模拟电子技术_负反馈放大电路分基本计算2

1、7.1 反馈的基本概念与分类反馈的基本概念与分类7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式7.4 负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响7.5 深度负反馈条件下的近似计算深度负反馈条件下的近似计算7.2 负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路的四种组态7.6 负反馈放大电路设计负反馈放大电路设计7.7 负反馈放大电路的频率响应负反馈放大电路的频率响应*7.8 负反馈放大电路的稳定性负反馈放大电路的稳定性*7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式1. 闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式2.环路增益环路增益3.反馈深度讨论反

2、馈深度讨论1. 闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式开环增益开环增益idoxxA ofxxF 反馈系数反馈系数iofxxA 闭环增益闭环增益因为因为fiidxxx 所以所以iofxxA fidoxxx FxAxxooo/ 已知已知AFA 1fidixxx 闭环增益的一般表达式闭环增益的一般表达式记住记住AFAA1f7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路中各种信号量的含义负反馈放大电路中各种信号量的含义7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式习题习题7.3.1 已知开环电压增益Av2000，反馈系数Fv0.0495，若输

3、出电压vo2V，试求输入电压vi、反馈电压vf和净输入电压vid。解：200495.02000120001vvvvfFAAAVVvFvovf099. 020495. 0VmVVvvfiid001. 0099. 01 . 0vVVAvvvfoi1 . 0202习题习题7.3.2 求：xo/xi解：222111111FAAAxxxxxxAooidoidoAFAA1f12122211222122211111111FAAFAAAFFAAAFAAAAFAxxAiofA222111111FAAAxxxxxxAooidoido222111111FAAAxxxxxxAooidoido习题习题7.3.3 已知同

4、相放大电路Avo106，Rf47k， R15.1k ，求反馈系数Fv和闭环电压增益Avf .解：2 .101 .547111RRAfvf098.011fofvRRRvvFf098.02 .101vvvovovfFFAAA2 .101vvovovfFAAA2. 环路增益环路增益AF:环路增益环路增益7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式环路增益无量纲环路增益无量纲xf=Fxoxf=AFxidxo=AxidAFxxidf3. 反馈深度讨论反馈深度讨论一般负反馈一般负反馈称为反馈深度称为反馈深度)1(FA 时，时， 11 )1( FA， fAA 时，时， 11 )2(

5、FA深度负反馈深度负反馈正反馈正反馈时，时， 11 )3( FA， fAA 自激振荡自激振荡时，时， 01 )4( FA， f A 一般情况下，一般情况下，A和和F都是频率的函数，当考虑信号频率的影都是频率的函数，当考虑信号频率的影响时，响时，Af、A和和F分别用分别用 、 和和 表示。表示。 fAAF即即FAAA 1f7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈放大电路增益的一般表达式|1|FA f例例7.3.1 已知某电压串联负反馈放大电路在中频区的反馈系数Fv0.01，输入信号vi10mV，开环电压增益Av104，试求该电路的闭环电压增益Avf、反馈电压vf和净输入电压vid。解：01.

6、9910110124 vvvvfFAAAmVmVvAFvFivfvovf9 . 91001.9901. 0v mVmVmVvvfiid1 . 09 . 910v 在深度负反馈（1+AF1）条件下，反馈信号与输入信号的大小相差甚微，净输入信号则远小于输入信号。7.4 负反馈对放大电路负反馈对放大电路性能的影响性能的影响7.4.2 减小非线性失真减小非线性失真7.4.3 抑制反馈环内噪声抑制反馈环内噪声7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响7.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性反馈判断举例反馈判断举例27.4.1 提高增益的稳定性提高增益的稳定性闭环时闭环时FAAA

7、 1f对对A求导得求导得AAFAFAAFAA1111)1 (1dd2f只考虑幅值有只考虑幅值有AFAA 1fAAAFAAd11dff 即闭环增益相对变化量比开环减小了即闭环增益相对变化量比开环减小了1+AF另一方面另一方面, ,在深度负反馈条件下在深度负反馈条件下FA1f 即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线即闭环增益只取决于反馈网络。当反馈网络由稳定的线性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。性元件组成时，闭环增益将有很高的稳定性。负反馈的组态不同，稳定的增益不同负反馈的组态不同，稳定的增益不同（Avf 、Arf 、Agf 、Aif）例例 7.4.1 设某放大电路A1000，由于

8、环境温度变化，使增益下降为900 ，引入负反馈后，反馈系数F0.099。求闭环增益的相对变化量。解：%1010009001000 AdA1001 AF101 AFAAf 无反馈时，开环增益的相对变化量为反馈深度为 有反馈时，闭环增益的相对变化量为%1 .011 AdAAFAdAff习题习题7.4.1 设某放大电路开环电压增益Avo104，当它接成负反馈放大电路时，其闭环电压增益为Avf50，若Avo变化10，问Avf变化多少？解：%10 AdA200501501 vovvovvovovfAFAFAAA 无反馈时，开环增益的相对变化量为 则，有反馈时，闭环增益的相对变化量为%05.011 vov

9、ovvovfvfAdAFAAdA7.4.2 减小非线性失真减小非线性失真 闭环时增益减小，线性度变好。闭环时增益减小，线性度变好。 只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就只能减少环内放大电路产生的失真，如果输入波形本身就是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。是失真的，即使引入负反馈，也无济于事。 1开环特性开环特性2闭环特性闭环特性 7.4.3 抑制抑制反馈环内反馈环内噪声噪声nsVVNS VVVVVVVVFAAAVFAAAAVV211n2121so1 1 V比原有的信噪比提高了比原有的信噪比提高了 倍倍2VA电压的信噪比电压的信噪比 2VA增加一前置级增加一前置级 并认为该级为无

