2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 1
第六章 反馈
6-1 反馈的基本概念及基本方程
6-1-1 什么是反馈
6-1-2反馈放大器的基本框图
6-1-3反馈放大器的基本方程
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 2
6-2 负反馈对放大器性能的影响
6-2-1放大倍数稳定度提高
6-2-2放大器通频带展宽，线性失真减小
6-2-3非线性失真减小，输入动态范围展宽
6-2-4 减小放大器内部产生的噪声与干扰的影响
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 3
6-3 反馈放大器的分类及对输入、输出阻抗的影响
6-3-1 电压反馈与电流反馈
6-3-2电压、电流负反馈对输出电阻的影响
6-3-3串联反馈与并联反馈
6-3-4串联、并联负反馈对放大器输入电阻的影响
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 4
6-4 反馈放大器的分析和近似计算
6-4-1反馈放大器增益和反馈系数的定义及近似计算一,串联电压负反馈二、串联电流负反馈三,并联电压负反馈四、并联电流负反馈五、深度负反馈条件下，近似计算法的原理与步骤
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 5
6-4-2 集成运算放大器的两种基本反馈组态一,集成运算放大器的开环传输特性二,并联电压负反馈 ——反相比例放大器
1,闭环增益 Auf
2.闭环输入电阻 Rif
3,闭环输出电阻 Rof
三、串联电压负反馈 ——同相比例放大器
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 6
6―4―3 分立元件负反馈放大器的分析计算一、单级负反馈放大器电路
1,单级串联电压负反馈电路
2,单级串联电流负反馈电路
3,单级并联电压负反馈电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 7
二、多级反馈放大器电路
1,串联电压负反馈电路
2,并联电流负反馈电路
3.串联电流负反馈电路
4.并联电压负反馈电路
5,串联电流正反馈电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 8
6-5 反馈放大器稳定性讨论
6-5-1负反馈放大器稳定工作的条件
6-5-2 利用开环增益的波特图来判别放大器的稳定性
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 9
第六章 反馈
（ 1）掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法。
（ 2）掌握深度负反馈条件下放大电路的近似估算法。
（ 3）了解负反馈对放大电路性能的影响。
（ 4）了解负反馈放大电路产生自激振荡的原因、稳定判据和消除自激振荡的方法。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 10
6―1 反馈的基本概念及基本方程
6―1―1 什么是反馈反馈,将放大器的输出量（电流或电压）通过一定的网络,回送到放大器的输入回路,并同输入信号一起参与放大器的输入控制作用,从而使放大器的某些性能获得有效改善的过程。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 11
C
1
＋
R
B2
R
B1
R
E
＋
C
E
＋ C
2
R
C
R
L
U
CC
U
i
I
C Q
I
E Q
V
＋
－
.
U
o
.
图 6―1 负反馈稳定工作点电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 12
反馈网络
F
基本放大器
A
取样
∑
比较
Xf
Xi ′
净输 入信号反馈信号输出信号输入信号
Af
Xi Xo
图 6―2 反馈放大器基本框图
6―1―2 反馈放大器的基本框图注：对一个实际电路，当基本放大器的反向传输效应（与反馈网络的反向传输效应对比）和反馈网络的正向传输效应（与基本放大器的正向传输效应对比）均可忽略时，才可采用该模型。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 13
反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo
基本放大器的传输增益 (开环增益 或开环放大倍数 )
i
f
o
f
i
o
X
X
X
X
X
XAFT
i
o
X
XA
o
f
X
XF?
反馈放大器的传输增益（ 闭 环增益 ）
i
o
f X
XA?
反馈网络的传输系数 (反馈系数 )
环路增益 (回归比 )
反馈深度 D = 1+AF
6― 1― 3反馈放大器的基本方程
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 14
i
o
f X
XA?
反馈放大器的基本方程
AF
A
1
fi
i
XX
XA
oi
i
FXX
XA
AF
AA
f 1
反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 15
结 论
（ 1）负反馈使放大器的增益下降了（ 1+AF）倍；
（ 2）反馈深度 D = 1+AF，表征反馈强弱；
D1或 AF1 —— 深反馈条件
i
i
i
fi
o
f
i
o
X
X
X
XX
X
X
X
XAFD
11
D
XX i
i
iiif XXXXD,则若 1
（ 3）深反馈条件下，
FAF
AA
f
1
1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 16
6―2 负反馈对放大器性能的影响
6―2―1 负反馈使放大倍数稳定度提高
)( ofo FXXXA
)( fiio XXXX
不变时，若当 iX
A不稳定
Af稳定反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 17
开环放大倍数相对稳定度为闭环放大倍数相对稳定度为
A
A?
f
f
A
A?
A
dA
AF
A
A
dA
AFAF
A
dA
AF
dA
AF
A
A
ff
f
1
1
1
1
1)1(
1
1
2
若近似以增量代替微分，则：
A
A
AFA
A
f
f?
1
1
通常用放大倍数的 相对变化量 来衡量放大器的稳定性 。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 18
例 1设计一个负反馈放大器,要求闭环放大倍数 Af=100,当开环放大倍数 A变化 ± 10%时,Af的相对变化量在 ± 0.5%以内,
试确定开环放大倍数 A及反馈系数 F值 。
A
A
AFA
A
f
f?
1
1
所以因为解：
20%5.0 %10//1
ff AA
AAAFD
AF
AA
f 1
因为
2 0 0 0201 0 0)1( AFAA f
所以由于
%95.02 0 0 01919 AF19120AF
所以
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 19
6-2-2负反馈使放大器通频带展宽，线性失真减小
H
I
f
fj
AjfA
1
)(
))1/( (1
)1/()(
HI
II
f fFAjf
FAAjfA
)(1
)()(
jfFA
jfAjfA
f
有源低通滤波器
I
I
fI FA
AA
1
fH
fI
f
f
f
j
A
fjA
1
)(
HIfH fFAf )1(
令则增益频带积不变 HIfHfI fAfA
I
L
Lf FA
ff
1
同理
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 20
无反馈放大器的频率响应有负反馈放大器的频率响应增益
AI
A I -3 dB
A If
AIf -3 dB
f L f H
无反馈放大器的带宽 f(频率 )
图 6―3 负反馈改善放大器频率响应的示意图
fLf
负反馈放大器的带宽
f Hf
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 21
∑ A
F
A B
C
1
R
L C
o
U
o
.
U
i
.
＋
－
U
f
U
i
.
′
.
图 6―4 引起频率失真的因素必须包含在反馈环之内
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 22
6-2-3 负反馈使非线性失真减小，输入动态范围展宽
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 23
io
0 ube
A＋
Xi,Xo
.
－
＋
－
xo
0 t0 t
xi 基本放大器
io
0 ube
A
F
t
xo
Xo
.∑
t0
xi
＋
－Xi
.
Xf
.
