反饋放大器原理

反饋網(wǎng)絡的作用是使系統(tǒng)的輸出和輸入發(fā)生聯(lián)系，形成稱為反饋環(huán)的環(huán)路。未加反饋網(wǎng)絡，即不構成環(huán)路(稱為開環(huán))時，輸入信號Xi直接送入基本放大器，放大器的輸出X0=AXi，其中A為基本放大器的增益(亦稱開環(huán)增益)。加上反饋網(wǎng)絡，即構成反饋環(huán)路(稱為閉環(huán))時，送入基本放大器的凈輸入變?yōu)?em>Xi-BX0，B是反饋網(wǎng)絡的增益。輸出X0與輸入Xi之比Af為反饋放大器的增益(稱為閉環(huán)增益) (圖1)

上式是反饋放大器的基本關系式，它表示閉環(huán)增益與開環(huán)增益間的關系。其中A和B一般為復數(shù),隨頻率而變,因此，Af一般也是隨頻率而變的復數(shù)。在中頻，如AB為負，式中分母(1-AB)的值大于1，閉環(huán)增益變小,相當于負反饋;如AB為正，且其值小于1，式中分母(1-AB)也小于1，閉環(huán)增益變大，則相當于正反饋。當AB為正,且AB≥1時，系統(tǒng)就質變到自激狀態(tài)，該式失效。負反饋已在實際放大器中獲得廣泛應用。這是因為它能在如下幾個方面改變放大器的性能，達到所希望的效果。

①對增益的影響:負反饋能使放大器的閉環(huán)增益趨于恒定，少受開環(huán)增益波動的影響。如果使式中的乘積AB的絕對值比1大很多，則閉環(huán)增益Af≈1/B。這樣,只要用比較恒定的無源元件組成的反饋網(wǎng)絡，負反饋放大器的增益就基本上不受開環(huán)增益 A的影響。正反饋雖然提高了增益，但卻不能使增益恒定。

②對放大器輸入和輸出阻抗的影響:放大器輸入阻抗值會因信號在輸入端混合的方式不同而異。在負反饋的情況下, 電壓混合使輸入阻抗增高,電流混合使輸入阻抗降低。而輸出阻抗則因對輸出信號的取樣方式不同而異。在負反饋的情況下，電流取樣使輸出阻抗增高，電壓取樣使輸出阻抗降低。對這些混合方式和取樣方式取不同的組合，可得四種能滿足不同使用要求的反饋方式。

③對放大器非線性失真的影響:在相同的輸出幅度下，負反饋放大器的非線性失真比無反饋者為小。但當輸入信號的運用范圍很大，例如運用到電子器件的飽和與截止狀態(tài)時，雖采用負反饋，也起不到減小非線性失真的作用。

④對通頻帶的影響:負反饋能使放大器的幅頻特性變得比較平坦，通頻帶得到展寬。

正反饋放大器具有較高的增益和較好的選擇性，但頻帶變窄，且工作穩(wěn)定性差。除早期的再生式高頻放大器外，一般放大器很少采用正反饋。

反饋放大器由基本放大器、反饋網(wǎng)絡、取樣電路和混合電路組成。負反饋能在如下幾個方面改變放大器的性能，達到所希望的效果。①對增益的影響。負反饋能使放大器的閉環(huán)增益趨于恒定，少受開環(huán)增益波動的影響。正反饋雖然提高了增益，但卻不能使增益恒定。②對放大器輸入和輸出阻抗的影響。放大器輸入阻抗值會因信號在輸入端混合的方式不同而異。③對放大器非線性失真的影響。在相同的輸出幅度下，負反饋放大器的非線性失真比無反饋者為小。④對通頻帶的影響。負反饋能使放大器的幅頻特性變得比較平坦，通頻帶得到展寬。正反饋放大器具有較高的增益和較好的選擇性，但頻帶變窄，且工作穩(wěn)定性差。除早期的再生式高頻放大器外，一般放大器很少采用正反饋。

