从一个例子说起 ——稳定工作点电路输入量,Vi,VBE,iB
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 。
4.1 反馈的基本概念输出量,VO,VCE,iC
正向传输 ——信号从输入端到输出端的传输
T UBEIC
IC
UE
IB
二,几个 基本概念
1,正向传输与反向传输
v I
v O
+
-
R L
电路中只有正向传输,没有反向传输,称为 开环状态 。
正向传输 ——信号从输入端到输出端的传输信号的正向传输反向传输 ——信号从输出端到输入端的传输
v I
v O
+
-
R L
R 2
R 1
反馈传输 (通路 )
（反馈网络）
信号的正向传输既有正向传输,又有反馈 称为闭环状态 。
直流反馈 ——若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。
2.直流反馈与交流反馈直流反馈电路中引入直流反馈的目的，一般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）
交流反馈交流反馈，影响电路的交流工作性能。
解：根据反馈到输入端的信号是交流,还是直流,或同时存在,来进行判别 。
例：判断下图中有哪些反馈回路,是交流反馈还是直流反馈 。
v I
v O
-
+
C 2
C 1
R 1
R 2 交流反馈交、直流反馈例：基本放大器，无反馈，净输入量 Vbe=Vi，电压放大倍数为：
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。
引入反馈后，净输入量 Vbe =Vi- Vf,
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。
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。
be
L
u r
RA
=-? RLr
be +（ 1+?） Re
Au
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
v O
-
+
R 4
R 5
R 3
-
+v I
R 1
R 2
反馈通路本级反馈通路级间反馈通路
4.本级反馈与级间反馈基本放大电路
A
dX
oX
反馈网络
F
fX
放大,
d
o
X
XA
迭加：
fid XXX
1.方框图,A称为开环放大倍数
iX
+
–
反馈,
o
f
X
XF
AF称为闭环放大倍数
AF=Xo / Xi
输出信号输入信号反馈信号差值信号负反馈放大器 F称为反馈系数设 Xf与 Xi同相三,负反馈放大电路的方框图
2,负反馈放大器的一般关系闭环放大倍数：
放大,
d
o
X
XA
反馈,
o
f
X
X
F?
迭加：
fid XXX
AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF)
=
Xo
A1
1
A +F
= A
1+AF
3,关于反馈深度的讨论一般负反馈称为反馈深度
FA1
FA
AA
1F
时,11 )1( FA,F AA
时,11 )2( FA
深度负反馈正反馈时,11 )3( FA,F AA
自激振荡时,01 )4( FA,FA?
4.2 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一,电压串联负反馈因为反馈电压：
从输入端看，有：
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
vd = vi -vF
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。
fRR
RUU
1
1
of
反馈量与输出电压成比例，
所以是电压反馈。
分立电路电压串联负反馈
RL? vO? vF? vd(vbe)?
vO?
电压负反馈的特性 ——稳定输出电压稳定过程：
负载变化时,输出电压稳定 ——输出电阻 ↓
二,电压并联负反馈因为反馈电流：
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
从输入端看有：
反馈量与输出电压成比例，
所以是电压反馈。
ff R
U
R
UUI oo
f
故为并联负反馈 。
分立电路电压并联负反馈
+UCCR
C
C2
C1
Rf
ui uoib
if
ii
ff R
U
R
UUI i oo
f
反馈量与输出电压成比例，
所以是电压反馈。
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在输入端有故为并联负反馈 。
因为反馈电流：
三,电流并联负反馈因为反馈电流：
根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为 电流串联负反馈又因为 在输入端有,
id = iI -iF
RR
RII
fof
反馈量与输出电流成比例，
所以是电流反馈。
故为并联负反馈 。
分立电路组成的电流并联负反馈引入电流负反馈的目的 ——稳定输出电流稳定过程：
负载变化时,输出电流稳定 ——输出电阻 ↑
RL? iO? iF? id?
iO?