10、噪声的并认为该级为无噪声的 2nsVAVVNS 新的信噪比新的信噪比 7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 串联负反馈串联负反馈1. 对输入电阻的影响对输入电阻的影响开环输入电阻开环输入电阻 Ri i= =vidid/ /ii i因为因为 vf f=A=AFxidid闭环输入电阻闭环输入电阻 Rifif= =vi i/ /ii i所以所以 vi i= =vidid+ +vf f=(1+=(1+AF ) )vidid闭环输入电阻闭环输入电阻 Rifif= =vi i/ /ii iiiid)1()1(RAFiAF v引入串联负反馈后，输入电阻增加了。引入串联负反馈后，输

11、入电阻增加了。7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响 并联负反馈并联负反馈1. 对输入电阻的影响对输入电阻的影响闭环输入电阻闭环输入电阻AFRR 1iif 引入并联负反馈后，引入并联负反馈后，输入电阻减小了。输入电阻减小了。注意注意: : 反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不反馈对输入电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。产生影响。例如例如图中图中R1 1不在环内不在环内AFRR 1iif但是但是if1ifRRR当当R1 1 时，反馈对时，反馈对Rif几乎没有影响。几乎没有影响。ifR 2. 对输出电阻的影响对输出电阻的影响闭环输出电阻闭环输出电阻TTofiRv

12、 电压负反馈电压负反馈而而 Xid= - Xf= - FvT idooTTXARi v忽略反馈网络对忽略反馈网络对iT的分流的分流FARiRooTTof1 vTooTTvvFARi 所以所以 引入电压负反馈后，输引入电压负反馈后，输出电阻减小了。出电阻减小了。7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响2. 对输出电阻的影响对输出电阻的影响 电流负反馈电流负反馈引入电流负反馈后，输出电阻增大了。引入电流负反馈后，输出电阻增大了。注意注意: : 反馈对输出电阻的影响仅限于环内，对环外不产生影响。反馈对输出电阻的影

13、响仅限于环内，对环外不产生影响。闭环输出电阻闭环输出电阻oTTof)1(RFAiRs v 负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增负反馈对放大电路性能的改善，是以牺牲增益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。益为代价的，且仅对环内的性能产生影响。串联负反馈串联负反馈 并联负反馈并联负反馈 电压负反馈电压负反馈 电流负反馈电流负反馈 特别注意表特别注意表7.4.1的内容的内容增大输入电阻增大输入电阻减小输入电阻减小输入电阻减小输出电阻，稳定输出电压减小输出电阻，稳定输出电压增大输出电阻，稳定输出电流增大输出电阻，稳定输出电流7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响对输入电阻和输出电阻的影响7.5 深度

14、负反馈条件下深度负反馈条件下的近似计算的近似计算1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点2. 举例举例1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关即，深度负反馈条件下，闭环增益只与反馈网络有关 11 FA由于由于FAAA 1f则则FFAA1 又因为又因为iofXXA ofXXF 代入上式代入上式ifXX 得得（也常写为（也常写为 xf f xi i）0fiid XXX净输入量近似等于零净输入量近似等于零由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路由此可得深度负反馈条件下，基本放大电路“两虚两虚”的概念的概念输入量近似等于反馈量输入量近似等于反馈量（xid id

15、0 ）1. 深度负反馈的特点深度负反馈的特点串联负反馈，输入端电压求和串联负反馈，输入端电压求和0iidid riv深度负反馈条件下深度负反馈条件下 xidid= = xi i - - xf f 0 虚短虚短虚断虚断虚短虚短虚断虚断并联负反馈，输入端电流求和并联负反馈，输入端电流求和vidid= = vi i - - vf f 0iidid= = ii i - - if f 0vidid= = iid id ri i 02. 举例举例 电压串联负反馈电压串联负反馈反馈系数反馈系数ofvvv F 实际上该电路就是第实际上该电路就是第2 2章介绍的同相比例放大电路，该章介绍的同相比例放大电路，该结

16、果与第结果与第2 2章所得结果相同。章所得结果相同。 设电路满足深度负反馈条件，试设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。写出该电路的闭环电压增益表达式。 解：解： 根据根据虚短虚短、虚断虚断f11RRR 闭环增益闭环增益（就是闭环电压增益）（就是闭环电压增益）iofvvv AvF1 1f1RR 闭环电压增益闭环电压增益2. 举例举例 (例例7.5.1) 电压串联负反馈电压串联负反馈 设电路满足深度负反设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的馈条件，试写出该电路的闭环电压增益表达式。闭环电压增益表达式。 解：解： 根据根据虚短虚短、虚断虚断ofb2b2fvvRRR 闭环电压增益闭环电压增益iofvvv Ab2f1RR ifvv 2. 举例举例 (例例7.5.4) 电流并联负反馈电流并联负反馈 设电路满足深度负反馈条设电路满足深度负反馈条件，试写出该电路的件，试写出该电路的闭环增益闭环增益和闭环和闭环源电压源电压增益表达式。增益表达式。 解：解： 根据根据虚短虚短、虚断虚断RRRffii- 闭环增益闭环增益ioifii A)1(fRR ifii 所以闭环源电压增益所以闭环源电压增益sofvvvAsisRiv 0pn vvLooRiv sLf)1(RRRR siLoRiRi- 注意：若注意：若io o参考方向不同，