反饋信號在輸入端與外加信號相加(或相減)組成放大器的凈輸入。當反饋信號使凈輸入增強從而使放大器增益提高時，稱為正反饋。當反饋信號使凈輸入減弱從而使增益下降時，稱為負反饋。

反饋放大器可用圖2的方框圖表示，圖中X可以代表信號電壓也可以代表信號電流(信號只包括中頻段，不包括低頻段和高頻段，因此X上面不打點，即不用復數(shù)表示)。Xi為反饋放大器的輸入信號，Xf為反饋放大器的反饋信號，Xd為基本放大器的凈輸入信號，Xo反饋放大器的輸出信號，A為基本放大器的放大倍數(shù)，F(xiàn)為反饋網(wǎng)絡的反饋系數(shù)。符號≈表示比較環(huán)節(jié)，即輸入信號Xi與反饋信號Xf在該點疊加，Xi和Xf疊加后，若Xd增大為正反饋;反之，若Xd減小為負反饋。并規(guī)定，信號只能沿支路箭頭方向傳輸。由基本放大器的輸入和反饋網(wǎng)絡的輸出組成的閉合環(huán)路稱為反饋環(huán)，由一個反饋環(huán)組成的反饋放大器稱為單環(huán)反饋放大器。

1. 一般表達式的推導

圖3中各信號之間的關系為

2. 基本放大器的放大倍數(shù)

圖4開環(huán)放大倍數(shù)，是考慮了反饋網(wǎng)絡負載效應的基本放大器的放大倍數(shù)。

3. 反饋網(wǎng)絡的反饋系數(shù)(圖片5)

4. 反饋放大器的放大倍數(shù)

又稱為閉環(huán)放大倍數(shù) (圖6)上式為反饋放大器的基本方程式。

5. 反饋深度

(圖7) 它是反饋放大器的一項重要指標，反饋放大器的性能都與它有關 (圖8)。

6. 環(huán)路放大倍數(shù) (圖9)

反饋放大器是由基本放大器和反饋網(wǎng)絡兩部分組成。基本放大器是將輸入量放大后送到輸出端，而反饋網(wǎng)絡是將輸出回路中的輸出量的一部分或全部分反送回到輸入回路。因此反饋放大器判斷方法如下:

(1) 判斷有沒有反饋

首先判斷有沒有反饋支路，如有，則放大器有反饋;如沒有，則放大器無反饋。判斷出放大器有反饋后，還要進一步判斷這條支路如果只對交流信號起作用，就為交流反饋;如果只對直流起作用，就為直流反饋;如果對交流和直流都起作用，就為交直流反饋。

(2) 判斷反饋類型

判斷反饋放大器是電壓反饋還是電流反饋，是串聯(lián)反饋還是并聯(lián)反饋，一般用短路法判斷。

將反饋放大器的負載RL短路，即令輸出電壓Vo=0(注意:Vo=0，但Io10)。如無反饋信號經(jīng)反饋支路加到反饋放大器的輸入回路，為電壓反饋;反之，如有反饋信號經(jīng)反饋支路加到反饋放大器的輸入回路，為電流反饋。

將反饋放大器的輸入端對地短路，即令輸入電壓Vi=0。如果反饋信號能加到基本放大器的輸入端，為串聯(lián)反饋;反之，如果反饋信號不能加到基本放大器的輸入端，為并聯(lián)反饋。

(3) 判斷正、負反饋

用電壓的瞬時極性(稱為瞬時極性法)判斷正、負反饋

設反饋放大器某瞬間輸入電壓Vi的相位為正(用+表示)，經(jīng)基本放大器逐級的相位變化，又從輸出回路通過反饋支路反回到放大器的輸入端的電壓為正(用(+)表示)，即為正反饋;反之，如果經(jīng)反饋支路反回到放大器的輸入端的電壓為負(用(-)表示)，即為負反饋。