四,电流串联负反馈因为反馈电压,Uf=ioRf
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
vd = vi -vF
又因为 在输入端有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 。
分立电路组成的电流串联负反馈
IO? vF? vd?
IO?
引入电流负反馈的目的 ——稳定输出电流稳定过程：
负载变化时,输出电流稳定 ——输出电阻 ↑
RL?
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,
例题 2:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。
v I
v O
-
+
R LR 2
R 1
对于串联反馈,输入量与反馈量作用在不同的两点上，若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。
动画演示
v O
-
+
R 4
R 5
R 3
-
+v I
R 1
R 2
3,取样方式 ——电压反馈与电流反馈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。
电压反馈,反馈信号的大小与输出电压成比 例。
判断方法 ——输出短路法：
电流反馈,反馈信号的大小与输出电流成比 例。
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：
此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。
此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。
对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。
对于三极管来说，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；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。
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：
vd = vi -vF
id = iI -iF
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。
v O
-
+
R 4
R 5
R 3
-
+v I
R 1
R 2
例题 5:试判断下列电路中的反馈组态。
解,电压串联负反馈。
（ a）：
解,电压并联负反馈。
（ b）：
动画演示
（ 1） 串联反馈
5,信号源对反馈效果的影响
vd = vI -vF
所以 vI应为恒压源,即信号源内阻 RS越小越好 。
要想反馈效果明显,就要求 vF
变化能有效引起
vd的变化 。
（ 2） 并联反馈
id = iI -iF
所以 iI应为恒 流 源,
即信号源内阻 RS越大越好 。
要想反馈效果明显,就要求 iF变化能有效引起 id的变化 。
end
例题,回答下列问题。
1.若要实现串联电压反馈,Rf 应接向何处?
2.要实现串联电压负反馈,运放的输入端极性如何确定？
4.3 负反馈对放大电路性能的影响
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：
一,提高放大倍数的稳定性闭环时
FA
AA
1F
则
2
F
)1(
1
AFdA
dA
只考虑幅值有
AF
AA
1F
A
dA
AFA
dA?
1
1
F
F
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
FA
1
F?
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 。
2,改善放大器的非线性失真
Aui
uf
ui
uo
ud
加反馈前加反馈后
A
F
+
–
失真改善
uo
动画演示
3,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= f H－ fL? f H
有反馈时放大器的通频带,fbwf= f Hf－ fLf? f Hf
可以证明,fbwf = (1+AF) fbw
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× fbw
4,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：
.
i
.
i
i =
I
VR
.
i
.
d=
I
V
.
i
.
i
if =
I
VR
.
i
.
fd=
I
VV?
.
i
.
od=
I
FVV?
.
i
.
dd=
I
AFVV?
.
i
.
d )1(=
I
AFV?
A F )(1i R
(2)并联负反馈使输入电阻减小无 反馈时：
有 反馈时：
.
i
.
i
i =
I
VR
.
d
.
i=
I
V
.
i
.
i
if =
I
VR
.
fd
.
i=
II
V
.
od
.
i=
FVI
V
.
dd
.
i=
AFII
V
.
d
.
i
)1(
=
AFI
V
.
.
