【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 路中的負(fù)反饋 來(lái)自 例 45 判斷圖 416中多級(jí)放大電路的反饋類型和反饋極性 。 解 圖 416所示電路 ， 電阻 Rf和 Re3構(gòu)成級(jí)間交直流反饋支路 ， 根據(jù)瞬時(shí)極性法在圖中標(biāo)出各有關(guān)節(jié)點(diǎn)信號(hào)的瞬時(shí)極性 。 可以看出這是一個(gè)正反饋電路 ， 凈輸入電流信號(hào)為 ， 反饋信號(hào)使凈輸入信號(hào)增大 。 對(duì)于正反饋 ， 當(dāng)然也可以相應(yīng)地得出該電路為電流并聯(lián)正反饋的結(jié)論 ， 但由于正反饋對(duì)放大電路的性能沒(méi)有改善 ， 反而破壞放大電路的穩(wěn)定性 ， 所以放大電路中并不采用正反饋 。 因此 ， 不必區(qū)分它的類型 ， 只判斷出極性即可 。 fib III ??? ??第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 引入負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的影響 降低放大電路的放大倍數(shù) 我們知道 ， 閉環(huán)放大倍數(shù) ， 負(fù)反饋使放大電路的閉環(huán)放大倍數(shù)減小了 ︱ 1+ ︱ 倍 。 反饋越深 ， ︱ 1+ ︱ 越大 ， 放大倍數(shù)下降得越多 ， 負(fù)反饋對(duì)放大電路性能的改善是以犧牲放大能力來(lái)獲得的 。 )1( FAAA f ???? ??FA??FA??第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 放大電路的放大倍數(shù)常因某些原因?qū)е虏环€(wěn)定 ， 比如溫度的變化 、 器件老化因素的影響等等 ， 如果引入了負(fù)反饋 ， 可使放大倍數(shù)相對(duì)穩(wěn)定 。 為從數(shù)量上衡量放大倍數(shù)的穩(wěn)定程度 ， 常用放大倍數(shù)絕對(duì)值 （ 不考慮相位關(guān)系 ） 的相對(duì)變化量來(lái)表示 （ 在不考慮相位關(guān)系的情況下 ， 用正實(shí)數(shù) A和 F分別表示開環(huán)放大倍數(shù) 和反饋系數(shù) ） ， 即用 dA/A的大小來(lái)評(píng)定 。 A?F?第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 將式（ 45）對(duì) A求導(dǎo)數(shù)， 得 2)1( AEdAdAf ??22 )1(1)1(1AFAFAFAFdAdA f??????所以有 將上式兩邊同除以 Af， 得到 AdAAFAAFAFdAAdAff ???????111)1( 2 （ 46） 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 式 （ 46） 說(shuō)明 ， 放大電路引入負(fù)反饋后 ， 閉環(huán)放大倍數(shù)的相對(duì)變化量是未加負(fù)反饋時(shí)開環(huán)放大倍數(shù)相對(duì)變化量的 1/(1+AF)， 即放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高了 。 當(dāng)深度負(fù)反饋時(shí) ， 1+AF1， 則放大倍數(shù)的穩(wěn)定性提高得更多 。 例如 ， 在某種外界因素的作用下 ， 開環(huán)放大倍數(shù)有了 10%的相對(duì)變化 ， 但引入 1+AF=10 的深度負(fù)反饋 （ 一般比較容易滿足這個(gè)條件 ） 后 ， 閉環(huán)放大倍數(shù)的相對(duì)變化減小到只有 1%。 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 另外 ， 從數(shù)學(xué)表達(dá)式來(lái)看 ， 當(dāng)負(fù)反饋的程度較深 ， 即 ︱ 1+AF︱ 1時(shí) ， 閉環(huán)放大倍數(shù)的表達(dá)式可近似為 FFAAFAAAf11 ???? ?????? （ 47） 即深度負(fù)反饋時(shí)的閉環(huán)放大倍數(shù)約為反饋系數(shù)的倒數(shù) 。 