第三章 负反馈放大电路 一、教学要求 1重点掌握的内容 （1）反馈的

第三章 负反馈放大电路 一、教学要求 1重点掌握的内容 （1）反馈的 1.重点掌握的内容 （1）反馈的概念和种类，反馈的类型和极性的判断方法； （2）电压串联负反馈电路在深度负反馈条件下，电压放大倍数的估算方法。 2.一般掌握的内容 （1）电压并联、电流并联和电流串联负反馈电路在深度负反馈条件下电压 放大倍数Auf，(Ausf)的估算方法； （2）引入负反馈后对放大电路性能的影响，负反馈放大电路放大倍数一般 ,,A表达式的意义； fA,,, 1，AF （3）负反馈放大电路产生自激振荡的条件。 3.一般了解的内容 （1）根据要求在放大电路中引入适当的反馈； （2）反馈放大电路自激振荡的消振措施。 本章包括以下几方面的内容： 1.反馈概念的建立 什么是反馈和为什么要在放大电路中引入反馈，是本章首先要解决的问题。 将放大电路输出信号的一部分或全部通过某种电路形式馈送回电路的输入回路 称为。 2.反馈的分类 根据电路要求不同，引入的反馈类型也不同。反馈的分类方法是本章的主要 内容之一。 根据极性，可将反馈分为和；根据交直流性质，可将反馈分为交流反馈和互流反馈；根据反馈信号从输出端取样对象的不同，可将反馈分为电 压反馈和电流反馈；根据反馈信号回送到输入端与输入信号连接方式的不同，可 将反馈分为串联反馈和并联反馈。 3.负反馈对放大电路性能的影响 引入负反馈后，虽然电路的放大倍数降低了，但放大器的一些性能却得到了 改善。如提高放大倍数的稳定性、改善非线性失真、展宽频带、改变输入输出电 阻等。 4.深度负反馈条件下，放大电路电压放大倍数的估算方法 在反馈的一般表达式中( ,,,,,AAf)，已知为，为开 fA,AF,, 1，AF ,,,,,,1A放大倍数，1，AF,1为反馈深度。当时，，称为电路满 Af,,1，AF,,, 1，AFF i?Xf估算电路的 (电压)放大倍数。 5.负反馈放大电路的自激振荡及消振措施 负反馈放大电路的增益和相位都是频率的函数。在某些频率范围 (高频或低 频)，由于反馈信号附加相移，有可能使原来的负反馈变成正反馈，产生足条件。此时，可利用关系式X。常用的消除自激振荡的方法有电容较正和电阻——电容校正。 1.放大电路中的反馈 将放大电路输出信号 (电压或电流)的一部分或全部，通过某种电路形式(反 馈网络)馈送回电路的输入回路并影响输入信号，这种电压或电流的回送过程称 为。例如在图1(a)所示的工作点稳定电路中，I c在Re上的压降把输出量的一 部分()反送回输入回路，使()，见图(b)。另外可看出，RcUE,ICRCUBE,UI,UE 是输入回路和输出回路的公共电阻，称之为反馈元件。Ic在Re上产生的压降UF叫。 图 1 放大电路中的反馈 2.开环和闭环 图 2 反馈放大电路框图 在图2中，把输入信号经基本放大器放大后输出，称做正向传输；输出信号 经反馈网络回送到输入端，称做反向传输。既有正向传输，又有反向传输的电路 称为闭环系统或闭环放大器。一般引入反馈的放大电路为闭环放大电路。 3.放大倍数A 根据电路组态的不同，放大倍数A的含义是不同的。在电压串联负反馈电 路中，定义为输出电压U O与净输入电压Ui之比，表示为 Uo Auu, Ui Auu的下标分别表示输出电压和输入电压。 在电压并联负反馈电路中，定义为输出电压UO与净输入电流Ii之比，表示为 Uo Aui,Ii 的下标分别表示输出电压和输入电流，单位为欧姆。 Aui 在电流串联负反馈电路中，定义为输出电流Io与净输入电压Ui之比，表示为 Io A,iuUi 的下标分别表示输出电流和输入电压，单位为西门子。 Aiu 在电流并联负反馈电路中，定义为输出电流Io与净输入电流Ii’ 之比，表示为 Io Aii,Ii' 的下标分别表示输出电流和输入电流。 Aii 由上所述可以看出：放大倍数A并不完全表示电压放大倍数。在电压并联负 反馈电路中，它表示转移电阻；在电流串联负反馈电路中，它表示转移电导；在 电流并联负反馈电路中，它表示电流放大倍数。因此，要求电路的电压放大倍数， 在求出放大倍数A后，要经过一定的转换，求出其输出电压与输入电压之比。 例 1 电路如图3所示。试判断各放大电路的级间反馈是正反馈还是负反 馈？ 