0 t
xi′
xf
0 t
Xi
,′
0
图 6―5 负反馈改善非线性失真的工作原理示意图
(a)无反馈
(b)负反馈使非线性失真减小
io AXX?1
i
ifo
X
AF
A
XAX
1
1
oo XX 11令
ii XAFX ）（则 1
输入动态范围展宽负反馈对非线性失真的影响,avi 负反馈对非线性失真的影响 (示波器图 ).avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 24
o
nhhh
X
XXXT H D
1
22
3
2
2
nhfnhnhf AFXXX
AF
TH DTH D
f 1
AF
XX nh
nhf 1
非线性失真系数非线性失真减小，输入动态范围展宽 只在 非线性失真不是十分严重的情况下才是正确的。
（此时，输入信号和反馈回来的谐波信号不发生相互作用，即不产生新的频率分量。）
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 25
6-2-4 负反馈可以减小放大器内部产生的噪声与干扰的影响利用负反馈抑制放大器内部噪声及干扰的机理与减小非线性失真是一样的。负反馈输出噪声下降 (1+AF)倍。如果输入信号本身不携带噪声和干扰，且其幅度可以增大，输出信号分量保持不变，那么放大器的信噪比将提高 (1+AF)倍。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 26
(1)负反馈使放大器的放大倍数下降，但增益稳定度提高，
频带展宽，非线性失真减小，内部噪声干扰得到抑制，且所有性能 改善的程度均与反馈深度 ( 1+AF )有关 。
(2)被改善的对象就是被取样的对象 。 例如,反馈取样的是输出电流,则有关输出电流的性能得到改善；反之,取样对象是输出电压,则有关输出电压的性能得到改善 。
负反馈的特点
(3)负反馈 只能改善包含在负反馈环节以内因素引起的放大器性能下降,对反馈环以外的,与输入信号一起进来的失真,
干扰,噪声及其它不稳定因素是无能为力的 。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 27
6-3 反馈放大器的分类及对输入、输出阻抗的影响
负反馈对于输入、输出阻抗的影响仅限于 负反馈环内 。
正反馈 对于输入、输出阻抗的影响与负反馈相反。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 28
6-3-1 电压反馈与电流反馈
(a)
.
A
F
RL
Uo
Xf.
节点型连接形式电压取样图 6-6电压反馈和电流反馈
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1
Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 29
6-3-1 电压反馈与电流反馈
(a)
.
A
F
RL
Uo
Xf.
节点型连接形式
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1 Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
电压取样图 6-6电压反馈和电流反馈
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 30
(b)
Io.
.
A
F
RL
Uo
Xf.
回路型连接形式电流取样图 6-6电压反馈和电流反馈
6-3-1 电压反馈与电流反馈
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1
Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 31
(b)
Io.
.
A
F
RL
Uo
Xf.
回路型连接形式电流取样图 6-6电压反馈和电流反馈
6-3-1 电压反馈与电流反馈
UCCRC2
uo
RE2
RC1
RE1 Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 32
6-3-2电压反馈和电流反馈对输出电阻的影响
＋
－
A
o
X
i
.
R
o
I
o f
＋
－
U
o
.
R
o f
X
i
= 0
.
X
i
= - X
f
= - F U
o
.
.
.
电 压 负 反 馈 放 大 器
'
.
'
X
f
.
图 6―7 电压负反馈放大器输出电阻的计算
（开环输出电阻）输出电阻为 oi RX,0
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 33
＋
－
A
o
X
i
.
R
o
I
o f
＋
－
U
o
.
R
o f
X
i
= 0
.
X
i
= - X
f
= - F U
o
.
.
.
'
.
'
X
f
.
o
ioo
of R
XAUI
offii UFXXXX
FA
R
U
R
UFAU
I
o
o
o
o
ooo
of
1
0
iX
of
o
of
I
UR
FA
R
I
UR
o
o
X
of
o
of
i?
10
电压负反馈使输出电阻变小。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 34
A
s
X
i
.
R
o
I
o f
＋
－
R
o f
.
X
i
= - X
f
= - F I
o f
.,
.
电 流 负 反 馈 放 大 器
.
′
U
o
.
'
X
i
= 0
X
f
.
图 6―8 电流负反馈放大器输出电阻的计算
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 35
A
s
X
i
.
R
o
I
o f
＋
－
R
o f
.
X
i
= - X
f
= - F I
o f
.,
.
.
′
U
o
.
'
X
i
= 0
X
f
.
)1( AFR
UI
o
o
of
0
iX
of
o
of
I
UR
i
o
o
of XAR
UI
offii IFXXX
of
o
o
of IAFR
UI
)1(
0
AFR
I
UR
o
X
of
o
of
i
电流负反馈使输出电阻变大。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 36
6-3-3串联反馈与并联反馈
fii UUU
AR i
F
＋
－
U i
.
－R
if
Uf
＋
－
＋
Ui ′
I i
.
.
.
(a)串联反馈若为负反馈回路型连接形式图 6―9 串联反馈和并联反馈框图
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 37
.
AR i
F
＋
－
U i
.
R i f
Ii I i,′
I f
.
图 6―9 串联反馈和并联反馈框图
(b)并联反馈
fii III
节点型连接形式若为负反馈
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 38
ARi
F
＋
－
Ui
.
－R
if
Uf
＋
－
＋
Ui ′
I i
.
.
,?
i
i
if
I
UR
i
i
I
UAF
)1(
iRAF )1(
)1( AFR
I
U
R i
i
i
if
串联负反馈使 输入电阻变大
6-3-4串联和并联负反馈对放大器输入电阻的影响
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 39
.
ARi
F
＋
－
Ui.
Rif
Ii I i,′
I f,?
i
i
IFA
U
)1(
i
i
if
I
UR
AF
Ri
1
AF
RR i
if 1
并联负反馈使 输入电阻变小
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 40
Ui,A
F
Uo.＋
－
－ ＋Uf.
Ui,′
A
F
Uo.Us.
Rs Ii.
If.
Ii.′
图 6―12 四种典型的负反馈组态电路
(a)串联电压负反馈 (b)串联电流负反馈
(c)并联电压负反馈 (d)并联电流负反馈
A
F
Uo.IoUs.
Rs Ii,Ii.′
If.
.
A
F
Uo.
＋
－
U i
.
－ ＋U f.
U i
,′ I
o
＋
－
.
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 41
反馈组态的判断,avi 瞬时极性法,avi
反馈类型汇总分类依据 反馈类型反馈范围流通信号反馈极性连接形式本级 级间直流 交流正 反压串 压并 流串 流并
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 42
6-4 反馈放大器的分析和近似计算
6-4-1四种组态反馈放大器 特征增益 和 特征反馈系数 的定义及近似计算反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo 物理量反馈类型 输入端 输出端电压电流串联并联
AF
AA
f 1
Ui U'i Uf
Ii I'i If
Uo
Io
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 43
一,串联电压负反馈
uu
u
i
o
uf
o
f
u
i
o
u
FA
A
U
U
A
U
U
F
U
U
A
1
,
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 44
rg
g
i
o
gf
o
f
r
i
o
g
FA
A
U
I
A
I
U
F
U
I
A
1
,
二、串联电流负反馈
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 45
三,并联电压负反馈
gr
r
i
o
rf
o
f
g
i
o
r
FA
A
I
U
A
U
I
F
I
U
A
1
,
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 46
四、并联电流负反馈
ii
i
i
o
if
o
f
i
i
o
i
FA
A
I
I
A
I
I
F
I
I
A
1
,
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 47
fi XX?