第1章 4種典型負反饋電路

1.1 負反饋放大器綜述 1

1.1.1 反饋、正反饋和負反饋 2

1.1.2 負反饋電路種類 4

1.1.3 負反饋信號 6

1.1.4 不同頻率信號的負反饋 8

1.1.5 局部和大環(huán)路負反饋 8

1.1.6 負反饋電路分析方法 9

1.2 4種典型負反饋放大器 13

1.2.1 電壓并聯(lián)負反饋放大器 13

1.2.2 電流串聯(lián)負反饋放大器 16

1.2.3 電壓串聯(lián)負反饋放大器 21

1.2.4 電流并聯(lián)負反饋放大器 23

1.2.5 4種負反饋電路知識點"微播" 25

1.3 負反饋改善放大器性能 28

1.3.1 放大器的放大倍數(shù) 28

1.3.2 放大器頻率響應 30

1.3.3 放大器信噪比 31

1.3.4 放大器失真度 32

1.3.5 放大器的輸出功率和動態(tài)范圍 33

1.3.6 負反饋減小非線性失真 34

1.3.7 負反饋擴寬放大器頻帶 35

1.3.8 負反饋降低放大器噪聲和穩(wěn)定放大器工作狀態(tài) 36

1.4 負反饋放大器消振電路 36

1.4.1 產(chǎn)生自激的條件和消振電路原理 37

1.4.2 RC移相電路 37

1.4.3 超前式消振電路 39

1.4.4 滯后式消振電路 41

1.4.5 超前-滯后式消振電路 42

1.4.6 負載阻抗補償電路 43

1.5 RC電路參與的負反饋電路 44

1.5.1 變形負反饋電路特點和分析方法 44

1.5.2 RC電路阻抗特性 45

1.5.3 RC負反饋式電路 47

1.6 LC電路參與的負反饋電路 50

1.6.1 LC并聯(lián)諧振電路阻抗特性 50

1.6.2 LC串聯(lián)諧振電路阻抗特性 51

1.6.3 LC并聯(lián)諧振電路參與的負反饋電路 53

1.6.4 LC串聯(lián)諧振電路參與的負反饋電路 54

1.7 其他負反饋電路 56

1.7.1 差分放大器發(fā)射極負反饋電阻 56

1.7.2 負反饋抑制零點漂移 57

1.7.3 可控制負反饋量的負反饋電路 58

1.7.4 場效應管和電子管放大器中負反饋電路 58

1.7.5 正反饋和負反饋判斷方法小結 59

第2章 放大器系統(tǒng)電路

2.1 多級放大器組成方框圖和電路分析方法 61

2.1.1 多級放大器結構方框圖 61

2.1.2 各單元電路作用和電路分析方法 61

2.2 雙管阻容耦合放大器詳解及電路故障分析 62

2.2.1 單級放大器類型識別方法和直流、交流電路工作原理分析與理解 62

2.2.2 元器件作用分析和電路故障分析 63

2.3 雙管直接耦合放大器 64

2.3.1 直流電路和交流電路 64

2.3.2 元器件作用分析和電路故障分析 65

2.4 三級放大器 65

2.4.1 電路工作原理分析與理解 66

2.4.2 電路故障分析 66

2.5 耦合電路 66

2.5.1 耦合電路功能和電路種類 66

2.5.2 阻容耦合電路 67

2.5.3 直接耦合電路 68

2.5.4 變壓器耦合電路 68

2.6 退耦電路 70

2.6.1 級間交連概念 70

2.6.2 退耦電路工作原理分析和電路故障分析 71

2.7 差分放大器 72

2.7.1 差分放大器基礎知識和電路分析方法 72

2.7.2 差模信號和共模信號 73

2.7.3 雙端輸入、雙端輸出式差分放大器 73

2.7.4 雙端輸入、單端輸出式差分放大器 76

2.7.5 單端輸入、單端輸出式差分放大器 77

2.7.6 單端輸入、雙端輸出式差分放大器 79

2.7.7 帶恒流源差分放大器 80

2.7.8 具有零點校正電路的差分放大器 80

