模电课件：第六章 放大电路中的反馈

第六章第六章 放大电路中的反馈放大电路中的反馈6.1 反馈的基本概念及判断方法反馈的基本概念及判断方法6.2 负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路的四种基本组态6.3 负反馈放大电路的表示方法负反馈放大电路的表示方法6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的分析深度负反馈放大电路放大倍数的分析6.5 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响6.6 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性电子电路输出量电子电路输出量(输出电压或输出电流）的一部分或全部通输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，影响输入量（输入电压或过一定的方式引回到输入回路，影响输入量（输入电压或输入电流），称为反馈。输入电流），称为反馈。6.1 反馈的基本概念及判断方法反馈的基本概念及判断方法6.1.1 反馈的基本概念反馈的基本概念一、什么是反馈一、什么是反馈从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量的变化减从反馈的结果来判断，凡反馈的结果使输出量的变化减小的为负反馈，否则为正反馈；小的为负反馈，否则为正反馈；引入反馈后其变化是引入反馈后其变化是增大？还是减小？增大？还是减小？引入反馈后其变化是增大？引入反馈后其变化是增大？还是减小？还是减小？或者，凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，否则或者，凡反馈的结果使净输入量减小的为负反馈，否则为正反馈。为正反馈。二、正反馈和负反馈（反馈的极性）二、正反馈和负反馈（反馈的极性）直流通路中存在的反馈称为直流反馈，交流通路中存在的直流通路中存在的反馈称为直流反馈，交流通路中存在的反馈称为交流反馈。反馈称为交流反馈。交流负反馈交流负反馈直流负反馈直流负反馈三、直流反馈和交流反馈三、直流反馈和交流反馈只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈，将只对多级放大电路中某一级起反馈作用的称为局部反馈，将多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路称为级间多级放大电路的输出量引回到其输入级的输入回路称为级间反馈。反馈。通过通过R3引入的是局部反馈引入的是局部反馈通过通过R4引入的是级间反馈引入的是级间反馈通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。通常，重点研究级间反馈或称总体反馈。四、局部反馈和级间反馈四、局部反馈和级间反馈若放大电路中存在将输出回路与输入回路相连接的通路，即反馈若放大电路中存在将输出回路与输入回路相连接的通路，即反馈通路，并由此影响了放大电路的净输入，则电路引入了反馈；否通路，并由此影响了放大电路的净输入，则电路引入了反馈；否则电路中没有反馈。则电路中没有反馈。引入反馈了吗？引入反馈了吗？将输出电压全将输出电压全部反馈回去部反馈回去无反馈无反馈6.1.2 反馈的判断反馈的判断一、一、有无反馈的判断有无反馈的判断仅有直流仅有直流反馈反馈仅有交流仅有交流反馈反馈看反馈是存在于直流通路还是交流通路。看反馈是存在于直流通路还是交流通路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。设以下电路中所有电容对交流信号均可视为短路。二、直流反馈和交流反馈的判断二、直流反馈和交流反馈的判断交、直流交、直流反馈共存反馈共存仅有直流反馈仅有直流反馈“看反馈的结果看反馈的结果”，即净输入量是被增大还是被减小。，即净输入量是被增大还是被减小。瞬时极性法：瞬时极性法：给定给定 的瞬时极性，的瞬时极性，并以此为依据分析电路中并以此为依据分析电路中各电流、电位的极性从而各电流、电位的极性从而得到得到 的极性；的极性；iXoX的极性的极性 的极性的极性 、的叠加关系的叠加关系oXfXiXfXiXfiifii IIIUUU或正反馈正反馈负反馈负反馈fiifii IIIUUU或三、正、负反馈（反馈极性）的判断三、正、负反馈（反馈极性）的判断FuFIDuuu反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。反馈量是仅仅决定于输出量的物理量。