低频电子线路
（第 2版）
电子工业出版社电机与电气控制第 4章 放大电路中的反馈主要内容：
反馈的概念
反馈的分类及其判别
负反馈对放大电路性能的影响
深度负反馈电路的分析计算
负反馈放大电路的稳定性问题
基本技能训练低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.1 反馈的概念所谓 反馈,就是将系统的输出量通过一定的途径又返回到输入端，对输入量产生影响这样一个物理过程。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.2 反馈的分类及其判别
4.2.1 正、负反馈及其判别
1．正反馈和负反馈
2．正、负反馈的判别根据上面的表述，并结合具体的放大电路，可得出以下两条实用的判断法则：
（ 1）如果将输入和反馈两个信号，接到输入回路的同一电极上，
则两者极性相反者为负反馈，极性相同者为正反馈；
（ 2）如果将输入和反馈两个信号，接到输入回路的两个不同的电极上，则两者极性相同者为负反馈，极性相反者为正反馈。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.2 反馈的分类及其判别
4.2.2 直流、交流反馈及其判别
根据反馈信号中包含的交直流成分来分类，可将反馈分为直流反馈和交流反馈。
在放大电路的输出量（输出电压或输出电流）中通常是交、
直流信号并存，如果反馈回来的信号只有直流成分，称为直流反馈；如果反馈回来的信号只有交流成分，则称为交流反馈。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.2 反馈的分类及其判别
4.2.3 电压、电流反馈及其判别判定的关键是识别是电压取样还是电流取样，具体判别方法有如下两种。
（ 1）将输出端短路，若反馈信号不复存在，为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。
（ 2）除公共端外，若反馈取自输出端，为电压反馈；若反馈取自非输出端，则为电流反馈。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.2 反馈的分类及其判别
4.2.4 串联、并联反馈及其判别具体判别方法有如下两种：
（ 1）将输入回路的反馈节点对地短路，若输入信号仍能送入到放大电路中去，则为串联反馈；若输入信号不能再送入到放大电路中去，则为并联反馈。
（ 2）除公共端外，若反馈信号回送到输入回路的输入端（对于三极管来说为基极支路），则为并联反馈；若反馈信号不是回送到输入回路的输入端（对于三极管来说为发射极支路）则为串联反馈。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.2 反馈的分类及其判别
4.2.5 负反馈的四种组态及其判别
1．电压串联负反馈
2．电压并联负反馈
3．电流串联负反馈
4．电流并联负反馈低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.2 反馈的分类及其判别例 4-1 试判断如图 4.6所示各电路中反馈的极性和组态。假设电路中的电容均足够大。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.2 反馈的分类及其判别解：
如图 4.6（ a）所示是一个射极输出器。设输入电压的瞬时值升高，则输出电压也随之升高，而三极管的发射结电压等于输入电压与输出电压之差，实际上，输出电压就是反馈电压。
此反馈电压将削弱输入电压的作用，因此是负反馈。
