第六章負反饋技術

6-1反饋的基本概念

6-2負反饋對放大電路性能的影響6-3負反饋放大電路的分析與計算

6-4負反饋放大電路的頻率響應二、反饋的判斷三、反饋放大電路的方框圖和基本反饋方程一、什么是反饋一、提高增益的穩(wěn)定性二、減少非線性失真三、擴展頻帶四、對輸入、輸出電阻的影響五、引入負反饋的一般原則一、深負反饋條件下的近似估算二、拆環(huán)分析法（方框圖法）一、負反饋對放大器頻率特性的影響二、負反饋放大器的穩(wěn)定性會判:判斷電路中有無反饋和反饋的性質會算:估算深度負反饋條件下放大電路的閉環(huán)增益；會引:根據需求在電路中引入適當的反饋；會判振消振:會判斷電路是否穩(wěn)定，會消除自激振蕩。2025/8/271§6-1反饋的基本概念給電路加上正的共模信號C1C2CeRb1Rb2ReRLRCRSuSEC+T1RbRb-EERemuO1ui1RCECRCui2T2uO2反饋網絡2025/8/272基本放大器反饋網絡輸入量凈輸入量反饋量輸出量反饋放大電路的方框圖§6-1反饋的基本概念C1C2CeRb1Rb2ReRLRCRSuSEC+反饋網絡

一、什么是反饋

放大電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入，稱為反饋。放大信號傳輸反饋信號反饋量：實質是對輸出量的采樣，其數值僅僅取決于輸出

量，與輸出量成正比，而與輸入量無關。凈輸入量：考慮反饋量后得到的輸入量。輸出電壓還是輸出電流多少怎樣引出怎樣引回影響輸入電壓還是輸入電流2025/8/2731、有無反饋的判斷（正確判斷反饋的性質是研究反饋放大電路的基礎）－－通過尋找電路中有無反饋通道，可以判斷出電路是否引入了反饋。如果放大電路中存在將輸出回路與輸入回路相連接的通路（反饋通路），并且影響放大電路的凈輸入量，則表明電路中引入了反饋，否則電路中便沒有反饋。Rb2Rb1Rb3C1CBRSuSECReC1C2CeRb1Rb2ReRLRCRSuSEC+

二、反饋的判斷－＋uiuo－＋uiuo－＋uiuo2025/8/274

二、反饋的判斷2、反饋的極性的判斷（正、負反饋）如何判斷反饋的極性呢？——瞬時極性法（根據反饋效果來確定)瞬時極性：某一時刻該點交流信號的對地電位極性基本放大器反饋網絡輸入量凈輸入量反饋量輸出量引入反饋后其變化是增大還是減??？引入反饋后其變化是增大還是減?。糠卜答伒慕Y果使輸出量的變化減小的為負反饋，否則為正反饋；凡反饋的結果使凈輸入量的變化減小的為負反饋，否則為正反饋；放大電路中引入的一般是負反饋，用來改善電路的性能。

振蕩電路要引入正反饋，用來產生各種振蕩波形。2025/8/275

瞬時極性法判斷正/負反饋：①找出反饋網絡。②假定輸入信號為某一瞬時極性，按信號的傳輸路線（放大電路的輸入端——輸出端——反饋網絡——輸入端）逐級推倒出電路中各個相關點的瞬時極性，得到反饋信號的極性。③判斷反饋的結果－－凈輸入量是增大了還是減小了？（難）這一過程一定要

注意各放大級的組態(tài)：CE/CS：CC/CD：CB/CG：輸入、輸出相位相反輸入、輸出相位相同輸入、輸出相位相同單端輸出的差放電路：同側反相；異側同相如果：－－凈輸入量減小，為負反饋如果：－－凈輸入量增大，為正反饋規(guī)定Xi的極性推出XO的極性得到Xf的極性三個物理量的疊加關系判斷反饋極性2025/8/276uO+-RSRC1+-uS·RC2○○○+VCC～RFRe1Re2CeC2C1負反饋○○

iiidif

正反饋○

if說明：從不同的輸出端子引回同一個輸入端，反饋極性相反。①反饋信號與輸入信號在輸入回路以電流形式求和，若兩

者極性相反為負反饋，兩者極性同為正反饋。用瞬時極性法判斷反饋極性的例子：2025/8/277Rb1RC1-ui○○uO○○○+VCC+-Re2RC2Re1RF+正反饋負反饋Rb1RC1-ui○○uO○○○+VCC+-Re2RC2Re1RF++-ud-+uf+-ud-+uf②反饋信號與輸入信號在輸入回路以電壓形式求和，