五、深度负反馈条件下，近似计算法的原理与步骤
1.原理
fi UU?
fi II?
串联反馈
并联反馈
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 48
求 Xf的方法：
注：反馈网络的输出 X1由两部分构成
反馈网络的反向传输效应产生的分量 Xf
反馈网络在放大器输入端的负载效应产生的分量 X1- Xf
串联断路；并联短路；
2.步骤
（ 1）判断反馈类型；
（ 2）求 Xi,Xf的表达式 ；
（ 3）依据 Xi≈ Xf求 Auf的表达式 ；
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 49
图 6―13 集成运算放大器开环传输特性
6-4-2 集成运算放大器的两种基本反馈阻态一,集成运算放大器的开环传输特性
－
＋
AuUid
UCC
－ UEE
Uo
(a)运放符号
Au ∞
Uo
UCC
－ UEE
0
Uid＝ U－ － U＋
(b)开环传输特性
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 50
二,并联电压负反馈 ——反相比例放大器
＋
Au U
o
R2
∑
Ii ′
If
IiR1
Ui －
U CC
Au f＝－ R2/R1
－ U EE
Uo
Ui0
图 6―14 并联电压负反馈 —— 反相比例放大器
(a)电路 (b)闭环传输特性
1,闭环增益 Auf
fi II?
11 R
U
R
UUI ii
i?
1
2
R
R
U
UA
i
o
uf
22
0,
R
U
R
UI oo
f
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 51
2.闭环输入电阻 Rif
i
i
if I
UR?
＋
Au u
o
R2
∑
I i′
If
I iR1
u i －
3,闭环输出电阻 Rof
0?ofR
1
1 R
I
RI
i
i
i
i
I
URI 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 52
图 6―16 串联电压负反馈 —— 反相比例放大器
＋
A u
Uo
R2
R1
Ui
－
＋
－
＋－ u
f
(a)电路
UCCA
uf＝ 1+R2 /R1
－ U EE
Uo
Ui0
(b)闭环传输特性三、串联电压负反馈 ——同相比例放大器
1
2
1
21 1
R
R
R
RR
U
UA
i
o
uf
fi UU?
oURR
R
21
1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 53
图 6―17 运放构成的电压跟随器
_
+
Au U
o
Ui
1
2
1
21 1
R
R
R
RR
U
UA
i
o
uf
=Ui
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 54
6―4―3 分立元件负反馈放大器的分析计算一、单级负反馈放大器电路
1,单级串联电压负反馈电路串联反馈，
输入支路断路
fi UU?
1
i
o
uf U
UA
oU?
图 6―18 三种不同反馈组态的单级放大器 (a)
RB
UCC
+C1
+
_
Ui
C2+
RE Uf RL
+
_
Uo
iU?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 55
Ecf RIU?fi UU?
2,单级串联电流负反馈电路
LcLCco RIRRIU )(
E
L
i
o
uf R
R
U
UA
图 6―18 三种不同反馈组态的单级放大器 (b)
RB
UCC
+C1
+
_
Ui
C2
Ui'
RE
RL
+
Uf
Rof
RC
Ic
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 56
2R
UI o
f
1
2
R
R
U
UA
i
o
uf
3,单级并联电压负反馈电路
fi II?
11 R
U
R
UUI iii
i?
图 6―18 三种不同反馈组态的单级放大器 (c)
并联反馈，
反馈点对地短路
R2
UCC
+
_
C2
RE
RL
_
Uo
+ +
+ C
E
R1 If.
Ii
RC
iU?
iI?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 57
二、多级反馈放大器电路
1,串联电压负反馈 电路
oof UFURR
RU
43
3
3
43
43
3
1
R
RR
F
U
U
A
U
RR
R
UFUU
i
o
uf
oofi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 58
R
2
c
1
R
1
R
5
R
4
R
6
R
L
C
1
+
U
f
.
R
3
+
+
C
3
V
1
V
2
c
2
C
2
+
_
U
o
U
C C
+
_
U
i
.
e
1
b
1 iU
.
图 6―19 串联电压负反馈对
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 59
(a)
R4＋
－
Ui.
Ui,′
R3
＋
－
Uo.Uf.
V1
(b)
＋
－
Ui.
V1
R3||R4
＋
－
U f ＝,R3R
3＋ R4
Uo＝ FUo
.,
图 6― 20等效到第一级射极的反馈电压
(a)输入回路等效 ； (b)戴维南等效电路
)//()//()//)(()//( 4314314311431 RRIRRIRRIIRRI cbcbe
本级反馈直通效应
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 60
2,并联电流负反馈 电路
51
65
5
65
2
4
2
11
65
5
2
65
5
2
)()(
R
R
R
RR
U
U
A
R
R
RR
IRIRRIU
R
U
R
UU
I
RR
R
I
RR
R
II
II
L
i
o
uf
L
f
L
c
L
co
iii
i
cef
fi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 61
R
2
+
_
C
C
R
3
R
L
_
U
o
.
+
+
R
6
+
C
E
R
1
I
i
.
c
1
I
f
.
U
i
.
e
1
V
1
e
2
U
C C
R
4
V
2
R
5
R
o f
b
1
c
2iU
iI
图 6―21 并联电流负反馈对
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 62
3.串联电流负反馈电路
73
783
3
6
3
3
783
7
3
)(
R
R
R
RRR
U
U
U
U
A
RIRRIU
UU
R
RRR
R
IU
L
f
o
i
o
uf
L
e
L
eo
fi
ef
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 63
R
2
+
_
U
i
.
'
R
3
c
1
U
i
.
V
1
c
2
R
4
V
2
R
5
+
C
B
U
f
.
R
8
b
1
R
1
C
C
R
L
_
U
o
.
+
+
e
3
U
C C
R
6
V
3
R
7
图 6―22 串联电流负反馈电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 64
4.并联电压负反馈电路
1
8
81
,
R
R
U
U
A
R
U
I
R
U
I
II
i
o
uf
o
f
i
i
fi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 65
U
i
.
V
1
+
_
R
3
+
C
E 1
R
1
I
f
.
I
i
.
R
2
c
1
R
4
R
6
+
C
E 3
R
8
R
7
U
C C
V
2
V
3
b
1
U
o
.
c
2
c
3
R
5
iU
iI
图 6―23 三级并联电压负反馈电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 66
例 2电路如图 6― 27所示 。 这是一个两级放大器,第一级为场效应管差分放大器,第二级为运放构成的反相比例放大器 。
(1)为进一步提高输出电压稳定度,试正确引入反馈 。
(2)计算 没有引入反馈时 放大倍数 。
(3)计算引入反馈后的闭环放大倍数 Auf=?