O211FuRRRu正、负反馈的判断正、负反馈的判断判断集成运放构成的反馈放大电路的反馈极性时，净输入电判断集成运放构成的反馈放大电路的反馈极性时，净输入电压指的是集成运放两个输入端的电位差，净输入电流指的是压指的是集成运放两个输入端的电位差，净输入电流指的是同相输入端或反相输入端的电流。同相输入端或反相输入端的电流。反馈电流反馈电流净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流减小，引入了负反馈净输入电流增大，净输入电流增大，引入了正反馈引入了正反馈单级运放反馈极性判别单级运放反馈极性判别反馈通路接回反相输入端反馈通路接回反相输入端负反馈负反馈 反馈通路接回同相输入端反馈通路接回同相输入端正反馈正反馈6.2 负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路的四种基本组态6.2.1 负反馈放大电路的分析要点负反馈放大电路的分析要点反馈网路与放大电路输入回路连接（通过求和网络）反馈网路与放大电路输入回路连接（通过求和网络）反馈网络与放大电路输出回路连接（通过采样网络）反馈网络与放大电路输出回路连接（通过采样网络）电压采样电压采样电流采样电流采样串联（电压求和）、并联（电流求和）串联（电压求和）、并联（电流求和）将输出电压的一部分或全将输出电压的一部分或全部引回到输入回路来影响净部引回到输入回路来影响净输入量的为电压反馈，即输入量的为电压反馈，即ooUX 将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净将输出电流的一部分或全部引回到输入回路来影响净输入量的为电流反馈，即输入量的为电流反馈，即ooIX 描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即描述放大电路和反馈网络在输出端的连接方式，即反馈网络的取样对象。反馈网络的取样对象。一、电压反馈和电流反馈一、电压反馈和电流反馈6.2.2 四种反馈组态四种反馈组态描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即输入量、描述放大电路和反馈网络在输入端的连接方式，即输入量、反馈量、净输入量的叠加关系。反馈量、净输入量的叠加关系。fiiUUU-串联负反馈串联负反馈fiiIII-并联负反馈并联负反馈+_负反馈负反馈二、二、串联反馈和并联反馈串联反馈和并联反馈三、四种反馈组态三、四种反馈组态理想运放：理想运放：Aod，rid，Aod：uPuN，虚短路，虚短路rid：iPiN0，虚断路虚断路.iofXXA.ofXXF.ioXXA 反馈系数反馈系数闭环放大倍数闭环放大倍数基本放大电路放大倍数基本放大电路放大倍数1.电压串联负反馈电压串联负反馈O211FuRRRuFIuu 反馈取自输出电压反馈取自输出电压I12OO211I)1(uRRuuRRRu电路引入电压串联负反馈后，若电路引入电压串联负反馈后，若R1和和R2取值确取值确定，定，uO仅决定于仅决定于uI，与负载无关。即将电路输出，与负载无关。即将电路输出看成电压看成电压uI控制的电压源控制的电压源uO，且输出电阻为零。，且输出电阻为零。i iN Ni iP P0 02.电流串联负反馈电流串联负反馈1OFRiuFIuu 反馈取自输出电流反馈取自输出电流1IO1OFIRuiRiuu电路引入电流串联负反馈后，若电路引入电流串联负反馈后，若R1取值确定，取值确定，iO仅决定于仅决定于uI。即将。即将电路输出看成电压电路输出看成电压uI控制的电流源控制的电流源iO，且输出电阻趋于无穷大。，且输出电阻趋于无穷大。结论：结论：（1）电压负反馈能稳定输出电压，电流负反馈能稳定输出电流；）电压负反馈能稳定输出电压，电流负反馈能稳定输出电流；（2）串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为恒压源）串联负反馈电路的输入电流很小，适用于输入信号为恒压源或近似恒压源的情况。或近似恒压源的情况。3.电压并联负反馈电压并联负反馈RiuFOFIii RiuIO0PN uuR取值确定，则取值确定，则uO仅决定于仅决定于iI。即将电路输出看成电流。即将电路输出看成电流iI控制的电压控制的电压源源uO。4.电流并联负反馈电流并联负反馈OiRRRii212FII21O)1(iRRi0PN uuR1和和R2取值确定，则取值确定，则iO仅决定于仅决定于iI。即将电路输出看成电流。即将电路输出看成电流iI控制控制的电流源的电流源iO。