i
)1(
=
AF
R
5,负反馈对输出电阻的影响电压负反馈 →稳定输出电压（当负载变化时）
→恒压源 →输出电阻小。
(1) 电压负反馈使输出电阻减小电流负反馈 →稳定输出电流（当负载变化时）
→恒流源 →输出电阻大。
(2) 电流负反馈使输出电阻提高为改善性能引入负反馈的一般原则
要稳定直流量 ——引直流负反馈
要稳定交流量 ——引交流负反馈
要稳定输出电压 —— 引电压负反馈
要稳定输出电流 —— 引电流负反馈
要增大输入电阻 —— 引串联负反馈
要减小输入电阻 —— 引并联负反馈
4.4 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
1,估算的依据深度负反馈：
即,深度负反馈条件下,闭环增益只与反馈系数有关
11 FA
由
FA
AA
1F
得
FFA
A
1
11 FA
方法一：
一,估算电压增益方法二：
FA
AA
1F
根据
FFA
A
1
将
i
o
F X
XA
o
f
X
XF
if XX
代入上式得 即：输入量近似等于反馈量
0fid XXX 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,的概念深度负反馈条件下,Xd=Xi-Xf≈0
V+=V-（ 运放电路 ）
Ve=Vb（ 三极管电路 ）
(1)―虚短” ——Vd≈0
(2)―虚断” ——Id≈0
ii+=ii-=0 （ 运放电路 ）
ib=0（ 三极管电路 ）
―虚短,与,虚断,
（ 1） 电压串联负反馈例 1.分立电路电压串联负反馈
2,举例解：用方法一。
求反馈系数：
求闭环电压放大倍数：
uuF
o
f
U
U
fe
e
RR
R
1
1
i
o
U
UA
uf
F
1
1
1
e
fe
R
RR
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 的概念得知则闭环电压增益
00 i IV d?
f
o
i
o
UF V
V
V
VA
1
1 R
R f
f
O RR
RV
1
1
fi VV
=
（ 2 ）电流并联负反馈放大器反馈系数为闭环增益闭环电压增益解：用方法一。
se2
e2f
ifsi
o
s
o
us f R
R
R
RR
RRI
RI
U
UA
LL
)(
e2f
e2of
RR
RII
e2f
e2
o
fii
RR
R
I
IF
e2
e2f
iif
o
i i f R
RR
FI
IA
1
例 1.分立电路电流并联负反馈闭环电压增益,Ausf=VO/Vi
利用 虚短 和 虚断 可知例 2,运放组成的电流并联负反馈放大器
0
2
2 I
RR
RI
f
f
1RI
RI
i
Lo
12
2
R
R
R
RR Lf
解：用方法二。
1RI
RI
f
Lo
Vi=Ii R1 Ii=If
+VCCR
C
C2
C1
Rf
uS uoib
if
ii
RS
RL
（ 3）电压并联负反馈例 1.分立电路电压并联负反馈反馈系数为闭环增益闭环电压增益解：用方法一。
f
1.
..
RU
IF
o
f
iu
ff R
U
R
UUI b oo
f
例 2.运放组成的电压并联负反馈利用 虚短 和 虚断 可知
V+=V-=0
Ii=If
Vi/R1=-VO/Rf
1
f
R
R
得,Auf=VO/Vi
闭环增益闭环电压增益例 1,分立元件组成的电流串联负反馈反馈系数为
e1be
c
)1( Rr
R
解：用方法一。
1e
o
f
ui R
I
UF,
..
e1uii
o
iuf R
FU
IA 11..
..
e1
c
i
co
i
o
uf R
R
U
RI
U
UA,
.
.
..
由第二章知,该电路闭环电压增益,
（ 4）电流串联负反馈
Uf=-IORe1
例 2.运放组成的电流串联负反馈闭环电压增益,
利用 虚短 和 虚断 可知
if UUUU
f
o
i
o
uf
U
U
U
UA
R
R
RI
RI L
o
Lo?
