【正文】 1 誰若游戲人生，他就一事無成； 誰不能主宰自己，便永遠(yuǎn)是一個(gè)奴隸。 ——歌德 2 第四章 放大電路中的負(fù)反饋 本章教學(xué)要求 1．掌握負(fù)反饋的概念和四種基本類型負(fù)反饋放大器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、基本分析方法。 2．掌握四種負(fù)反饋放大器類型的判斷。 3．掌握負(fù)反饋對(duì)放大器性能的影響，并能根據(jù)需要引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反饋。 4．掌握在深度負(fù)反饋條件下放大器電壓增益的近似計(jì)算。 5．掌握利用波特圖進(jìn)行負(fù)反饋放大器穩(wěn)定性分析的方法。了解相位補(bǔ)償?shù)脑怼? 3 41 負(fù)反饋的基本概念 所謂反饋，就是將 輸出信號(hào) 進(jìn)行 檢測(cè) ，以某種形式 反饋 到放大器的 輸入端 ，與輸入信號(hào)相比較，對(duì)放大器的 輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)整 ，達(dá)到減小輸出誤差，改善放大器性能指標(biāo)的要求。 411 放大器的反饋 反饋網(wǎng)絡(luò) B 基本放大器 A iXfX?X oX? 由圖可知，基本放大器的凈輸入信號(hào)為 fi XXX ???若基本放大器的增益為 A，反饋網(wǎng)絡(luò)的反饋系數(shù)為 B，則有 of BXX ?因此可得反饋放大器的增益（又稱閉環(huán)增益 ） Af 為 ABAXXAiof ??? 1通常定義為 反饋深度 ，這是一個(gè)很重要的指標(biāo) ABF ?? 14 放大器 輸出 輸入 取 + 加強(qiáng)輸入信號(hào) 正反饋 用于振蕩器 取 削弱輸入信號(hào) 負(fù)反饋 用于放大器 開環(huán) 閉環(huán) 負(fù)反饋的作用： 穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)；穩(wěn)定放大倍數(shù)；改善輸入電阻和輸出電阻；擴(kuò)展通頻帶，改善輸出信號(hào)波形。 反饋網(wǎng)絡(luò) 177。 疊加 反饋信號(hào) 實(shí)際被放大信號(hào) 反饋電路框圖 5 反饋電路的三個(gè)環(huán)節(jié)： 放大 ： doXXA???反饋： ofXXB???疊加： fid XXX ??? ??基本放大 電路 Ao dX? oX?反饋回路 F fX?? iX? + – 輸出信號(hào) 輸入信號(hào) 反饋信號(hào) 差值信號(hào) 6 基本放大 電路 Ao dX? oX?反饋回路 F fX?? iX? + – doXXA??? ——開環(huán)放大倍數(shù) ioF XXA???——閉環(huán)放大倍數(shù) ofXXB???——反饋系數(shù) 7 負(fù)反饋放大電路放大倍數(shù)的一般表達(dá)式： 基本放大 電路 Ao dX? oX?反饋回路 F fX?? iX? + – ABXXXXXXXXXAodofdfoioF 111????????????????ABA?? 1BAo?1反饋深度 定義： 8 負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù) 當(dāng) ?AB?1時(shí)， 結(jié)論： 當(dāng) ?AB?1 很大時(shí)，負(fù)反饋放大器的閉環(huán)放大倍數(shù)與晶體管無關(guān)，只與反饋網(wǎng)絡(luò)有關(guān)。即負(fù)反饋可以穩(wěn)定放大倍數(shù)。 BAAA F??1BA F1?9 下面是具有反饋的放大器的一個(gè)實(shí)例 Uf U? R1 Rf Ui UO 基本放大器 反饋網(wǎng)絡(luò) 反饋網(wǎng)絡(luò) Rf和 R1對(duì)輸出電壓信號(hào) Uo取樣得到反饋信號(hào) Uf 在與輸入信號(hào)Ui進(jìn)行比較后得到放大器的凈輸入信號(hào)。然后送入放大器進(jìn)行放大。 根據(jù)反饋深度，我們可以 判斷反饋的性質(zhì) 和 反饋的強(qiáng)弱 11 ??? ABF這時(shí)放大器增益減小，為負(fù)反饋； 01 ??? ABF這時(shí)放大器增益增加，為正反饋； 11 ??? ABF這時(shí)放大器增益為無窮大，放大器自激振蕩。 對(duì)于負(fù)反饋， 總是 大于 1，而且，此值 越大 ，說明 負(fù)反饋越強(qiáng) ，放大器的閉環(huán)增益下降得越多。 ABF ?? 110 412 負(fù)反饋的類型 根據(jù)反饋信號(hào)是對(duì)輸出電壓信號(hào)取樣還是對(duì)輸出電流信號(hào) 取樣 ，以及取樣信號(hào)反饋到輸入端后是與輸入信號(hào)是串聯(lián) 比較 還是并聯(lián)比較可以對(duì)負(fù)反饋放大器進(jìn)行分類。 