模拟电子技术电子教案：第六章--放大电路的反馈

第六章 放大电路的反应

〖主要内容〗

1、根本概念

反应、正反应和负反应、电压反应和电流反应、并联反应和串联反应等根本概念；

2、反应类型判断：有无反应？是直流反应、还是交流反应？是正反应、还是负反应？ 3、交流负反应的四种组态及判断方法； 4、交流负反应放大电路的一般表达式；

5、放大电路中引入不同组态的负反应后，对电路性能的影响； 6、深度负反应的概念，在深度负反应条件下，放大倍数的估算；

〖本章学时分配〗

本章分为3讲，每讲2学时。

第十九讲 反应的根本概念和判断方法及负反应放大电路的方框图

一、 主要内容

1、反应的根本概念 1〕什么是反应

反应：将放大器输出信号的一局部或全部经反应网络送回输入端。

反应的示意图见以下图所示。反应信号的传输是反向传输。 开环：放大电路无反应，信号的传输只能正向从输入端到输出端。

闭环：放大电路有反应，将输出信号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。

图示中Xi是输入信号，Xf是反应信号，Xi称为净输

入信号。所以有 XiXiXf

2) 负反应和正反应

负反应：参加反应后，净输入信号

Xi<

Xi，输出幅度下降。

应用：负反应能稳定与反应量成正比的输出量，因而在控制系统中稳压、稳流。 正反应：参加反应后，净输入信号

Xi>

Xi，输出幅度增加。

应用：正反应提高了增益，常用于波形发生器。

可编辑

精品资料

3) 交流反应和直流反应

直流反应：反应信号只有直流成分； 交流反应：反应信号只有交流成分；

交直流反应：反应信号既有交流成分又有直流成分。 直流负反应作用：稳定静态工作点；

交流负反应作用：从不同方面改善动态技术指标，对Au、Ri、Ro有影响。

2、反应的判断 1〕有无反应的判断

〔1〕 是否存在除前向放大通路外，另有输出至输入的通路——即反应通路； 〔2〕 反应至输入端不能接地，否那么不是反应。 2〕正、负反应极性的判断之一 —瞬时极性法

〔1〕在输入端，先假定输入信号的瞬时极性；可用“+〞、“-〞或“↑〞、“↓〞表示； 〔2〕根据放大电路各级的组态，决定输出量与反应量的瞬时极性;

〔3〕最后观察引回到输入端反应信号的瞬时极性，假设使净输入信号增强，为正反应，否 那么为负反应。

注意：* 极性按中频段考虑；

* 必须熟悉放大电路输入和输出量的相位关系。

* 反应类型主要取决于电路的连接方式，而与Ui的极性无关。

对单个运放一般有：反应接至反相输入端为负反应 反应接至同相输入端为正反应 3〕电压反应和电流反应

〔1〕电压反应：反应信号的大小与输出电压成比例〔采样输出电压〕； 〔2〕电流反应，反应信号的大小与输出电流成比例〔采样输出电流〕。 〔3〕判断方法：

将输出电压‘短路’，假设反应回来的反应信号为零，那么为电压反应； 假设反应信号仍然存在，那么为电流反应。

应用中，假设要稳定输出端某一电量，那么采样该电量，以负反应形式送输入端。

电压负反应作用：稳定放大电路的输出电压。 电流负反应作用：稳定放大电路的输出电流。

4〕串联反应和并联反应〔根据反应信号在输入端的求和方式〕

可编辑

精品资料

〔1〕串联反应：反应信号与输入信号加在放大电路输入回路的两个电极上，此时反应信号与输入信号是电压相加减的关系。

〔2〕并联反应，反应信号加在放大电路输入回路的同一个电极，此时反应信号与输入信号是电流相加减的关系。

〔3〕判别方法：将反应节点对地短接，假设输入信号仍能送入放大电路，那么反应为串联反应，否那么为并联反应。

对于三极管来说，反应信号与输入信号同时加在输入三极管的基极或发射极，那么为并联反应；一个加在基极，另一个加在发射极那么为串联反应。

对于运算放大器来说，反应信号与输入信号同时加在同相输入端或反相输入端，那么为并联反应；一个加在同相输入端，另一个加在反相输入端那么为串联反应。 5〕正、负反应极性的判断法之二：

