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第五章 负反馈放大电路
§1 反馈的基本概念
一、反馈的定义
所谓反馈就是把放大器的输出量(电压或电流)的一部分或全部，通过一定的方式送到放大器的输入端的过程。可用以下方框图表示。
图中，上面一个方框表示基
本放大器，下面一个方框表示能够把输出信号的一部分送回到输入端的电路，称为反馈网络；箭头线表示信号的传输方向；符号?表示信号叠加；X i 称为输入信号，它由前级电路提供；X f 称为反馈信号，它是由反馈网络
送回到输入端的信号；'
i X 称作净输入信号或有效控制信号；“＋”和“－”表示
X i 和X f 参与叠加时的规定正方向，即'
i f i X X X =-；X o 称为输出信号。通常，把
输出信号的一部分取出的过程称作“取样”；把X i 与X f 叠加的过程叫做“比较”。引入反馈后，按照信号的传输方向，基本放大器和反馈网络构成一个闭合环路，所以有时把引入了负反馈的放大器叫闭环放大器，而未引入反馈的放大器叫开环放大器。
定义：
开环放大倍数
'
i o X X A = 反馈系数
o f
X X F =
闭环放大倍数 i o
f X X A = 因为： '''i i f i i
FAX X X X X +=+= 和 '
i o AX X = 所以：
FA A FAX X AX X X A i i i i o f +=
+==1''' 上式是反馈放大器的基本关系式，它是分析反馈问题的基础。其中1＋AF
叫反馈深度，用其表征反馈的强弱。
二、反馈类型及判定
1. 电压反馈与电流反馈
按取样方式划分，反馈可分为电压反馈和电流反馈。
⑴电压反馈
反馈信号取自输出电压，即X f正比于输出电压，X f反映的是输出电压的变化，所以称之为电压反馈。这种情况下，基本放大器、反馈网络、负载三者在取样端是并联连接。
⑵电流反馈
反馈信号取自输出电流，正比于输出电流，反映的是输出电流的变化，所以称之为电流反馈。在这种情况下，基本放大器、反馈网络、负载三者是串联连接。
⑶电压反馈和电流反馈的判定
在确定有反馈的情况下，则不是电压反馈就是电流反馈。所以只要判定是否是电压反馈或者是否是电流反馈即可，通常判定是否是电压反馈较容易。
判定方法之一：输出短路法
将放大器的输出端对交流短路，若其反馈信号随之消失，则为电压反馈，否则为电流反馈。
判定方法之二：按电路结构判定
在交流通路中，若放大器的输出端和反馈网络的取样端处在同一个放大器件的同一个电极上，则为电压反馈；否则是电流反馈。
2. 串联反馈与并联反馈
按比较方式划分，可分为串联反馈
和并联反馈。
⑴串联反馈
对交流信号而言，输入信号、基本
放大器、反馈网络三者在比较端是串联
连接，则称为串联反馈。即输入信号与
反馈信号在输入端串联连接。串联反馈
要求信号源趋近于恒压源，若信号源是
恒流源，则串联反馈无效。
在串联反馈电路中，反馈信号和原
始输入信号以电压的形式进行叠加，产生净输入电压信号，即f i i U U U -='。
⑵并联反馈
对交流信号而言，输入信号、基本放大器、反馈网络三者在比较端是并联连接，则称为并联反馈。即输入信号与反馈信号在输入端并联连接。并联反馈要求信号源趋近于恒流源，若信号源是恒压源，则并联反馈无效。
在并联反馈电路中，反馈信号和原始输入信号以电流的形式进行叠加，产生
净输入电流信号，即f i i I I I -='
。
⑶串联反馈和并联反馈的判定
方法之一：
对于交流分量而言，若信号源的输出端和反馈网络的比较端接于同一个放大器件的同一个电极上，则为并联反馈；否则为串联反馈。
方法之二：
交流短路法，将信号源的交流短，如果反馈信号依然能加到基本放大器中，则为串联反馈，否则为并联反馈。 3. 直流反馈和交流反馈
按反馈信号的频率分，可以分为直流反馈和交流反馈。 ⑴直流反馈
若反馈信号中只含直流成分称为直流反馈。即反馈环路中直流分量可以流通。直流反馈主要用于稳定静态工作点。 ⑵交流反馈 若反馈信号中只含交流成分，则称为交流反馈。即反馈环路中交流分量可通过。交流负反馈主要用来改善放大器的性能；交流正反馈主要用来产生振荡。
若反馈环路内，直流分量和交流分量均可流通，则该反馈既可以产生直流反馈又可以产生交流反馈。
交流和直流反馈的判定，只要看反馈网络能否通过交流和直流就可判定。 4. 负反馈和正反馈
按反馈极性分，可分为负反馈和正反馈。 若反馈信号使净输入信号减弱，则为负反馈，若反馈信号使净输入信号加强，则为正反馈。负反馈多用于改善放大器的性能；正反馈多用于振荡电路。
反馈极性的判定： 瞬时极性法：
①假定放大电路输入的正弦信号处于某一瞬时极性(用－、＋号表示瞬时极性的正、负或代表该点瞬时信号变化的升高或降低)，然后按照先放大、后反馈的正向传输顺序，逐级推出电路中有关各点的瞬时极性。
②反馈网络一般为线性电阻网络，其输入、输出端信号的瞬时极性相同。 ③最后判断反馈到输入回路信号的瞬时极性是增强还是减弱原输入信号(或净输入信号)，增强者为正反馈，减弱者则为负反馈。
三、负反馈放大器的四种基本组态
综上所述，按照取样和比较方式，负反馈放大器可分为串联电压负反馈、并联电压负反馈、串联电流负反馈和并联电流负反馈四种基本组态。
在反馈放大器中，放大器的输出信号有输出电压和输出电流两种形式，被取样的输出信号是其中之一。电压反馈被取样的是输出电压，电流反馈被取样的是输出电流。另一方面，只要是串联反馈，其反馈信号一定以电压的形式与原始输入电压进行比较，产生净输入电压，反馈电流与原始输入电流并不进行比较。只要是并联反馈，其反馈信号一定以电流的形式与原输入电流进行比较，产生净输入电流。而反馈电压和原始输入电压并不进行比较。所以，为了使闭环增益A f 与开环增益A 满足A f =A /(1+F A )的关系，应作如下约定：
号参与比较的原始输入信被取样的输出信号
闭环增益=
f A 号比较后产生的净输入信被取样的输出信号
开环增益=
A
被取样的输出信号反馈信号
反馈系数=
F
1．1． 串联电压负反馈
u
i
o A U U
===
'号比较后产生的净输入信被取样的输出信号开环放大倍数
A u 无量纲，称为开环电压放大倍数。
u
o
f F U U ===被取样的输出信号反馈信号
反馈系数
F u 无量纲，称作电压反馈系数。
i o
U U
==号参与比较的原始输入信被取样的输出信号闭环放大倍数
uf u
u u
i u u i i u f i o i o A A F A U A F U U A U U U U U =+=+=+=1''''
A uf 无量纲，称为闭环电压放大倍数。
2．串联电流负反馈
g i
o
i o A U I X X ===
'
'比较后产生的被取样的开环放大倍数
A g 量纲是电导，称为开环互导放大倍数。
r
o
f
o f F I U X X ===被取样的反馈信号反馈系数
F r 量纲为电阻，称为互阻反馈系数
gf
g
r g i o
i o A A F A U I X X =+===1参与比较的被取样的闭环放大倍数
A gf 量纲为电导，称为闭环互导电压放大倍数。 3．并联电压负反馈
r i
o
i o A I U X X ===
'
'比较后产生的被取样的开环放大倍数
A r 量纲是电阻，称为开环互阻放大倍数。
g
o
f
o f F U I X X ===被取样的反馈信号反馈系数
F g 量纲为电导，称为互导反馈系数
rf
r
g r
i o i o A A F A I U X X =+===1参与比较的被取样的闭环放大倍数
A rf 量纲为电阻，称为闭环互阻放大倍数。
4．并联电流负反馈
i
i o
i o A I I X X ===
'
'比较后产生的被取样的开环放大倍数
A i 无量纲，称为开环电流放大倍数。
i
o
f
o f F I I X X ===被取样的反馈信号反馈系数
F i 无量纲，称为电流反馈系数
if
i
i i
i o i o A A F A I I X X =+===1参与比较的被取样的闭环放大倍数
A if 无量纲，称为闭环电流放大倍数。
四种不同组态的反馈放大电路，能够写成A f =A /(1+F A )形式的闭环放大倍数的含义各不相同，有电压放大倍数、电流放大倍数、互导放大倍数、互阻放大倍
§2 负反馈对放大器性能的影响
一、使放大器的放大倍数下降
根据负反馈的定义，负反馈总是使净输入信号减弱，所以对负反馈放大器而
言，必有A
A X X
X X X X f i
o i o i i <<>即，所以''
FA A
A f +=
1
可见，闭环放大倍数A f 是开环放大倍数A 的(1+F A )分之一。
二、稳定被取样的输出信号
因为反馈信号只与被取样的输出信号成正比。所以反馈信号只能反映被取样的输出信号的变化，因而也只能对被取样的输出信号起到调节作用。 1．电压负反馈
电压反馈，被取样有输出信号是输出电压，所以凡是电压反馈，必然能稳定输出电压U o 。 2．电流负反馈
电流反馈，被取样有输出信号是输出电流，所以凡是电流反馈，必然能稳定输出电流I o 。
三、使放大倍数的稳定性提高
放大倍数的稳定性用其相对变化量来表示，用A 1和A 2分别表示开环放大倍数变化前和变化后的值；A f 1和A f 2表示闭环放大倍数变化前和变化后的值。则△A /A 1和△A f /A f 1就分别表示开环和闭环放大倍数的稳定程度。
)1)(1()1)(1(112222121
12212FA FA A
FA FA A A FA A FA A A A A f f f ++?=
++-=+-+=-=? 121221111)1)(1()1(A A FA A FA FA FA A A A f f ??+=+++?=? 当△A →0，
A dA