“虚地虚地”总结：总结：放大电路中应引入电压负反馈还是电流负反馈，取决于负载放大电路中应引入电压负反馈还是电流负反馈，取决于负载欲得到稳定的电压还是稳定的电流；放大电路中应引入串联欲得到稳定的电压还是稳定的电流；放大电路中应引入串联负反馈还是并联负反馈，负反馈还是并联负反馈，取决于输入信号源是恒压源（或近取决于输入信号源是恒压源（或近似恒压源）还是恒流源（近似恒流源）。似恒压源）还是恒流源（近似恒流源）。IOuuuuAfIOiuuiAfIOuiiuAfIOiiiiAf电压串联负反馈电压串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈电路引入了电压负反馈电路引入了电压负反馈令输出电压为令输出电压为0，若反馈量随之为，若反馈量随之为0，则为电压反馈；若反馈，则为电压反馈；若反馈量依然存在，则为电流反馈。量依然存在，则为电流反馈。6.2.3 反馈组态的判断反馈组态的判断一、电压反馈和电流反馈的判断一、电压反馈和电流反馈的判断仅受基极电流的控制仅受基极电流的控制电路引入了电流负反馈电路引入了电流负反馈反馈电流反馈电流电压反馈和电流反馈的判断电压反馈和电流反馈的判断FINiiiFIDuuu在输入端，输入量、反馈量和净输入量以电压的方式叠加，在输入端，输入量、反馈量和净输入量以电压的方式叠加，为串联反馈；以电流的方式叠加，为并联反馈。为串联反馈；以电流的方式叠加，为并联反馈。引入了并联反馈引入了并联反馈引入了串联反馈引入了串联反馈二、串联反馈和并联反馈的判断二、串联反馈和并联反馈的判断 3.若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨接一电阻，则反馈的性质有何变化？端跨接一电阻，则反馈的性质有何变化？+_+_uF 1.若第三级从射极输若第三级从射极输出，则电路引入了哪种出，则电路引入了哪种组态的交流负反馈？组态的交流负反馈？2.若在第三级的射极若在第三级的射极加旁路电容，则反馈的加旁路电容，则反馈的性质有何变化？性质有何变化？引入了电流串联负反馈引入了电流串联负反馈分立元件放大电路中反馈的分析分立元件放大电路中反馈的分析图示电路有无引入反馈？是直流反馈还是交流反馈？是正反馈图示电路有无引入反馈？是直流反馈还是交流反馈？是正反馈还是负反馈？若为交流负反馈，其组态为哪种？还是负反馈？若为交流负反馈，其组态为哪种？在判断分立元件反馈放大电路的反馈极性时，净输入电在判断分立元件反馈放大电路的反馈极性时，净输入电压常指输入级晶体管的压常指输入级晶体管的b-e（e-b）间或场效应管）间或场效应管g-s（s-g）间）间的电位差，净输入电流常指输入级晶体管的基极电流（射极的电位差，净输入电流常指输入级晶体管的基极电流（射极电流）或场效应管的栅极（源极）电流。电流）或场效应管的栅极（源极）电流。在分立元件电流负反馈放大电路中，反馈量常取自于输在分立元件电流负反馈放大电路中，反馈量常取自于输出级晶体管的集电极电流或发射极电流，而不是负载上的电出级晶体管的集电极电流或发射极电流，而不是负载上的电流；此时称输出级晶体管的集电极电流或发射极电流为输出流；此时称输出级晶体管的集电极电流或发射极电流为输出电流，反馈的结果将稳定该电流。电流，反馈的结果将稳定该电流。分立元件放大电路中的净输入量和输出电流分立元件放大电路中的净输入量和输出电流断开反馈，且断开反馈，且考虑反馈网络考虑反馈网络的负载效应的负载效应决定反馈量和输出量关系决定反馈量和输出量关系的所有元件所组成的网络的所有元件所组成的网络反馈组态反馈组态电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联iXiXfXoXiUiUfUoUoUiIiIfIoIiUiUfUiIiIfIoI负反馈放大电路负反馈放大电路的基本放大电路的基本放大电路反馈网络反馈网络方框图中信号是单向流通的。方框图中信号是单向流通的。6.3 负反馈放大电路的方块图及一般表达式负反馈放大电路的方块图及一般表达式6.3.1 负反馈放大电路的方框图负反馈放大电路的方框图电压串联负反馈电压串联负反馈电流串联负反馈电流串联负反馈电压并联负反馈电压并联负反馈电流并联负反馈电流并联负反馈6.3.2 四种组态的方框图四种组态的方框图FAAXFAXXAXFXXAXXXAA1iiioiifiifioXXA基本放大电路基本放大电路的放大倍数的放大倍数反馈系数反馈系数ofXXF反馈放大电路的放大倍数反馈放大电路的放大倍数iofXXA6.3.3 负反馈放大电路的一般表达式负反馈放大电路的一般表达式FAAA1f环路放环路放大倍数大倍数反馈组态反馈组态功能功能电压串联电压串联电压控制电压电压控制电压电压并联电压并联电流控制电压电流控制电压电流串联电流串联电压控制电流电压控制电流电流并联电流并联电流控制电流电流控制电流AFfAioUUofUUioUUioIUofUIioIUioIIofIIioIIioUIofIUioUI负反馈放大电路放大倍数的量纲负反馈放大电路放大倍数的量纲。