负反馈放大器
反馈信号和输入信号加于输入回路两点时, 瞬时极性相同的为负反馈,瞬时极性相反的是正 反馈。对三极管来说这两点是基极和发射极,对 运算放大器来说是同相输入端和反相 输入端。
以上输入信号和反馈信号的瞬时极性都 是指对地而言,这样才有可比性。
例题09.1:试判断图09.03所示电路 的反馈组态。
图09.03 例题09.02图
输出电阻增加。
电流并联负反馈为
例,图09.13这为与求电输流出负电反阻馈可以使输出
的等效电电路流。稳将定负是载相电一阻致的。输出电阻大,
开路,在负输反出馈端放加大入电一路个接近电流源的特性,
等效的电输压出V电'o流,的并稳令定输性入就好。
信号源为零,即VS =0。可
得
图09.13 电流负反馈对输出电阻的影响
(a)
(b)
图09.08 并联电流负反馈
电流反馈系数是 Fii = If / Io,以图09.08(b)
为例
If Rf (If Io )R2 0
Fii
=
If Io
R2 R2 Rf
If
R2 R2 Rf
Io
电流放大倍数:Aiif
1 Fii
(1
Rf ) R2
显然,电流放大倍数基本上只与外电路的
参数有关,与运放内部参数无关。电压放大倍
数为:
Avvf
=
Vo Vi
Io RL Ii R1
Aiif
RL R1
(1
Rf ) RL R2 R1
7.3 反馈的基本方程
7.3.1 闭环放大倍数的一般表达式 7.3.2 反馈深度 7.3.3 环路增益
7.3.1 闭环放大倍数的一般表达式
根据图09.01可以推导出反馈放大电路的基本 方程。放大电路的开环放大倍数
正反馈和负反馈的判断法之一:瞬时极性法
在放大电路的输入端,假设一个输入信号对地 的极性,可用“+”、“-”或“↑”、“↓”表示。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。
三、电压反馈和电流反馈
电• 压反馈:反馈信号的大小与输出电压成比 例的反馈称为电压反馈;
图09.07(b)
对图09.07(b)的电路求其互导增益
Aivf
1 F
vi
Fvi
Io R Io
R
于是 Aivf 1/R ,这里忽略了
Rf的分流作用。电压增益为:
Avvf
Vo V
VIo RL
Aivf RL
R L
R
i
i
四、 电流并联负反馈
电流并联负反馈的电路如图09.08(a)(b)所示。对 于图(a)电路,反馈节点与输入点相同,所以是电流 并联负反馈。对于图(b)电路,也为电流并联负反馈。
图Ro09.12则为反求馈输信R号出o 将电被阻信的号等源效旁Ro路电。路X,S=将0 ,负载Ro电
阻入Rof开端路接VI', 地'oo 在 。1说输 于明R出 是A信ovo端有F号加源入内阻一还个存等在效。电压Vo’,并将输
式中Avo是负载开路时的电压放大倍数。
(2) 电流负反馈使输出电阻增加
电流负反馈可以使
减。即
图09.06 电压并联负反馈
Ii If I'i
Avi Vo / I'i 具有电阻的量纲 Avif Vo / Ii 具有电阻的量纲 Fiv If /Vo 具有电导的量纲
Avif
Vo Ii
Avi 1 Avi Fiv
Avif 称为互阻增益,Fiv 称为互导反馈系数, AviFiv
相乘无量纲。对于深度负反馈,互阻增益为
一、 反馈的定义
在放大电路中信号的传输是从输入端到输 出端,这个方向称为正向传输。反馈就是将 输出信号取出一部分或全部送回到放大电路 的输入回路,与原输入信号相加或相减后再 作用到放大电路的输入端。反馈信号的传输 是反向传输。所以放大电路无反馈也称开环, 放大电路有反馈也称闭环。反馈的示意图见 图09.01。
Avvf
Xo Xi
Vo Vi
Avv 1 Avv Fvv
反馈系数:
Fvv
Xf Xo
Vf Vo
对于图09.02(a)
:Fvv
Rf
Re1 Re1
对于图09.02(b):Fvv
Rf
R1
R1
二、 电压并联负反馈
电压并联负反馈 的电路如图09.06所 示。因反馈信号与输 入信号在一点相加, 为并联反馈。根据瞬 时极性法判断,为负 反馈,且为电压负反 馈。因为并联反馈在 输入端采用电流相加
7.4 负反馈对放大电路性能的影响
负反馈是改善放大电路性能的重要技术 措施,广泛应用于放大电路和反馈控制系统 之中。