2.7.9 多級差分放大器 81

2.8 音頻前置集成電路 82

2.8.1 電路分析方法 82

2.8.2 電路工作原理分析與理解 83

2.9 音頻功率放大器基礎知識 84

2.9.1 電路結構方框圖和放大器種類 84

2.9.2 甲類、乙類和甲乙類放大器 85

2.9.3 定阻式輸出和定壓式輸出放大器 87

2.9.4 推挽、互補推挽和復合互補推挽放大器 88

2.9.5 推挽輸出級靜態(tài)偏置電路 90

2.10 變壓器耦合推挽功率放大器 92

2.10.1 推動級電路 92

2.10.2 功放輸出級電路 92

2.10.3 電路特點和電路分析小結 94

2.11 分立元器件OTL功率放大器 94

2.11.1 OTL功率放大器輸出端耦合電容分析 94

2.11.2 直流電路分析 96

2.11.3 交流電路分析 96

2.11.4 自舉電路分析 97

2.11.5 電路故障分析和輸出端直流電壓分析 97

2.11.6 實用復合互補推挽式OTL功率放大器 98

2.12 集成電路OTL功率放大器 100

2.12.1 單聲道OTL功率放大器集成電路 100

2.12.2 雙聲道OTL音頻功率放大器集成電路 105

2.13 分立和集成OCL功率放大器 107

2.13.1 分立元器件OCL功率放大器 107

2.13.2 集成電路OCL音頻功率放大器 109

2.14 BTL功率放大器 111

2.14.1 BTL功率放大器基礎知識 111

2.14.2 分立元器件BTL功率放大器 112

2.14.3 集成電路BTL功率放大器 113

2.15 其他放大器 115

2.15.1 場效應管實用偏置電路 115

2.15.2 場效應管和晶體三極管混合放大器 117

2.15.3 電子管放大器直流電路 118

2.15.4 電子管陰極輸出器電路 119

2.15.5 電子三極管阻容耦合電壓放大器 119

2.15.6 電子五極管放大器 120

2.15.7 多種集成運算放大器實用電路 121

2.16 限幅放大器電路 123

2.16.1 二極管限幅放大器 123

2.16.2 三極管限幅放大器 124

2.16.3 差分放大器限幅電路 125

2.17 萬用表檢修放大器知識點"微播" 126

2.17.1 單級音頻放大器無聲故障處理對策 126

2.17.2 單級音頻放大器聲音輕故障處理對策 127

2.17.3 單級音頻放大器噪聲大故障處理對策 127

2.17.4 單級音頻放大器非線性失真故障處理對策和注意事項 128

2.17.5 單級選頻放大器故障處理對策 128

2.17.6 阻容耦合多級放大器故障處理方法 129

2.17.7 直接耦合多級放大器故障處理對策 130

2.17.8 變壓器耦合推挽功率放大器故障處理對策 132

2.17.9 單聲道OTL功率放大器集成電路故障處理對策 134

2.17.10 雙聲道OTL音頻功率放大器集成電路故障處理對策 136

2.17.11 單聲道OCL音頻功率放大器集成電路故障處理對策 138

2.17.12 BTL功率放大器集成電路故障處理對策 140

2.17.13 基本揚聲器電路故障處理對策 141

2.17.14 特殊揚聲器電路故障處理對策 142

2.17.15 二分頻揚聲器電路故障處理對策 143

2.17.16 揚聲器保護電路故障處理對策 143

第3章 電源系統(tǒng)電路

3.1 電源變壓器降壓電路 145

3.1.1 電源接地電路 145

3.1.2 典型變壓器降壓電路 146

3.1.3 電源變壓器電路故障分析與處理對策 147

3.1.4 二次繞組抽頭變壓器降壓電路 150

3.1.5 另一種二次繞組抽頭變壓器降壓電路 151