(4)若一定要求引入并联电压负反馈，电路应如何改接?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 67
＋
－
R
4
R
3
R
f1
R
5
u
o1
－
＋
u
f
R
2
＋ U
DD
R
2
－
V
1
V
2
R
f2
a
b
c
u
o
＋
＋
R
1
－
＋
u
i
I
o
R
1
－ U
EE
（ g
m
）
I
f
S
图 6―27 例 2电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 68
3
4
2
32
1
1
21
1
1
()(
2
1
R
R
A
RRg
U
U
A
AA
U
U
U
U
U
U
A
u
m
i
o
u
uu
o
o
i
o
i
o
u
单端输出）
1
11
R
RA f
uf
io
f
f UURR
RU?
11
1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 69
6―5 反馈放大器稳定性讨论
6―5―1 负反馈放大器稳定工作的条件
)()(1
)()(
jFjA
jAjA
f
AF
AAjA
ff 1)(?
若 A,F 都是常数，则
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 70
1)()()( jFjAFjA若
FjA jAjA f )(1 )()(则
-------产生 自激振荡
FjA
jAjA
f )(1
)()(
反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo.
.
.
..
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 71
的整数）0()12()(
1)(
nnj
FjA
-------振荡的振幅条件
-------振荡的相位条件反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo.
.
.
..
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 72
幅度裕度相位裕度
－ 180°
A
B
图 6―28 用环路增益来判断稳定性
45
dB10
增益交界频率 f0
相位交界频率 f?
ff?0
自激
ff?0
稳定判断方法附加相移
0 f
环路增益
0
f(频率）
dB/)( FjA?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 73
6-5-2 利用开环增益的波特图来判别放大器的稳定性
)
1 0 0
1)(
10
1)(
1
1(
1 0 0 0 0
)1)(1)(1(
)(
321
k H z
f
j
k H z
f
j
k H z
f
j
jjj
A
jA
I
＋
－
R 2
R1
Uo
.
Ui
.
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 74
-45°|A(jω)|(开环 ) -20dB/10倍频程
-135° -40dB/10 倍频程
-225°
稳定不稳定
（闭环）
Af＝ F1
fA ＝ F
1′
′(不稳定 )
-60dB/10倍频程
0.01 0.1 1 10 100 1000
A/dB
80
60
40
20
0
-20
-40
f / kHz
图 6―29 用开环特性波特图来判断放大器的稳定性
1)( FjA?
01l o g20)(l o g20)(l o g20 FjAFjA
若闭环增益线交于 开环增益线十倍频/20 dB? 稳定十倍频/40 dB?若闭环增益线交于 及以下开环增益线 自激
)1001)(101)(11(
10000)(
k Hz
fj
k Hz
fj
k Hz
fjjA
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 75
FjA
jAjA
f )(1
)()(
1
211)(
R
RR
F
jA f
)()( jAjA f?
在低频和中频 区：
，则在高频区，若 1)(FjwA
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 76
作 业
6-1
6-8
6-11
6-15
6-17
6-18 (1),(2)
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 77
负反馈放大器的定量计算方法
1.等效电路法
2.拆环分析法
3.深度负反馈条件下的近似计算
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 78
正向传输效应负载效应电压并联负反馈放大器中反馈网络的等效电路
＋
－
Ui
＋
－
UoR R2
k 2Ui
I2I1
k1Uo1
If
A
F
电压并联负反馈示意图
1I
iU
+
_
+
_oU
2I
反馈效应并联短路求 Xf的方法
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 79
正向传输效应负载效应电流串联负反馈放大器中反馈网络的等效电路电流串联负反馈示意图
A
F
iI
1U
+
_
+
_2UoI
iU
+
_ oU
+
_
＋
－
U1
＋
－
U2
R R2
k 2Ii
IoIi
k1 Io
1 ＋
－
＋
－
反馈效应串联断路求 Xf的方法
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 80
R
f
U
C C
+
C
1
I
s
C
2
+
R
E
R
L
+
_
U
o
R
C
+
R
S
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 81
R
f
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 82
R
f
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
oioi UgUgUUfI 121111 ),(
oioi UgUgUUfI 222122 ),(
g
1 1
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
g
1 2
U
o
g
2 1
U
i
g
2 2
fUi RU
Ig
o
1
0
1
11
fUo RU
Ig
i
1
0
1
12
fUi RU
Ig
o
1
0
2
21
fUo RU
Ig
i
1
0
2
22
g
1 1
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
g
1 2
U
o
g
2 2
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 83
R
f
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
oioi UgUgUUfI 121111 ),(
oioi UgUgUUfI 222122 ),(
g
1 1
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
g
1 2
U
o
g
2 1
U
i
g
2 2
fUi RU
Ig
o
1
0
1
11
fUo RU
Ig
i
1
0
1
12
fUi RU
Ig
o
1
0
2
21
fUo RU
Ig
i
1
0
2
22
g
1 1
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
g
1 2
U
o
g
2 2
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 84
对于线性无源两端口网络,其端口电压,电流关系可有 6种参数表征 。
Z参数：端口电流作自变量,端口电压作应变量；
Y参数：端口电流作应变量,端口电压作自变量；
H参数,作自变量,作应变量；
21,UI 21,IU
A参数,作自变量,作应变量；
22,IU 11,IU
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 85
A
F
∑
Xf
Xi ′
＋
Af
Xi Xo
负反馈,0?AF
正反馈,0?AF
反馈放大器输入端波形示意图
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 86
UCC
RC2
uoRE2
RC1
RE1 Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
(a)串联电压负反馈
Ui,A
F
Uo.＋
－
－ ＋Uf.
Ui,′
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 87
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1 Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
A
F
Uo.
＋
－
U i
.
－ ＋U f.
U i
,′ I
o
＋
－
.
(b)串联电流负反馈
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 88
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1
Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
(c)并联电压负反馈
A
F
Uo.Us.
Rs Ii.
If.
Ii.′
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 89
(d)并联电流负反馈
A
F
Uo.IoUs.
Rs Ii,Ii.′
If.
.
