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第4章 反馈与振荡 内容提要 本章从反馈的基本概念入手，抽象出反馈放大电路的方框图，定性分析负反馈的概念、类型及负反馈对放大电路性能的影响。介绍正弦波振荡器，自激振荡的概念、产生自激振荡的条件及用相位平衡条件判别电路能否起振，正弦波振荡电路的基本工作原理及RC振荡器、LC振荡器和石英晶体振荡器的结构特点及应用。 4.1 反馈的基本概念 4.2 负反馈电路的类型 4.3 负反馈对放大器性能的影响 4.4 自激振荡 4.5 RC正弦波振荡器 4.6 LC正弦波振荡器 4.7 石英晶体振荡器 4.1 反馈的基本概念 4.1.1 反馈支路 所谓反馈就是将放大电路输出量（电压或电流）的一部分或全部，经过一定的电路（反馈电路）反向送回到输入端，对输入信号产生影响的过程。因此要判断一个放大电路是否有反馈，只要看放大电路中是否存在把输出端和输入端联系起来的支路，这条支路就是反馈支路。如图4.1所示的集成运算放大器，不存在反馈支路，这种情况称为开环；如图4.2所示的集成运算放大器，存在反馈支路Rf ，它既有从输入到输出的正向传输信号，也有从输出到输入的反向传输信号，这种情况称为闭环。 图4.1 开环放大器 图4.2 闭环放大器 4.1.2 反馈放大器的组成 带有反馈环节的放大电路称为反馈放大器。反馈放大器可用如图4.3所示的方框图来描述。图中箭头表示信号的传输方向，A表示基本放大器，F表示反馈网络，这是一个闭环系统。X可以表示电压，也可以表示电流。其中 Xi，Xo，Xf和Xi′分别表示输入信号、输出信号、反馈信号和净输入信号，符号表示信号相叠加，输入信号Xi和反馈信号Xf在此叠加，产生放大电路的净输入信号Xi′。 图4.3 反馈放大器方框图 反馈有正反馈和负反馈两种，如果反馈信号加强输入信号，使净输入信号增加，称为正反馈；如果反馈信号减弱输入信号，使净输入信号减小，称为负反馈。本章只讨论负反馈。 负反馈所确定的基本关系式有如下几项。 1．输入端各量的关系式 （4-1） 2．开环增益 （4-2） 3．反馈系数 （4-3） 4．闭环增益 经推导，可得 （4-4） 上述各量中，当信号为正弦量时， , , 和 为相量， 和 为复数。在中频段，为了使表达式简明，均可用实数表示。 由式（4-4）可知，闭环增益Af比开环增益A减小了1/（1+AF）倍，其中1+AF称为反馈深度，它的大小反映了反馈的强弱，反馈放大器性能的改善与反馈深度有着密切的关系。 根据反馈电路跨接基本放大电路的级数不同，可以把反馈分为本级反馈和级间反馈。 4.2.1 反馈极性 通常采用“瞬时极性法”来判别反馈的极性。步骤如下： （1）将反馈支路与放大电路输入端的连接断开，假设输入信号对地的瞬时极性为正，表明该点的瞬时电位升高，在图中用“”表示；反之，瞬时电位降低，在图中用“”表示。 （2）沿闭环系统，逐级标出有关点的瞬时电位是升高还是降低，最后推出反馈信号的瞬时极性。 （3）此时将反馈联上，再判断净输入信号是增强还是减弱，净输入信号增强的是正反馈，减弱的是负反馈。 上述判别方法可总结如下： （1）如果反馈信号与输入信号加到输入级的同一个电极上，则两者极性相同为正反馈，极性相反为负反馈；如果两个信号加到输入级的两个不同的电极上，则两者极性相同为负反馈，相反为正反馈。 （2）集成运放判别本级反馈的极性时，若反馈信号接回到反相输入端，则为负反馈；接回到同相输入端，则为正反馈。 注意：对晶体管的3种组态：共射组态，输入B与输出C极性相