第4章放大电路中的负反馈(ppt118)-经营管理(编辑修改稿)

第4章放大电路中的负反馈(ppt118)-经营管理(编辑修改稿)内容摘要：

路中的负反馈 来自 例 45 判断图 416中多级放大电路的反馈类型和反馈极性。 解 图 416所示电路 ， 电阻 Rf和 Re3构成级间交直流反馈支路 ， 根据瞬时极性法在图中标出各有关节点信号的瞬时极性。 可以看出这是一个正反馈电路 ， 净输入电流信号为 ， 反馈信号使净输入信号增大。 对于正反馈 ， 当然也可以相应地得出该电路为电流并联正反馈的结论 ， 但由于正反馈对放大电路的性能没有改善 ， 反而破坏放大电路的稳定性 ， 所以放大电路中并不采用正反馈。 因此 ， 不必区分它的类型 ， 只判断出极性即可。 fib III  第 4章 放大电路中的负反馈 来自 引入负反馈对放大电路性能的影响 降低放大电路的放大倍数 我们知道 ， 闭环放大倍数 ， 负反馈使放大电路的闭环放大倍数减小了 ︱ 1+ ︱ 倍。 反馈越深 ， ︱ 1+ ︱ 越大 ， 放大倍数下降得越多 ， 负反馈对放大电路性能的改善是以牺牲放大能力来获得的。 )1( FAAA f  FAFA第 4章 放大电路中的负反馈 来自 提高放大倍数的稳定性 放大电路的放大倍数常因某些原因导致不稳定 ， 比如温度的变化 、 器件老化因素的影响等等 ， 如果引入了负反馈 ， 可使放大倍数相对稳定。 为从数量上衡量放大倍数的稳定程度 ， 常用放大倍数绝对值 （ 不考虑相位关系 ） 的相对变化量来表示 （ 在不考虑相位关系的情况下 ， 用正实数 A和 F分别表示开环放大倍数 和反馈系数 ） ， 即用 dA/A的大小来评定。 AF第 4章 放大电路中的负反馈 来自 将式（ 45）对 A求导数， 得 2)1( AEdAdAf 22 )1(1)1(1AFAFAFAFdAdA f所以有 将上式两边同除以 Af， 得到 AdAAFAAFAFdAAdAff 111)1( 2 （ 46） 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 式 （ 46） 说明 ， 放大电路引入负反馈后 ， 闭环放大倍数的相对变化量是未加负反馈时开环放大倍数相对变化量的 1/(1+AF)， 即放大倍数的稳定性提高了。 当深度负反馈时 ， 1+AF1， 则放大倍数的稳定性提高得更多。 例如 ， 在某种外界因素的作用下 ， 开环放大倍数有了 10%的相对变化 ， 但引入 1+AF=10 的深度负反馈 （ 一般比较容易满足这个条件 ） 后 ， 闭环放大倍数的相对变化减小到只有 1%。 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 另外 ， 从数学表达式来看 ， 当负反馈的程度较深 ， 即 ︱ 1+AF︱ 1时 ， 闭环放大倍数的表达式可近似为 FFAAFAAAf11   （ 47） 即深度负反馈时的闭环放大倍数约为反馈系数的倒数。 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 式 （ 47） 表明引入的负反馈程度较深时 ， 闭环放大倍数几乎仅取决于反馈网络 ， 而与基本放大电路无关。 通过反馈放大电路例子的分析我们知道 ， 反馈网络大多是由电阻 、 电容这些相当稳定的无源器件构成 ， 几乎不随温度等外界因素变化。 因此 ， 深度负反馈时的闭环放大倍数虽然下降较多 ， 但反馈放大电路会非常稳定 ， 这正是我们所需要的。 而且 ， 这也指导了我们在设计放大器时 ， 如何考虑使放大器更加稳定。 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 需要指出的是 ， 由于输入 、 输出信号的性质可能是不同的 ， 有可能是电压量 ， 也有可能是电流量。 因此 ， 开环放大倍数 、 反馈系数和闭环放大倍数的含义都是广义的 ， 不一定是电压放大倍数 ， 具体是什么量纲 ， 要由反馈的组态来决定 ， 如表 41所示。 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 表 41 反馈放大器中各种符号和一般表达式的含义 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 例 46 已知某负反馈放大电路的开环放大倍数A=10 000， 反馈系数 F=， 由于三极管参数的变化使开环放大倍数减小了 10%， 试求变化后的闭环放大倍数 Af及其相对变化量。 