若兩者極性相同為負反饋，兩者極性反為正反饋。用瞬時極性法判斷反饋極性的例子：說明：從不同的輸出端子引回同一個輸入端，反饋極性相反。①反饋信號與輸入信號在輸入回路以電流形式求和，

若兩者極性相反為負反饋，兩者極性同為正反饋。2025/8/278－＋uiuo－＋uiuo用瞬時極性法判斷反饋極性的例子：負反饋正反饋說明：從同一個輸出端子引回不同的輸入端，反饋極性相反。②反饋信號與輸入信號在輸入回路以電壓形式求和，

若兩者極性相同為負反饋，兩者極性反為正反饋。說明：從不同的輸出端子引回同一個輸入端，反饋極性相反。①反饋信號與輸入信號在輸入回路以電流形式求和，

若兩者極性相反為負反饋，兩者極性同為正反饋。2025/8/2793、直流反饋和交流反饋的判斷直流反饋：反饋信號只含有直流成分。交流反饋：反饋信號只含有交流成分。交直流反饋：交、直流共存的反饋。

直流負反饋的作用只有一個，就是穩(wěn)定靜態(tài)工作點，

對放大器的各項動態(tài)性能指標均無影響。交流負反饋會對放大電路的各項動態(tài)指標產生不同的影響，是用以改善電路技術指標的主要手段，也是本章要討論的主要內容。如何判斷交、直流反饋？“看通路”－－看反饋通路中含有直流成分還是交流成分。（*特別要注意電容所起的作用）2025/8/2710

判別交、直流反饋的例子：直流反饋RSRC1uO+-uSRC2○○○+VCC～+-RFRe1Re2CeC2C1Rb1RC1-ui○○uO○○○+VCC+-Re2RC2Re1RFCF+交流反饋如何判斷交、直流反饋？“看通路”－－看反饋通路中含有直流成分還是交流成分。（*特別要注意電容所起的作用）2025/8/27114、多級放大電路中的局部反饋和級間反饋的判斷局部反饋：只對電路中某一級起反饋作用；級間反饋：將整個電路的輸出引回到輸入級的輸入回路（主反饋），RSRC1uO+-uSRC2○○○+VCC～+-RFRe1Re2CeC2C1RF引入級間反饋（主反饋）Re1、Re2引入局部反饋；重點研究級間反饋。2025/8/2712－＋uO1R1－＋uiR2R3R4A1A2uo+-RL

討論：找出電路中的反饋，并判斷反饋類型？局部反饋級間反饋負反饋負反饋2025/8/2713三、“交流負反饋”的四種組態(tài)及判別方法

電壓反饋和電流反饋：描述放大電路和反饋網絡在輸出回路的連接方式，即反饋網絡的取樣對象。電壓反饋：將輸出電壓的一部分或全部引回到輸入回路影響凈輸入量，稱為電壓反饋。電流反饋：將輸出電流的一部分或全部引回到輸入回路影響凈輸入量，稱為電流反饋。電壓負反饋可以穩(wěn)定輸出電壓，結論：采用電壓反饋還是電流反饋取決于負載的需求。反饋網絡放大電路+-uO反饋網絡放大電路+-uOiOiO取樣電壓并聯連接取樣電流串聯連接電流負反饋可以穩(wěn)定輸出電流，2025/8/2714串聯反饋和并聯反饋：描述放大電路和反饋網絡在輸入回路的連接方式，即反饋量、輸入量和凈輸入量三者的疊加關系。并聯反饋：反饋網絡放大電路idiiif反饋量、輸入量和凈輸入量在輸入端以電流形式求和：并聯連接串聯反饋：反饋網絡放大電路+-uiuduf++--反饋量、輸入量和凈輸入量在輸入回路以電壓形式求和：串聯連接三、“交流負反饋”的四種組態(tài)及判別方法2025/8/2715（1）串聯反饋討論：信號源對反饋效果的影響ud=ui-uf則ui最好為恒壓源，即信號源內阻RS越小越好。要想反饋效果明顯，就要求uf的變化能有效引起ud