在明确串联反应和并联反应后，正、负反应极性可用以下方法来判断： 〔1〕反应信号和输入信号加于输入回路同一点时：

瞬时极性相同的为正反应；瞬时极性相反的是负反应； 〔2〕反应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应；瞬时极性相反的是正反应。

对三极管放大电路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。

注意：输入信号和反应信号的瞬时极性都是指对地而言，这样才有可比性。 6〕直、交流反应方法判断：根据反应网络中是否有动态元件进行判断。 〔1〕假设反应网络无动态元件〔通常为电容〕，那么反应信号交、直流并存； 〔2〕假设反应网络有电容串联，那么只有交流反应； 〔3〕假设反应网络有电容并联，那么只有直流反应。 3、负反应放大电路的四种根本组态 1〕负反应的根本组态类型：

电压串联负反应，电压并联负反应，电流串联负反应，电流并联负反应。

2) 负反应放大电路反应组态的判断方法：

〔1〕从放大器输出端的采样物理量，看反应量取自电压还是电流；

可编辑

精品资料

〔2〕从输入端的连接方式，判断反应是串联还是并联。 3〕四种负反应组态及组态的判断 〔1〕电压串联负反应

* 表现形式：输出和反应均以电压的形式出现

(a)分立元件放大电路 (b)集成运放放大电路

在放大器输出端，采样输出电压, 反应量 与 VO 成正比，为电压反应 ；

在放大器输入端,信号以电压形式出现, * 参量表示：

因输出端采样电压，在输入端是输入电压和反应电压相减，所以：

Vf与 V'i相串联,为串联反应 ；

XVAoovvAvvfFXV1Aiivvvv 闭环放大倍数：

Fvv反应系数

.XfXo..Vf..Vo。

.Re11RfFvv ,AvvfRRRe1， fe1对于图上 (a) .R11RfFvv ,AvvfRRR1 f1 对于图下 (b)

* 判断方法

对上图(a)所示电路，根据瞬时极性法判断，经Rf加在发射极E1上的反应电压为‘+’，与输入电压极性相同，且加在输入回路的两点，故为串联负反应。反应信号与输出电压成比例，是电压反应。后级对前级的这一反应是交流反应，同时Re1上还有第一级本身的负反应。

对图(b)，因输入信号和反应信号加在运放的两个输入端，故为串联反应，根据瞬时极性判断是负反应，且为电压负反应。结论是交直流串联电压负反应。 〔2〕电流串联负反应

* 表现形式：输出采样输出电流，而反应量那么以电压的形式出现

可编辑

精品资料

电路如以下图所示。图(a)是共射根本放大电路将Ce去掉而构成。图 (b)是由集成运放构成。

(a) (b)

* 参量表示：

对图 (b)的电路，求其互导增益

1 AivfFvi

...RIoFviRI.o

于是Aivf1/R ，这里忽略了Rf的分流作用。电压增益为

Avvf * 判断方法：

.VoVi..IoVi..RLAivfRL.RLR

对图(a)，反应电压从Re上取出，根据瞬时极性和反应电压接入方式，可判断为串联负反应。因输出电压短路，反应电压仍然存在，故为串联电流负反应。 〔3〕电压并联负反应

* 表现形式：输出采样输出电压，而反应量那么以电流的形式出现.电路如以下图所示。

Avif* 参量表示：

..VoIi..Avi1AviFiv

...FFA Avif称为互阻增益，iv称为互导反应系数，viiv相乘无量纲。

而电压增益为

VVA1RooAvvfviffIRVR1R1FR1 ii1iv

可编辑

精品资料

* 判断方法：

因反应信号与输入信号在一点相加，为并联反应。根据瞬时极性法判断，为负反应，且为电压负反应。因为并联反应，在输入端采用电流相加减。即为电压并联负反应。 〔4〕电流并联负反应

电流并联负反应的电路如以下图 (a)、(b)所示。 * 表现形式：输出和反应均以电流的形式出现

(a) (b) * 参量表示： 电流反应系数是

 FIf /Io，以图 (b)为例,有: iiIR2Fii=fR2Rf Io

电流放大倍数

1(1Rf)AiifR2 Fii

显然，电流放大倍数根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

RVIoRL(1Rf)RLAvvf=oLAiifRR1R2R1 VIii1

* 判断方法：

因反应信号与输入信号在一点相加，为并联反应。根据瞬时极性法判断，为负反应，且因输出电压短路，反应电压仍然存在，因为并联反应，在输入端采用电流相加减。即为电流并联负反应。