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1
Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 90
dAAFdA f 2)1( 1
212121 )1()1 1(1)1 1( 22 AAAAAA ff AFdAFFdAAFdAA ff
)1)(1(
)
1
1
1
1(1
1
11
12
12
12
2
1
FAFA
AA
FAFAFAFF
A
A
2
112 )1(
1
)1)(1(
1
FAFAFAA
A f
)1)(1( 12 FAFA
A
)%10,%10(
1112 AAAAA若
第六章 反馈
6-1 反馈的基本概念及基本方程
6-1-1 什么是反馈
6-1-2反馈放大器的基本框图
6-1-3反馈放大器的基本方程
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 2
6-2 负反馈对放大器性能的影响
6-2-1放大倍数稳定度提高
6-2-2放大器通频带展宽，线性失真减小
6-2-3非线性失真减小，输入动态范围展宽
6-2-4 减小放大器内部产生的噪声与干扰的影响
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 3
6-3 反馈放大器的分类及对输入、输出阻抗的影响
6-3-1 电压反馈与电流反馈
6-3-2电压、电流负反馈对输出电阻的影响
6-3-3串联反馈与并联反馈
6-3-4串联、并联负反馈对放大器输入电阻的影响
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 4
6-4 反馈放大器的分析和近似计算
6-4-1反馈放大器增益和反馈系数的定义及近似计算一,串联电压负反馈二、串联电流负反馈三,并联电压负反馈四、并联电流负反馈五、深度负反馈条件下，近似计算法的原理与步骤
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 5
6-4-2 集成运算放大器的两种基本反馈组态一,集成运算放大器的开环传输特性二,并联电压负反馈 ——反相比例放大器
1,闭环增益 Auf
2.闭环输入电阻 Rif
3,闭环输出电阻 Rof
三、串联电压负反馈 ——同相比例放大器
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 6
6―4―3 分立元件负反馈放大器的分析计算一、单级负反馈放大器电路
1,单级串联电压负反馈电路
2,单级串联电流负反馈电路
3,单级并联电压负反馈电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 7
二、多级反馈放大器电路
1,串联电压负反馈电路
2,并联电流负反馈电路
3.串联电流负反馈电路
4.并联电压负反馈电路
5,串联电流正反馈电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 8
6-5 反馈放大器稳定性讨论
6-5-1负反馈放大器稳定工作的条件
6-5-2 利用开环增益的波特图来判别放大器的稳定性
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 9
第六章 反馈
（ 1）掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法。
（ 2）掌握深度负反馈条件下放大电路的近似估算法。
（ 3）了解负反馈对放大电路性能的影响。
（ 4）了解负反馈放大电路产生自激振荡的原因、稳定判据和消除自激振荡的方法。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 10
6―1 反馈的基本概念及基本方程
6―1―1 什么是反馈反馈,将放大器的输出量（电流或电压）通过一定的网络,回送到放大器的输入回路,并同输入信号一起参与放大器的输入控制作用,从而使放大器的某些性能获得有效改善的过程。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 11
C
1
＋
R
B2
R
B1
R
E
＋
C
E
＋ C
2
R
C
R
L
U
CC
U
i
I
C Q
I
E Q
V
＋
－
.
U
o
.
图 6―1 负反馈稳定工作点电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 12
反馈网络
F
基本放大器
A
取样
∑
比较
Xf
Xi ′
净输 入信号反馈信号输出信号输入信号
Af
Xi Xo
图 6―2 反馈放大器基本框图
6―1―2 反馈放大器的基本框图注：对一个实际电路，当基本放大器的反向传输效应（与反馈网络的反向传输效应对比）和反馈网络的正向传输效应（与基本放大器的正向传输效应对比）均可忽略时，才可采用该模型。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 13
反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo
基本放大器的传输增益 (开环增益 或开环放大倍数 )
i
f
o
f
i
o
X
X
X
X
X
XAFT
i
o
X
XA
o
f
X
XF?
反馈放大器的传输增益（ 闭 环增益 ）
i
o
f X
XA?
反馈网络的传输系数 (反馈系数 )
环路增益 (回归比 )
反馈深度 D = 1+AF
6― 1― 3反馈放大器的基本方程
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 14
i
o
f X
XA?
反馈放大器的基本方程
AF
A
1
fi
i
XX
XA
oi
i
FXX
XA
AF
AA
f 1
反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 15
结 论
（ 1）负反馈使放大器的增益下降了（ 1+AF）倍；
（ 2）反馈深度 D = 1+AF，表征反馈强弱；
D1或 AF1 —— 深反馈条件
i
i
i
fi
o
f
i
o
X
X
X
XX
X
X
X
XAFD
11
D
XX i
i
iiif XXXXD,则若 1
（ 3）深反馈条件下，
FAF
AA
f
1
1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 16
6―2 负反馈对放大器性能的影响
6―2―1 负反馈使放大倍数稳定度提高
)( ofo FXXXA
)( fiio XXXX
不变时，若当 iX
A不稳定
Af稳定反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 17
开环放大倍数相对稳定度为闭环放大倍数相对稳定度为
A
A?
f
f
A
A?
A
dA
AF
A
A
dA
AFAF
A
dA
AF
dA
AF
A
A
ff
f
1
1
1
1
1)1(
1
1
2
若近似以增量代替微分，则：
A
A
AFA
A
f
f?
1
1
通常用放大倍数的 相对变化量 来衡量放大器的稳定性 。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 18
例 1设计一个负反馈放大器,要求闭环放大倍数 Af=100,当开环放大倍数 A变化 ± 10%时,Af的相对变化量在 ± 0.5%以内,
试确定开环放大倍数 A及反馈系数 F值 。
A
A
AFA
A
f
f?
1
1
所以因为解：
20%5.0 %10//1
ff AA
AAAFD
AF
AA
f 1
因为
2 0 0 0201 0 0)1( AFAA f
所以由于
%95.02 0 0 01919 AF19120AF
所以
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 19
6-2-2负反馈使放大器通频带展宽，线性失真减小
H
I
f
fj
AjfA
1
)(
))1/( (1
)1/()(
HI
II
f fFAjf
FAAjfA
)(1
)()(
jfFA
jfAjfA
f
有源低通滤波器
I
I
fI FA
AA
1
fH
fI
f
f
f
j
A
fjA
1
)(
HIfH fFAf )1(
令则增益频带积不变 HIfHfI fAfA
I
L
Lf FA
ff
1
同理
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 20
无反馈放大器的频率响应有负反馈放大器的频率响应增益
AI
A I -3 dB
A If
AIf -3 dB
f L f H
无反馈放大器的带宽 f(频率 )
图 6―3 负反馈改善放大器频率响应的示意图
fLf
负反馈放大器的带宽
f Hf
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 21
∑ A
F
A B
C
1
R
L C
o
U
o
.
U
i
.
＋
－
U
f
U
i
.
′
.
图 6―4 引起频率失真的因素必须包含在反馈环之内
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 22
6-2-3 负反馈使非线性失真减小，输入动态范围展宽
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 23
io
0 ube
A＋
Xi,Xo
.
－
＋
－
xo
0 t0 t
xi 基本放大器
io
0 ube
A
F
t
xo
Xo
.∑
t0
xi
＋
－Xi
.
Xf
.