的變化。串聯負反饋適用于內阻比較小的信號源（電壓源）。（2）并聯反饋id=ii-if則ii最好為恒流源，即信號源內阻RS越大越好。要想反饋效果明顯，就要求if的變化能有效引起id

的變化。并聯負反饋適用于內阻比較大的信號源（電流源）。反饋網絡放大電路+-uOiOiO+-uiuduf++--反饋網絡放大電路idiiif+-uOiOiO并聯反饋串聯反饋結論：采用并聯反饋還是串聯反饋取決于信號源的性質。2025/8/2716根據反饋網絡在輸出端和輸入端的連接方式的不同，有四種組態(tài)：電壓串聯、電壓并聯、電流串聯、電流并聯。反饋網絡放大電路+-uOidiiif反饋網絡放大電路idiiif+-uOiOiO反饋網絡放大電路+-uiuduf++--+-uO反饋網絡放大電路+-uOiOiO+-uiuduf++--電壓串聯電流串聯電流并聯電壓并聯1、交流負反饋的四種組態(tài)2025/8/2717（1）短路判別法：2、反饋組態(tài)的判別方法輸出端短路反饋信號消失電壓反饋反饋信號仍存在電流反饋輸入端短路反饋信號無法加到基本放大器輸入端并聯反饋反饋信號可以加到基本放大器輸入端串連反饋反饋網絡放大電路+-uO反饋網絡放大電路+-uOiOiO電壓反饋電流反饋并聯反饋串聯反饋反饋網絡放大電路idiiif反饋網絡放大電路+-uiuduf++--2025/8/2718（2）同點連接判別法：反饋支路與放大電路的輸出端接在同一點。反饋支路與放大電路的輸出端沒有接在同一點。電壓反饋：電流反饋：反饋支路與放大電路的輸入端接在同一點。反饋支路與放大電路的輸入端沒有接在同一點。并聯反饋：串聯反饋：XfXOXfXOXfXiXfXi電壓反饋電流反饋并聯反饋串聯反饋看輸出端看輸入端2、反饋組態(tài)的判別方法2025/8/2719電壓并聯負反饋電流串聯負反饋vO判別反饋組態(tài)的例子(1)：2025/8/2720判別反饋組態(tài)的例子(2)：RSuSI0uOR1R2R3R4R5R6+EC-EE電壓串連負反饋2025/8/2721+ECRfRC1RLRuO電流并聯負反饋判別反饋組態(tài)的例子(3)：2025/8/2722－＋uO1R1－＋uiR2R3R4A1A2uo+-RL判別反饋組態(tài)的例子(4)：電壓并聯負反饋電壓串聯負反饋2025/8/2723小結會判:判斷電路中有無反饋和反饋的性質放大電路的反饋是指將放大電路輸出量的一部分或全部通過一定的方式引回到輸入回路，影響輸入。通過判斷電路中有無反饋通路來判斷電路是否存在反饋。根據反饋的效果可分為正反饋和負反饋：正反饋使放大電路的凈輸入量增大；負反饋使放大電路的凈輸入量減小。利用瞬時極性法可以判斷反饋的極性。根據反饋信號的性質可分為直流反饋和交流反饋：直流反饋中反饋信號只含有直流成分，直流負反饋用來穩(wěn)定靜態(tài)工作點；交流反饋中反饋信號只含有交流成分，交流負反饋會影響放大電路的各種性能指標；實際中大部分反饋為交直流反饋。2025/8/2724交流負反饋有四種組態(tài)：電壓串聯負反饋電壓并聯負反饋電流串聯負反饋電流并聯負反饋采用同點連接判別法判斷交流負反饋的組態(tài)：

反饋支路與輸出端接于同一點為電壓反饋，否則為電流反饋；

反饋支路與輸入端接于同一點為并聯反饋，否則為串聯反饋。采用何種組態(tài)的交流負反饋取決于負載的需求和信號源性質：需要穩(wěn)定電壓采用電壓反饋，需要穩(wěn)定輸出電流采用電流反饋；

