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难点电路详解之负反馈放大器电路1 负反馈放大器在放大器中采用负反馈电路，其目的是为了改善放大器的工作性能，提高放大器的输出信号质量。
在引入负反馈电路之后，放大器的增益要比没有负反馈时的增益小，但是可以改善放大器的许多性能，主要有四项：减小放大器的非线性失真、扩宽放大器的频带、降低放大器的噪声和稳定放大器的工作状态。
1.1 正反馈和负反馈概念放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端，但是反馈过程则不同，它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号，再加到放大器的输入端，与原放大器输入信号进行混合，这一过程称为反馈。
①反馈方框图如图1所示是反馈方框图。
从图中可以看出，输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大，放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中，另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF，与输入信号Ui合并，作为净输入信号VI加到放大器中。
图1 反馈方框图②反馈种类反馈电路有两种：正反馈电路和负反馈电路。
这两种反馈的结果（指对输出信号的影响）完全相反。
③正反馈概念正反馈可以举一个例子来说明，吃某种食品，由于它很可可，所以在吃了之后更想吃，这是正反过程。
如图2所示正反馈方框图，当反馈信号UF与输入信号Uｉ是同相位时，•这两个信号混合后是相加的关系，所以净输入放大器的信号UI•比输入信号Uｉ更大，而放大器的放大倍数没有变化，这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大，这种反馈称为正反馈。
图2 正反馈方框图在加入正反馈之后的放大器，输出信号愈反馈愈大（当然不会无限制地增大，这一点在后面的振荡器电路中介绍），这是正反馈的特点。
正反馈电路在放大器电路中通常不用，它只是用于振荡器中。
④负反馈概念负反馈也可以举一例说明，一盆开水，当手指不小心接触到热水时，手指很快缩回，而不是继续向里面伸，手指的回缩过程就是负反馈过程。
如图3所示是负反馈方框图，当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时，它们混合的结果是相减，结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小，•使放大器的输出信号Uo减小，引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。
电工电子实验报告学生姓名：***学生学号：2225系别班级：13电气2报告性质：课程名称：电工电子实验实验项目：负反馈放大器实验地点：实验楼206实验日期：11月23号成绩评定：教师签名：实验四 负反馈放大器一、实验目的加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。
二、实验原理负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。
因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。
本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。
1、图4－1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过R f 把输出电压u o 引回到输入端，加在晶体管T 1的发射极上，在发射极电阻R F1上形成反馈电压u f 。
根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。
主要性能指标如下 1) 闭环电压放大倍数VV V Vf F A 1A A +=其中 A V ＝U O ／U i — 基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大倍数。
图4－1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器2) 反馈系数F1f F1V R R R F +=3) 输入电阻R if ＝(1＋A V F V )R iR i — 基本放大器的输入电阻4) 输出电阻VVO OOf F A 1R R +=R O — 基本放大器的输出电阻A VO — 基本放大器R L ＝∞时的电压放大倍数1) 在画基本放大器的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大器的输出端交流短路，即令u O ＝0，此时 R f 相当于并联在R F1上。
2) 在画基本放大器的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需将反馈放大器的输入端（T 1 管的射极）开路，此时（R f ＋R F1）相当于并接在输出端。
负反馈放大器电路详解负反馈放大器在放大器中采用负反馈电路，其目的是为了改善放大器的工作性能，提高放大器的输出信号质量。
