第七章 反馈放大电路 2010年5月21日
1 第七章 反馈放大电路 2010年5月21日
§7-1反馈的基本概念与分类 反馈就是在电子系统中把输出回路的 电压或电流馈送到输入回路的过程。 在电子技术领域里，反馈现象是普遍 存在的。 通过外接电路元件来实现反馈，称为外 部反馈。 R连接输入和输出，构成反馈。 如果R两端并联有大容量的C,则R两端的压降只反映集电极 电流直流分量I的变化，称为直流反馈 当R两端不并联C时，P两端的压降同时反映了集电极电流交 直流分量，对交流信号亦起反馈作用，称为交流反馈。 2
2 §7-1反馈的基本概念与分类 反馈就是在电子系统中把输出回路的 电压或电流馈送到输入回路的过程。 在电子技术领域里，反馈现象是普遍 存在的。 通过外接电路元件来实现反馈,称为 外 部反馈 。 R e连接输入和输出，构成反馈。 如果 R e两端并联有大容量的 C，则 R e两端的压降只反映集电极 电流直流分量 Ic的变化，称为直流反馈. 当 R e两端不并联 C时， R e两端的压降同时反映了集电极电流交 /直流分量，对交流信号亦起反馈作用，称为交流反馈
四种类型的反馈组态 ?放大电路有四种类型，即电压放大、电流放大、互阻放大和互 导放大等四种。 冬将这四种基本放大电路与适当的反馈网络相结合，根据输出取 样和输入比较方式的不同，可以构成四种类型的反馈组态。即： (1)电压串联负反馈； (2)电流并联负反馈； (3)电压并联负反馈； (4)电流串联负反馈。 3
3 四种类型的反馈组态 放大电路有四种类型，即电压放大、电流放大、互阻放大和互 导放大等四种。 将这四种基本放大电路与适当的反馈网络相结合，根据输出取 样和输入比较方式的不同，可以构成四种类型的反馈组态。即： (1)电压串联负反馈； (2)电流并联负反馈； (3)电压并联负反馈； (4)电流串联负反馈
电压串联负反馈 基本放大电路为一个集成运放A, 反馈网络是R和R组成的分压器， 用F表示。 设想在放大电路的同相输入端接 入一变化的信号电压y,v。与y,同 极性。 ?由于v经反馈网络产生的反馈电压y与v亦同极性，即与y同极性， v抵消了v的一部分，致使运放两输入端之间的净输入电压ya= vv比无反馈时减小了，输出电压v亦减小，整个放大电路的电 压增益将降低，因此，反馈是负反馈。 由于v和v在输入回路中彼此串联，所以是串联反馈。 4
4 电压串联负反馈 基本放大电路为一个集成运放A， 反馈网络是 Rl 和 R 2组成的分压器， 用 F表示。 设想在放大电路的同相输入端接 入一变化的信号电压 vs, v o 与 vs 同 极性。 由于 v o经反馈网络产生的反馈电压 vF 与 v o亦同极性，即与 vI同极性， vF抵消了 vI的一部分，致使运放两输入端之间的净输入电压 vid ＝ vI-vF比无反馈时减小了，输出电压 v o亦减小，整个放大电路的电 压增益将降低，因此，反馈是负反馈 。 由于 vF 和 vI在输入回路中彼此串联，所以是串联反馈
电压串联负反馈 反馈电压V是经R和R组成的分压器由输出电压v取样得来，反 馈电压'是v的一部分，即反馈电压与输出电压成比例，故是电 压反馈。综上，电路是电压串联负反馈电路。 在判断电压反馈时，根据反馈信号与输出电压所成的比例关系， 设想将放大电路的负载R两端短路，短路后如使yF=0(或i=O), 就是电压反馈。 电压负反馈的重要特点是电路的输出电压趋向于维持恒定，因 为无论反馈信号以何种方式引回到输入端，都是利用输出电压。 本身通过反馈网络对放大电路起自动调整作用，这就是电压反 馈的实质。 5
5 电压串联负反馈 反馈电压 vF是经 Rl 和 R 2组成的分压器由输出电压 v o取样得来，反 馈电压 vF 是 v o的一部分，即反馈电压与输出电压成比例，故是电 压反馈。综上，电路是电压串联负反馈电路 。 在判断电压反馈时，根据反馈信号与输出电压所成的比例关系， 设想将放大电路的负载 R L两端短路，短路后如使 vF =0 ( 或 iF=0)， 就是电压反馈。 电压负反馈的重要特点是电路的输出电压趋向于维持恒定，因 为无论反馈信号以何种方式引回到输入端，都是利用输出电压 v o 本身通过反馈网络对放大电路起自动调整作用，这就是电压反 馈的实质
电压串联负反馈 当y一定时，若负载电阻R减小而 使输出电压y。下降，则电路将进 行如下的自动调整过程： R↓y。↓yp↓→yD个-y。个 反馈的结果牵制了v的下降，从而使v基本维持恒定。 电压串联负反馈电路中，信号源内阻愈小，反馈效果愈好。 6