解：用方法二。
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 。
（ 1）电压串联负反馈举例
Rif＝ ∞／
Rif＝ Rb1//Rb2
ROf＝ 0
（ 2）电压并联负反馈
Rif＝ 0／
Rif＝ RS
ROf＝ 0
（ 3）电流串联负反馈
ROf＝ RC1
Rif＝ ∞／
Rif＝ Rb1//Rb2
ROf＝ ∞／
综合举例 1：求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
+
–
C1
RC1 RC2
R2
C2
uo
ui
+
–
T1 T2
RF2
RL
RE1
CE
R1
Re2
RF1
综合举例 2
综合举例 3
例 求,(1)判断反馈阻态；
闭环电压增益
fi VV
在深度负反馈条件下,
利用 虚短 和 虚断 可知解,(1)电压串联负反馈则反馈系数为
(2)深度负反馈下大环的闭环电压增益 。
(2)
o3
87
8
f VRR
RV
o3
65
5
p VRR
RV
o
43
4
p VRR
RV
o
f
V V
VF
87
8
5
65
43
4
RR
R
R
RR
RR
R
i
o
VF V
VA
V
1
F 8654
87543
)(
)()(
RRRR
RRRRR
end
4.5 负反馈放大电路的自激振荡及消除方法
4.5.1 自激及稳定工作条件
*4.5.2 频率补偿技术
4.5.1 自激及稳定工作条件
1,自激振荡现象
X o基本放大
A电路
X id
X f
–
+X i
反馈网络
F
在不加任何输入信号的情况下,
放大电路仍会产生一定频率的信号输出 。
2,产生原因在高频区或低频区产生的 附加相移 达到 180?,使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈,当满足了一定的幅值条件时,便产生自激振荡 。
FA和
4.5.1 自激及稳定工作条件
3,自激振荡条件自激振荡反馈深度时,01 FA
即 1FA 为环路增益）（ FA
V f
反馈网络
F
基本放大电路
A
V o
–1
V id
又
)()()()( fa FAFA
得自激振荡条件
1)()( kk FA
180)12()()( kfka n
幅值条件相位条件 （ 附加相移 ）
注：输入端求和的相位 （ -1） 不包含在内
FA
AA
1F
闭环增益
4.5.1 自激及稳定工作条件
4,稳定工作条件破坏自激振荡条件
1?FA
1 8 0fa
1?FA
1 8 0fa
或
1m GFA
1 8 0fa
1?FA
180mfa
或写为其中 Gm——幅值裕度,一般要求 Gm? -10dB
m——相位裕度,一般要求?m? 45?
保证可靠稳定,
留有余地 。
4.5.1 自激及稳定工作条件
5,负反馈放大电路稳定性分析
FAFA?
1lg20lg20lg20
环路增益的幅频响应写为一般 与频率无关,F? 则
F?
1lg20 的幅频响应是一条水平线利用波特图分析关键作出 A? 的幅频响应和相频响应波特图
F?
1lg20水平线 A?lg20 与 的交点为
F?
1lg20 A?lg20?
1?FA
即该点满足
4.5.1 自激及稳定工作条件
5,负反馈放大电路稳定性分析
(2) 作
F?
1lg20
水平线判断稳定性方法
(1) 作出 A? 的幅频响应和相频响应波特图
F?
1lg20
在水平线
A?lg20 与的交点作垂线交相频响应曲线的一点
(3) 判断是否满足相位裕度?m? 45?
若该点
135 a?
满足相位裕度,稳定；否则不稳定 。
在相频响应的 点处作垂线交 于 P点 135
a? A?lg20
若 P点在 水平线之下,稳定；否则不稳定 。
F?
1lg20
或
7.5.1 自激及稳定工作条件
5,负反馈放大电路稳定性分析 基本放大电 1 点?FA
基本放大 增大 F?
反馈深度越深,
越容易自激 。
F?
越大,水平线下移,越
F?
1lg20
容易自激
F?
越大,表明反馈深度越深
P点交在 的 -20dB/十倍频程处,放大电路是稳定的 。
A?lg20
end
4.5.1 自激及稳定工作条件思考如果 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？ （ 假设 为无源网络 ）
A?lg20
F?
F?
最大为 1,即
dB 01lg20?F?