7.4.1 负反馈对增益的影响 7.4.2 负反馈对输入电阻的影响 7.4.3 负反馈对输出电阻的影响 7.4.4 负反馈对通频带的影响 7.4.5 负反馈对非线性失真的影响
7.4.1负反馈对增益的影响
一、 电压串联负反馈
(1)判断方法:
对图09.05(a)所示电路,根据瞬时极性法判断,经Rf
加在发射极E1上的反馈电压为‘+’,与输入电压极性相同, 且加在输入回路的两点,
故为串联负反馈。反馈信
号与输出电压成比例,是
电压反馈。
后级对前级的这一反
馈是交流反馈,同时Re1上 还有第一级本身的负反馈,
(a)分立元件放大电路
根据负反馈基本方程,不论何种负反馈,都
可使反馈放大倍数下降1+AF倍,只不过不同的反
馈组态A、F的量纲不同而已,但AF无量纲。对电
压串联负反馈
Avvf
Xo Xi
Vo Vi
1
Avv Avv
Fvv
在负反馈条件下增益的稳定性也得到了提高,
这里增益应该与反馈组态相对应
dAf
(1
AF ) dA AF (1 AF )2
图中:
Xi 是输入信号,
Xf 是反馈信号, X'i 称为净输入信
号。
所以有
X'i Xi Xf
图09.01 反馈概念方框图
二、负反馈和正反馈
负反馈—加入反馈后,净输入信号| Xi' | < | Xi | , 输出幅度下降。
正反馈—加入反馈后,净输入信号| Xi' | > | Xi | , 输出幅度增加 。
电压负反馈可以使输出
电阻减小,这与电压负反馈
可以使输出电压稳定是相一
致的。输出电阻小,带负载
能力强,输出电压的降落就
小,稳定性就好。以串联电
压负反馈为例,有
图09.11 电压负反馈对输出电负阻载的影开响路
I'o
V'o
Avo X'i联负V反此'o 馈处 A时用vo,图XXS=信0f 90号.1是V2源电因'o内压为阻A负考vo不反虑F能V馈到'为o对电零输压V,出并'o否电(1阻 的Avo影F响)
dA
dA (1 AF )2
dAf 1 dA Af (1 AF ) A
有反馈时增益的稳定性比无反馈时提高了
(1+AF)倍。
7.4.2 负反馈对输入电阻的影响
负反馈对输入电阻的影响与反馈加入的方式有关,
即与串联或并联反馈有关,而与电压或电流反馈无关。
(1) 串联负反馈使输入电阻增加
串联负反馈输入端的电路结构形式如图09.10所
示。对串联电压负反馈和
串联电流负反馈效果相同。
有反馈的输入电阻
Rif
Vi I'i
Vi Vf I' i
Vi
Vi Avv I' i
Fvv
(1式 中AvvRFiv=vr)iVdI。i'i (1 Avv Fvv )Ri
图09.10 串联负反馈对 输入电阻的影响
(2)并联负反馈使输入电阻减小
并联负反馈输入端的电路结构形式如图09.11所 示。对电压并联负
在此还要注意的是 Xi、Xf和Xo可以是
电压信号,也可以是电流信号。
1.当它们都是电压信号时,A、Af 、F无量纲, A和 Af 是电压放大倍数。 2.当它们都是电流信号时,A、Af 、F无量纲, A和 Af 是电流放大倍数。
3.当它们既有电压信号也有电流信号时,A、
Af、F有量纲,A和 Af也有专门的放大倍数 称谓。
第7章 负反馈放大器
• 7.1 反馈的概念 • 7.2 四种负反馈类型的分析 • 7.3 反馈的基本方程 • 7.4 负反馈对放大电路性能的影响 • 7.5 负反馈放大器自激振荡及消除方法
7.1 反馈的概念
一、反馈的定义 二、负反馈和正反馈 三、电压反馈和电流反馈 四、串联反馈和并联反馈 五、交流反馈和直流反馈
环路增益 AF是指放大电路和反馈网络所
形成环路的增益,当 AF>>1时称为深度负
反馈,与 1+AF>>1相当。于是闭环放大倍
数
Af
1 AAF
1 F
也就是说在深度负反馈条件下,闭环放大 倍数近似等于反馈系数的倒数,与有源器件的 参数基本无关。一般反馈网络是无源元件构成 的,其稳定性优于有源器件,因此深度负反馈 时的放大倍数比较稳定。
电流反馈:反馈信号的大小与输出电流成比 例的反馈称为电流反馈。
电压反馈与电流反馈的判断: 将输出电压‘短路’,若反馈信号为零,
则为电压反馈;若反馈信号仍然存在,则为 电流反馈。
四、串联反馈和并此时联反反馈信馈号与输入信
反馈信号与输入信号加此号时在是反电放馈流大信相电号加路与减输输的入入关信系回号。路
反馈和电流并联负