FA A dA f f +=11
可见，引入负反馈后，放大倍数的稳定性提高了(1+F A )倍。
四、可以展宽通频带
由于负反馈可以提高放大倍数的稳定性，所以在低频区和高频区放大倍数的下降程度将减小，从而使通频带展宽。
由于在低频区和高频区，旁路电容、耦合电容、分布电容和晶体管的结电容的影响不能同时忽略，所以公式中的各个量均为复数。
A F
A A f +=1
h m
h
f f j
A A +=1
当反馈系数F 不随频率变化时(如反馈网络为纯电阻时)，引入负反馈的高频特性为。
h m m
h m h m hf f jf FA A f jf A F f jf A A F A A /1)]/1/([1)/1/(1++=+++=+=
])1/([1])1/([1)
1/(h m mf h m m m f FA f j A f FA f j FA A ++=
+++= h m hf f FA f )1(+= 同理可以求得：
l
m lf f FA f +=11
l h bw f f f -= lf hf bwf f f f -=
当l h f f >>时，h l h bw f f f f ≈-=
bw m h m hf lf hf bwf f FA f FA f f f f )1()1(+≈+=≈-=
该式表明，引入负反馈后，可使通频带展宽约(1+F A m )倍。当然这是以牺牲中频放大倍数为代价的。
五、对输入电阻的影响
负反馈对输入电阻的影响，只与比较方式有关，而与取样方式无关。 1、1、 串联负反馈使输入电阻提高
右图中串联负反馈的方框图，由图和定义可得： 开环输入电阻：
i i i I U r '
=
闭环输入电阻：
i
i
i i i i i
o
i i f i i i if r FA I U FA I FAU U I FU U I U U I U r )1()
1('
''''
+=+=+=+=
+==
可见，引入串联负反馈后，输入电阻可以提高(1+FA)倍。但是，当考虑偏置电阻R b 时，闭环电阻应为r if //R b ，故输入电阻的提高，受到偏置电阻的限制。
2、并联负反馈使输入电阻减小
'i i i I U r =
i
i i i i i f i i i i if r FA I U FA FAI I U I I U I U r +=?+=
+=+==11
11''
'' 可见，引入并联负反馈后，输入电阻减小为开环输入电阻的1/(1+F A )。
六、对输出电阻的影响
负反馈对输出电阻的影响，只与取样方式有关，而与比较方式无关。 1．电压负反馈使输出电阻减小
将放大电路输出端用电压源等效，r o 为无反馈放大器的输出电阻。按照求输
出电阻的方法，令输入信号为0，在输出端外加电压'o U ，则无论是串联反馈还是
并联反馈，f i X X -='
均成立。故
放大器的输出电压为：
FA U A X AX o f i ''-=-= o
o o o o o i o o
r FA U r FA U U r AX U I )1('
'''''+=
+=-= AF r I U r o
o o of +=
=1''
可见引入电压负反馈后可使输出电阻减小到r o /(1+F A ) 2．电流负反馈使输出电阻增大
将放大器输出端用电流源等效，令输入信号为0，在输出端外加电压，则
f i X X -='，于是有
o o
i
o
r U AX I '''+
=
而
''o f i F A I AX AX -=-= o o
o
o
r U FAI I '
''+
-= o o o
r U I AF '')1(=+ o
o
o
of r AF I U r )1(''+==
可见，引入电流负反馈后可使输出电阻增大到(1+F A )r o 。R c 将对输出电阻的提高有限制。
七、减小非线性失真和抑制干扰、噪声
由于电路中存在非线性器件，所以即使输入信号X i 为正弦波，输出也不是正弦波，而会产生一定的非线性失真。引入负反馈后，非线性失真将会减小。
负反馈只能减小放大器自身产生的非线性失真。
可证明，引入负反馈后，放大电路的非线性失真减小到r /(1+F A )。r 为无反馈时的非线性失真系数。
同样的道理，采用负反馈也可以抑制放大电路自身产生的噪声，其关系为N /(1+AF )，N 为无反反馈时的噪声系数。
采负反馈，也可抑制干扰信号。
综上所述，在放大器中，引入负反馈后，虽然会使放大倍数降低，但是可以在很多方面改善放大器的性能。所以在实际放大器中，几乎无一例外地都引入不同程度的负反馈。
【例1】某放大器的A u =1000，r i =10k Ω，r o =10k Ω，f h =100kHz ，f l =10kHz ，在该电路中引入串联电压负反馈后，当开环放大倍数变化±10%时，闭环放大倍数变化不超过±1%，求，A uf ，r if ，r of ，f hf ，f lf 。
解：
A A
FA A A f f ??+=?11 10
110
//1=±±=??=+uf uf u u u u A A A A A F 100
101000
1==+=u u u uf A F A A
Ω=?=+=k r A F r i u u if 1001010)1(
Ω
==+=k A F r r u u o of 11010
1
kHz f A F f h u u hf 100010010)1(=?=+=
kHz
A F f f u u l lf 11010
1==+=
§3 负反馈放大器的指标计算
负反馈放大器的指标计算，常用如下几种方法
一、等效电路法
把反馈放大器中的非线性器件用线性电路等效，然后根据电路理论来求解各
项指标。其求解过程可借助于计算机实现。
二、分离法
把负反馈放大器分离成基本放大器和反馈网络两部分，然后分别求出基本放大器的各项指标和反馈网络的反馈系数，再按上一节的有关公式，分别求得A f 、r if 、r of 、f hf 等。
三、强负反馈放大器的增益估算法
这种方法只能估算增益，不能估算其它指标。 1. 强负反馈的概念
若AF>>1，则称之为强负反反馈。通常，只要是多级负反馈放大器，我们就可以认为是强负反馈电路。因为多级负反馈放大器，其开环增益很高，都能满足AF>>1的条件。 2. 估算依据
对于强负反馈放大器来说，因为AF>>1，所以
F FA A FA A A f 1
1=
≈+=
上式表明，强负反馈条件下，只要求出反馈系数，就可求得闭环增益，但是，利用该式求得的闭环增益不一定是电压增益，而实际工作中，人们最关心的电压增益。除串联电压负反馈电路，可以直接利用上式求得闭环电压增益外，其它组态的负反馈电路，利用上式求得闭环增益后，均要经过转换才能求得电压增益。为此，我们还要进一步找出能够直接估算各种反馈组态的闭环电压增益的方法。
强负反馈条件下：
F A f 1=
把o i i o f X X F X X A //＝、=代入上式得
f o
i o X X X X ≈
所以 f i X X =
对于串联负反馈 f i U U = 对于并联负反馈 f i I I =
以上两式，就是估算强负反馈电路电压增益的理论依据，利用以上两式，找出输出电压U o 与输入电压U i 或U s 的函数关系，就可以求出闭环电压增增益A uf 或A usf 。
要强调的是，在强负反馈下，f i X X =，说明净输入X i
' = 0。即U i
'=0，I i
'=0。
3. 计算举例
【例2】估算下图所示串联电压负反馈放大器的闭环电压增益。
解：由于是强负反馈，又因为是串联电压负反馈，故U i =U f 。
o
f
e e
f U R R R U +=11
1111e f e f
e f o i o uf R R R R R U U U U A +=+=≈=
【例3】求下图所示的串联电流负反馈电路的闭环增益A uf 。 解：因为是串联负反馈，所以U i =U f 。由反馈网络图可得
331)()(e f e e f f R I I R R I -=+
3
3
13
e e
f e e f I R R R R I ++=
3
3
13
11e e f e e e e f f I R R R R R R I U ++=
=
又因为 '3L
c o R I U -= (式中L c L
R R R //3'=)
'33L
o
c e R U
I I -=≈
所以 '
3131L o
e f e e e f i R U
R R R R R U U ?++-≈≈
'3
131L
e e e
f e i o
uf R R R R R R U U A ?++-≈=
【例4】求下图所示的并联电压负反馈电路的源电压闭环增益A usf =U o /U s 。 解：因为是并联负反馈，所以信号源趋于恒流源，因而R s 一定很大；另一方面，并联负反馈使输入电阻减小，而且是强负反馈，所以闭环输入电阻r if 一定很小，可见，在并联强负反馈电路中，R s >>r if 必然成立。
s s if s s i R U r R U I ≈+= f o
f R U I -=
由于是强负反馈，所以I i =I f
f o s s R U R U -≈ s f s o u s f R R U U A -≈=
【例5】求下图所示并联电流负反馈电路的闭环源电压增益A usf 。 解：由于上并联强负反馈，所以I i =I f ，并且R s >>r if
s s
if s s i R U
r R U I ≈+=
由反馈网络可得 22)(e f e f f R I I R I +=-
2
2
222
2c e f e e e f e f I R R R I R R R I +-≈
+-=
'2L
o c R U I -
=
'2
2L
o e f e f R U R R R I ?