3.1.6 兩組二次繞組變壓器降壓電路 152

3.1.7 電容降壓電路 152

3.1.8 降壓電路分析和故障分析小結 153

3.1.9 電源變壓器降壓電路故障部位判斷邏輯思路綜述和檢修方法 153

3.2 電源開關電路 154

3.2.1 典型電源開關電路 154

3.2.2 高壓回路雙刀電源開關電路 155

3.2.3 直流低壓回路電源開關電路 156

3.2.4 定時控制電源開關電路 157

3.2.5 電源開關電路和故障分析小結 158

3.3 電源過流保險電路 159

3.3.1 交流高壓回路保險絲電路 159

3.3.2 交流低壓回路保險絲電路 160

3.3.3 交流高壓和低壓回路雙重保險絲電路 160

3.3.4 直流回路保險絲電路 161

3.3.5 交流直流回路雙重保險絲電路 162

3.4 電源高頻抗干擾電路 162

3.4.1 電源變壓器屏蔽層高頻抗干擾電路 163

3.4.2 電容高頻抗干擾電路 163

3.4.3 電感高頻抗干擾電路 164

3.4.4 電容和電感混合高頻抗干擾電路 164

3.5 交流輸入電壓轉換電路 165

3.5.1 交流輸入電壓轉換電路原理和電路特點 165

3.5.2 交流輸入電壓轉換電路 165

3.6 半波整流電路 166

3.6.1 正極性半波整流電路工作原理分析方法和思路 166

3.6.2 正極性半波整流電路 167

3.6.3 整流電路故障機理及檢修方法 169

3.6.4 負極性半波整流電路 170

3.6.5 正、負極性半波整流電路 171

3.7 全波整流電路 174

3.7.1 正極性全波整流電路 174

3.7.2 負極性全波整流電路 175

3.7.3 正、負極性全波整流電路 176

3.7.4 半橋堆構成的負極性全波整流電路 177

3.7.5 半橋堆構成的正極性全波整流電路 178

3.7.6 橋堆構成的正、負極性全波整流電路 178

3.8 橋式整流電路 179

3.8.1 正極性橋式整流電路 180

3.8.2 負極性橋式整流電路 181

3.8.3 橋堆構成的正極性橋式整流電路詳解及電路故障分析 181

3.8.4 橋堆構成的負極性橋式整流電路詳解及電路故障分析 182

3.9 倍壓整流電路 183

3.9.1 二倍壓整流電路 183

3.9.2 整流電路小結 184

3.9.3 實用倍壓整流電路 186

3.10 電容濾波電路 187

3.10.1 電容濾波電路 187

3.10.2 濾波電路故障機理及故障種類 189

3.11 π形RC濾波電路和π形LC濾波電路 190

3.11.1 π形RC濾波電路 190

3.11.2 多節(jié)π形RC濾波電路工作原理分析與理解 192

3.11.3 π形LC濾波電路 193

3.11.4 高頻濾波電路 194

3.11.5 地線有害耦合與濾波電路 195

3.12 電子濾波器電路 197

3.12.1 單管電子濾波器電路 197

3.12.2 雙管電子濾波器電路 198

3.12.3 具有穩(wěn)壓功能的電子濾波器電路 200

3.13 典型串聯(lián)調整型穩(wěn)壓電路詳解及電路故障分析 201

3.13.1 串聯(lián)調整型穩(wěn)壓電路組成及各單元電路作用 201

3.13.2 直流電壓波動因素解析和電路分析方法 202

3.13.3 典型串聯(lián)調整型穩(wěn)壓電路 203

3.14 串聯(lián)調整型變形穩(wěn)壓電路 205

3.14.1 串聯(lián)調整管電路中復合管電路 205

3.14.2 采用復合管構成的串聯(lián)調整管穩(wěn)壓電路 205

3.14.3 采用輔助電源的串聯(lián)調整型穩(wěn)壓電路 207