信號源為內阻小的電壓源時，采用串聯反饋效果較好；

信號源為內阻大的電流源時，采用并聯反饋效果較好。小結會判:判斷電路中有無反饋和反饋的性質2025/8/2725

四、負反饋放大電路的方框圖和基本反饋方程1、負反饋放大電路的方框圖基本放大器A（s）反饋網絡F（s）Xi(s)XO(s)Xf(s)Xd(s)-因為負反饋放大電路有四種組態(tài)，而且對于同一種組態(tài)，具體電路也各不相同，所以為了研究負反饋放大電路的共同規(guī)律，利用方框圖來描述所有電路，并推倒出基本反饋方程。在斷開反饋且考慮反饋網絡的負載效應的情況下所構成的放大電路。與反饋系數有關的所有元器件構成的網絡。箭頭表示信號的流通方向說明：理想情況下，信號傳輸應滿足單向化條件。（1）信號只經過基本放大器實現正向傳輸。（2）信號只經過反饋網絡實現反向傳遞。Xi(s)：輸入信號;XO(s)：輸出信號;Xf(s)：反饋信號;Xd(s)：凈輸入信號2025/8/27262、開環(huán)增益、環(huán)路增益和閉環(huán)增益基本放大器A（s）反饋網絡F（s）Xi(s)XO(s)Xf(s)Xd(s)-開環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數：環(huán)路增益：（放大電路無反饋時的放大倍數）（反饋網絡的傳輸系數）（信號沿環(huán)路傳遞一周得到

的放大倍數）（整個負反饋電路的放大倍數）要考慮反饋網絡的負載效應。2025/8/27273、閉環(huán)增益的一般表達式－－基本反饋方程※閉環(huán)增益的一般表達式?；痉答伔匠袒痉糯笃鰽（s）反饋網絡F（s）Xi(s)XO(s)Xf(s)Xd(s)-負反饋：反饋深度：開環(huán)增益：閉環(huán)增益：反饋系數：環(huán)路增益：2025/8/27281.什么是傳統機械按鍵設計？傳統的機械按鍵設計是需要手動按壓按鍵觸動PCBA上的開關按鍵來實現功能的一種設計方式。傳統機械按鍵設計要點：1.合理的選擇按鍵的類型，盡量選擇平頭類的按鍵，以防按鍵下陷。2.開關按鍵和塑膠按鍵設計間隙建議留0.05~0.1mm，以防按鍵死鍵。3.要考慮成型工藝，合理計算累積公差，以防按鍵手感不良。傳統機械按鍵結構層圖：按鍵開關鍵PCBA4、關于反饋深度的討論反饋深度：反饋深度是開環(huán)增益與閉環(huán)增益的幅值之比，反映了反饋對放大電路的影響程度。負反饋對放大電路性能指標的改善程度均與反饋深度密切相關。反饋對放大電路的影響程度可以分為四種情況：

負反饋

深度負反饋：

正反饋

自激振蕩（1）（2）（3）自激時電路失去正常放大能力，在負反饋放大電路中必須要消除。（4）結論：引入深度負反饋后，閉環(huán)增益幾乎只取決于反饋網絡。2025/8/2730*注意：以上的增益和反饋系數是廣義上的增益和反饋系數，對于不同的反饋組態(tài)，它們具有不同的物理意義和量綱。開環(huán)增益：反饋系數：閉環(huán)增益：環(huán)路增益：5、不同反饋組態(tài)放大電路的增益、反饋系數的物理意義和量綱2025/8/2731電壓串聯電流串聯電流并聯電壓并聯ui+-uduf++--+-uO放大器反饋網絡+-uOidiiif放大器反饋網絡iOiO+-uiuduf++--放大器反饋網絡idiiifiOiO放大器反饋網絡組態(tài)XoXi