+=
'
22L
o
e f e s s R U R R R R U ?+≈
'2
2L e s e f s o usf
R R R R R U U A ?+≈=
§4负反馈放大电路的自激振荡
对于负反馈放大电路,反馈深度愈大,对放大电路性能改善就愈明显，但是，反馈深度过大将引起放大电路产生自激振荡。也就是说，即使输入端不加信号，其输出端也有一定频率和幅度的输出波形。这就破坏了正常的放大功能。故放大电路应避免产生自激振荡。
一、产生自激振荡的原因及条件
1、原因
从
A F A A f
+=1可知，当01=+F A ，∞=f A ，这说明即使无信号输入，也有
输出波形，产生了自激振荡。产生的原因是由于电路中存在多级RC 回路，因此，
放大电路的放大倍数和相位移将随频率而变化。每一级RC 回路，最大相移为±90°。而前面讨论的负反馈，是指在中频信号时，反馈信号与输入信号的极性相反，削弱了净输入信号。但当频率变高或变低时，输出信号和反馈信号将产生附加相移。若附加相移达到±180°，则反馈信号与输入信号将变成同相，增强了净输入信号，反馈电路变成正反馈。当反馈信号加强，使反馈信号大于净输入信号，这时，就是去掉输入信号也有信号输出，产生了自激振荡。 2、条件
可见，产生自激振荡的条件为：负反馈变为正反馈；反馈信号要足够大。
根据01=+F A
写成式子为：1-=F A 它含有幅值和相位两个条件：
1=F A
反馈信号要足够大 π)12(arg +±=n F A (n 为整数) 负反馈变为正反馈
上式忽略了反馈网络产生的相移，可以看出单级负反馈放大电路是稳定的，不会产生自激振荡，因为其最大相移不可能超过90°，两级反馈电路也不会产生自激，因为当附加相移为±180°时，相应的0=F A
，振幅条件不满足，当出现三级以上反馈电路时，则容易产生自激振荡。故在深度负反馈时，必需采取措施破坏其自激条件。
二、自激振荡的判断判断方法
判断方法：首先是看相位条件，只有相位条件满足了，绝大多数情况下，只
要1≥F A ，放大器将产生自激。如相位条件不满足，则肯定不自激。
下面，我们根据放大电路的F A
的频率特性，即用波特图分析能否产生自激振荡。
由自激条件可知，当相位条件满足附加相移 180±=?，1 dB 0lg 20≤F A 时，电路稳定；否则不稳定，将产生自激。下图分别表示不稳定与稳定的两种情况。在下图中f c 为附加相移 180±=?时的频率；f 0为 dB 0lg 20=F A 时的频率 由图可以看出，f c < f 0时，负反馈放大电路不稳定；f c > f 0时，负反馈放大电路稳定。 衡量负反馈放大电路稳定程度的指标是稳定裕度。稳定裕度有“相位裕度”和“增益裕度”两种。 增益裕度G m ：F A G m lg 20=，对稳定的放大电路而言，G m 为负值，数值数值愈负，表示愈稳定。一般反馈放大电路，要求G m ≤－10dB 。 相位裕度m ?：)(1800f m ??-= ，式中)(0f ?为f = f 0 时的相位移。对稳定的反馈放大电路，)(0f ?<180°，故m ?必为正值。m ?愈大表示反馈放大电路愈稳定。通常取m ?为30°～60°。 三、常用的消除自激的方法 对于一个负反馈放大电路而言，消除自激的方法，就是采取措施破坏自激的 幅度或相位条件。 最简单的方法是减少其反馈系数或反馈深度，使当附加相移 180±=?时， 1 。这样虽然能够达到消振的目的，但是由于反馈深度下降，不利于放大 电路其它性能的改善。为此希望采取某些措施，使电路即有足够的反馈深度，又能稳定地工作。 通常采用的措施是在放大电路中加入由RC 元件组成的校正电路，如下图所 示。它们均会使高频放大倍数衰减快一些，以便当 180±=?时，1 第四章负反馈放大电路习题 一、填空 1．多级放大器的耦合方式有（）（）（）三种。 2．通常把放大器在放大倍数允许波动范围内所对应的频率范围称为（）。 3．反馈是指放大器的输出端把输出信号的（）或者全部通过一定方式送回到放大器的（）的过程。4．反馈放大器是由（）和反馈网络两部分组成的，反馈网络是跨接在（）和（）之间的电路。5．对共射极电路而言，反馈信号引入到输入端接三极管的发射极上，称作（）反馈，若反馈信号引入到输入端接在三极管的基极上称为（）反馈。从输出端来看，反馈网络接在三极管的集电极上称为（）反馈。反馈从三极管的发射极接出，称作（）反馈。 6．电压负反馈能稳定（），使放大器的输出电阻（）；电流反馈能稳定（），使放大器的输入电阻（）。 7．为了增大放大器的输入电阻，应引入（）负反馈，为了减小放大器的输入电阻应引入的是（）负反馈。 8．凡反馈信号使放大器的净输入信号（）称为正反馈，凡是反馈信号使放大器的净输入信号（）称为负反馈。 9．反馈放大电路的放大倍数只与（）有关，而与三极管的（）无关。 10．直流负反馈只能稳定放大器的（），交流负反馈才能（）放大器的性能。 11．射极输出器的特性归纳为：（1）电压放大倍数（）；（2）输出电压相位与输入电压相位（）；（3）输入电阻（）；（4）输出电阻（）；（5）具有一定（）放大能力和（）放大能力。 12.射极输出器作为输入级，是利用（）大的特性，放在输出级是利用它的（）小的特性。 二．判断 1．多级放大器的通频带比组成它的每级放大器的通频带都窄。（） 2．共集电极电路它具有很高的输入电阻和很低的输出电阻。（） 3．两个单独使用的放大器，电压放大倍数分别为50、60，将这两个放大器组成一个两级放大器后总的电压放大倍数为3000。（） 4．多级放大电路常采用负反馈来提高放大器的电压放大倍数。（） 5．为了提高放大器的输入电阻，可采用电流反馈。（）6．为了稳定放大器的输出电压，可以采用电压反馈。（）7．多级放大电路无论采用哪种耦合方式，静态工作点都不会受到影响。（） 8．负反馈可以使放大器的稳定性提高，还可以消除放大器产生的 信息工程系课程设计报告 课程＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿题目＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿课时＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿专业＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿班级＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿学号＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 年月日 目录 一、摘要 (4) 二、设计任务及要求 (4) 三、负反馈放大电路设计的一般原则 （1）反馈方式的选择 (4) （2）放大管得选择 (5) （3）级数的选择 (6) （4）电路的确定 (6) 四、设计过程 (1)确定方案 (7) (2)电路参数的计算 (9) (3)计算技术指标 (13) 五、调试要点 (15) 负反馈放大电路的设计与制作 摘要 本文是负反馈放大电路的设计，而设计需要根据技术指标及 要求来确定放大电路的结构、级数和电路元件参数及型号等，此 次要求电路的输入电阻高输出电阻小，稳定性要好，频带宽度适 中，尽量小的失真等等...。因而我们会根据这些要求，一一计 算出技术指标和元件的参数，确定反馈类型，选取三种预选方案，通过比较选择符合要求，我们最终选择了方案一，经过布线、焊 接、调试等工作后负反馈放大电路设计制作成功。 关键词：负反馈放大电路 电路设计 电路制作 一、设计任务及要求 用分离元器件设计一个交流放大电路，用于指示仪表放大弱信 号，具体指标如下： （1） 工作频率：kHz Hz f 30~30=。 （2） 信号源：mV U i 10=(有效值)，内阻Ω=50s R 。 （3） 输出要求：V U 10≥（有效值），输出电阻小于Ω10，输出电 流mA I o 1≤(有效值)。 （4） 输入要求：输入电阻大于ΩK 20。 第四章放大电路中的反馈 4.1判断题 （1）所有放大电路都必须加反馈，否则无法正常工作。（） （2）输出与输入之间有信号通过的就一定是反馈放大电路。（） （3）构成反馈通路的元器件只能是电阻、电感或电容等无源器件。（） （4）直流负反馈是直接耦合放大电路中的负反馈，交流负反馈是阻容耦合或变压器耦合放大电路中的负反馈。