在 輸出端 ，如果反饋信號(hào)是 對(duì)輸出電壓取樣 ，也就是說反饋信號(hào)與輸出電壓有關(guān)，則稱為 電壓反饋 ；如果反饋信號(hào)是 對(duì)輸出電流取樣 ，也就是說反饋信號(hào)與輸出電流有關(guān)，則稱為 電流反饋 。 在輸入端，如果反饋到輸入端的信號(hào)是以 電壓 形式出現(xiàn)，與輸入電壓 串聯(lián)比較 ，則稱為 串聯(lián)反饋 ；如果反饋到輸入端的信號(hào)是以 電流 形式出現(xiàn)，與輸入電流 并聯(lián)比較 ，則稱為 并聯(lián)反饋 。 因此，一共可分為四種不同類型的負(fù)反饋，即： （ 1）電壓串聯(lián)負(fù)反饋 （ 2）電壓并聯(lián)負(fù)反饋 （ 3）電流并聯(lián)負(fù)反饋 （ 4）電流串聯(lián)負(fù)反饋。 11 四種不同類型的負(fù)反饋的方框圖 Uf U? R L Uo a b Ui Au Bu 39。a39。b電壓串聯(lián) 電流串聯(lián) R L Uo Io a b Ui U? Uf Ag Br 39。a 39。bR L I ? If Uo a b Ii Au Bu 39。a 39。b電壓并聯(lián) b Io R L I ? If Uo a Ii Au Bu 39。a39。b電流并聯(lián) 12 Uo 各類反饋在電路連接形式上的一般區(qū)別。 R L b 39。bXf X? Xi Au Bu ? 電壓反饋 在輸出端 反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端與放大器的輸出端是并聯(lián)連接 將放大電路輸出端短路，反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端被短路，反饋網(wǎng)絡(luò)取樣信號(hào)為零 。 電流反饋 R L Uo Io b Xi X? Xf Ag Br 39。b? 反饋網(wǎng)絡(luò)的輸入端與放大器的輸出端是并聯(lián)連接 將放大電路輸出端短路，反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端仍可獲得輸出電流信號(hào) 。 將放大電路輸出端短路 ，反饋信號(hào) 消失 為 電壓反饋 ，否則為電流反饋 13 各類反饋在電路連接形式上的一般區(qū)別。 在輸入端 串聯(lián)反饋 Uf U? a Ui 39。a Au Bu 反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是串聯(lián)電壓比較 將放大電路輸入端對(duì)地短路，反饋信號(hào)仍能輸入到基本放大器中 并聯(lián)反饋 I ? If a Ii Au Bu 39。a反饋信號(hào)與輸入信號(hào)是并聯(lián)電流比較 將放大電路輸入端對(duì)地短路，網(wǎng)絡(luò)輸出端被短路，反饋信號(hào)不能輸入到基本放大器中 將放大電路 輸入端短路 ，反饋信號(hào) 仍能輸入 到基本放大電路中為串聯(lián) 反饋，否則為 并聯(lián) 反饋 如果反饋回來的信號(hào)輸入到基本放大電路的份量越多，則反饋效果就越好。對(duì)于 串聯(lián) 反饋，電源內(nèi)阻越 小 ，反饋效果就 越好 ；對(duì)于 并聯(lián) 反饋，電源內(nèi)阻越大，反饋效果就越 好 。 14 413負(fù)反饋的判別 在輸出端，將 輸出端短路 ，使 輸出電壓為 0，若 反饋網(wǎng)絡(luò)輸入端接地 ，反饋消失，即為 電壓 反饋；否為電流反饋。 在輸入端，將放大器 輸入端對(duì)地短路 ， 反饋網(wǎng)絡(luò)輸出端接地 ，即為 并聯(lián) 反饋；否則為串聯(lián)反饋。 R1 RL R f Ui Uo Rs Io Ui Us R RL R f Uo Rs Ui Us RL R f Uo R R f Io Uo R1 RL Ui 電壓串聯(lián)反饋 電流并聯(lián)反饋 電壓并聯(lián)反饋 電流串聯(lián)反饋 只要 反饋網(wǎng)絡(luò)連接 在 基本放大器的信號(hào)輸入端就是并聯(lián)反饋 ，否則就是串聯(lián)反饋。 只要 反饋網(wǎng)絡(luò)直接連接 在 放大電路輸出 端 就是電壓反饋 ，否則就是電流反饋。 也可從電路連接形式上來判別反饋類型 15 b UCC Uo Ui2 Ui1 C2 C1 RB RC RL e 2. 正、負(fù)反饋的判別 1）等效放大器 一個(gè)放大電路，不論是單級(jí)放大電路（包括單級(jí)運(yùn)放電路）還是多級(jí)放大電路（包括多級(jí)運(yùn)放電路）都可以等效為一個(gè)有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的放大器。這兩個(gè)輸入端也是一個(gè)同相輸入端和一個(gè)反相輸入端。 單級(jí)晶體管放大電路 Au RL Ui2 Ui1 Uo b e 信號(hào)電壓從 集電極輸出 時(shí)，當(dāng)信號(hào)從 基極輸入 時(shí)，輸出電壓