电路与电子学83

1、由于负反馈的自动调节作用，在输入信号不变的情况由于负反馈的自动调节作用，在输入信号不变的情况下，输出信号也趋于保持不变。负反馈放大器闭环放下，输出信号也趋于保持不变。负反馈放大器闭环放大倍数的稳定性是比较高的。大倍数的稳定性是比较高的。在深度负反馈条件下，有在深度负反馈条件下，有 反馈网络一般是由电反馈网络一般是由电阻电容等无源元件组阻电容等无源元件组成的，成的， 比较稳定。比较稳定。F8.3.1 8.3.1 提高放大倍数的稳定性提高放大倍数的稳定性FFAAA11f8.38.3 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 加了负反馈以后放大倍数的稳定性到底提高了多少呢加了负反馈以后放

2、大倍数的稳定性到底提高了多少呢?就中频区的情况作些分析。就中频区的情况作些分析。 假定开环放大倍数变化了假定开环放大倍数变化了dA， AFAA1f22f)1 (1)1 (11ddAFAFAFAFAA即开环放大倍数变化了即开环放大倍数变化了dA时，闭环放大倍数相应变时，闭环放大倍数相应变化化dA/(l十十AF)2。f22fd11d1(1)(1)111(1) (1)(1)AAFAAFAFAFAAFAFAFAffd1d1AAAAFAff111AAAAFAAFdA/A来表示开环放大倍数的相对不稳定程度，用来表示开环放大倍数的相对不稳定程度，用dAf/Af来表示闭环放大倍数的相对不稳定程度。这两来表示闭

3、环放大倍数的相对不稳定程度。这两个相对不稳定程度之间的关系可以计算如下：个相对不稳定程度之间的关系可以计算如下： 如，当A变化10 %时，若1+AF = 100，则Af仅变化0.1% 例：用现有一个开环放大倍数的不稳定程度例：用现有一个开环放大倍数的不稳定程度20%的放的放大器，设计一个放大倍数的不稳定程度大器，设计一个放大倍数的不稳定程度0.1%的放大器的放大器。AFAAAA1ddffAF1%20%1 . 0所以反馈深度所以反馈深度(1+AF)=200。5020010000fA如果现有的放大器的放大倍数为如果现有的放大器的放大倍数为10000倍，那么求得倍，那么求得此时的闭环放大倍数为：此时

4、的闭环放大倍数为：f1AAAF 若若只需要只需要10倍的放大倍数倍的放大倍数，现有的开环放大器的放，现有的开环放大器的放大倍数为大倍数为10000倍，开环放大倍数的不稳定程度倍，开环放大倍数的不稳定程度20%那那么还可以设计一个更稳定的放大器。么还可以设计一个更稳定的放大器。AF11000010100010100001 AF%1 . 0%02. 01000%20dffAA1 . 01000011000F即应用反馈放大器的基本关系式来即应用反馈放大器的基本关系式来决定反馈深度决定反馈深度： f1AAAF ffd1d1AAAAFAf开环带宽开环带宽闭环带宽闭环带宽20lg|A|图图8.8 8.8

5、放大器的幅频特性放大器的幅频特性8.3.2 8.3.2 扩展放大器的通频带扩展放大器的通频带负反馈降低了由于信号频率变化而引起的放大倍数的负反馈降低了由于信号频率变化而引起的放大倍数的不稳定程度，不稳定程度，结果就表现为扩展了放大器的通频带结果就表现为扩展了放大器的通频带。中频区，输入信号被削减较多；中频区，输入信号被削减较多；低频和高频区，输入信号被削减较少。低频和高频区，输入信号被削减较少。fbwf=(1+FA)fbwAI3 dBAIf3 dB8.3.3 8.3.3 减小放大器非线性和内部噪声减小放大器非线性和内部噪声放大器的非线性：就是放大倍数随信号的大小而变化。放大器的非线性：就是放大

6、倍数随信号的大小而变化。其结果是其结果是输入正弦信号得到输出非正弦信号，即产生输入正弦信号得到输出非正弦信号，即产生非线性失真。非线性失真。非线性失真，就是电路在传输信号的过程中非线性失真，就是电路在传输信号的过程中产生了新产生了新的频率成分的频率成分( (即所谓即所谓谐波谐波) )。放大器的一种典型的开环传输特性如图所示；它表明放大器的一种典型的开环传输特性如图所示；它表明了了Uo与与Ui之间的非线性关系。之间的非线性关系。UiUo1开环特性2闭环特性即深度负反馈，闭即深度负反馈，闭环放大倍数近似为环放大倍数近似为 1)1 (FAF/1如果是如果是 图图8.9放大器的传输特性放大器的传输特性