在引入负反馈电路之后，放大器的增益要比没有负反馈时的增益小，但是可以改善放大器的许多性能，主要有四项：减小放大器的非线性失真、扩宽放大器的频带、降低放大器的噪声和稳定放大器的工作状态。
正反馈和负反馈概念放大器的信号传输都是从放大器的输入端传输到放大器输出端，但是反馈过程则不同，它是从放大器输出端取出一部分输出信号作为反馈信号，再加到放大器的输入端，与原放大器输入信号进行混合，这一过程称为反馈。
1.反馈方框图如图4-1所示是反馈方框图。
从图中可以看出，输入信号Ui从输入端加到放大器中进行放大，放大后的输出信号Uo其中的一部分加到下一级放大器中，另有一部分信号经过反馈电路作为反馈信号UF，与输入信号Ui合并，作为净输入信号VI加到放大器中。
图1 反馈方框图2.反馈种类反馈电路有两种：正反馈电路和负反馈电路。
这两种反馈的结果(指对输出信号的影响)完全相反。
3.正反馈概念正反馈可以举一个例子来说明，吃某种食品，由于它很可可，所以在吃了之后更想吃，这是正反过程。
如图4-2所示正反馈方框图，当反馈信号UF与输入信号Ui是同相位时，•这两个信号混合后是相加的关系，所以净输入放大器的信号UI•比输入信号Ui更大，而放大器的放大倍数没有变化，这样放大器的输出信号Uo比不加入反馈电路时的大，这种反馈称为正反馈。
图2 正反馈方框图在加入正反馈之后的放大器，输出信号愈反馈愈大(当然不会无限制地增大，这一点在后面的振荡器电路中介绍)，这是正反馈的特点。
正反馈电路在放大器电路中通常不用，它只是用于振荡器中。
4.负反馈概念负反馈也可以举一例说明，一盆开水，当手指不小心接触到热水时，手指很快缩回，而不是继续向里面伸，手指的回缩过程就是负反馈过程。
如图4-3所示是负反馈方框图，当反馈信号UF相位和输入信号Ui的相位相反时，它们混合的结果是相减，结果净输入放大器的信号UI比输入信号Ui要小，•使放大器的输出信号Uo减小，引起放大器电路这种反馈过程的电路称为负反馈电路。
实验四 负反馈放大器一. 实验目的1．加深理解负反馈对放大器性能的影响。
2．学会测量放大器的输入电阻、输出电阻以及电压放大倍数。
二. 预习要求1．复习教科书中有关负反馈的内容，负反馈放大器的工作原理。
2．掌握输入、输出电阻的测量方法、测量步骤。
三. 实验原理放大器加入负反馈后，由于反馈信号是削弱输入信号的，结果将使放大倍数降低，但却提高了放大倍数的稳定性、扩展了通频带、减小了非线性失真、并能抑制干扰和噪声，变换放大器的输入和输出电阻等。
1．负反馈对放大器放大倍数的影响 负反馈放大器由基本放大器和反馈网络组成， 如图1所示。
图中的X 表示信号，它即可代表电压又可 代表电流，箭头表示信号传输的方向。
反馈网络 图1 负反馈放大器的组成框图从输出信号o X 中取出反馈信号f X ，使f X 与外加输入信号i X 相叠加，得到净输入信号di X 。
对于负反馈来说： di X = iX -f X （1） 上式中，i X 与f X 的相位相同，故di X < iX 。
从图中可以看出，基本放大器（无反馈时）的放大倍数A（开环放大倍数）和反馈网络的反馈系数F 分别为： dio X X A= （2） ofXX F= （3）反馈放大器的放大倍数fA （闭环放大倍数）为： io f X X A = （4） 联立求解式（1）、（2）、（3）、（4）便得到闭环放大倍数的一般表达式。
F AA A f +=1 （5） A是在无反馈时，需考虑负载电阻R L 和反馈网络的负载作用时基本放大器的放大倍数。
从式（5）可知，加入负反馈后，放大器的放大倍数减小到开环放大倍数的1/（1+A F ）倍。
（1+AF ）称为反馈深度。
当A F >>1，称为深度负反馈，此时： FA f 1≈= 放大器的放大倍数只由反馈系数F决定，与晶体管的参数无关。
2． 负反馈的基本类型根据反馈网络在放大器输出端的取样信号是电压还是电流，负反馈可分为电压负反馈 和电流负反馈，根据反馈信号在放大器的输入端与输入信号是串联还是并联，负反馈又可分为串联负反馈和并联负反馈。
负反馈对放大器性能的影响为了改善放大电路的某些性能指标，达到某种预期的目的，常在放大电路中引入某种负反馈组态。
放大电路一旦引入某种组态的负反馈，它的很多性能指标都将被影响，影响的程度均与反馈深度1+A ˙ F ˙ 的大小有关。
本节内容重点在于把握负反馈对放大电路各方面性能影响的结论。
1、结论1——负反馈使放大器的放大倍数下降| 1+ A ˙ F ˙ |1 →负反馈→净输入信号减弱→ X ′ ˙ i X ˙ i → | A ˙ f || A ˙ | 。
即负反馈使放大器的放大倍数下降。
闭环放大倍数A ˙ f = X ˙ o X ˙ i = A ˙ 1+ A ˙ F ˙ 在中频区为表示为A f = X o X i = A 1+AF可见, 闭环放大倍数A f 仅是开环放大倍数A 的1 1+AF 倍。
2、结论2——稳定被取样的输出信号电压负反馈——稳定输出电压U o 。
以图6.8所示的电压串联负反馈电路为例，当某一因素使U o 增大时，反馈过程如下：可见，U o 的变化量大大减小，稳定性大大提高。
电流负反馈——稳定输出电流I o 。
以图6.10所示的电流串联负反馈电路为例，当某一因素使I o 增大时，则反馈过程：可见，I o 的变化量大大减小，稳定性大大提高。
3、结论3——放大倍数的稳定性提高对A f = A 1+AF 求导，整理后d A f A f = 1 1+AF dA A无论何种缘由引起放大倍数发生变化，均可以通过负反馈使放大倍数相对变化量减小，放大倍数的稳定性提高了。