，即，则若 1 11 fifXXFAFAFAAA1f净输入量近似忽略净输入量近似忽略fifi IIUU在并联负反馈电路中，馈电路中，上式说明：在串联负反。电路引入的才为负反馈，只有0FA符号相同。、在中频段，通常，fAFA6.4 深度负反馈放大电路放大倍数的分析深度负反馈放大电路放大倍数的分析6.4.1 深度负反馈的实质深度负反馈的实质深度负反馈深度负反馈uuuuuuFUUUUAUUF1 foiofof12f211of11 RRFARRRUUFuuuuuu6.4.2 深度负反馈条件下电压放大倍数的估算深度负反馈条件下电压放大倍数的估算一、电压串联负反馈电路一、电压串联负反馈电路 ofUIFuisiososfRIUUUAussfo11RFRIUui二、电压并联负反馈电路二、电压并联负反馈电路ssosfof11RFUUAUIFuiuui121sf2of111RRRFARUIFiuuiu电压并联负反馈电路电压并联负反馈电路LuiLuuiRFURIUUAIUF1 foiofof1Lf1of1RRRFARIUFLuiuui三、电流串联负反馈电路三、电流串联负反馈电路ssfosiososfof1RRFRIRIRIRIUUAIIFLiiLLuiisL21ssf212of)1(1RRRRRRFARRRIIFLiiuii四、电流并联负反馈电路四、电流并联负反馈电路反馈组态反馈组态电压串联电压串联电压并联电压并联电流串联电流串联电流并联电流并联sff uuAA或uuuuFUUUUA1foiofssosf11RFUUAuiuLuiuRFUUA1iofssosf1RRFUUALiiu符号相同。、通常，)(fsffAFAAAuu深度负反馈条件下四种组态负反馈放大电路的电压放大倍数深度负反馈条件下四种组态负反馈放大电路的电压放大倍数e3fe1e3e1fRRRRRIUFo)(L3ce3e1e3fe1ioRRRRRRRUUAu+_+_uF比较两电路比较两电路例；求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。例；求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。1.第三级从射极输出；第三级从射极输出；2.若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输若在第三级的射极加旁路电容，且在输出端和输入端跨接一电阻。入端跨接一电阻。e1ff1RRAusfRRAuR求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。求解在深度负反馈条件下电路的电压放大倍数。电压串联电压串联负反馈负反馈电压并联电压并联负反馈负反馈因为因为u uO O为有限值，为有限值，A Aodod，所以，所以 u uN Nu uP P0 0，即，即因为因为r ridid，所以，所以 理想运放参数特点：理想运放参数特点：Aod，rid，ro0。电路特征：电路特征：反馈网络为无源网络，如图。反馈网络为无源网络，如图。u uN Nu uP P虚短路虚短路i iN Ni iP P0 0虚断路虚断路求解放大倍数的求解放大倍数的基本出发点基本出发点理想运放情况下负反馈放大电路的估算理想运放情况下负反馈放大电路的估算1I12IPN RuiiuuuRRL31321ILOIOpRRRRRRuRiuuAu3I1233)1(21RuRRRuuiRRRI3132132OuRRRRRiiiRR利用利用“虚短虚短”、“虚断虚断”求解电路。求解电路。在中频段，放大倍数、反馈系数等均为实数。在中频段，放大倍数、反馈系数等均为实数。AFAA1fAAAFAAd11dff2f)1(1ddAFAA2f)1(ddAFAA说明放大倍数减小到基本放大电路的说明放大倍数减小到基本放大电路的 ，AF11）（AF1放大倍数的稳定性是基本放大电路的放大倍数的稳定性是基本放大电路的 倍。倍。6.5.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性6.5 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响iiiifiiiifiiiIAFUUIUUIURIURiif)1(RAFR对输入电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输入端对输入电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输入端的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。