0 t
xi′
xf
0 t
Xi
,′
0
图 6―5 负反馈改善非线性失真的工作原理示意图
(a)无反馈
(b)负反馈使非线性失真减小
io AXX?1
i
ifo
X
AF
A
XAX
1
1
oo XX 11令
ii XAFX ）（则 1
输入动态范围展宽负反馈对非线性失真的影响,avi 负反馈对非线性失真的影响 (示波器图 ).avi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 24
o
nhhh
X
XXXT H D
1
22
3
2
2
nhfnhnhf AFXXX
AF
TH DTH D
f 1
AF
XX nh
nhf 1
非线性失真系数非线性失真减小，输入动态范围展宽 只在 非线性失真不是十分严重的情况下才是正确的。
（此时，输入信号和反馈回来的谐波信号不发生相互作用，即不产生新的频率分量。）
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 25
6-2-4 负反馈可以减小放大器内部产生的噪声与干扰的影响利用负反馈抑制放大器内部噪声及干扰的机理与减小非线性失真是一样的。负反馈输出噪声下降 (1+AF)倍。如果输入信号本身不携带噪声和干扰，且其幅度可以增大，输出信号分量保持不变，那么放大器的信噪比将提高 (1+AF)倍。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 26
(1)负反馈使放大器的放大倍数下降，但增益稳定度提高，
频带展宽，非线性失真减小，内部噪声干扰得到抑制，且所有性能 改善的程度均与反馈深度 ( 1+AF )有关 。
(2)被改善的对象就是被取样的对象 。 例如,反馈取样的是输出电流,则有关输出电流的性能得到改善；反之,取样对象是输出电压,则有关输出电压的性能得到改善 。
负反馈的特点
(3)负反馈 只能改善包含在负反馈环节以内因素引起的放大器性能下降,对反馈环以外的,与输入信号一起进来的失真,
干扰,噪声及其它不稳定因素是无能为力的 。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 27
6-3 反馈放大器的分类及对输入、输出阻抗的影响
负反馈对于输入、输出阻抗的影响仅限于 负反馈环内 。
正反馈 对于输入、输出阻抗的影响与负反馈相反。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 28
6-3-1 电压反馈与电流反馈
(a)
.
A
F
RL
Uo
Xf.
节点型连接形式电压取样图 6-6电压反馈和电流反馈
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1
Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 29
6-3-1 电压反馈与电流反馈
(a)
.
A
F
RL
Uo
Xf.
节点型连接形式
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1 Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
电压取样图 6-6电压反馈和电流反馈
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 30
(b)
Io.
.
A
F
RL
Uo
Xf.
回路型连接形式电流取样图 6-6电压反馈和电流反馈
6-3-1 电压反馈与电流反馈
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1
Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 31
(b)
Io.
.
A
F
RL
Uo
Xf.
回路型连接形式电流取样图 6-6电压反馈和电流反馈
6-3-1 电压反馈与电流反馈
UCCRC2
uo
RE2
RC1
RE1 Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 32
6-3-2电压反馈和电流反馈对输出电阻的影响
＋
－
A
o
X
i
.
R
o
I
o f
＋
－
U
o
.
R
o f
X
i
= 0
.
X
i
= - X
f
= - F U
o
.
.
.
电 压 负 反 馈 放 大 器
'
.
'
X
f
.
图 6―7 电压负反馈放大器输出电阻的计算
（开环输出电阻）输出电阻为 oi RX,0
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 33
＋
－
A
o
X
i
.
R
o
I
o f
＋
－
U
o
.
R
o f
X
i
= 0
.
X
i
= - X
f
= - F U
o
.
.
.
'
.
'
X
f
.
o
ioo
of R
XAUI
offii UFXXXX
FA
R
U
R
UFAU
I
o
o
o
o
ooo
of
1
0
iX
of
o
of
I
UR
FA
R
I
UR
o
o
X
of
o
of
i?
10
电压负反馈使输出电阻变小。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 34
A
s
X
i
.
R
o
I
o f
＋
－
R
o f
.
X
i
= - X
f
= - F I
o f
.,
.
电 流 负 反 馈 放 大 器
.
′
U
o
.
'
X
i
= 0
X
f
.
图 6―8 电流负反馈放大器输出电阻的计算
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 35
A
s
X
i
.
R
o
I
o f
＋
－
R
o f
.
X
i
= - X
f
= - F I
o f
.,
.
.
′
U
o
.
'
X
i
= 0
X
f
.
)1( AFR
UI
o
o
of
0
iX
of
o
of
I
UR
i
o
o
of XAR
UI
offii IFXXX
of
o
o
of IAFR
UI
)1(
0
AFR
I
UR
o
X
of
o
of
i
电流负反馈使输出电阻变大。
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 36
6-3-3串联反馈与并联反馈
fii UUU
AR i
F
＋
－
U i
.
－R
if
Uf
＋
－
＋
Ui ′
I i
.
.
.
(a)串联反馈若为负反馈回路型连接形式图 6―9 串联反馈和并联反馈框图
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 37
.
AR i
F
＋
－
U i
.
R i f
Ii I i,′
I f
.
图 6―9 串联反馈和并联反馈框图
(b)并联反馈
fii III
节点型连接形式若为负反馈
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 38
ARi
F
＋
－
Ui
.
－R
if
Uf
＋
－
＋
Ui ′
I i
.
.
,?
i
i
if
I
UR
i
i
I
UAF
)1(
iRAF )1(
)1( AFR
I
U
R i
i
i
if
串联负反馈使 输入电阻变大
6-3-4串联和并联负反馈对放大器输入电阻的影响
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 39
.
ARi
F
＋
－
Ui.
Rif
Ii I i,′
I f,?
i
i
IFA
U
)1(
i
i
if
I
UR
AF
Ri
1
AF
RR i
if 1
并联负反馈使 输入电阻变小
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 40
Ui,A
F
Uo.＋
－
－ ＋Uf.
Ui,′
A
F
Uo.Us.
Rs Ii.
If.
Ii.′
图 6―12 四种典型的负反馈组态电路
(a)串联电压负反馈 (b)串联电流负反馈
(c)并联电压负反馈 (d)并联电流负反馈
A
F
Uo.IoUs.
Rs Ii,Ii.′
If.
.
A
F
Uo.
＋
－
U i
.
－ ＋U f.
U i
,′ I
o
＋
－
.
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 41
反馈组态的判断,avi 瞬时极性法,avi
反馈类型汇总分类依据 反馈类型反馈范围流通信号反馈极性连接形式本级 级间直流 交流正 反压串 压并 流串 流并
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 42
6-4 反馈放大器的分析和近似计算
6-4-1四种组态反馈放大器 特征增益 和 特征反馈系数 的定义及近似计算反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo 物理量反馈类型 输入端 输出端电压电流串联并联
AF
AA
f 1
Ui U'i Uf
Ii I'i If
Uo
Io
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 43
一,串联电压负反馈
uu
u
i
o
uf
o
f
u
i
o
u
FA
A
U
U
A
U
U
F
U
U
A
1
,
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 44
rg
g
i
o
gf
o
f
r
i
o
g
FA
A
U
I
A
I
U
F
U
I
A
1
,
二、串联电流负反馈
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 45
三,并联电压负反馈
gr
r
i
o
rf
o
f
g
i
o
r
FA
A
I
U
A
U
I
F
I
U
A
1
,
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 46
四、并联电流负反馈
ii
i
i
o
if
o
f
i
i
o
i
FA
A
I
I
A
I
I
F
I
I
A
1
,
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 47
fi XX?