4、结论4——可以展宽通频带放大电路的频率响应引起放大倍数下降，通过负反馈可以展宽通频带。
闭环放大倍数A f 是开环放大倍数A 的1 1+AF 倍，闭环放大电路的通频带B W f 是开环放大电路的通频带BW 的（1+AF ）倍。
增益带宽积不变。
设开环时放大电路在高频段的放大倍数为：A ˙ H = A ˙ m 1+j f f HA ˙ m —— 开环时中频放大倍数f H —— 开环时上限频率引入负反馈后的高频放大倍数为：A ˙ Hf = A ˙ H 1+ A ˙ H F ˙ 整理后得引入负反馈后的中频放大倍数和上限频率A ˙ mf = A ˙ m 1+ A ˙ m F ˙ f Hf =(1+ A ˙ m F ˙ ) f H 。
实验四负反馈放大器的设计与测试一．实验目的1．加深理解放大器中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。
2．学会根据给定的技术指标要求设计两级负反馈放大器。
3．进一步熟悉放大器各项性能指标的测量方法。
二．实验原理所谓负反馈，就是以某种方式从输出端取出信号，再以一定的方式加到输入回路中，并且是所加信号极性与原输入极性相反。
根据取出信号和加到输入回路联结方式的不同，负反馈可分为四大类：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈和电流并联负反馈。
在实际应用中，判断负反馈的类型，可通过考察反馈信号的取得和与输入的联接方式来进行。
若反馈信号直接取自输出电压，则为电压负反馈；若反馈信号直接取自输出电流，则为电流负反馈；若反馈信号直接加到输入端，则为并联负反馈；若反馈信号与输入信号是串联在输入回路中，则为串联负反馈。
负反馈在电子电路中的应用非常广泛，虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在众多方面改善放大器的性能指标，如稳定放大倍数、改变输入电阻和输出电阻、减少非线性失真和展宽通频带等。
具体的性能影响如下：降低放大倍数：A f＝A/(1+FA)，当|1＋AF| 》1时，A f≈1/F；改变输入电阻：对于串联负反馈，提高了|1＋AF|倍，r if＝r i|1＋AF| ；对于并联负反馈，降低了|1＋AF|倍，r if＝r i/ |1＋AF| ；改变输出电阻：对于电压负反馈，降低了|1＋AF|倍：r of ＝r o / |1＋A'F|，A'＝A |R L＝∞；对于电流负反馈,提高了|1＋A "F|倍，r of＝r o / |1＋A "F|，A "＝A |R L ＝0；稳定放大器倍数：负反馈放大倍数的稳定性提高了（1＋AF）倍，△A f / A f＝(△A f/A)/( 1＋AF)减少了非线形失真：输出产生非线形失真的谐波信号降低了|1＋AF|倍。
1．实验的负反馈放大器如图4－1所示，它是一个两级阻容耦合电压串联负反馈放大器，各电路参数由实验者根据给定技术指标要求自行设计。
电工电子实验报告
学生姓名：
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报告性质：
课程名称：电工电子实验实验项目：负反馈放大器实验地点：
实验日期：
成绩评定：
教师签名：
实验四 负反馈放大器
一、实验目的
加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。
二、实验原理
负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。
因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。
负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。
本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。
1、图4－1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过R f 把输出电压u o 引回到输入端，加在晶体管T 1的发射极上，在发射极电阻R F1上形成反馈电压u f 。
根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。
主要性能指标如下 1) 闭环电压放大倍数
V
V V Vf F A 1A A +=
其中 A V ＝U O ／U i — 基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大
倍数。
图4－1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器
2) 反馈系数
F1
f F1
V R R R F +=
3) 输入电阻
R if ＝(1＋A V F V )R i
R i — 基本放大器的输入电阻
4) 输出电阻
V
VO O
Of F A 1R R +=
R O — 基本放大器的输出电阻
A VO — 基本放大器R L ＝∞时的电压放大倍数
1) 在画基本放大器的输入回路时，因为是电压负反馈，所以可将负反馈放大器的输出端交流短路，即令u O ＝0，此时 R f 相当于并联在R F1上。
2) 在画基本放大器的输出回路时，由于输入端是串联负反馈，因此需将反馈放大器的输入端（T 1 管的射极）开路，此时（R f ＋R F1）相当于并接在输出端。
可近似认为R f 并接在输出端.