的接法有关，即决定于是串联反馈还是并联反馈。6.5.2 改变改变输入电阻和输出电阻输入电阻和输出电阻一、对输入电阻的影响一、对输入电阻的影响在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈环内，反馈对其在某些负反馈放大电路中，有些电阻不在反馈环内，反馈对其不产生影响。如图所示。不产生影响。如图所示。iRAFR)1(ififbif/RRR 引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到原引入串联负反馈，使引入反馈的支路的等效电阻增大到原来的（来的（1 1AFAF）倍。）倍。串联负反馈对输入电阻影响串联负反馈对输入电阻影响iiifiiiiifiiiAFIIUIIUIURIURAFRR1iif串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。减小引入并联负反馈，增大或引入串联负反馈时在0)()1(ifififRRRAFAFRR1oof 对输出电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输出端的对输出电阻的影响仅与反馈网络与基本放大电路输出端的接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈。接法有关，即决定于是电压反馈还是电流反馈。电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻。电压负反馈减小输出电阻，电流负反馈增大输出电阻。ooooooof)(RAFUUUIUR二、对输出电阻的影响二、对输出电阻的影响oooof)1(RAFIURAFRUIAFIRUI1)(ooooooooof)1(RAFR引入电流负反馈，使引出反馈的支路的引入电流负反馈，使引出反馈的支路的等效电阻增大到原来的（等效电阻增大到原来的（1 1AFAF）倍。）倍。增大或引入电流负反馈；减小引入电压负反馈时在)(0)1(ofofofRRRAF电流负反馈对输出电阻影响电流负反馈对输出电阻影响Alg20FA1lg20HmHLmLfj1 j11ffAAffAAFAAA引入负反馈后的幅频特性引入负反馈后的幅频特性bwbwfLLfHHf)1(1)1(fAFfAFfffAFf可推导出引入负反馈后可推导出引入负反馈后的截止频率、通频带的截止频率、通频带fLfHfLffHf6.5.3 展宽展宽频带频带f0由于晶体管输入特性的非线性，当由于晶体管输入特性的非线性，当b-e间间加正弦波信号加正弦波信号幅值较大幅值较大时，基极电流的时，基极电流的变化不是正弦波。变化不是正弦波。非线性失真。非线性失真。可以设想，若加在可以设想，若加在b-e之间的电压正之间的电压正半周幅值小于负半周的幅值，则基半周幅值小于负半周的幅值，则基极电流近似为正弦波。极电流近似为正弦波。6.5.4 减小非线性失真减小非线性失真可以证明，可以证明，在引入负反馈前后输出量基在引入负反馈前后输出量基波幅值相同的情况下，非线性失真减小波幅值相同的情况下，非线性失真减小到基本放大电路的到基本放大电路的1/(11/(1AFAF)。设基本放大电路的输出信号与输入信号同相。设基本放大电路的输出信号与输入信号同相。减小非线性失真减小非线性失真电路闭环后，电路闭环后，fiXXXi净输入信号正半周幅值小于负半周幅值净输入信号正半周幅值小于负半周幅值结果使输出正、负半周幅值趋于一致，结果使输出正、负半周幅值趋于一致，非线性失真减小。非线性失真减小。l 稳定稳定Q点引入直流负反馈，改善动态性能引入交流负反馈；点引入直流负反馈，改善动态性能引入交流负反馈；l 根据信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小输入根据信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小输入电阻应引入并联负反馈；电阻应引入并联负反馈；l 根据负载需要，需输出稳定电压（即减小输出电阻）的应引入根据负载需要，需输出稳定电压（即减小输出电阻）的应引入电压负反馈，需输出稳定电流（即增大输出电阻）的应引入电流电压负反馈，需输出稳定电流（即增大输出电阻）的应引入电流负反馈；负反馈；l 从信号转换关系上看，输出电压是输入电压受控源的为电压串从信号转换关系上看，输出电压是输入电压受控源的为电压串联负反馈，输出电压是输入电流受控源的为电压并联负反馈，输联负反馈，输出电压是输入电流受控源的为电压并联负反馈，输出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈，输出电流是输入出电流是输入电压受控源的为电流串联负反馈，输出电流是输入电流受控源的为电流并联负反馈；电流受控源的为电流并联负反馈；当当(1AF)1时，它们的转时，它们的转换系数均约为换系数均约为1/F。