6 电压串联负反馈 当 vI一定时，若负载电阻 R L减小而 使输出电压 v o下降，则电路将进 行如下的自动调整过程： RL ↓→ vo ↓→ vF ↓→ vID ↑→ vo ↑ 反馈的结果牵制了 v o的下降，从而使 v o基本维持恒定。 电压串联负反馈电路中，信号源内阻 vs愈小，反馈效果愈好
例 o+Vcc 由三只硅BJTT1、T,和T,所组成的 反馈放大电路，试分析该电路所存 在的反馈，并判断其反馈组态。 解：(1)为两级直接耦合放大电路。 第一级为带恒流源的差分式放大 电路，既作为电路的输入级，又作 为引入反馈的比较环节。 第二级由T,组成共射极放大电路，直接从T的集电极输入，由 集电极输出。由R、R,组成的分压器就是反馈网络[(R十R)>>R], 从它们的抽头端联接到T2的基极输入端。 7
7 例 由三只硅BJT T1、T2和T3所组成的 反馈放大电路，试分析该电路所存 在的反馈，并判断其反馈组态。 解：(1) 为两级直接耦合放大电路。 第一级为带恒流源I0的差分式放大 电路，既作为电路的输入级，又作 为引入反馈的比较环节。 第二级由T3组成共射极放大电路，直接从T1的集电极输入，由 集电极输出。由R5、R6组成的分压器就是反馈网络[(R5十R6)>>R3]， 从它们的抽头端联接到T2的基极输入端
解答-静态情况分析 由于电路为直接耦合放大电路，而且通过反馈网络形成闭环系 统。可从分析电路在静态情况下的直流反馈入手，了解反馈能 否稳定电路的Q点。 当y,=O时，各节点电压和支路电流均为静态值。假设由于温度 的升高致使Ic1升高，则Vc下降，Vc3上升，通过反馈网络使V 亦上升，相当于在T2的基极输入端加一正值的信号电压。 此信号电压作用于T,和T2的be结，而T的be结所加的是反向信号 电压，故Ic减小，使T的Q点得到稳定。 温度的变化，对于差分式放大电路来说，其影响相当于共模信 号，而差分式放大电路对共模信号具有较强的抑制能力，因而 它对稳定电路的Q点亦有很好的作用，这也是一种直流负反馈作 用。 8
8 解答-静态情况分析 由于电路为直接耦合放大电路，而且通过反馈网络形成闭环系 统。可从分析电路在静态情况下的直流反馈入手，了解反馈能 否稳定电路的Q点。 当vs =0时，各节点电压和支路电流均为静态值。假设由于温度 的升高致使IC1升高，则VC1下降， VC3上升，通过反馈网络使VF 亦上升，相当于在T2的基极输入端加一正值的信号电压。 此信号电压作用于T1和T2的be结，而T1的be结所加的是反向信号 电压，故IC1减小，使T1的Q点得到稳定。 温度的变化，对于差分式放大电路来说，其影响相当于共模信 号，而差分式放大电路对共模信号具有较强的抑制能力，因而 它对稳定电路的Q点亦有很好的作用，这也是一种直流负反馈作 用
解答-反馈组态的判断 用瞬时极性法可以判断该电路的反馈极性。假设在电路的输入 端加一信号电压y,,其瞬时变化极性如图中的y,上端的(+)号所示， 由它所引起的电路各节点的电位的瞬时极性亦如图中(+)(~)号 所示。 在差分式放大电路的两输入端所加入的是同极性的信号。反馈 信号v削弱了输入信号y,,使电路的电压增益下降，故该电路所 引入的是负反馈。 反馈信号v通过T1、T,两管的发射结与y在输入回路中彼此串联， 因此属串联反馈。所以电路的反馈组态为电压串联负反馈。 9
9 解答-反馈组态的判断 用瞬时极性法可以判断该电路的反馈极性。假设在电路的输入 端加一信号电压vs ，其瞬时变化极性如图中的vs上端的(+)号所示， 由它所引起的电路各节点的电位的瞬时极性亦如图中(+)、(-)号 所示。 在差分式放大电路的两输入端所加入的是同极性的信号。反馈 信号vF削弱了输入信号vI ，使电路的电压增益下降，故该电路所 引入的是负反馈。 反馈信号vF通过T1、T2两管的发射结与vI在输入回路中彼此串联， 因此属串联反馈。所以电路的反馈组态为电压串联负反馈
电流并联负反馈 设在电路的输入端外加一 信号电流1，其瞬时流向 如图中的箭头所示，由此 而引起电路中各支路的电 流iD及i的流向亦如图 中的箭头所示。 反馈电阻R与取样电阻R的联接点亦处于负电位，故输入电流，中 的绝大部分流向反馈网络。 因，（或）是接到运放的反相输入端，运放输出端对地的电位为负 极性(-)，输出电流的流向如图中的箭头所示。 10
10 电流并联负反馈 设在电路的输入端外加一 信号电流 is，其瞬时流向 如图中的箭头所示，由此 而引起电路中各支路的电 流 iI 、 iID 及 iF的流向亦如图 中的箭头所示。 反馈电阻 Rf与取样电阻 R的联接点亦处于负电位，故输入电流 iI 中 的绝大部分 iF流向反馈网络。 因 is ( 或 iI )是接到运放的反相输入端，运放输出端对地的电位为负 极性(-)，输出电流 i O的流向如图中的箭头所示