图4－2 基本放大器
三、实验设备与器件
1、＋12V直流电源
2、函数信号发生器
3、双踪示波器
4、频率计
5、交流毫伏表
6、直流电压表
7、晶体三极管3DG6×2(β＝50～100)或9011×2
电阻器、电容器若干。
四、实验内容
1、测量静态工作点
按图4－1连接实验电路，取U
CC ＝＋12V，U
i
＝0（关闭函数信号发生器），I
C
=2mA
用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表4-1。
表4－1
U B （V）U
E
（V）U
C
（V）I
C
（mA）
第一级 2.872 2.230 12 2
第二级 2.683 2.042 12 2 2、测试基本放大器的各项性能指标
将实验电路按图4－2改接，即把R
f 断开后分别并在R
F1
和R
L
上，其它连线
不动。
①以f＝1KHZ，U
S 约5mV正弦信号输入放大器，用示波器监视输出波形u
O
，
在u
O 不失真的情况下，用交流毫伏表测量U
S
、U
i
、U
L
，记入表4－2。
表4-2
基本放大器
U
S
(mv)
U
i
(mv)
U
L
(V)
U
O
(V) A V
R
i
*
(KΩ)
R
O
*
(KΩ) 212.
7
2.09 1.37 2.35 1124 0.01 1.72
负反馈放大器
U
S
(mv)
U
i
(mv)
U
L
(V)
U
O
(V) A Vf
R
if
*
(KΩ)
R
Of
*
(KΩ) 212.
7
2.09 0.153 0.160 76 0.02 0.90
②保持U
S 不变，断开负载电阻R
L
（注意，R
f
不要断开），测量空载时的输出
电压U
O
，记入表4－2。
2) 测量通频带
接上R
L ，保持1)中的U
S
不变，然后增加和减小输入信号的频率，找出上、
下限频率f
h 和f
l
，记入表4－3。
3、测试负反馈放大器的各项性能指标
将实验电路恢复为图4－1的负反馈放大电路。
适当加大U
S
（约10mV），在
输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的A
Vf 、R
if
和R
Of
，记入表4－2；
测量f
hf 和f
Lf
，记入表4－3。
基本放大器
f
L
(KHz) f
H
(KHz) △f(KHz)
0.055 380 379.945
负反馈放大器
f
Lf
(KHz) f
Hf
(KHz) △f
f
(KHz)
0.022 3300 3299.978
*4、观察负反馈对非线性失真的改善
1)实验电路改接成基本放大器形式，在输入端加入f＝1KHz 的正弦信号，输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形开始出现失真，记下此时的波形和输出电压的幅度。
2)再将实验电路改接成负反馈放大器形式，增大输入信号幅度，使输出电压
幅度的大小与1)相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。
基本放大器形式负反馈放大器形式
五、实验总结
1、根据实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。
电压串联负反馈对放大电路的影响：与基本放大电路实验时相比，其输入电阻变大，使电路在采集原始信号时其真度提高，即与上一级电路的衔接性增强；其输出电阻减小式电路携带负载的能力提高；同时其带宽增加；电路的的稳定性也有所增加；但是其放大倍数明显变低。
六、预习要求
1、估算基本放大器的A
V ，R
i
和R
O
；估算负反馈放大器的A
Vf
、R
if
和R
Of
，并验
算它们之间的关系。
Avf=Av/(1+FAv) Rif=Ri(1+FAv) Rof=Ro/(1+FAv)
2.如按深负反馈估算，则闭环电压放大倍数AVf＝？和测量值是否一致？为什么？
闭环电压放大倍数Av=83和测得值不一样，此电路的反馈系数很小，不能用深度负反馈的即使计算来计算。
3.如输入信号存在失真，能否用负反馈来改善？
不能用负反馈来改善输入失真，因为电路所接受的信号本身就是失真的，即使经过负反馈调节的输出波形正常其所得的信号也是失真的。