6.5.5 引入负反馈的一般原则引入负反馈的一般原则习题习题1：l 为减小放大电路从信号源索取的电流，增强带负载能力，为减小放大电路从信号源索取的电流，增强带负载能力，应引入什么反馈？应引入什么反馈？l 为了得到稳定的电流放大倍数，应引入什么反馈？为了得到稳定的电流放大倍数，应引入什么反馈？l 为了稳定放大电路的静态工作点，应引入什么反馈？为了稳定放大电路的静态工作点，应引入什么反馈？l 为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号，应为了使电流信号转换成与之成稳定关系的电压信号，应引入什么反馈？引入什么反馈？l 为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电流信号，应为了使电压信号转换成与之成稳定关系的电流信号，应引入什么反馈？引入什么反馈？试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈。试在图示电路中分别引入四种不同组态的交流负反馈。电流反馈电流反馈电压反馈电压反馈串联反馈串联反馈并联反馈并联反馈Fu习题习题2：6.6 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性6.6.1 自激振荡产生的原因及条件自激振荡产生的原因及条件交流负反馈可以改善放大电路的性能，且反馈愈深，性能改善愈交流负反馈可以改善放大电路的性能，且反馈愈深，性能改善愈好。但是，有时电路组成不合理，反馈过深，则在输入为零时，好。但是，有时电路组成不合理，反馈过深，则在输入为零时，输出产生一定频率和幅值的信号，称为自激振荡。此时，电路不输出产生一定频率和幅值的信号，称为自激振荡。此时，电路不能正常工作，不具有稳定性。能正常工作，不具有稳定性。定性分析：根据放大电路频率响应，一个定性分析：根据放大电路频率响应，一个RC回路最大相移回路最大相移9090o o。含多个含多个RC回路的放大电路，其相频特性最大附加相移随回路的放大电路，其相频特性最大附加相移随RC回路回路个数增多而增多。个数增多而增多。负反馈中频段，反馈信号与输入信号极性相反，削弱净输入量。负反馈中频段，反馈信号与输入信号极性相反，削弱净输入量。在低频段，因为耦合电容、旁路电容的存在，将产生超前相移；在低频段，因为耦合电容、旁路电容的存在，将产生超前相移；高频段，因为极间电容的存在，将产生滞后相移。若附加相移达高频段，因为极间电容的存在，将产生滞后相移。若附加相移达180o，则反馈信号与输入信号从反相变成同相，成为正反馈。同，则反馈信号与输入信号从反相变成同相，成为正反馈。同时，若反馈很强，则不需要输入就有输出时，若反馈很强，则不需要输入就有输出自激振荡。自激振荡。相互维持与时，foi0XXXooXFAXAXi1FA)()12(1FA为整数nnFA自激振荡的平衡条件自激振荡的平衡条件自激振荡的平衡条件自激振荡的平衡条件附加相移由放大电路决定附加相移由放大电路决定;振荡只可能产生在高频段。振荡只可能产生在高频段。090AAf，时，因没有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。因没有满足相位条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。0180AAf，时，因没有满足幅值条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。因没有满足幅值条件的频率，故引入负反馈后不可能振荡。0270AAf，时，对于产生对于产生180附加相移的信号频率，有可能满足起振条件，附加相移的信号频率，有可能满足起振条件，故引入负反馈后可能振荡。故引入负反馈后可能振荡。对于单管放大电路对于单管放大电路:对于两级放大电路对于两级放大电路:对于三级放大电路对于三级放大电路:6.6.2 负反馈放大电路稳定性的分析负反馈放大电路稳定性的分析设反馈网络为电阻网络，放大电路为直接耦合形式。设反馈网络为电阻网络，放大电路为直接耦合形式。l 三级或三级以上的直接耦合放大电路引入负反馈后有可三级或三级以上的直接耦合放大电路引入负反馈后有可能产生高频振荡；同理，耦合电容、旁路电容等为三个或三能产生高频振荡；同理，耦合电容、旁路电容等为三个或三个以上的放大电路，引入负反馈后有可能产生低频振荡。个以上的放大电路，引入负反馈后有可能产生低频振荡。