3.14.4 接有加速電容的串聯(lián)調整型穩(wěn)壓電路 208

3.15 調整管變形電路 209

3.15.1 調整管并聯(lián)電路 209

3.15.2 復合管調整管電路 209

3.15.3 調整管分流電阻電路 210

3.16 三端穩(wěn)壓集成電路 211

3.16.1 三端穩(wěn)壓集成電路典型應用電路 211

3.16.2 三端穩(wěn)壓集成電路輸出電壓調整電路 212

3.16.3 三端穩(wěn)壓集成電路增大輸出電流電路 213

3.17 直流電壓供給電路 214

3.17.1 了解直流電壓供給電路 214

3.17.2 整機直流電壓供給電路分析方法 215

3.18 萬用表檢修電源電路故障知識點"微播" 217

3.18.1 故障種類 217

3.18.2 電源變壓器降壓電路故障檢修方法 217

3.18.3 半波整流、電容濾波電路故障檢修方法 219

3.18.4 全波整流、電容濾波電路故障檢修方法 220

3.18.5 橋式整流、電容濾波電路故障檢修方法 221

3.18.6 直流電壓供給電路故障檢修方法 221

3.18.7 簡易穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路故障檢修方法 222

3.18.8 調整管穩(wěn)壓電路故障檢修方法 223

3.18.9 實用電源電路故障檢修方法及注意事項 224

3.19 低壓差穩(wěn)壓器集成電路 225

3.19.1 低壓差穩(wěn)壓器集成電路基礎知識 225

3.19.2 固定型低壓差穩(wěn)壓器集成電路典型應用電路 226

3.19.3 調節(jié)型低壓差穩(wěn)壓器集成電路典型應用電路 226

3.19.4 5腳調節(jié)型低壓差穩(wěn)壓器集成電路 227

3.19.5 低壓差穩(wěn)壓器集成電路并聯(lián)運用 228

3.19.6 負電壓輸出低壓差穩(wěn)壓器集成電路 229

3.19.7 負電壓輸出可調節(jié)可關斷低壓差穩(wěn)壓器集成電路 229

3.19.8 帶電源顯示的低壓差穩(wěn)壓器集成電路 229

3.19.9 雙路輸出低壓差穩(wěn)壓器集成電路 230

3.19.10 3路輸出低壓差穩(wěn)壓器集成電路231

3.19.11 4路輸出低壓差穩(wěn)壓器集成電路 233

3.20 低壓差穩(wěn)壓器集成電路知識點"微播" 235

3.20.1 低壓差穩(wěn)壓器集成電路主要參數(shù) 235

3.20.2 低壓差穩(wěn)壓器知識點 236

3.20.3 低壓差穩(wěn)壓器的4種應用類型 238

3.21 開關型穩(wěn)壓電源 239

3.21.1 開關穩(wěn)壓電源與串聯(lián)調整型穩(wěn)壓電源比較 239

3.21.2 有關開關穩(wěn)壓電源專業(yè)術語的英語單詞和縮寫 240

3.21.3 開關穩(wěn)壓電路種類綜述 241

3.21.4 串聯(lián)型開關穩(wěn)壓電路 243

3.21.5 并聯(lián)型開關穩(wěn)壓電路 245

3.21.6 脈沖變壓器耦合并聯(lián)開關型穩(wěn)壓電路 246

3.21.7 調寬式和調頻式開關型穩(wěn)壓電路 247

3.21.8 實用開關穩(wěn)壓電源電路之一 248

3.21.9 實用開關穩(wěn)壓電源電路之二 251

第4章 掃描系統(tǒng)電路

第5章 音響系統(tǒng)電路

第6章 振蕩系統(tǒng)電路

第7章 控制系統(tǒng)電路

第8章 數(shù)字系統(tǒng)電路

第9章 整機電路分析--調幅收音電路分析及套件裝配指導