7、减小非线性失真和抑制干扰、噪声 负反馈减小非线性失真 改善非线性失真改善非线性失真 无反馈无反馈AXiX0w w t大大小小w w t大大小小w w t 小小w w t大大有无反馈有无反馈AFXiXi,X0Xfw w tw w t小小w w t大大 引入负反馈后，电压放大倍数下降几分之一，通频带就展宽几倍。可见，引入负反馈可以展宽通频带，但这也是以降低放大倍数作为代价的。4 展宽频带展宽频带fbwf=(1+FA)fbw8.3.4 8.3.4 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 在放大器中引入负反馈以后，它的输入电阻和输出电在放大器中引入负反馈以后，它的输入电阻和输出电阻会有很

8、大的变化。阻会有很大的变化。对对输入电阻的影响决定于引入的反馈是串联还是并联输入电阻的影响决定于引入的反馈是串联还是并联，与引入的是电压还是电流反馈关系不大；与引入的是电压还是电流反馈关系不大；对对输出电阻的影响则决定于引入的是电压反馈还是电输出电阻的影响则决定于引入的是电压反馈还是电流反馈流反馈，与引入的是串联反馈还是并联反馈关系不大。，与引入的是串联反馈还是并联反馈关系不大。 iiiifiiiifiiiIAFUUIUUIURIURiif)1 (RAFR串联负反馈增大了输入电阻串联负反馈增大了输入电阻ioUXA0XUFf0iffioUUXUUXAFifAFUU8.3.4 对输入电阻和输出电阻

9、的影响对输入电阻和输出电阻的影响 l对输入电阻的影响决定于引入的反馈是串联还是并联，对输入电阻的影响决定于引入的反馈是串联还是并联，与引入的是电压还是电流反馈关系不大；与引入的是电压还是电流反馈关系不大；l对输出电阻的影响则决定于引入的是电压反馈还是电对输出电阻的影响则决定于引入的是电压反馈还是电流反馈，与引入的是串联反馈还是并联反馈关系不大。流反馈，与引入的是串联反馈还是并联反馈关系不大。 并联负反馈减小输入电阻并联负反馈减小输入电阻iiifiiiiifiiiAFIIUIIUIURIURAFRR1iif串联负反馈增大输入电阻，并联负反馈减小输入电阻。引入并联负反馈，或引入串联负反馈时在0 )

10、( )1 (ifififRRRAFioIXA0XIFf0iffioIIXIIXAFifAFII对输出电阻的影响对输出电阻的影响电压负反馈电压负反馈 将电压负反馈开环放大器输出用电压源等效，如图将电压负反馈开环放大器输出用电压源等效，如图8.128.12所示。所示。 oooofooodooooUFARIXARIXARIUFARIUoooo1FARIURooooof1+UoFIoXfXi=0Xd图图8.12 电压负反馈方块图电压负反馈方块图AoXdRo_nF的负载的负载作用已被作用已被折 算 到折 算 到 A中。只获中。只获取电压。取电压。UoUoof1FARRXf=FU0l电流负反馈电流负反馈

11、l将开环放大器输出电流源等效如图将开环放大器输出电流源等效如图8.13所示。所示。Io+Uo_FXfXi=0Xd图图8.13 电流负反馈方块图电流负反馈方块图ASXdRo开环放大器的开环放大器的短路输出电流短路输出电流开环放大器开环放大器输出电阻输出电阻RonF只获取输出电流，只获取输出电流，不获取输出电压。不获取输出电压。oSoooSoofSoodSoo)1 ()()()(RFAIRIFAIRXAIRXAIUoSooof)1 (RFAIURIo+Uo_FXfXi=0Xd图图8.13 电流负反馈方块图电流负反馈方块图ASXdRol电流串联负反馈时输出电阻为电流串联负反馈时输出电阻为oRSGof)1 (RFARoISIof)1 (RFAR结论结论串联负反馈增大放大器的输入电阻；并联负反串联负反馈增大放大器的输入电阻；并联负反馈减小放大器的输入电阻。电压负反