Xf

Xd開環(huán)增益反饋系數閉環(huán)增益電壓串聯電壓并聯電流串聯電流并聯電壓增益電壓傳輸系數電壓增益跨阻增益（?）跨導傳輸系數（S）跨阻增益（?）跨導增益（S）跨阻傳輸系數（?）跨導增益（S）電流增益電流傳輸系數電流增益5、不同反饋組態(tài)放大電路的增益、反饋系數的物理意義和量綱環(huán)路增益有量綱嗎？－－四種組態(tài)的環(huán)路增益均無量綱。uoui

uf

uduoii

if

idioui

uf

udioii

if

id*負反饋放大電路的增益和反饋系數具有廣泛的含義，對于不同的反饋組態(tài)，它們具有不同的物理意義和量綱。不同組態(tài)的放大電路具有不同的功能。功能ui控制uo(VCVS)電壓放大ii控制uo(CCVS)電流轉換成電壓ui控制io(VCCS)電壓轉換成電流ii控制io(CCCS)電流放大2025/8/2732§6-2交流負反饋對放大電路性能的影響一、提高增益的穩(wěn)定性二、減少非線性失真三、擴展頻帶四、改變輸入輸出電阻五、為改善性能引入負反饋的一般原則2025/8/2733

一、提高增益的穩(wěn)定性在中頻區(qū)、反饋網絡為純阻性時：增益的穩(wěn)定性可用相對變化量來表示：結論：引入負反饋后，增益下降為開環(huán)的1/（1+AF），但增益的穩(wěn)定性卻提高了（1+AF）倍。如果是深負反饋，當反饋網絡由穩(wěn)定的線性元件組成時，閉環(huán)增益將有很高的穩(wěn)定性。犧牲增益換取增益的穩(wěn)定性是否值得？2025/8/2734ubeib基本放大器反饋網絡Σxfxdxo·xi

二、減小非線性失真放大電路引入負反饋后，非線性失真將有一定程度的改善，而且反饋越深，對非線性失真的補償作用越大，非線性失真越小。定性分析：在一定程度上補償了放大器對信號的非線性失真作用，使輸出信號xo近似為正弦信號。假設由于晶體管的非線性，輸出xO產生截止失真（上大下?。?2025/8/2735ubeib基本放大器反饋網絡Σxfxdxo·xi放大電路引入負反饋后，非線性失真將有一定程度的改善，而且反饋越深，對非線性失真的補償作用越大，非線性失真越小。在非線性失真不太嚴重的情況下，可以證明輸出波形中的非線性失真近似減小為原來的1/（1+AF）。負反饋減小非線性失真指的是反饋環(huán)內的失真。如果失真是由外界干擾產生的，負反饋不能減小這種失真，必須采用濾波或屏蔽等方法才能解決。

二、減小非線性失真2025/8/2736f0|Au(j)|/dB

三、展寬頻帶從圖可以直觀地看到，引入負反饋后，通頻帶展寬了。fLfHfLffHf定性分析：（P221）定量分析：上限頻率增大為開環(huán)的（1+A0F）倍下限頻率下降為開環(huán)的1/（1+A0F）引入負反饋后，放大電路的通頻帶展寬了（1+A0F）倍。2025/8/2737

四、改變輸入電阻1、串聯負反饋使輸入電阻增大無反饋時：引入串聯負反饋后：F(S)

A(S)+-uiuduf++--iiRixO說明：串聯負反饋使放大電路的輸入電阻增大為無反饋時的[1+A(s)F(s)]倍。（負反饋對輸入電阻的影響取決于是串聯反饋還是并聯反饋）2025/8/27382、并聯負反饋使輸入電阻減小無反饋時：引入并聯負反饋后：說明：并聯負反饋使放大電路的輸入電阻減小為無反饋時的1/[1+A(s)F(s)]倍。F(S)

A(S)+-uiiiRiXOidif

四、改變輸入電阻（負反饋對輸入電阻的影響取決于是串聯反饋還是并聯反饋）2025/8/2739Xi

F(S)∑RoAO(S)XdXdXf1、電壓負反饋使輸出電阻減小電壓負反饋穩(wěn)定輸出電壓輸出具有恒壓特性輸出電阻減小

五、改變輸出電阻（取決于是電壓反饋還是電流反饋）uo+-io無反饋時放大電路的輸出電阻負載開路時的開環(huán)電壓增益或跨阻增益=0不重復考慮反饋網絡的影響io電壓負反饋使輸出電阻減小為無反饋時的1/[1+AO(s)F(s)]。當1+AO(s)F(s)→∞時，2025/8/2740