对于图(a)电路，反应节点与输入点相同，所以是电流并联负反应。对于图(b)电路，也为电流并联负反应。

二、 本讲重点 1、负反应概念。

可编辑

精品资料

2、各种反应类型的判断。

三、 本讲难点

三陵并联和串联负反应及电流负反应的判断

四、 教学过程组织

讲授

第二十讲 深度负反应放大电路放大倍数的估算

一、主要内容

1、 负反应放大电路的方块图表示法 反应放大电路的根本方程:

XAoXi 放大电路的开环放大倍数:XFfX反应网络的反应系数:

o

XAfoXi 放大电路的闭环放大倍数:

XXXoffAFXXFX称为环路放大倍数。 iio ，A有：

2、四种组态电路的方块图

将负反应放大电路的根本放大电路与反应网络均看成为二端口网络，那么不同反应组态

说明两个网络的不同连接方式。 四种不同组态的方块图见图6.10

不同组态负反应放大电路的闭环放大倍数具有不同的物理意义。但在不同组态负反应放

F均为无量纲。 大电路中环路放大倍数A3、闭环放大倍数的一般表达式和反应深度： 1〕一般表达式

由于: XiXiXf,

可编辑

精品资料

XAAfoAXi/(XiXf)F X1Ai那么:

AA1AF 在中频段：

2〕反应深度

环路增益|AF|是指放大电路和反应网络所形成环路的增益，，当|AF|>>1时称为

A.....深度负反应，相当于|1AF|>>1。那么：闭环放大倍数 Af1AF.....1F

.在深度负反应条件下，闭环放大倍数与有源器件的参数根本无关。一般反应网络是无源元件构成的，其稳定性优于有源器件，因此深度负反应时的放大倍数比拟稳定。

A.....A将1AF称为反应深度。 1AF=f

它反映了反应对放大电路影响的程度。可分为以下三种情况 ① 当 |1AF|＞1时，|Af|＜|A|，相当负反应 ② 当 |1AF|＜1时，|Af|＞|A|，相当正反应

③ 当 |1AF|=0 时，|Af|= ∞，相当于输入为零时仍有输出，故称为“自激状态〞。 3、深度负反应放大电路放大倍数的分析 在深度负反应条件下往往采用的近似计算。

.............1〕利用闭环放大倍数

.Af.1求解。 F.这里的Af是广义的，其含义因反应组态而异：对于电压串联负反应为Avf；对于电流并联负反应为Aif；对于电压并联负反应为Arf；对于电流串联负反应为Agf。如要估算电压放倍数，了Avf外，其它几种增益都要转换。

....反应系数确实定：如果是并联反应，将输人端对地短路，可求出反应系数

.XfFX...O’

如果是串联反应，将输人回路开路，可求出反应系数

2〕 利用

XfFXO’