（） （5）串联或并联负反馈可改变放大电路的输入电阻，但不影响输出电阻。（）（6）电压或电流负反馈可改变放大电路的输出电阻，对输入电阻无影响。（） （7）负反馈能彻底消除放大电路中的非线性失真。（） （8）既然在深度负反馈条件下，放大倍数只与反馈系数有关，那么放大器件的参数就没有实用意义了。（） 4.2选择题 （1）所谓的开环指的是（）。 （a）无信号源（b）无反馈通路（c）无负载 （2）所谓的闭环指的是（）。 （a）考虑信号源内阻（b）有反馈通路（c）接入电源 （3）反馈量是指：（）。 （a）反馈网络从放大电路输出回路中取出的电压信号 （b）反馈到输入回路的信号（c）前面两信号之比 （4）直流反馈是指：（）。 （a）只存在于直接耦合电路，而阻容耦合电路中不存在的反馈 （b）直流通路中的负反馈（c）只存在放大直流信号时才有的反馈 （5）若反馈深度1+AF=1，则放大电路工作在（）状态。 （a）正反馈（b）负反馈（c）自激状态 （6）若反馈深度1+AF>1，则放大电路工作在（）状态。 （a）正反馈（b）负反馈（c）无反馈 （7）负反馈可以抑制（）的干扰和噪声。 （a）反馈环路内（b）反馈环路外（c）与输入信号混在一起 （8）需要一个阻抗变换电路，要求输入电阻小，输出电阻大，应选用（）负反馈放大电路。（） （a）电压并联（b）电流并联（c）电流串联 4.3填空题 （1）反馈是把放大器的量的一部分或全部返送到回路的过程。 （2）反馈量与放大器的输入量极性相反，因而使减小的反馈，称为。 （3）具有输入电阻大、输出电阻小、输出电压稳定这些特点的是负反馈。（4）电压负反馈使输出电阻；电流负反馈使输出电阻。 （5）为了判别反馈极性，一般采用法。 （6）对输出端的反馈取样信号而言，反馈信号与输出电压成正比的是反馈，反馈信号与输出电流成正比的是反馈。 （7）负反馈对放大器交流性能的改善是靠来换取的。 （8）串联负反馈使输入电阻，并联负反馈使输入电阻。 4.4什么叫反馈？如何区别直流反馈与交流反馈？ 深圳大学实验报告课程名称：模拟电路 实验名称：负反馈放大电路设计 学院：信息工程学院 专业：信息工程班级： 组号：指导教师：田明 报告人：学号： 实验地点 N102 实验时间： 实验报告提交时间： 教务处制 一.实验名称: 负反馈放大电路设计 二.实验目的: 加深对负反馈放大电路原理的理解. 学习集成运算反馈放大电路、晶体管反馈放大电路的设计方法. 掌握集成运算反馈放大电路、多级晶体管反馈放大电路的安装调试及测试方法. 三.实验仪器: 双踪示波器一台/组 信号发生器一台/组 直流稳压电源一台/组 万用表一台/组 四.实验容: 设计一个多级晶体管负反馈放大电路或集成运算负反馈放大电路，性能要求如下： 闭环电压放大倍:30---120 输入信号频率围:1KHZ-------10KHZ. 电压输出幅度≥1.5V 输出电阻≤3KΩ 五.实验步骤: 1.选择负反馈放大电路的类型，一般有晶体管负反馈放大电路、集 成运算负反馈放大电路. 为满足上述放大倍数的要求，晶体管负反馈放大电路最少需要二级放大，其连接形式有直接耦合和阻容耦合，阻容耦合可以消除放大器各级静态工作点之间的影响，本设计采用两者相结合的方式；对于各级放大器，其组态有多种多样，有共发射极，共基极和共集电极。本设计可以采用共发射极-共基极-共集电极放大电路。对于负反馈形式，有电压串联、电压并联、电流串联、电流并联。本设计采用电压并联负反馈形式。 2.设计电路,画出电路图. 下面是电源输入电路，通过并联两个电容的滤波电路形式，以效消除干扰,保证电路稳定工作，否则容易产生自激振荡。 整体原理图如下： 从上图可以看出来，整个电路由三级放大和一路负反馈回路构成，第一级电路是NPN管构成的共发射极电路，通过直接耦合的方式输出给 例例 例 例例 【例5-1】电路如图 (a)、(b)所示。 （1）判断图示电路的反馈极性及类型； （2）求出反馈电路的反馈系数。 图(a) 图(b) 【相关知识】 负反馈及负反馈放大电路。 【解题思路】 （1）根据瞬时极性法判断电路的反馈极性及类型。 （2）根据反馈网络求电路的反馈系数。 【解题过程】 （1）判断电路反馈极性及类型。 在图(a)中，电阻网络构成反馈网络，电阻两端的电压是反馈电压，输入电压与 串联叠加后作用到放大电路的输入端（管的）；当令=0时，＝0，即正比与；当输入信号对地极性为?时，从输出端反馈回来的信号对地极性也为?，故本电路是电压串联负反馈电路。 在图（b）电路中，反馈网络的结构与图（a）相同，反馈信号与输入信号也时串联叠加，但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流（集电极电流），反馈极性与图（a）相同，故本电路是电流串联负反馈电路。 （2）为了分析问题方便，画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图（c）、(d)所示。 图(c) 图(d) 由于图(a)电路是电压负反馈，能稳定输出电压，即输出电压信号近似恒压源，内阻很小，计算反馈系数时，不起作用。由图（c）可知，反馈电压等于输出电压在电阻上的分压。即 故图(a)电路的反馈系数 由图（d）可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。 故图(b)电路的反馈系数 【例5-2】在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。 （1）若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路，则说明电路引入了反馈。 （2）若放大电路的放大倍数为“＋”，则引入的反馈一定是正反馈，若放大电路的放大倍数为“?”，则引入的反馈一定是负反馈。 （3）直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈，阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。 （4）既然电压负反馈可以稳定输出电压，即负载上的电压，那么它也就稳定了负载电流。 （5）放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差，说明电路引入了串联负反馈；净输入电流等于输入电流与反馈电流之差，说明电路引入了并联负反馈。 （6）将负反馈放大电路的反馈断开，就得到电路方框图中的基本放大电路。 （7）反馈网络是由影响反馈系数的所有的元件组成的网络。 （8）阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越容易产生低频振荡。 【相关知识】 反馈的有关概念，包括什么是反馈、直流反馈和交流反馈、电压负反馈和电流负反馈、串联负反馈和并联负反馈、负反馈放大电路的方框图、放大电路的稳定性 【解题思路】 实验四负反馈放大电路的研究 一．实验目的 1．掌握负反馈放大电路动态性能的测量方法；2．理解不同组态负反馈对放大电路性能的影响； 二．实验设备与器件 1．函数信号发生器；2．交流毫伏表；3．直流稳压电源；4．万用表5．双踪示波器；6．元器件：9013×2，电阻、电容若干 三．基本知识 为改善放大电路的性能，常在放大电路中加入负反馈。根据负反馈放大电路输出端取样方式和输入端比较方式的不同，可分为四种组态：电压串联负反馈、电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈。本实验以电压串联负反馈为例，研究负反馈对放大电路性能的影响。 （1）电压串联负反馈降低了放大电路的电压增益 若原放大电路的增益为A &，反馈放大电路的电压增益为vf A &，反馈系数为F &，则有：F A A A vf &&&&+=1F A &&+1为衡量反馈程度的重要指标，称为反馈深度。对于负反馈，11>+F A &&，故引入负反馈会使放大电路的增益下降。 （2）负反馈提高了放大电路增益的稳定性 环境温度的变化，电源电压的波动，负载以及晶体管参数的变化等因素，都会使放大电路的增益发生变化。引入负反馈可以使这种变化相对减小，提高了增益的稳定性。 为表示增益的稳定程度，常用有、无反馈两种情况下增益相对变化之比来衡量。