0dB线以上只有一个转折频率,则 在 0dB线以上的
A?lg20
斜率为 -20dB/十倍频程 。
无论反馈深度如何,P点都交在 的 -20dB/十倍频程处,
放大电路是稳定的 。 A
lg20
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 。
4.1 反馈的基本概念输出量,VO,VCE,iC
正向传输 ——信号从输入端到输出端的传输
T UBEIC
IC
UE
IB
二,几个 基本概念
1,正向传输与反向传输
v I
v O
+
-
R L
电路中只有正向传输,没有反向传输,称为 开环状态 。
正向传输 ——信号从输入端到输出端的传输信号的正向传输反向传输 ——信号从输出端到输入端的传输
v I
v O
+
-
R L
R 2
R 1
反馈传输 (通路 )
（反馈网络）
信号的正向传输既有正向传输,又有反馈 称为闭环状态 。
直流反馈 ——若电路将直流量反馈到输入回路，则称直流反馈。
2.直流反馈与交流反馈直流反馈电路中引入直流反馈的目的，一般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）
交流反馈交流反馈，影响电路的交流工作性能。
解：根据反馈到输入端的信号是交流,还是直流,或同时存在,来进行判别 。
例：判断下图中有哪些反馈回路,是交流反馈还是直流反馈 。
v I
v O
-
+
C 2
C 1
R 1
R 2 交流反馈交、直流反馈例：基本放大器，无反馈，净输入量 Vbe=Vi，电压放大倍数为：
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。
引入反馈后，净输入量 Vbe =Vi- Vf,
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。
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。
be
L
u r
RA
=-? RLr
be +（ 1+?） Re
Au
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
v O
-
+
R 4
R 5
R 3
-
+v I
R 1
R 2
反馈通路本级反馈通路级间反馈通路
4.本级反馈与级间反馈基本放大电路
A
dX
oX
反馈网络
F
fX
放大,
d
o
X
XA
迭加：
fid XXX
1.方框图,A称为开环放大倍数
iX
+
–
反馈,
o
f
X
XF
AF称为闭环放大倍数
AF=Xo / Xi
输出信号输入信号反馈信号差值信号负反馈放大器 F称为反馈系数设 Xf与 Xi同相三,负反馈放大电路的方框图
2,负反馈放大器的一般关系闭环放大倍数：
放大,
d
o
X
XA
反馈,
o
f
X
X
F?
迭加：
fid XXX
AF=Xo / Xi =Xo / (Xd+ Xf)= Xo / ( + XoF)
=
Xo
A1
1
A +F
= A
1+AF
3,关于反馈深度的讨论一般负反馈称为反馈深度
FA1
FA
AA
1F
时,11 )1( FA,F AA
时,11 )2( FA
深度负反馈正反馈时,11 )3( FA,F AA
自激振荡时,01 )4( FA,FA?
4.2 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一,电压串联负反馈因为反馈电压：
从输入端看，有：
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
vd = vi -vF
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。
fRR
RUU
1
1
of
反馈量与输出电压成比例，
所以是电压反馈。
分立电路电压串联负反馈
RL? vO? vF? vd(vbe)?
vO?
电压负反馈的特性 ——稳定输出电压稳定过程：
负载变化时,输出电压稳定 ——输出电阻 ↓
二,电压并联负反馈因为反馈电流：
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
从输入端看有：
反馈量与输出电压成比例，
所以是电压反馈。
ff R
U
R
UUI oo
f
故为并联负反馈 。
分立电路电压并联负反馈
+UCCR
C
C2
C1
Rf
ui uoib
if
ii
ff R
U
R
UUI i oo
f
反馈量与输出电压成比例，
所以是电压反馈。
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在输入端有故为并联负反馈 。
因为反馈电流：
三,电流并联负反馈因为反馈电流：
根据瞬时极性判断是负反馈，所以该电路为 电流串联负反馈又因为 在输入端有,
id = iI -iF
RR
RII
fof
反馈量与输出电流成比例，
所以是电流反馈。
故为并联负反馈 。
分立电路组成的电流并联负反馈引入电流负反馈的目的 ——稳定输出电流稳定过程：
负载变化时,输出电流稳定 ——输出电阻 ↑
RL? iO? iF? id?
iO?
四,电流串联负反馈因为反馈电压,Uf=ioRf
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
vd = vi -vF
又因为 在输入端有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 。
分立电路组成的电流串联负反馈
IO? vF? vd?
IO?