XXfi求解。

VVfi，相当于根本放大器输人端电压为O〔虚短特性表达〕。 对于串联反应，

可编辑

精品资料

对于并联反应，

IIfi，相当于根本放大器输入端电流为0〔虚断特性表达〕。

抓住这个特点写出有关方程式，往往可以直接而且简捷地得到电压放大倍数。这是分析反应电路的一种实用方法。

3〕对非深反应电路，利用由方块图导出的公式求解Rif、Rofy及Af。

关键：找出A和F，即把闭环的反应放大器分解成根本放大器和反应网络两个局部。 确定A的原那么：不计主反应作用；计入反应网络的负载效应。

二、本讲重点

1、反应根本框图和根本反应方程

.2、深度负反应条件下的电压增益工程估算。

三、本讲难点

1、深度负反应条件下的电压增益工程估算。

四、教学过程组织

讲授

五、 课后习题

见相应章节的“习题指导〞。

第二十一讲 负反应对放大电路的影响

一、主要内容

1〕 负反应对放大倍数的影响

根据负反应根本方程，不管何种负反应，都可使反应放大倍数下降|1+AF|倍，只不过不同的反应组态AF的量纲不同而已。

在负反应条件下放大倍数的稳定性也得到了提高。

(1AF)dAAFdAdA(1AF)2(1AF)2dAf1dA(1AF)A Af

dAf有反应时，增益的稳定性比无反应时提高了(1+AF)倍。

可编辑

精品资料

2〕负反应对输入和输出电阻的影响

负反应对输入电阻的影响与反应参加的方式有关，即与串联反应或并联反应有关，而与电压反应或电流反应无关。

负反应对输出电阻的影响与反应采样的方式有关，即与电压反应或电流反应有关，而与串联反应或并联反应无关。

〔1〕对输入电阻的影响串联负反应使输入电阻增加，并联负反应使输入电阻减小 〔2〕电压负反应使输出电阻减小，电流负反应可以使输出电阻增加，

电压负反应可以使输出电阻减小，这与电压负反应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。 3〕 负反应对通频带的影响

放大电路参加负反应后，增益下降，但通频带却加宽了。 有反应时的通频带为无反应时的通频带的(1+AmF)倍。

负反应放大电路扩展通频带有一个重要的特性，即增益与通频带之积为常数 4〕 负反应对非线性失真的影响

负反应可以改善放大电路的非线性失真，但是只能改善反应环内产生的非线性失真。 因参加负反应，放大电路的输出幅度下降，不好比照，因此必须要加大输入信号，使参加负反应以后的输出幅度根本到达原来有失真时的输出幅度才有意义。 5〕 负反应对噪声、干扰和温漂的影响

负反应只对反应环内的噪声和干扰有抑制作用，且必须加大输入信号后才使抑制作用有效。 6〕 放大电路中引人负反应的一般原那么

二、本讲重点

负反应对放大器性能的影响和改善

三、本讲难点

非深度负反应电路的计算。可只讲参数的含义和计算方法，可不作仔细的数学推导。

四、教学过程组织

讲授

五、课后习题

可编辑

精品资料

见相应章节的“习题指导〞。

【本章小结】

本章主要讲述了反应的根本概念、负反应放大电路的方块图及一负反应对放大电路性能

的影响和放大电路的稳定性等问题，说明了反应的判断方法、深度负反应条件下放大倍数的估算方法、根据需要正确引入负反应的方法、负反应放火电路稳定性的判断方法和自激振荡的消除方法等。 主要小结为： 一、反应的概念

在电子电路中，将输出量〔输出电压或输出电流〕的一局部或全部通过一定的电路形式

作用到输入回路，用来影响其输入量〔放大电路的输入电压或输入电流〕的措施称为反应。假设反应的结果使输出量的变化〔或净输入量〕减小，那么称之为负反应；反之，那么称之为正反应。假设反应存在于直流通路，那么称为直流反应；假设反应存在于交流通路，那么称为交流反应。本章重点研究交流负反应。

交流负反应有四种组态：电压串联负反应，电压并联负反应，电流串联负反应，电流并

联负反应。假设反应量取－自输出电压，那么称之为电压反应；假设反应量取自输出电流,

X'i，以电压形式相叠加，即那么称之为电流反应；输入量Xi、反应量f和净输入量XU'iU'Uif，称为串联反应；以电流形式相叠加，即IiIiIf，称为并联反应。反XX'i和Xio的量纲也就不同。 应组态不同，、f、X二、反应类型的判断

在分析反应放大电路时，“有无反应〞决定于输出回路和输入回路是否存在反应通路；

“直流反应或交流反应〞决定于反应通路存在于直流通路还是交流通路〞；“正负反应〞的判断可采用瞬时极性法，反应的结果使净输入量减小的为负反应，使净输入量增大的为正反应。为判断交流负反应放大电路中引入的是电压反应还是电流反应，可令输出电压等于零，假设反应量随之为零，那么为电压反应，假设反应量依然存在，那么为电流反应。 三、负反应放大电路放大倍数的一般表达式为

Af1/FXAXfif。反应条件下，，即引入电流负反应时，

AA可以求出四种反应组态放大电路的电压放大倍数

ufAF1F，假设1A1A，即在深度负

1/FIR'LAUfoO。利用

和

uSf。

四、引入交流负反应后可以改善放大电路多方面的性能，可以提高放大倍数的稳定性、改变输入电阻和输出电阻、展宽频带、减小非线性失真等。在实用电路中，应根据需求引入适宜

可编辑

精品资料

的反应。

可编辑