RoAS(S)XdXi∑XdXfF(S)uo+-2、電流負反饋使輸出電阻增大電流負反饋穩(wěn)定輸出電流輸出具有恒流特性輸出電阻增大=0iouo+-電流負反饋使輸出電阻增大為無反饋時的[1+AS(s)F(s)]倍。當1+AS(s)F(s)→∞時，不重復考慮反饋網絡的影響負載短路時的開環(huán)電流增益或跨導增益2025/8/2741小結：交流負反饋對放大電路各項性能指標的的影響串聯負反饋增大輸入電阻：并聯負反饋減小輸入電阻：電壓負反饋減小輸出電阻：電流負反饋增大輸出電阻：※負反饋對放大器動態(tài)指標的影響程度，均與反饋深度有關：或增大為原來的[1+A

F]倍；或減小為原來的1/[1+A

F]倍；負反饋提高增益的穩(wěn)定性：負反饋展寬放大器通頻帶：注意：A與反饋組態(tài)

緊密相關。負反饋減小非線性失真：減小為開環(huán)時的1/(1+AF)負反饋降低增益：負反饋改變的是反饋環(huán)內的輸入、輸出電阻，若反饋環(huán)外還連接有其他電阻，則應予以考慮。2025/8/2742小結：不同反饋組態(tài)對各項性能指標的的影響反饋類型穩(wěn)定的增益輸入電阻輸出電阻其他性能的改善電壓串聯電壓并聯電流串聯電流并聯AufArfAgfAif擴展通頻帶、減小非線性失真、抑制干擾和噪聲2025/8/2743六、為改善性能引入負反饋的一般原則1、穩(wěn)定Q點應引入直流負反饋。2、改善動態(tài)性能應引入交流負反饋。3、根據信號源特點決定引入串聯負反饋還是并聯負反饋：減小向信號源索取電流(增大輸入電阻)應引入串聯負反饋；盡可能向信號源索取電流(減小輸入電阻)應引入并聯負反饋。4、根據負載的需求決定引入電壓負反饋還是電流負反饋：需要穩(wěn)定輸出電壓（減小輸出電阻）應引入電壓負反饋；需要穩(wěn)定輸出電流（增大輸出電阻）應引入電流負反饋；5、根據信號轉換關系：輸出是電壓控制電壓源－－電壓串聯負反饋輸出是電流控制電壓源－－電壓并聯負反饋輸出是電壓控制電流源－－電流串聯負反饋輸出是電流控制電流源－－電流并聯負反饋2025/8/2744如何在放大電路中引入適當的負反饋根據需求確定應引入何種組態(tài)的負反饋。根據反饋信號的取樣方式（電壓反饋或電流反饋）確定反饋信號應由輸出回路的哪一點引出。根據反饋信號與輸入信號的疊加方式（串聯反饋或并聯反饋）確定反饋信號應饋送到輸入回路的哪一點。要注意保證反饋極性是負反饋。2025/8/2745討論（一）1、為減小放大電路從信號源索取的電流，減小輸出電阻，

應引入什么反饋？2、為了得到穩(wěn)定的電流放大倍數，應引入什么反饋？3、為了穩(wěn)定放大電路的靜態(tài)工作點，應引入什么反饋？4、為了使電壓信號轉換成與之成穩(wěn)定關系的電流信號，

應引入什么反饋？2025/8/2746RC1RC2Rb1uiRe1Re2Rb2RC3RLVD+EC-EERf12345678910+-+-uOIEE討論（二）試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的交流負反饋。

？電壓串聯負反饋2025/8/2747RC1RC2Rb1uiRe1Re2Rb2RC3RLVD+EC-EERf12345678910+-+-uOIEE

？電流串聯負反饋討論（二）試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的交流負反饋。2025/8/2748RC1RC2Rb1uiRe1Re2Rb2RC3RLVD+EC-EERf12345678910+-+-uOIEE電壓并聯負反饋討論（二）試在圖示電路中分別引入四種不同組態(tài)的交流負反饋。2025/8/2749RC1RC2Rb1uiRe1Re2Rb2RC3RLVD+EC-EERf12345678910+-+-uOIEE

？電流并聯負反饋討論（二