由图 4.6（ a）还可见，反馈电压取自放大电路的输出电压，而在输入回路中，外加输入信号与反馈信号以电压的形式求和，所以反馈的组态是电压串联负反馈。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.2 反馈的分类及其判别图 4.6（ b）中的电路是 — 个两级直接耦合放大电路，反馈信号由 VT2的发射极通过电阻 Rf引回到 VT1的基极。设输入电压的瞬时值升高，则 VT2的发射极电位将降低，于是从 VT1基极通过 Rf流向 VT2发射极的反馈电流将增大，使流向 VT1基极的净输入电流减小。可见反馈信号削弱了输入信号的作用，因此是负反馈。由图（ b）可见，反馈信号取自输出回路的非输出端，而在输入回路中外加输入信号与反馈信号以电流的形式求和，所以反馈的组态是电流并联负反馈。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.2 反馈的分类及其判别图 4.6（ c）是一个单管放大电路，在三极管的集电极和基极之间通过电阻 Rf接入一个反馈支路。设输入电压的瞬时值升高，三极管的集电极电位将降低，则从基极通过 Rf流向集电极的反馈电流将增大，使流向基极的净输入电流减小，因此是负反馈。该电路中的反馈信号是从输出电压采样，在放大电路的输入回路中与外加输入信号以电流形式求和，所以是电压并联负反馈。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.2 反馈的分类及其判别图 4.6（ d）中的电路是一个三级直接耦合放大电路，其中
VT1,VT3是 NPN型三极管，而 VT2是 PNP型三极管。从 VT3的发射极到 VT1的发射极通过电阻 Rf引回一个反馈信号。设输入电压的瞬时值升高，则 VT1集电极电压降低,VT2集电极电压升高,VT3
发射极电压也升高，于是 Re1上得到的反馈电压也随之升高。但此反馈电压将削弱外加输入电压的作用，使加在 VT1发射结的净输入电压减小，可见是负反馈。由于反馈信号取自输出回路的电流，在放大电路的输入回路中与外加输入信号以电压的形式求和，因此是电流串联负反馈。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.1 反馈放大电路的方框图及一般关系式反馈放大电路输入、输出关系的一般表达式为低频电子线路（第 2版）
o
f
i 1
X AA
X AF
电机与电气控制
4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.2 负反馈对放大倍数稳定性的影响放大电路引入负反馈以后得到的最直接、最显著的效果就是提高了放大倍数的稳定性。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，由于引入了负反馈，放大电路输出信号的波动将大大减小，也就是说放大倍数的稳定性提高了。放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.3 负反馈对输入和输出电阻的影响
1．对输入电阻的影响输入电阻是从输入端看进去的等效电阻，因此，输入电阻的变化仅决定于反馈网络与输入端的连接方式，而与输出端的取样方式无关。
2．对输出电阻的影响放大电路的输出电阻，是从其输出端看进去的等效电阻。
负反馈对输出电阻的影响，决定于反馈网络在输出端的取样对象，而与输入端连接方式无关。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.4 负反馈可减小非线性失真由于三极管（或场效应管）的特性是非线性的，常使输出信号产生非线性失真。引入负反馈后，可减小这种失真。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.5 负反馈可展宽通频带由于负反馈对任何原因引起的放大倍数的变化都有抑制能力，因此，对于因信号频率的升高或降低而产生的放大倍数的变化，可自动调节减小其变化，使放大倍数幅频特性平稳的区间加大，也就是通频带加宽（即上限频率提高，下限频率降低）。通频带展宽的幅度与广义反馈深度 (1+AF)及电路结构有关。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.4 深度负反馈电路的分析计算
1．深度负反馈电路放大倍数的近似估算法由于在各种电子设备中，多级负反馈放大电路的应用十分广泛，其开环放大倍数一般很大，容易满足（ 1+AF）＞＞ 1的深度负反馈条件，多数可以作为深度负反馈放大电路来处理，因此这种估算方法是很实用的。
在深度负反馈条件下由以上几式可得 即低频电子线路（第 2版）
o
f
i
XA
X?
f
o
XF
X?
f
1A
F?
oo
if
XX
XX?
ifXX?