五、深度负反馈条件下，近似计算法的原理与步骤
1.原理
fi UU?
fi II?
串联反馈
并联反馈
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 48
求 Xf的方法：
注：反馈网络的输出 X1由两部分构成
反馈网络的反向传输效应产生的分量 Xf
反馈网络在放大器输入端的负载效应产生的分量 X1- Xf
串联断路；并联短路；
2.步骤
（ 1）判断反馈类型；
（ 2）求 Xi,Xf的表达式 ；
（ 3）依据 Xi≈ Xf求 Auf的表达式 ；
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 49
图 6―13 集成运算放大器开环传输特性
6-4-2 集成运算放大器的两种基本反馈阻态一,集成运算放大器的开环传输特性
－
＋
AuUid
UCC
－ UEE
Uo
(a)运放符号
Au ∞
Uo
UCC
－ UEE
0
Uid＝ U－ － U＋
(b)开环传输特性
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 50
二,并联电压负反馈 ——反相比例放大器
＋
Au U
o
R2
∑
Ii ′
If
IiR1
Ui －
U CC
Au f＝－ R2/R1
－ U EE
Uo
Ui0
图 6―14 并联电压负反馈 —— 反相比例放大器
(a)电路 (b)闭环传输特性
1,闭环增益 Auf
fi II?
11 R
U
R
UUI ii
i?
1
2
R
R
U
UA
i
o
uf
22
0,
R
U
R
UI oo
f
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 51
2.闭环输入电阻 Rif
i
i
if I
UR?
＋
Au u
o
R2
∑
I i′
If
I iR1
u i －
3,闭环输出电阻 Rof
0?ofR
1
1 R
I
RI
i
i
i
i
I
URI 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 52
图 6―16 串联电压负反馈 —— 反相比例放大器
＋
A u
Uo
R2
R1
Ui
－
＋
－
＋－ u
f
(a)电路
UCCA
uf＝ 1+R2 /R1
－ U EE
Uo
Ui0
(b)闭环传输特性三、串联电压负反馈 ——同相比例放大器
1
2
1
21 1
R
R
R
RR
U
UA
i
o
uf
fi UU?
oURR
R
21
1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 53
图 6―17 运放构成的电压跟随器
_
+
Au U
o
Ui
1
2
1
21 1
R
R
R
RR
U
UA
i
o
uf
=Ui
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 54
6―4―3 分立元件负反馈放大器的分析计算一、单级负反馈放大器电路
1,单级串联电压负反馈电路串联反馈，
输入支路断路
fi UU?
1
i
o
uf U
UA
oU?
图 6―18 三种不同反馈组态的单级放大器 (a)
RB
UCC
+C1
+
_
Ui
C2+
RE Uf RL
+
_
Uo
iU?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 55
Ecf RIU?fi UU?
2,单级串联电流负反馈电路
LcLCco RIRRIU )(
E
L
i
o
uf R
R
U
UA
图 6―18 三种不同反馈组态的单级放大器 (b)
RB
UCC
+C1
+
_
Ui
C2
Ui'
RE
RL
+
Uf
Rof
RC
Ic
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 56
2R
UI o
f
1
2
R
R
U
UA
i
o
uf
3,单级并联电压负反馈电路
fi II?
11 R
U
R
UUI iii
i?
图 6―18 三种不同反馈组态的单级放大器 (c)
并联反馈，
反馈点对地短路
R2
UCC
+
_
C2
RE
RL
_
Uo
+ +
+ C
E
R1 If.
Ii
RC
iU?
iI?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 57
二、多级反馈放大器电路
1,串联电压负反馈 电路
oof UFURR
RU
43
3
3
43
43
3
1
R
RR
F
U
U
A
U
RR
R
UFUU
i
o
uf
oofi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 58
R
2
c
1
R
1
R
5
R
4
R
6
R
L
C
1
+
U
f
.
R
3
+
+
C
3
V
1
V
2
c
2
C
2
+
_
U
o
U
C C
+
_
U
i
.
e
1
b
1 iU
.
图 6―19 串联电压负反馈对
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 59
(a)
R4＋
－
Ui.
Ui,′
R3
＋
－
Uo.Uf.
V1
(b)
＋
－
Ui.
V1
R3||R4
＋
－
U f ＝,R3R
3＋ R4
Uo＝ FUo
.,
图 6― 20等效到第一级射极的反馈电压
(a)输入回路等效 ； (b)戴维南等效电路
)//()//()//)(()//( 4314314311431 RRIRRIRRIIRRI cbcbe
本级反馈直通效应
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 60
2,并联电流负反馈 电路
51
65
5
65
2
4
2
11
65
5
2
65
5
2
)()(
R
R
R
RR
U
U
A
R
R
RR
IRIRRIU
R
U
R
UU
I
RR
R
I
RR
R
II
II
L
i
o
uf
L
f
L
c
L
co
iii
i
cef
fi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 61
R
2
+
_
C
C
R
3
R
L
_
U
o
.
+
+
R
6
+
C
E
R
1
I
i
.
c
1
I
f
.
U
i
.
e
1
V
1
e
2
U
C C
R
4
V
2
R
5
R
o f
b
1
c
2iU
iI
图 6―21 并联电流负反馈对
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 62
3.串联电流负反馈电路
73
783
3
6
3
3
783
7
3
)(
R
R
R
RRR
U
U
U
U
A
RIRRIU
UU
R
RRR
R
IU
L
f
o
i
o
uf
L
e
L
eo
fi
ef
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 63
R
2
+
_
U
i
.
'
R
3
c
1
U
i
.
V
1
c
2
R
4
V
2
R
5
+
C
B
U
f
.
R
8
b
1
R
1
C
C
R
L
_
U
o
.
+
+
e
3
U
C C
R
6
V
3
R
7
图 6―22 串联电流负反馈电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 64
4.并联电压负反馈电路
1
8
81
,
R
R
U
U
A
R
U
I
R
U
I
II
i
o
uf
o
f
i
i
fi
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 65
U
i
.
V
1
+
_
R
3
+
C
E 1
R
1
I
f
.
I
i
.
R
2
c
1
R
4
R
6
+
C
E 3
R
8
R
7
U
C C
V
2
V
3
b
1
U
o
.
c
2
c
3
R
5
iU
iI
图 6―23 三级并联电压负反馈电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 66
例 2电路如图 6― 27所示 。 这是一个两级放大器,第一级为场效应管差分放大器,第二级为运放构成的反相比例放大器 。
(1)为进一步提高输出电压稳定度,试正确引入反馈 。
(2)计算 没有引入反馈时 放大倍数 。
(3)计算引入反馈后的闭环放大倍数 Auf=?