引入电流负反馈的目的 ——稳定输出电流稳定过程：
负载变化时,输出电流稳定 ——输出电阻 ↑
RL?
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,
例题 2:试判断下列电路中反馈支路的反馈极性。
v I
v O
-
+
R LR 2
R 1
对于串联反馈,输入量与反馈量作用在不同的两点上，若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。
动画演示
v O
-
+
R 4
R 5
R 3
-
+v I
R 1
R 2
3,取样方式 ——电压反馈与电流反馈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。
电压反馈,反馈信号的大小与输出电压成比 例。
判断方法 ——输出短路法：
电流反馈,反馈信号的大小与输出电流成比 例。
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：
此时反馈信号与输入信号是电流相加减的关系。
此时反馈信号与输入信号是电压相加减的关系。
对于运算放大器来说，反馈信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，则为并联反馈；一个加在同相输入端一个加在反相输入端则为串联反馈。
对于三极管来说，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；一个加在基极一个加在发射极则为串联反馈。
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：
vd = vi -vF
id = iI -iF
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。
v O
-
+
R 4
R 5
R 3
-
+v I
R 1
R 2
例题 5:试判断下列电路中的反馈组态。
解,电压串联负反馈。
（ a）：
解,电压并联负反馈。
（ b）：
动画演示
（ 1） 串联反馈
5,信号源对反馈效果的影响
vd = vI -vF
所以 vI应为恒压源,即信号源内阻 RS越小越好 。
要想反馈效果明显,就要求 vF
变化能有效引起
vd的变化 。
（ 2） 并联反馈
id = iI -iF
所以 iI应为恒 流 源,
即信号源内阻 RS越大越好 。
要想反馈效果明显,就要求 iF变化能有效引起 id的变化 。
end
例题,回答下列问题。
1.若要实现串联电压反馈,Rf 应接向何处?
2.要实现串联电压负反馈,运放的输入端极性如何确定？
4.3 负反馈对放大电路性能的影响
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：
一,提高放大倍数的稳定性闭环时
FA
AA
1F
则
2
F
)1(
1
AFdA
dA
只考虑幅值有
AF
AA
1F
A
dA
AFA
dA?
1
1
F
F
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
FA
1
F?
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 。
2,改善放大器的非线性失真
Aui
uf
ui
uo
ud
加反馈前加反馈后
A
F
+
–
失真改善
uo
动画演示
3,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= f H－ fL? f H
有反馈时放大器的通频带,fbwf= f Hf－ fLf? f Hf
可以证明,fbwf = (1+AF) fbw
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× fbw
4,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：
.
i
.
i
i =
I
VR
.
i
.
d=
I
V
.
i
.
i
if =
I
VR
.
i
.
fd=
I
VV?
.
i
.
od=
I
FVV?
.
i
.
dd=
I
AFVV?
.
i
.
d )1(=
I
AFV?
A F )(1i R
(2)并联负反馈使输入电阻减小无 反馈时：
有 反馈时：
.
i
.
i
i =
I
VR
.
d
.
i=
I
V
.
i
.
i
if =
I
VR
.
fd
.
i=
II
V
.
od
.
i=
FVI
V
.
dd
.
i=
AFII
V
.
d
.
i
)1(
=
AFI
V
.
.