解 本题练习用瞬时极性法判断反馈放大电路的正负极性。 图(a)电路中，设Ui的瞬时极性为正，T1共射接法集电极瞬时极性为负，T2射极跟随，发射极瞬时极性为负，馈送回T1发射极瞬时极性为负，使净输入电 压 UBE,Ui,Uf增加，增强了原来输入信号的作用，为正反馈。 图(b)电路中，各点电压的瞬时极性如图中所示。反馈电压从T2集电极引回， 瞬时极性为正，使净输入电压UBE,Ui,Uf减小，为负反馈。 图(c)电路中，设输入信号的瞬时极性为正，因为输入信号送至集成运放的 反相输入端，输出端电压瞬时极性为负，反送回输入端，使净输入电流Ii',Ii,If减小，为负反馈。 图(d)电路中，设输入信号的瞬时极性为正，同相输入端输入，输出端信号 瞬时极性为正，使净输入电流Ii',Ii,If增加，为正反馈。 图 3 例 2 试判断图3电路中的反馈 （包括本级反馈和级间反馈）有那些？各 属于直流反馈还是交流反馈和级馈? e1’， Re1”和Re2分别构成第一级和第二级放大电路的本级 解 本题练习本级反间反债的区分方法及交直流反馈的判断方法。 反馈，RF，CF构成电路的级间反馈。从包含的交直流成分来看，Re1’， Re2构成 图3(b)电路中，R交直流两种性质的反馈，RF，CF仅构成交流反馈，因为CF直流开路，Re1”，Ce1仅构成直流反馈，因为Ce1交流短路。 例 3 试判断图4电路是电压反馈还是电流反馈。 图 4 解 本题练习用输出短路法判断电压反馈还是电流反馈的方法。 若将两电路输出端短路，见图5所示。 图5 由图可以看出： 图(a)电路反馈信号依然存在，故为电流反馈。 图(b)电路反馈信号不复存在，为电压反馈。 例 4 试判断图6电路的反馈类型和极性。 图6 解 本题练习反馈类型和极性的综合判断方法。 用瞬时极性法标注出有关各点电压的瞬时极性，如图中所示。 ，故为电压Ui',Ui,Uf 图(a)电路为负反馈，又因反馈信号取自输出电压，且串联负反馈。 图(b)电路为负反馈，又因反馈信号取自输出电流，且，故为电流 Ui',Ui,Uf串联负反馈。 图(c)电路为负反馈，又因反馈信号取自输出电压，且，故为电压Ii',Ii,If并联负反馈。 图(d)电路为负反馈，又因反馈信号取自输出电压，且，故为电压UBE,Ui,Uf串联负反馈。 图(e)电路为负反馈，又因反馈信号取自输出电流，且，故为电流Ii',Ii,If并联负反馈。 例 5 在图7电路中，要求达到以下效果，应该引入什么反馈？将答案写在 括弧内。 图7 (1) 提高从b 1端看进去的输入电阻： (接RF从____到____) (2) 减少输出电阻： (接RF从____到____) (3) 希望R c3改变时Io(在给定Ui情况下的交流电流有效值)基本不变： (接RF从____到____) (4) 希望各级静态工作点基本稳定： (接RF从____到____) (5) 希望在输出端接上负载电阻RL后，Uo(在给定Ui情况下的输出交流电压有效值)基本不变： (接RF从____到____) 解 本题练习根据要求引入适当负反馈的方法。 要改变放大器的性能应引入负反馈。各点电压的瞬时极性标注在图7中。 F从e3到e1。 (2) 减小输出电阻，应引入电压负反馈。故接RF从c3到b1。 (3) 稳定输出电流，应引入电流负反馈。故接RF从e3到e1。 (4) 稳定静态工作点，应引入直流负反馈。故接RF从e3到e1。 (1) 提高输入电阻，应引入串联负反馈。故接R (5) 稳定输出电压，应引入电压负反馈。故接RF从c3到b1。 综上所述，在图8电路中，引入两条反馈支路：一条是接RF从e3到e1，一条是接RF从c3到b1即可实现所提要求的功能。 例 6 设图9各电路均满足深度负反馈条件，试计算各电路的电压放大倍数 已知R1=100KΩ、R2=100KΩ、R3=50KΩ。 Auuf,? 解 本题练习深度负反馈放大电路电压放大倍数的计算方法。 首先判断两电路的极性和组态。分析可知，图（a）为电压并联负反馈电路，图（b）为电压串联负反馈电路 UUUURoooo2 A,,,,,,,,1uuf(1) UiIiRiIfR1,Uo/R2,R1R1 UUUR2，R3ooo A,,,,,1.5 uuf(2)R2UUR2ifUoR，R23 图 9