解 三极管参数变化后的开环放大倍数为 A=10 000 （ 110%） =9000 闭环放大倍数为 0 0 01 9 0 0 01  AFAA f第 4章 放大电路中的负反馈 来自 闭环放大倍数 Af的相对变化量为 %)10( 01111 AdAAFAdAff由此可见 ， 引入负反馈后 ， 电压放大倍数下降 ， 但其相对变化量却大大减小了 ， 从而提高了电压放大倍数的稳定性。 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 减少非线性失真 由于三极管的非线性 ， 当放大电路的静态工作点选择不当或输入信号幅度过大时 ， 会使三极管的动态工作范围进入非线性区域 ， 造成输出信号的非线性失真 ， 如图 417（ a） 所示。 图中输出波形的失真是由三极管固有的非线性所造成的 ， 下面以输出波形出现上大下小为例 ， 说明负反馈对非线性失真的改善作用。 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 图 417 负反馈对非线性失真的改善 （ a） 开环放大电路的非线性失真； （ b） 负反馈对放大电路非线性失真的改善 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 引入负反馈后， 反馈网络将输出端失真后的信号 （上大下小）送回到输入端， 因为反馈信号 与输出信号 成比例关系， 所以仅有大小的变化， 形状仍然相同（上大下小）。 净输入信号 为输入信号 与反馈信号 之差， 因此， 净输入信号发生了某种程度的预先失真（上小下大）， 经过基本放大电路放大后， 由于基本放大电路本身的失真和净输入信号的失真相反， 在一定程度上互相抵消， 输出信号的失真可大大减小， 如图 417（ b）所示。 理论证明， 由于三极管的非线性失真而产生的谐波， 在引入负反馈后， 谐波幅度将减小为开环时的 1/(1+AF)。 oXoXfXdiXiXfX第 4章 放大电路中的负反馈 来自 扩展带宽 根据前面对放大电路频率特性的分析可知 ， 由于电路中电容因素的影响 ， 在高频段和低频段放大电路的电压放大倍数都要随频率的增高或减小而下降。 如果我们把信号频率的变化看作变动因素 ， 当频率的变动引起放大倍数的下降时 ， 引入负反馈 ， 则负反馈具有抑制放大倍数下降的作用。 这样可使放大倍数在高频段或低频段下降的速度变缓 ， 意味着闭环放大倍数比中频时下降 3 dB所对应的上限频率将增大 ， 下限频率将减小 ， 因而使放大电路的带宽扩展。 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 理论证明， 反馈放大电路的上限频率 fHF为开环时上限频率的 倍， 反馈放大电路的下限频率fLF为开环时下限频率的。 上限频率增大， 下限频率减小， 因此， 反馈放大器的带宽展宽了。 FA 1FA 11第 4章 放大电路中的负反馈 来自 一般 ， 对于低频放大电路来说 ， 有 FhffLF， 尤其是集成运算放大器电路 ， 由于集成运放内部采用直接耦合 ， 其下限频率可以看作 0， 因此对于低频放大电路可以有 WHHFLFHFW BFAfFAfffB   11（ 48） 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 对反馈放大电路输入电阻和输出电阻的影响 放大电路引入负反馈后 ， 对输入电阻和输出电阻均造成影响 ， 具体的情况与反馈的类型有关。 其中 ， 比较方式的不同表现在放大电路的输入端 ， 因此 ， 比较方式影响反馈放大电路的输入电阻； 采样方式的不同表现在放大电路的输出端 ， 所以 ， 采样方式影响放大电路的输出电阻。 在使用中 ， 应根据放大电路对输入 、 输出电阻的要求来选择不同的反馈形式。 第 4章 放大电路中的负反馈 来自 1． 对输入电阻的影响 串联反馈和并联反馈形式影响放大器的输入电阻 ， 为分析计算方便 ， 将串联反馈和并联反馈的框图重画于图 418中。 1） 串联负反馈使输入电阻增大 图 418（ a） 为串联负反馈的框图。 根据输入电阻的定义 ， 基本放大电路的开环输入。