i
)1(
=
AF
R
5,负反馈对输出电阻的影响电压负反馈 →稳定输出电压（当负载变化时）
→恒压源 →输出电阻小。
(1) 电压负反馈使输出电阻减小电流负反馈 →稳定输出电流（当负载变化时）
→恒流源 →输出电阻大。
(2) 电流负反馈使输出电阻提高为改善性能引入负反馈的一般原则
要稳定直流量 ——引直流负反馈
要稳定交流量 ——引交流负反馈
要稳定输出电压 —— 引电压负反馈
要稳定输出电流 —— 引电流负反馈
要增大输入电阻 —— 引串联负反馈
要减小输入电阻 —— 引并联负反馈
4.4 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
1,估算的依据深度负反馈：
即,深度负反馈条件下,闭环增益只与反馈系数有关
11 FA
由
FA
AA
1F
得
FFA
A
1
11 FA
方法一：
一,估算电压增益方法二：
FA
AA
1F
根据
FFA
A
1
将
i
o
F X
XA
o
f
X
XF
if XX
代入上式得 即：输入量近似等于反馈量
0fid XXX 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,的概念深度负反馈条件下,Xd=Xi-Xf≈0
V+=V-（ 运放电路 ）
Ve=Vb（ 三极管电路 ）
(1)―虚短” ——Vd≈0
(2)―虚断” ——Id≈0
ii+=ii-=0 （ 运放电路 ）
ib=0（ 三极管电路 ）
―虚短,与,虚断,
（ 1） 电压串联负反馈例 1.分立电路电压串联负反馈
2,举例解：用方法一。
求反馈系数：
求闭环电压放大倍数：
uuF
o
f
U
U
fe
e
RR
R
1
1
i
o
U
UA
uf
F
1
1
1
e
fe
R
RR
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 的概念得知则闭环电压增益
00 i IV d?
f
o
i
o
UF V
V
V
VA
1
1 R
R f
f
O RR
RV
1
1
fi VV
=
（ 2 ）电流并联负反馈放大器反馈系数为闭环增益闭环电压增益解：用方法一。
se2
e2f
ifsi
o
s
o
us f R
R
R
RR
RRI
RI
U
UA
LL
)(
e2f
e2of
RR
RII
e2f
e2
o
fii
RR
R
I
IF
e2
e2f
iif
o
i i f R
RR
FI
IA
1
例 1.分立电路电流并联负反馈闭环电压增益,Ausf=VO/Vi
利用 虚短 和 虚断 可知例 2,运放组成的电流并联负反馈放大器
0
2
2 I
RR
RI
f
f
1RI
RI
i
Lo
12
2
R
R
R
RR Lf
解：用方法二。
1RI
RI
f
Lo
Vi=Ii R1 Ii=If
+VCCR
C
C2
C1
Rf
uS uoib
if
ii
RS
RL
（ 3）电压并联负反馈例 1.分立电路电压并联负反馈反馈系数为闭环增益闭环电压增益解：用方法一。
f
1.
..
RU
IF
o
f
iu
ff R
U
R
UUI b oo
f
例 2.运放组成的电压并联负反馈利用 虚短 和 虚断 可知
V+=V-=0
Ii=If
Vi/R1=-VO/Rf
1
f
R
R
得,Auf=VO/Vi
闭环增益闭环电压增益例 1,分立元件组成的电流串联负反馈反馈系数为
e1be
c
)1( Rr
R
解：用方法一。
1e
o
f
ui R
I
UF,
..
e1uii
o
iuf R
FU
IA 11..
..
e1
c
i
co
i
o
uf R
R
U
RI
U
UA,
.
.
..
由第二章知,该电路闭环电压增益,
（ 4）电流串联负反馈
Uf=-IORe1
例 2.运放组成的电流串联负反馈闭环电压增益,
利用 虚短 和 虚断 可知
if UUUU
f
o
i
o
uf
U
U
U
UA
R
R
RI
RI L
o
Lo?