电机与电气控制
4.4 深度负反馈电路的分析计算例 4-2 估算如图 4.9所示的深度负反馈放大电路的源电压放大倍数 Ausf。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.4 深度负反馈电路的分析计算例 4-2 估算如图 4.9所示的深度负反馈放大电路的源电压放大倍数 Ausf。
解：在求解深负反馈的放大电路时，
首先要判断负反馈属于哪一种组态。
如图 4.9所示的是电压并联负反馈电路。深度负反馈时 Ii≈I f。
由电路可知 Ii(Rs+Rif)=Us又由于引入深度并联负反馈后输入电阻 Rif很小，
所以将以上两式合并整理得源电压放大倍数低频电子线路（第 2版）
SS
i
S if S
UUI
R R R
o
if
f
UII
R
o f
usf
SS
U RA
UR
电机与电气控制
4.4 深度负反馈电路的分析计算例 4-3 求解如图 4.10所示深度负反馈放大电路的电压倍数 Auf。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.4 深度负反馈电路的分析计算例 4-3 求解如图 4.10所示深度负反馈放大电路的电压倍数 Auf。
解：由于电路引入了电流串联负反馈，故有 Uf≈U i
由电路可知 Uf=IeRe≈I cRe=Ui
其中电压放大倍数低频电子线路（第 2版）
o c LU I R
o o c L L
uf
i f c e e
U U I R RA
U U I R R
电机与电气控制
4.4 深度负反馈电路的分析计算
2．深度负反馈条件下输入、输出电阻的估算在深度负反馈条件下，估算输入、输出电阻的方法是将反馈环内的电路按理想情况处理，即可以认为
对于串联负反馈,Rif ≈∞
对于并联负反馈,Rif ≈0
对于电压负反馈,Rof≈0
对于电流负反馈,Rof≈∞
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.4 深度负反馈电路的分析计算例 4-4电路如图 4.11
所示，估算深度负反馈时电路的输入、输出电阻。
解：由图分析可知，
Rf引入了级间电流串联负反馈，故在输入回路闭环输入电阻为 Rif≈∞,但输入回路的 Rb不在反馈环内，所以电路总的输入电阻为在输出回路，闭环输出电阻 Rof≈∞,但由于 Rc3不在反馈环内，故电路总的输出电阻为低频电子线路（第 2版）
i f b i f b/ / 5 6 0 kR R R R
o f c 3 o f c 3/ / 3 kR R R R
电机与电气控制
4.5 负反馈放大电路的稳定性问题
4.5.1 负反馈放大电路的自激振荡问题
1．自激的产生
2．自激的条件满足相位条件是正反馈，而满足幅度条件意味着反馈信号等于净输入信号。如果同时满足这两个条件，放大电路就会出现无输入时却有输出的自激振荡状态。
低频电子线路（第 2版）
电机与电气控制
4.5 负反馈放大电路的稳定性问题
4.5.2 防止振荡的措施
1．自激的防止
（ 1）环路内包含的放大电路最好小于三级，即尽可能采用单级和两级负反馈，这样在理论上可以保证不产生自激振荡。
（ 2）在不得不采用三级以上的负反馈时，应尽可能使各级电路参数分散。
（ 3）减小反馈系数或反馈深度，使之不满足自激的幅度条件。
2．自激的消除低频电子线路（第 2版）
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反馈的概念
反馈的分类及其判别
负反馈对放大电路性能的影响
深度负反馈电路的分析计算
负反馈放大电路的稳定性问题
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4.1 反馈的概念所谓 反馈,就是将系统的输出量通过一定的途径又返回到输入端，对输入量产生影响这样一个物理过程。
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4.2 反馈的分类及其判别
4.2.1 正、负反馈及其判别
1．正反馈和负反馈
2．正、负反馈的判别根据上面的表述，并结合具体的放大电路，可得出以下两条实用的判断法则：
（ 1）如果将输入和反馈两个信号，接到输入回路的同一电极上，
则两者极性相反者为负反馈，极性相同者为正反馈；
（ 2）如果将输入和反馈两个信号，接到输入回路的两个不同的电极上，则两者极性相同者为负反馈，极性相反者为正反馈。
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4.2 反馈的分类及其判别
4.2.2 直流、交流反馈及其判别
根据反馈信号中包含的交直流成分来分类，可将反馈分为直流反馈和交流反馈。
在放大电路的输出量（输出电压或输出电流）中通常是交、
直流信号并存，如果反馈回来的信号只有直流成分，称为直流反馈；如果反馈回来的信号只有交流成分，则称为交流反馈。
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4.2 反馈的分类及其判别
4.2.3 电压、电流反馈及其判别判定的关键是识别是电压取样还是电流取样，具体判别方法有如下两种。
（ 1）将输出端短路，若反馈信号不复存在，为电压反馈；若反馈信号仍然存在，则为电流反馈。