放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引入的放大电路的级数越多，耦合电容、旁路电容越多，引入的负反馈越深，产生自激振荡的可能性越大。负反馈越深，产生自激振荡的可能性越大。l 环路放大倍数环路放大倍数AF越大，反馈愈深，满足幅值条件的可能越大，反馈愈深，满足幅值条件的可能性愈大，产生自激振荡的可能性愈大。性愈大，产生自激振荡的可能性愈大。利用环路增益的频率特性来判断闭环后电路的稳定性。利用环路增益的频率特性来判断闭环后电路的稳定性。使环路增益下降到使环路增益下降到0dB的频率，记作的频率，记作fc；使使AF180o 的频率，记作的频率，记作f0。fcf0fcf06.6.3 负反馈放大电路稳定性的判断负反馈放大电路稳定性的判断一、判断方法一、判断方法fcf0满足起满足起振条件振条件电路产生自激振荡电路产生自激振荡fcf0电路不产生自激振荡电路不产生自激振荡 f0 fc，电路不稳定，会产生自激振荡；，电路不稳定，会产生自激振荡；f0 fc，电路稳定，不会产生自激振荡。，电路稳定，不会产生自激振荡。fcf0Gm幅值裕度幅值裕度m相位裕度相位裕度Gm10dB，且，且m45，负，负反馈放大电路才具有可靠的反馈放大电路才具有可靠的稳定性。稳定性。二、稳定裕度二、稳定裕度为使电路具有足够的可靠性，规定电路应具有一定的稳定裕度。为使电路具有足够的可靠性，规定电路应具有一定的稳定裕度。cffFAom1800lg20ffmFAG一、一、简单滞后补偿简单滞后补偿)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA设放大电路为直接耦合方式，反馈网络为电阻网络。设放大电路为直接耦合方式，反馈网络为电阻网络。20dB/十倍频40dB/十倍频60dB/十倍频fH1fH2fH3fO20lgAF.在在最低的上限频率所在回最低的上限频率所在回路加补偿电容路加补偿电容。补偿电容补偿电容H1f6.6.4 消除自激振荡的方法消除自激振荡的方法常用的方法为滞后补偿方法。常用的方法为滞后补偿方法。采用某种方法改变采用某种方法改变AF的频率特性，使之不存在的频率特性，使之不存在f0，或者即使存在，或者即使存在f0，但但f0fc，则自激振荡必然被消除。，则自激振荡必然被消除。最大附加相最大附加相移为移为-135具有具有45的相位裕度，的相位裕度，故电路稳定故电路稳定补偿前补偿前补偿后补偿后。时，补偿后，当dB0lg20H2FAff滞后补偿法是以频滞后补偿法是以频带变窄为代价来消带变窄为代价来消除自激振荡的。除自激振荡的。)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFA简单滞后补偿简单滞后补偿CCkC)1(获得同样补偿的情况下，获得同样补偿的情况下，补偿电容比简单滞后补偿补偿电容比简单滞后补偿的电容小得多。的电容小得多。在在最低的上限频率所在回最低的上限频率所在回路加补偿电容路加补偿电容。补偿前补偿前补偿后补偿后二、密勒补偿二、密勒补偿)j(1)j(1)j(1H3H2H1mmffffffFAFAH1H12Hj11j1j1 ffffff，取代补偿后产生系数：)j(1)j(1H3H1mm2H2HffffFAFAff，则若上式表明，最大附加相移为上式表明，最大附加相移为180，不满足起振条件，闭环，不满足起振条件，闭环后一定不会产生自激振荡，电路稳定。后一定不会产生自激振荡，电路稳定。三三、RC 滞后补偿：滞后补偿：在最低的上限频率所在回路加补偿。在最低的上限频率所在回路加补偿。简单补偿后简单补偿后的幅频特性的幅频特性RC滞后补偿后滞后补偿后的幅频特性的幅频特性补偿前补偿前 滞后补偿法消振均以频带变窄为代价，滞后补偿法消振均以频带变窄为代价，RC滞后补偿较简单电滞后补偿较简单电容补偿使频带的变化小些。容补偿使频带的变化小些。为使消振后频带变化更小，可考虑采用超前补偿的方法。为使消振后频带变化更小，可考虑采用超前补偿的方法。RC 滞后补偿与简单滞后补偿滞后补偿与简单滞后补偿比较比较2.一个负反馈放大电路的基本放大电路幅频特性如图示，一个负反馈放大电路的基本放大电路幅频特性如图示，若已若已知知反馈网络为纯电阻网络，问使电路不产生自激振荡的反馈系反馈网络为纯电阻网络，问使电路不产生自激振荡的反馈系数的上限值为多少？数的上限值为多少？1.例例 6.6.2习题：6.4 dh 、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、6.11homework 第六章 习题：6.4 dh 、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、6.11