解：用方法二。
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 。
（ 1）电压串联负反馈举例
Rif＝ ∞／
Rif＝ Rb1//Rb2
ROf＝ 0
（ 2）电压并联负反馈
Rif＝ 0／
Rif＝ RS
ROf＝ 0
（ 3）电流串联负反馈
ROf＝ RC1
Rif＝ ∞／
Rif＝ Rb1//Rb2
ROf＝ ∞／
综合举例 1：求电压放大倍数、输入电阻、输出电阻。
+
–
C1
RC1 RC2
R2
C2
uo
ui
+
–
T1 T2
RF2
RL
RE1
CE
R1
Re2
RF1
综合举例 2
综合举例 3
例 求,(1)判断反馈阻态；
闭环电压增益
fi VV
在深度负反馈条件下,
利用 虚短 和 虚断 可知解,(1)电压串联负反馈则反馈系数为
(2)深度负反馈下大环的闭环电压增益 。
(2)
o3
87
8
f VRR
RV
o3
65
5
p VRR
RV
o
43
4
p VRR
RV
o
f
V V
VF
87
8
5
65
43
4
RR
R
R
RR
RR
R
i
o
VF V
VA
V
1
F 8654
87543
)(
)()(
RRRR
RRRRR
end
4.5 负反馈放大电路的自激振荡及消除方法
4.5.1 自激及稳定工作条件
*4.5.2 频率补偿技术
4.5.1 自激及稳定工作条件
1,自激振荡现象
X o基本放大
A电路
X id
X f
–
+X i
反馈网络
F
在不加任何输入信号的情况下,
放大电路仍会产生一定频率的信号输出 。
2,产生原因在高频区或低频区产生的 附加相移 达到 180?,使中频区的负反馈在高频区或低频区变成了正反馈,当满足了一定的幅值条件时,便产生自激振荡 。
FA和
4.5.1 自激及稳定工作条件
3,自激振荡条件自激振荡反馈深度时,01 FA
即 1FA 为环路增益）（ FA
V f
反馈网络
F
基本放大电路
A
V o
–1
V id
又
)()()()( fa FAFA
得自激振荡条件
1)()( kk FA
180)12()()( kfka n
幅值条件相位条件 （ 附加相移 ）
注：输入端求和的相位 （ -1） 不包含在内
FA
AA
1F
闭环增益
4.5.1 自激及稳定工作条件
4,稳定工作条件破坏自激振荡条件
1?FA
1 8 0fa
1?FA
1 8 0fa
或
1m GFA
1 8 0fa
1?FA
180mfa
或写为其中 Gm——幅值裕度,一般要求 Gm? -10dB
m——相位裕度,一般要求?m? 45?
保证可靠稳定,
留有余地 。
4.5.1 自激及稳定工作条件
5,负反馈放大电路稳定性分析
FAFA?
1lg20lg20lg20
环路增益的幅频响应写为一般 与频率无关,F? 则
F?
1lg20 的幅频响应是一条水平线利用波特图分析关键作出 A? 的幅频响应和相频响应波特图
F?
1lg20水平线 A?lg20 与 的交点为
F?
1lg20 A?lg20?
1?FA
即该点满足
4.5.1 自激及稳定工作条件
5,负反馈放大电路稳定性分析
(2) 作
F?
1lg20
水平线判断稳定性方法
(1) 作出 A? 的幅频响应和相频响应波特图
F?
1lg20
在水平线
A?lg20 与的交点作垂线交相频响应曲线的一点
(3) 判断是否满足相位裕度?m? 45?
若该点
135 a?
满足相位裕度,稳定；否则不稳定 。
在相频响应的 点处作垂线交 于 P点 135
a? A?lg20
若 P点在 水平线之下,稳定；否则不稳定 。
F?
1lg20
或
7.5.1 自激及稳定工作条件
5,负反馈放大电路稳定性分析 基本放大电 1 点?FA
基本放大 增大 F?
反馈深度越深,
越容易自激 。
F?
越大,水平线下移,越
F?
1lg20
容易自激
F?
越大,表明反馈深度越深
P点交在 的 -20dB/十倍频程处,放大电路是稳定的 。
A?lg20
end
4.5.1 自激及稳定工作条件思考如果 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？ （ 假设 为无源网络 ）
A?lg20
F?
F?
最大为 1,即
dB 01lg20?F?
0dB线以上只有一个转折频率,则 在 0dB线以上的
A?lg20
斜率为 -20dB/十倍频程 。
无论反馈深度如何,P点都交在 的 -20dB/十倍频程处,
放大电路是稳定的 。 A
lg20