（ 2）除公共端外，若反馈取自输出端，为电压反馈；若反馈取自非输出端，则为电流反馈。
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4.2 反馈的分类及其判别
4.2.4 串联、并联反馈及其判别具体判别方法有如下两种：
（ 1）将输入回路的反馈节点对地短路，若输入信号仍能送入到放大电路中去，则为串联反馈；若输入信号不能再送入到放大电路中去，则为并联反馈。
（ 2）除公共端外，若反馈信号回送到输入回路的输入端（对于三极管来说为基极支路），则为并联反馈；若反馈信号不是回送到输入回路的输入端（对于三极管来说为发射极支路）则为串联反馈。
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4.2 反馈的分类及其判别
4.2.5 负反馈的四种组态及其判别
1．电压串联负反馈
2．电压并联负反馈
3．电流串联负反馈
4．电流并联负反馈低频电子线路（第 2版）
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4.2 反馈的分类及其判别例 4-1 试判断如图 4.6所示各电路中反馈的极性和组态。假设电路中的电容均足够大。
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4.2 反馈的分类及其判别解：
如图 4.6（ a）所示是一个射极输出器。设输入电压的瞬时值升高，则输出电压也随之升高，而三极管的发射结电压等于输入电压与输出电压之差，实际上，输出电压就是反馈电压。
此反馈电压将削弱输入电压的作用，因此是负反馈。
由图 4.6（ a）还可见，反馈电压取自放大电路的输出电压，而在输入回路中，外加输入信号与反馈信号以电压的形式求和，所以反馈的组态是电压串联负反馈。
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4.2 反馈的分类及其判别图 4.6（ b）中的电路是 — 个两级直接耦合放大电路，反馈信号由 VT2的发射极通过电阻 Rf引回到 VT1的基极。设输入电压的瞬时值升高，则 VT2的发射极电位将降低，于是从 VT1基极通过 Rf流向 VT2发射极的反馈电流将增大，使流向 VT1基极的净输入电流减小。可见反馈信号削弱了输入信号的作用，因此是负反馈。由图（ b）可见，反馈信号取自输出回路的非输出端，而在输入回路中外加输入信号与反馈信号以电流的形式求和，所以反馈的组态是电流并联负反馈。
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4.2 反馈的分类及其判别图 4.6（ c）是一个单管放大电路，在三极管的集电极和基极之间通过电阻 Rf接入一个反馈支路。设输入电压的瞬时值升高，三极管的集电极电位将降低，则从基极通过 Rf流向集电极的反馈电流将增大，使流向基极的净输入电流减小，因此是负反馈。该电路中的反馈信号是从输出电压采样，在放大电路的输入回路中与外加输入信号以电流形式求和，所以是电压并联负反馈。
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4.2 反馈的分类及其判别图 4.6（ d）中的电路是一个三级直接耦合放大电路，其中
VT1,VT3是 NPN型三极管，而 VT2是 PNP型三极管。从 VT3的发射极到 VT1的发射极通过电阻 Rf引回一个反馈信号。设输入电压的瞬时值升高，则 VT1集电极电压降低,VT2集电极电压升高,VT3
发射极电压也升高，于是 Re1上得到的反馈电压也随之升高。但此反馈电压将削弱外加输入电压的作用，使加在 VT1发射结的净输入电压减小，可见是负反馈。由于反馈信号取自输出回路的电流，在放大电路的输入回路中与外加输入信号以电压的形式求和，因此是电流串联负反馈。
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4.3.1 反馈放大电路的方框图及一般关系式反馈放大电路输入、输出关系的一般表达式为低频电子线路（第 2版）
o
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4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.2 负反馈对放大倍数稳定性的影响放大电路引入负反馈以后得到的最直接、最显著的效果就是提高了放大倍数的稳定性。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，由于引入了负反馈，放大电路输出信号的波动将大大减小，也就是说放大倍数的稳定性提高了。放大倍数稳定性提高的程度与反馈深度有关。
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4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.3 负反馈对输入和输出电阻的影响
1．对输入电阻的影响输入电阻是从输入端看进去的等效电阻，因此，输入电阻的变化仅决定于反馈网络与输入端的连接方式，而与输出端的取样方式无关。
2．对输出电阻的影响放大电路的输出电阻，是从其输出端看进去的等效电阻。