由于增益的稳 定性是用它的绝对值的变化来表示的，在不考虑相位关系时，可以用正实数A 和F 分别表示增益A &和反馈系数F &的绝对值，因此反馈放大电路的增益可表示为：AF A A vf += 1对上式进行微分，得： ) 1(AF A A dA dA f f +=， AF A A A A f f +?=∴11??对于负反馈，1＋AF >1，所以负反馈可以使增益的相对变化减小为无反馈时的AF +11 ，提高了增益的稳定性，且反馈深度越大，增益稳定性就越好。 （3）负反馈扩展了放大电路的通频带 引入负反馈，放大电路的上限截至频率增大，而下限截至频率下降，所以通频带f BW 比开环时增大，且增大的程度与反馈深度有关。 H H Hf f f AF f >+=)1(；L L Lf f AF f f >+= 1；L H f f BW ?=；Lf Hf f f f BW ?=所以，BW BW f > 第六章 放大电路中的反馈 自测题 一、在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。 （1）若放大电路的放大倍数为负，则引入的反馈一定是负反馈。（ ） （2）负反馈放大电路的放大倍数与组成它的基本放大电路的放大倍数量纲相同。（ ） （3）若放大电路引入负反馈，则负载电阻变化时，输出电压基本不变。 （ ） （4）阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越容易产生低频振荡。（ ） 解：（1）× （2）√ （3）× （4）√ 二、已知交流负反馈有四种组态： A ．电压串联负反馈 B ．电压并联负反馈 C ．电流串联负反馈 D ．电流并联负反馈 选择合适的答案填入下列空格内，只填入A 、B 、C 或D 。 （1）欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入 ； （2）欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入 ； （3）欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应在放大电路中引入 ； （4）欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入 。 解：（1）B （2）C （3）A （4）D 三、判断图T6.3所示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈， 并求出反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数f u A 或f s u A 。设图中所有电容对交流信号均可视为短路。 图T6.3 解：图（a ）所示电路中引入了电流串联负反馈。反馈系数和深度负反 馈条件下的电压放大倍数f u A 分别为 L 3 1321f 32131 R R R R R R A R R R R R F u ?++≈++= 式中R L 为电流表的等效电阻。 图（b ）所示电路中引入了电压并联负反馈。反馈系数和深度负反馈条 件下的电压放大倍数f u A 分别为 1 2f 2 1R R A R F u -≈-= 图（c ）所示电路中引入了电压串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条 件下的电压放大倍数f u A 分别为 1 1f ≈=u A F 图（d ）所示电路中引入了正反馈。 四、电路如图T6.4所示。 实验二 由分立元件构成的负反馈放大电路 一、实验目的 1．了解N 沟道结型场效应管的特性和工作原理； 2．熟悉两级放大电路的设计和调试方法； 3．理解负反馈对放大电路性能的影响。 二、实验任务 设计和实现一个由N 沟道结型场效应管和NPN 型晶体管组成的两级负反馈放大电路。结型场效应管的型号是2N5486，晶体管的型号是9011。 三、实验内容 1. 基本要求：利用两级放大电路构成电压并联负反馈放大电路。 （1）静态和动态参数要求 1）放大电路的静态电流I DQ 和I CQ 均约为2mA ；结型场效应管的管压降U GDQ < - 4V ，晶体管的管压降U CEQ = 2～3V ； 2）开环时，两级放大电路的输入电阻要大于90kΩ，以反馈电阻作为负载时的电压放大倍数的数值 ≥ 120； 3）闭环电压放大倍数为10s o sf -≈=U U A u 。 （2）参考电路 1）电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示，R 模拟信号源的内阻；R f 为反馈电阻，取值为100 kΩ。 图1 电压并联负反馈放大电路方框图 2）两级放大电路的参考电路如图2所示。图中R g3选择910kΩ，R g1、R g2应大于100kΩ；C 1～C 3容量为10μF ，C e 容量为47μF 。考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应，应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f ，见图2，理由详见“五 附录－2”。 图2 两级放大电路 实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。 3.3k ? （3）实验方法与步骤 1）两级放大电路的调试 a. 电路图：（具体参数已标明） ? b. 静态工作点的调试 实验方法： 用数字万用表进行测量相应的静态工作点，基本的直流电路原理。 第一级电路：调整电阻参数， 4.2s R k ≈Ω，使得静态工作点满足：I DQ 约为2mA ，U GDQ < - 4V 。记录并计算电路参数及静态工作点的相关数据（I DQ ，U GSQ ，U A ，U S 、U GDQ ）。 实验中，静态工作点调整，实际4s R k =Ω 第二级电路：通过调节R b2，240b R k ≈Ω，使得静态工作点满足：I CQ 约为2mA ，U CEQ = 2～3V 。记录电路参数及静态工作点的相关数据（I CQ ，U CEQ ）。 实验中，静态工作点调整，实际241b R k =Ω c. 动态参数的调试 输入正弦信号U s ，幅度为10mV ，频率为10kHz ，测量并记录电路的电压放大倍数 s o11U U A u =、s o U U A u =、输入电阻R i 和输出电阻R o 。 o1U s U o U 1u A 第五章习题参考答案 5-1 试判断图5-22所示集成运放电路的反馈类型。 a) b) 图5-22题5-1的图 答 （a ）F R 、1R ：引入串联电压负反馈。 （b ）F R 、1R ：引入了正反馈。 5-2 电路如图5-23所示，解答下列为题： 1）1F R 引入了何种反馈，其作用如何？ 2）2F R 引入了何种反馈，其作用如何？ 图5-23 题5-2图 解 1)1F R 、3E R 引入的是直流电流并联负反馈。其作用是稳定静态电流2E I 。其稳定过程如下：↓↓→↓→↑→↑→↑→↑→2211122E B C C B E E I I U I I U I 2)2F R 引入的是交、直流电压串联负反馈。其作用是交流电压串联负反馈可改善放大器的性能，如提高电压放大倍数的稳定性、减小非线性失真、抑制干扰和噪声、展宽放大电路的通频带等。由于是电压负反馈还可使反馈环路的输出电阻降低)1(AF +倍。由于是串联反馈可使反馈环路的输入电阻增加)1(AF +倍。2F R 引入的直流电压串联负反馈的作用是稳定静态电压2C U ，其稳定过程如下： ↓↑→↑→↓→↓→↑→↑→2211112C C C C B E C U I U I I u U 5-3 在图5-24所示的两级放大电路中，（1）那些是直流负反馈；（2）哪些是交流负反馈，并说明其类型；（3）如果F R 不接在T 2的集电极，而是接在C 2与L R 之间，两者有何不同？（4）如果F R 的另一端不是接在T 1的发射极，而是接在它的基极，有何不同，是否会变为正反馈？ 5-24 题5-3图 解 1)1E R 、2E R 直流串联电流负反馈，F R 、1E R 直流电压串联负反馈。 2)F R 、1E R 交流电压串联负反馈。 3)如果F R 不接在T 2的集电极，而是接在C 2与L R 之间，则F R 、1E R 只有交流 电压串联负反馈，没有直流反馈。 