(4)若一定要求引入并联电压负反馈，电路应如何改接?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 67
＋
－
R
4
R
3
R
f1
R
5
u
o1
－
＋
u
f
R
2
＋ U
DD
R
2
－
V
1
V
2
R
f2
a
b
c
u
o
＋
＋
R
1
－
＋
u
i
I
o
R
1
－ U
EE
（ g
m
）
I
f
S
图 6―27 例 2电路
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 68
3
4
2
32
1
1
21
1
1
()(
2
1
R
R
A
RRg
U
U
A
AA
U
U
U
U
U
U
A
u
m
i
o
u
uu
o
o
i
o
i
o
u
单端输出）
1
11
R
RA f
uf
io
f
f UURR
RU?
11
1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 69
6―5 反馈放大器稳定性讨论
6―5―1 负反馈放大器稳定工作的条件
)()(1
)()(
jFjA
jAjA
f
AF
AAjA
ff 1)(?
若 A,F 都是常数，则
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 70
1)()()( jFjAFjA若
FjA jAjA f )(1 )()(则
-------产生 自激振荡
FjA
jAjA
f )(1
)()(
反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo.
.
.
..
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 71
的整数）0()12()(
1)(
nnj
FjA
-------振荡的振幅条件
-------振荡的相位条件反馈网络
F
基本放大器
A
∑
Xf
Xi ′Xi Xo.
.
.
..
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 72
幅度裕度相位裕度
－ 180°
A
B
图 6―28 用环路增益来判断稳定性
45
dB10
增益交界频率 f0
相位交界频率 f?
ff?0
自激
ff?0
稳定判断方法附加相移
0 f
环路增益
0
f(频率）
dB/)( FjA?
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 73
6-5-2 利用开环增益的波特图来判别放大器的稳定性
)
1 0 0
1)(
10
1)(
1
1(
1 0 0 0 0
)1)(1)(1(
)(
321
k H z
f
j
k H z
f
j
k H z
f
j
jjj
A
jA
I
＋
－
R 2
R1
Uo
.
Ui
.
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 74
-45°|A(jω)|(开环 ) -20dB/10倍频程
-135° -40dB/10 倍频程
-225°
稳定不稳定
（闭环）
Af＝ F1
fA ＝ F
1′
′(不稳定 )
-60dB/10倍频程
0.01 0.1 1 10 100 1000
A/dB
80
60
40
20
0
-20
-40
f / kHz
图 6―29 用开环特性波特图来判断放大器的稳定性
1)( FjA?
01l o g20)(l o g20)(l o g20 FjAFjA
若闭环增益线交于 开环增益线十倍频/20 dB? 稳定十倍频/40 dB?若闭环增益线交于 及以下开环增益线 自激
)1001)(101)(11(
10000)(
k Hz
fj
k Hz
fj
k Hz
fjjA
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 75
FjA
jAjA
f )(1
)()(
1
211)(
R
RR
F
jA f
)()( jAjA f?
在低频和中频 区：
，则在高频区，若 1)(FjwA
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 76
作 业
6-1
6-8
6-11
6-15
6-17
6-18 (1),(2)
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 77
负反馈放大器的定量计算方法
1.等效电路法
2.拆环分析法
3.深度负反馈条件下的近似计算
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 78
正向传输效应负载效应电压并联负反馈放大器中反馈网络的等效电路
＋
－
Ui
＋
－
UoR R2
k 2Ui
I2I1
k1Uo1
If
A
F
电压并联负反馈示意图
1I
iU
+
_
+
_oU
2I
反馈效应并联短路求 Xf的方法
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 79
正向传输效应负载效应电流串联负反馈放大器中反馈网络的等效电路电流串联负反馈示意图
A
F
iI
1U
+
_
+
_2UoI
iU
+
_ oU
+
_
＋
－
U1
＋
－
U2
R R2
k 2Ii
IoIi
k1 Io
1 ＋
－
＋
－
反馈效应串联断路求 Xf的方法
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 80
R
f
U
C C
+
C
1
I
s
C
2
+
R
E
R
L
+
_
U
o
R
C
+
R
S
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 81
R
f
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 82
R
f
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
oioi UgUgUUfI 121111 ),(
oioi UgUgUUfI 222122 ),(
g
1 1
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
g
1 2
U
o
g
2 1
U
i
g
2 2
fUi RU
Ig
o
1
0
1
11
fUo RU
Ig
i
1
0
1
12
fUi RU
Ig
o
1
0
2
21
fUo RU
Ig
i
1
0
2
22
g
1 1
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
g
1 2
U
o
g
2 2
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 83
R
f
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
oioi UgUgUUfI 121111 ),(
oioi UgUgUUfI 222122 ),(
g
1 1
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
g
1 2
U
o
g
2 1
U
i
g
2 2
fUi RU
Ig
o
1
0
1
11
fUo RU
Ig
i
1
0
1
12
fUi RU
Ig
o
1
0
2
21
fUo RU
Ig
i
1
0
2
22
g
1 1
I
s
R '
L
+
_
U
o
R
S
+
_
U
i
I
1
I
2
g
1 2
U
o
g
2 2
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 84
对于线性无源两端口网络,其端口电压,电流关系可有 6种参数表征 。
Z参数：端口电流作自变量,端口电压作应变量；
Y参数：端口电流作应变量,端口电压作自变量；
H参数,作自变量,作应变量；
21,UI 21,IU
A参数,作自变量,作应变量；
22,IU 11,IU
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 85
A
F
∑
Xf
Xi ′
＋
Af
Xi Xo
负反馈,0?AF
正反馈,0?AF
反馈放大器输入端波形示意图
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 86
UCC
RC2
uoRE2
RC1
RE1 Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
(a)串联电压负反馈
Ui,A
F
Uo.＋
－
－ ＋Uf.
Ui,′
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 87
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1 Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
A
F
Uo.
＋
－
U i
.
－ ＋U f.
U i
,′ I
o
＋
－
.
(b)串联电流负反馈
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 88
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1
Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
(c)并联电压负反馈
A
F
Uo.Us.
Rs Ii.
If.
Ii.′
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 89
(d)并联电流负反馈
A
F
Uo.IoUs.
Rs Ii,Ii.′
If.
.
UCC
RC2
uo
RE2
RC1
RE1
Rf
ui
RB1 RB2
V 2V 1
2009年 7月 30日星期四 模拟电子技术 90
dAAFdA f 2)1( 1
212121 )1()1 1(1)1 1( 22 AAAAAA ff AFdAFFdAAFdAA ff
)1)(1(
)
1
1
1
1(1
1
11
12
12
12
2
1
FAFA
AA
FAFAFAFF
A
A
2
112 )1(
1
)1)(1(
1
FAFAFAA
A f
)1)(1( 12 FAFA
A
)%10,%10(
1112 AAAAA若