负反馈对输出电阻的影响，决定于反馈网络在输出端的取样对象，而与输入端连接方式无关。
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4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.4 负反馈可减小非线性失真由于三极管（或场效应管）的特性是非线性的，常使输出信号产生非线性失真。引入负反馈后，可减小这种失真。
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4.3 负反馈对放大电路性能的影响
4.3.5 负反馈可展宽通频带由于负反馈对任何原因引起的放大倍数的变化都有抑制能力，因此，对于因信号频率的升高或降低而产生的放大倍数的变化，可自动调节减小其变化，使放大倍数幅频特性平稳的区间加大，也就是通频带加宽（即上限频率提高，下限频率降低）。通频带展宽的幅度与广义反馈深度 (1+AF)及电路结构有关。
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4.4 深度负反馈电路的分析计算
1．深度负反馈电路放大倍数的近似估算法由于在各种电子设备中，多级负反馈放大电路的应用十分广泛，其开环放大倍数一般很大，容易满足（ 1+AF）＞＞ 1的深度负反馈条件，多数可以作为深度负反馈放大电路来处理，因此这种估算方法是很实用的。
在深度负反馈条件下由以上几式可得 即低频电子线路（第 2版）
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1A
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4.4 深度负反馈电路的分析计算例 4-2 估算如图 4.9所示的深度负反馈放大电路的源电压放大倍数 Ausf。
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4.4 深度负反馈电路的分析计算例 4-2 估算如图 4.9所示的深度负反馈放大电路的源电压放大倍数 Ausf。
解：在求解深负反馈的放大电路时，
首先要判断负反馈属于哪一种组态。
如图 4.9所示的是电压并联负反馈电路。深度负反馈时 Ii≈I f。
由电路可知 Ii(Rs+Rif)=Us又由于引入深度并联负反馈后输入电阻 Rif很小，
所以将以上两式合并整理得源电压放大倍数低频电子线路（第 2版）
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4.4 深度负反馈电路的分析计算例 4-3 求解如图 4.10所示深度负反馈放大电路的电压倍数 Auf。
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4.4 深度负反馈电路的分析计算例 4-3 求解如图 4.10所示深度负反馈放大电路的电压倍数 Auf。
解：由于电路引入了电流串联负反馈，故有 Uf≈U i
由电路可知 Uf=IeRe≈I cRe=Ui
其中电压放大倍数低频电子线路（第 2版）
o c LU I R
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4.4 深度负反馈电路的分析计算
2．深度负反馈条件下输入、输出电阻的估算在深度负反馈条件下，估算输入、输出电阻的方法是将反馈环内的电路按理想情况处理，即可以认为
对于串联负反馈,Rif ≈∞
对于并联负反馈,Rif ≈0
对于电压负反馈,Rof≈0
对于电流负反馈,Rof≈∞
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4.4 深度负反馈电路的分析计算例 4-4电路如图 4.11
所示，估算深度负反馈时电路的输入、输出电阻。
解：由图分析可知，
Rf引入了级间电流串联负反馈，故在输入回路闭环输入电阻为 Rif≈∞,但输入回路的 Rb不在反馈环内，所以电路总的输入电阻为在输出回路，闭环输出电阻 Rof≈∞,但由于 Rc3不在反馈环内，故电路总的输出电阻为低频电子线路（第 2版）
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o f c 3 o f c 3/ / 3 kR R R R
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4.5 负反馈放大电路的稳定性问题
4.5.1 负反馈放大电路的自激振荡问题
1．自激的产生
2．自激的条件满足相位条件是正反馈，而满足幅度条件意味着反馈信号等于净输入信号。如果同时满足这两个条件，放大电路就会出现无输入时却有输出的自激振荡状态。
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4.5 负反馈放大电路的稳定性问题
4.5.2 防止振荡的措施
1．自激的防止
（ 1）环路内包含的放大电路最好小于三级，即尽可能采用单级和两级负反馈，这样在理论上可以保证不产生自激振荡。
（ 2）在不得不采用三级以上的负反馈时，应尽可能使各级电路参数分散。
（ 3）减小反馈系数或反馈深度，使之不满足自激的幅度条件。
2．自激的消除低频电子线路（第 2版）