4)如果F R 的另一端不是接在T 1的发射极，而是接在它的基极，则变为正反馈。 5-4 对图5-25所示电路，该电路都引进了哪些级间反馈？判断其反馈类型。 图 图5-25 题5-4图 答 6R 、7R 引入直流电压并联负反馈；4R 引入交、直流电流串联负反馈。 5-5 放大电路如图5-26所示，试分别判断各电路反馈的极性和组态。 答 （a ）F R 、1R ：串联电流负反馈； （b ）F R 、1R ：正反馈。 负反馈放大电路实验报告 3）闭环电压放大倍数为10s o sf -≈=U U A u 。 （2）参考电路 1）电压并联负反馈放大电路方框图如图1所示，R 模拟信号源的内阻；R f 为反馈电阻，取值为100 kΩ。 图1 电压并联负反馈放大电路方框图 2）两级放大电路的参考电路如图2所示。图中R g3选择910kΩ，R g1、R g2应大于100kΩ；C 1～C 3容量为10μF ，C e 容量为47μF 。考虑到引入电压负反馈后反馈网络的负载效应，应在放大电路的输入端和输出端分别并联反馈电阻R f ，见图2，理由详见“五 附录－2”。 图2 两级放大电路 实验时也可以采用其它电路形式构成两级放大电路。 3.3k ? （3）实验方法与步骤 1）两级放大电路的调试 a. 电路图：（具体参数已标明） ? b. 静态工作点的调试 实验方法： 用数字万用表进行测量相应的静态工作点，基本的直流电路原理。 第一级电路：调整电阻参数， 4.2 s R k ≈Ω，使得静态工作点满足：I DQ约为2mA，U GDQ < - 4V。记录并计算电路参数及静态工作点的相关数据（I DQ，U GSQ，U A，U S、U GDQ）。 实验中，静态工作点调整，实际4 s R k =Ω 第二级电路：通过调节R b2，2 40b R k ≈Ω，使得静态工作点满足：I CQ 约为2mA ，U CEQ = 2～3V 。记录电路参数及静态工作点的相关数据（I CQ ，U CEQ ）。 实验中，静态工作点调整，实际2 41b R k =Ω c. 动态参数的调试 输入正弦信号U s ，幅度为10mV ，频率为10kHz ，测量并记录电路的电压放大倍数 s o11U U A u = 、s o U U A u =、输入电阻R i 和输出电阻R o 。 电压放大倍数：（直接用示波器测量输入输出电压幅值） o1 U s U o U 1 u A 输入电阻： 测试电路： 模拟电路实验 实验报告 负反馈放大电路 负反馈放大器 一、实验目得 1、进一步了解负反馈放大器性能得影响。 2、进一步掌握放大器性能指标得测量方法。 实验设备 1.示波器一台 ２．函数信号发生器一台 ３.交流毫伏表一台 ４.直流稳压电源一台 5.万用表一只 6.实验箱一台 二、实验原理 放大器中采用负反馈,在降低放大倍数得同时,可以使放大器得某些性能大大改善。所谓负反馈,就就是以某种方式从输出端取出信号,再以一定方式加到输入回路中。若所加入得信号极性与原输入信号极性相反,则就是负反馈。 根据取出信号极性与加入到输入回路得方式不同，反馈可分为四类:串联电压反馈、串联电流反馈、并联电压反馈与并联电流反馈。如图３-1所示。 从网络方框图来瞧,反馈得这四种分类使得基本放大网络与反馈网络得联接在输入、输出端互不相同。 从实际电路来瞧,反馈信号若直接加到输入端,就是并联反馈,否则就是串联反馈,反馈信号若直接取自输出电压,就是电压反馈,否则就是电流反馈。 １、负反馈时输入、输出阻抗得影响 负反馈对输入、输出阻抗得影响比较复杂,不同得反馈形式,对阻抗得影响也不一样,一般而言,凡就是并联负反馈,其输入阻抗降低；凡就是串联负反馈，其输入阻抗升高;设主网络得输入电阻为Ｒi,则串联负反馈得输入电阻为 R if=(1+ＦA V）R i 设主网络得输入电阻为R o，电压负反馈放大器得输出电阻为 Ｒof= 可见,电压串联负反馈放大器得输入电阻增大(1+AＶF）倍,而输出电阻则下降到1/(1+AＶF)倍。 2、负反馈放大倍数与稳定度 负反馈使放大器得净输入信号有所减小,因而使放大器增益下降,但却改善了放大性能，提高了它得稳定性。 反馈放大倍数为 Ａvf=(A v为开环放大倍数) 反馈放大倍数稳定度与无反馈放大器放大倍数稳定度有如下关系: ＝ 式中AＶf／A V f称负反馈放大器放大倍数得稳定度。称无反馈时得放大器放大倍数得稳定度。可见,负反馈放大器比无反馈放大器放大倍数提高了(1＋ＡV F)倍。 ３、负反馈可扩展放大器得通频带。 4、负反馈可减小输出信号得非线性失真 三、实验内容、步骤及结果: 1、调整静态工作点,按图3－2接线。 ２、闭合开关K1,断开开关K2，接通电源后,调节R P,用万用表直流电压档测量U RC=３Ｖ，使放大器得静态集电极电流I CＱ１mＡ。 3、测量无反馈时放大器得电压放大倍数A V、输入电阻Rｉ、与输出电阻Ｒo。 (1)在放大器得输入端U S处输入f=１ＫHZ，有效值Uｓ＝15mv得正弦信号,用示波器观察输出电压Ｕo得波形，在波形不失真得情况下,用毫伏表测出输出电压得有效值U OL，算出开环放大倍数A V。 （2)测量U i处得电压,按输入电阻得计算公式计算出输入电阻R i。 (３)断开开关K1，测出不接负载电阻R L时得输出电压Uｏ，按输出电阻得公式计算出输出电阻R o。 4、测量电压并联负反馈时放大器得电压放大倍数Ａuf、输入电阻R if与输出电阻Rｏf。将开关K2接通后，按3得步骤测量有负反馈时得Ａuf、Ｒｉf与Ｒof ５、研究放大倍数得稳定性 保持原输入信号,将负载电阻ＲL由5、1K变为1K,测出无反馈与有反馈时得输出电压ＵＯ ，计算稳定度。 L 第六章习题与思考题 ◆◆习题6-1在图P6-1所示的的各放大电路中，试说明存在哪些反馈支路，并判断哪些是负反馈，哪些是正反馈；哪些是直流反馈，哪些是交流反馈。如为交流反馈，试分析反馈的组态。假设各电路中电容的容抗可以忽略。 ◆◆习题6-3 在图P6-1所示的各电路中，试说明哪些反馈能够稳定输出电压，哪些能够稳定输出电流，哪些能够提高输入电阻，哪些能够降低输出电阻。 解： (a) ① R e1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；② R e2和Ce也引入第一级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；③ R e3引入第二级的交直流负反馈，交流电压串联负反馈可稳定输出电压，提高本级的输入电阻，降低输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；④ R F和C F引入级间（整体）交流电压串联正反馈，故总体来说不能稳定输出电压或输出电流。 (b) ① R e1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；② R e2和Ce引入第二级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；③ R e3引入第三级的交直流负反馈，交流电流串联负反馈可稳定输出电流，提高本级的输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；④ R F引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻，提高输入电阻，而直流负反馈可稳定 各级静态工作点。 (c) ① R e1引入第二级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高本级输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；② R e2和Ce引入第二级的直流负反馈，可稳定本级的静态工作点；③ R F引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电流并联负反馈可稳定输出电流，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。 (d) ① R e1引入第一级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高输入电阻，直流负反馈可稳定本级的静态工作点；② R F引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电压并联负反馈可稳定输出电压，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。(e) ① R e1引入第二级的交直流负反馈，其中交流电流串联负反馈可稳定本级的工作电流，提高本级输入电阻，提高输出电阻，而直流负反馈可稳定本级的静态工作点；② R F引入级间（整体）交直流负反馈，其中交流电压串联负反馈可稳定输出电压，提高输出电阻，降低输入电阻，而直流负反馈可稳定各级静态工作点。 (f) 本电路是在射极输出器的基础上，再从VT的发射极通过电容C3引导回一个交流电压并联正反馈。射极输出器本身为电压串联负反馈，具有稳定输出电压，提高输入电阻，降低输出电阻的作用。但若不接电容C3，其输入电阻因受基极偏置电阻的影响，其值只能接近于Ri=Rb+(R1//R2)。现由C3引回一个电压并联正反馈，由于射极输出器的电压放大倍数接近于1，即VT发射极和基极的交流电位接近相等，则电阻R b两端的交流压降很小，故流过Rb的交流电流也很小，因而大大提高了电路的输入电阻。这种将输出电压通过电容引回到输入回路以提高输入电阻的措施为“自举”。 此二题属于基本概念题，意图是判断分立元件放大电路中反馈的类型和作用。 实验三负反馈放大电路 一、实验目的 1、研究负反馈对放大器放大倍数的影响。 2、了解负反馈对放大器通频带和非线性失真的改善。 3、进一步掌握多级放大电路静态工作点的调试方法。 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、信号发生器 3、万用表 三、预习要求 1、认真阅读实验内容要求，估计待测量内容的变化趋势。 2、图3-1电路中晶体管β值为120.计算该放大器开环和闭环电压放大倍数。 3、放大器频率特性测量方法。 说明：计算开环电压放大倍数时，要考虑反馈网络对放大器的负载效应。对于第一级电路，该负载效应相当于C F、R F与1R6并联，由于1R6≤Rf，所以C F、R F 的作用可以略去。对于第二季电路，该负载效应相当于C F、R F与1R6串联后作用在输出端，由于1R6≤Rf，所以近似看成第二级内部负载C F、R F。 4、在图3-1电路中，计算级间反馈系数F。 四、实验内容 1、连接实验线路 如图3-1所示，将线连好。放大电路输出端接Rp4，1C6（后面称为R F）两端，构成负反馈电路。 2、调整静态工作点 方法同实验二。将实验数据填入表3-1中。 表3-1 3、负反馈放大器开环和闭环放大倍数的测试 （1）开环电路 ○1按图接线，R F先不接入。 ○2输入端接如Ui=1mV，f=1kHZ的正弦波。调整接线和参数使输出不是真且无震荡。 ○3按表3-2要求进行测量并填表。 ○4根据实测值计算开环放大倍数和输出电阻R0。 （2）闭环电路 ○1接通R F，按（1）的要求调整电路。 ○2调节Rp4=3KΩ，按表3-2要求测量并填表，计算A uf和输出电阻R0。 ○3改变Rp4大小，重复上述实验步骤。 ○4根据实测值验证A uf≈1/F。讨论负反馈电路的带负载能力。 负反馈放大电路设计 摘要： 电子技术是一门实践性很强的课程，加强工程训练，特别是技能的培养，对于培养工程人员的素质和能力具有十分重要的作用。 电子技术课程设计是一个重要的实践环节，它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和编写总结报告等实践内容。负反馈在电子线路中有着非常广泛的应用，采用负反馈是以降低放大倍数为代价的，目的是为了改善放大电路的工作性能，如稳定放大倍数、改变输入和输出电阻、减少非线性失真、扩展通频带等，所以在实用放大器中几乎都引入负反馈。负反馈放大电路是由基本放大电路和负反馈网络组成。由电阻、电容、二极管、三极管等分立元件构成共基极、共发射极、公集电极等基本放大电路。将输出信号的一部分或全部引回到输入端并使输入信号减小的某种电路称为负反馈网络。经过布线、焊接、调试等工作后负反馈放大电路成形。 一、设计任务与要求 用分离元器件设计一个交流放大电路，用于只是仪表中放大弱信号， 具体指标如下： （1）工作频率： （2）信号源：Ｕi≥10mV（有效值），内阻Rs=50Ω。 （3）输出要求：U0≥1V（有效值），输出电阻小于10Ω，输出电流I0≤1mA(有效值)。 （4）输入要求:输入电阻大于20KΩ。 （5）工作稳定性:当电路元器件改变时，若ΔAu/Au=10%,则ΔAuf<1%。 二．设计图文论证 一、设计框图 图中X表示电压或电流信号；箭头表示信号传输的方向；符号¤表示输入求和， +、–表示输入信号与反馈信号是相减关系（负反馈），即放大电路的净输入信号为 （1） 基本放大电路的增益（开环增益）为 （2） 反馈系数为 （3） 负反馈放大电路的增益（闭环增益）为 （4） 二、反馈的方式选择 根据负载的要求及信号情况来选择反馈方式．在负载变化的情况下．要求放大电路定压输出时，就需要电压负反馈：在负载变化的情况下，要求放大电路恒流输出时，就要采用电流负反馈。至于输入端采用串联还是并联方式，主要根据对放大电路输出电阻而定。当要求放大电路具有高的输入电阻是，宜采用串联反馈：当要求放大电路具有底的输入电阻是，宜采用并联反馈。如仅仅为了提高输入电阻，降低输出电阻时，宜采用射极输出器。 三、放大管的选择 如果放大电路的极数多，而输入信号很弱（微伏级），必须考虑输入几件放大管的噪音所产生的影响，为此前置放大级应选用底噪声的管子。当要求放大电路的频带很宽时，应选用截止频率较高的管子。从集电级损耗的角度出发，由 于前几级放大的输入较小，可选用p cm 小的管子，其静态工作点要选得底一些（I E 小），这样可减小噪声；但对输出级而言，因其输出电压和输出电流都较大，故p cm 大的管子 四、级数的选择 放大电路级数可根据无反馈时的放大倍数而定，而此放大倍数又要根据所要求的闭环放大倍数和反馈深度而定，因此设计时首先要根据技术指标确定出它 的闭环放大倍数A f 及反馈深度1+AF，然后确定所需的A f 。 确定了A的数值，放大电路的级数大致可用下列原则来确定：几十至几百倍左右采用一级或两级，几百至千倍采用两级或三级，几千倍以上采用三级或四级（射极输出极不计，因其A约等于零一般情况下很少采用四级以上，因为这将给施加反馈后的补偿工作带来很大的困难，但反馈只加在两级之间也是可以的。一般情 电压串联负反馈放大电路 一、实验目的 1．加深理解负反馈对放大电路性能的影响 2．掌握放大电路开环与闭环特性的测试方法 二、预习要求 1．复习电压串联负反馈的有关章节，熟悉电压串联负反馈电路的工作原理以及对放大电路性能的影响。 2．估算图3.1所示电路在有反馈和无反馈时的电压放大倍数的大小。设==50，Rp=60K。 3．估算图3.1所示电路在有反馈和无反馈时的输入电阻和输出电阻。 4．自拟实验记录表格。 三、实验元、器件 模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台 万用表一台连线若干 其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“电压串联负反馈放大电路”模板。 四、实验原理与参考电路 1．参考电路如图3-1所示。 负反馈有四种类型：电压串联负反馈，电压并联负反馈，电流串联负反馈，电流并联负反馈。本实验电路由两级共射放大电路引入电压串联负反馈，构成负反馈放大器。其中反馈电阻RF=10KΩ。 2．电压串联负反馈对放大器性能的影响 （1）引入负反馈降低了电压放大系数 式中，是反馈系数，，是放大器不引入级间反馈时的电压放大倍数（即，但要考虑反馈网络阻抗的影响），其值可由图3-2所示的交流等效电路求出。 设，则有 式中：第一级交流负载电阻 第二级交流负载电阻 从式中可知，引入负反馈后，电压放大倍数比没有负反馈时的电压放大倍数降低了（）倍，并且愈大，放大倍数降低愈多。 （2）负反馈可提高放大倍数的稳定性 该式表明：引入负反馈后，放大器闭环放大倍数的相对变化量比开环放大倍数的相对变化量减少了（1 AF）倍，即闭环增益的稳定性提高了（1 AF）倍。 （3）负反馈可扩展放大器的通频带 引入负反馈后，放大器闭环时的上、下截止频率分别为： 可见，引入负反馈后，向高端扩展了倍，从而加宽了通频带。 （4）负反馈对输入阻抗、输出阻抗的影响 负反馈对输入阻抗、输出阻抗的影响比较复杂。不同的反馈形式，对阻抗的影响不一样。一般而言，串联负反馈可以增加输入阻抗，并联负反馈可以减小输入阻抗；电压负反馈将减小输出阻抗，电流负反馈可以增加输出阻抗。图3-1电路引入的是电压串联负反馈，对整个放大器电路而言，输入阻抗增加了，输出阻抗降低了。它们的增加和降低程度与反馈深度（1 AF）有关，在反馈环内满足 （5）负反馈能减小反馈环内的非线性失真 综上所述，在放大器引入电压串联负反馈后，不仅可以提高放大器放大倍数的稳定性，还可以扩展放大器的通频带，提高输入电阻和降低输出电阻，减小非线性失真。 五、实验内容 1．按图3.1组装电压串联负反馈电路，调整Q1,Q2静态工作点(方法同实验一)。输入端加,2mV的正弦电压，输出接示波器CH2,观察输出电压波形是否有自激振荡，若有自激，可在Q2的基极b2和集电极c2之间加消振电容，其容量约为200pF。确认输出电压无自激，不失真，关闭信号 第四章负反馈放大电路 【教学要求】 本章主要介绍了反馈的基本概念；负反馈放大电路的四种基本类型及其判断方法以及各类负反馈对放大电路性能的影响；并强调了深度负反馈放大电路的计算。教学内容、要求和重点如表4.1。 表4.1 教学内容、要求和重点 【例题分析与解答】 【例题4-1】试判断例题4-1图所示电路的反馈是正反馈还是负反馈。 解：首先进行有无反馈的判断。若电路的输出回路与输入回路有由电阻、电容等元器件构成的通路，则说明电路中引入了反馈，否则无反馈。 在图4-1电路中，电阻R F和电容C F将电路的输出回路和输入回路“联系”起来，构成反馈通路，使输出电压影响电路的输入电压，故引入了反馈。 图 4-1 再进行正、负反馈的判断。假设电路输入端信号的极性为上“＋”下“－”，即T 1基极为“＋”，集电极则为“－”，T 2基极为“－”，集电极则为“＋”。T 2集电极的输出信号通过电阻R F 和电容C F 反馈至R E1得到反馈信号f V ，其极性为上“＋”下“－”，导致T 1的净输入信号 be i f V V V =-减小，可判断该反馈为负反馈。 【例题4-2】电路如图4-1所示。求深度负反馈下的电压放大倍数vf A 。 解：首先判断该电路中引入了电压串联负反馈，且o V 作用于反馈网络，在R E1上的压降即为反馈电压，故 E1 f o E1F R V V R R = + 根据式i f V V ≈ 有 o o F vf i f E1 1V V R A V V R = ≈=+ 【例题4-3】电路如图4-3所示。求深度负反馈下的电压放大倍数 vsf A 。 o V +s V I f I 图4-3 解：首先判断该电路中引入了电流并联负反馈，且o I 作用于反馈网络所得反馈电流为 E2 f o E2F R I I R R = + 第四章放大电路中的负反馈习题 4.1 判断图4-24所示各电路中有无反馈？是直流反馈还是交流反馈？哪些构成了级间反馈？哪些构成了本级反馈？ 4.1解答： （a）R e1：本级直流反馈 R e2：本级交直流反馈 R f,C f：级间交流反馈（因为直流 信号被C f隔直） （b）Re：本级直流反馈 R b：本级直流反馈（因为交流信号被C2 短路到地） （c）R R e2 ：本级交直流反馈 R e3：本级直流反馈（因为交流被C3短路） R f：级间交直流反馈 （d）R1,R2,R3为级间交直流反馈 R3：本级交直流反馈 4-1解答续： （e）R2,R4：本级交直流反馈 R L,R6：为级间交直流反馈 （f）R e ：本级直流反馈（∵交流信号被C e短路）R1, R2 ：本级直流反馈（∵交流信号被C短路到地） （g）R1, R2 ：级间交直流反馈 （h）(i) R e2 ：本级直流反馈 R e1, R e3 ：级间交流反馈 （ii）R f1, R b ：级间交直流反馈 R f2, R e1 ：级间交直流反馈 4.2指出图4-24所示各电路中反馈的类型和极性，并在图中标出瞬时极性以及反馈电压或反馈电流。 （a）解答：R f,C f引入电压并联交流负反馈 瞬间极性如图示：∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 （b）解答，R b引入电压并联直流负反馈，瞬时极性如图示 ∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 （C）解答：R f, R e1 ：引入电压串联交流正反馈（∵直流被C2隔直），瞬时极性如图示：U be=U i+U f, U f与U i极性相同，故为正反馈 (d)解答：R1，R2引入电压串联交直流正反馈，瞬时极性如图示： U ' i=U i+U f, U f与U i极性相同，故为正反馈 （e）解答：R L,R6 引入电流串联交直流负反馈,（即ΔU i=（U+-U i）↓）（即同相端与反相端电位差下降，∴为负反馈） （f）解答：R1，R e 引电容并联直流负反馈（交流被C短路到地）瞬时极性为图示（因I b↓=I i-I f ↑）I f上升，I b下降 （g）解答：R1，R2引入电压并联交直流负反馈 瞬时极性如图示：∵I b↓=I i-I f↑ （h）(i)解答：R b ， R f1引入电压并联交直流负反馈 瞬时极性为图示∵I b↓=I i-I f↑故为负反馈 （ii）解答：R f2, R e1引入电流串联交直流负反馈 瞬时极性为图示∵U be↓=U i-U f2↑= U i-U e1↑（U e1上升，U be下降） ∴为负反馈 第六章放大电路中的反馈 自测题 一、在括号内填入“√”或“×”，表明下列说法是否正确。 （1）若放大电路的放大倍数为负，则引入的反馈一定是负反馈。（）（2）负反馈放大电路的放大倍数与组成它的基本放大电路的放大倍数量纲相同。（） （3）若放大电路引入负反馈，则负载电阻变化时，输出电压基本不变。 （）（4）阻容耦合放大电路的耦合电容、旁路电容越多，引入负反馈后，越容易产生低频振荡。（） 解：（1）×（2）√（3）×（4）√ 二、已知交流负反馈有四种组态： A．电压串联负反馈B．电压并联负反馈 C．电流串联负反馈D．电流并联负反馈选择合适的答案填入下列空格内，只填入A、B、C或D。 （1）欲得到电流－电压转换电路，应在放大电路中引入； （2）欲将电压信号转换成与之成比例的电流信号，应在放大电路中引入； （3）欲减小电路从信号源索取的电流，增大带负载能力，应在放大电路中引入； （4）欲从信号源获得更大的电流，并稳定输出电流，应在放大电路中引入。 解：（1）B （2）C （3）A （4）D 三、判断图所示各电路中是否引入了反馈；若引入了反馈，则判断是正反馈还是负反馈；若引入了交流负反馈，则判断是哪种组态的负反馈，并求 A 或f s u A 。设图中所有电容出反馈系数和深度负反馈条件下的电压放大倍数 f u 对交流信号均可视为短路。 图 解：图（a ）所示电路中引入了电流串联负反馈。反馈系数和深度负反 馈条件下的电压放大倍数f u A 分别为 L 3 1321f 32131 R R R R R R A R R R R R F u 式中R L 为电流表的等效电阻。 图（b ）所示电路中引入了电压并联负反馈。反馈系数和深度负反馈条 件下的电压放大倍数f u A 分别为 1 2f 2 1R R A R F u 图（c ）所示电路中引入了电压串联负反馈。反馈系数和深度负反馈条 件下的电压放大倍数f u A 分别为 1 1f u A F 图（d ）所示电路中引入了正反馈。 四、电路如图所示。第四章负反馈放大电路习题
负反馈放大电路的设计方案与制作
第四章 放大电路中的反馈
反馈放大电路设计实验报告模版
第五节 反馈和负反馈放大电路典型例题
实验四 负反馈放大电路的研究
模拟电路习题答案 第6章 放大电路中的反馈题解1
负反馈放大电路实验报告
第5章反馈放大电路习题解答
负反馈放大电路实验报告
负反馈放大电路 实验报告
模拟电路第六章课后习题复习资料
模电实验报告负反馈放大电路
负反馈放大电路设计
负反馈放大电路性能测试实验报告
2012年模拟电子技术第四章 负反馈放大电路练习题(含答案)
放大电路中的负反馈解读
模拟电路习题答案第6章放大电路中的反馈题解1
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