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 式 （ 47） 表明引入的負(fù)反饋程度較深時(shí) ， 閉環(huán)放大倍數(shù)幾乎僅取決于反饋網(wǎng)絡(luò) ， 而與基本放大電路無(wú)關(guān) 。 通過(guò)反饋放大電路例子的分析我們知道 ， 反饋網(wǎng)絡(luò)大多是由電阻 、 電容這些相當(dāng)穩(wěn)定的無(wú)源器件構(gòu)成 ， 幾乎不隨溫度等外界因素變化 。 因此 ， 深度負(fù)反饋時(shí)的閉環(huán)放大倍數(shù)雖然下降較多 ， 但反饋放大電路會(huì)非常穩(wěn)定 ， 這正是我們所需要的 。 而且 ， 這也指導(dǎo)了我們?cè)谠O(shè)計(jì)放大器時(shí) ， 如何考慮使放大器更加穩(wěn)定 。 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 需要指出的是 ， 由于輸入 、 輸出信號(hào)的性質(zhì)可能是不同的 ， 有可能是電壓量 ， 也有可能是電流量 。 因此 ， 開環(huán)放大倍數(shù) 、 反饋系數(shù)和閉環(huán)放大倍數(shù)的含義都是廣義的 ， 不一定是電壓放大倍數(shù) ， 具體是什么量綱 ， 要由反饋的組態(tài)來(lái)決定 ， 如表 41所示 。 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 表 41 反饋放大器中各種符號(hào)和一般表達(dá)式的含義 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 例 46 已知某負(fù)反饋放大電路的開環(huán)放大倍數(shù)A=10 000， 反饋系數(shù) F=， 由于三極管參數(shù)的變化使開環(huán)放大倍數(shù)減小了 10%， 試求變化后的閉環(huán)放大倍數(shù) Af及其相對(duì)變化量 。 解 三極管參數(shù)變化后的開環(huán)放大倍數(shù)為 A=10 000 （ 110%） =9000 閉環(huán)放大倍數(shù)為 0 0 01 9 0 0 01 ?????? AFAA f第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 閉環(huán)放大倍數(shù) Af的相對(duì)變化量為 %)10( 01111 ??????AdAAFAdAff由此可見(jiàn) ， 引入負(fù)反饋后 ， 電壓放大倍數(shù)下降 ， 但其相對(duì)變化量卻大大減小了 ， 從而提高了電壓放大倍數(shù)的穩(wěn)定性 。 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 減少非線性失真 由于三極管的非線性 ， 當(dāng)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)選擇不當(dāng)或輸入信號(hào)幅度過(guò)大時(shí) ， 會(huì)使三極管的動(dòng)態(tài)工作范圍進(jìn)入非線性區(qū)域 ， 造成輸出信號(hào)的非線性失真 ， 如圖 417（ a） 所示 。 圖中輸出波形的失真是由三極管固有的非線性所造成的 ， 下面以輸出波形出現(xiàn)上大下小為例 ， 說(shuō)明負(fù)反饋對(duì)非線性失真的改善作用 。 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 圖 417 負(fù)反饋對(duì)非線性失真的改善 （ a） 開環(huán)放大電路的非線性失真； （ b） 負(fù)反饋對(duì)放大電路非線性失真的改善 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 引入負(fù)反饋后， 反饋網(wǎng)絡(luò)將輸出端失真后的信號(hào) （上大下?。┧突氐捷斎攵?， 因?yàn)榉答佇盘?hào) 與輸出信號(hào) 成比例關(guān)系， 所以僅有大小的變化， 形狀仍然相同（上大下?。? 凈輸入信號(hào) 為輸入信號(hào) 與反饋信號(hào) 之差， 因此， 凈輸入信號(hào)發(fā)生了某種程度的預(yù)先失真（上小下大）， 經(jīng)過(guò)基本放大電路放大后， 由于基本放大電路本身的失真和凈輸入信號(hào)的失真相反， 在一定程度上互相抵消， 輸出信號(hào)的失真可大大減小， 如圖 417（ b）所示。 理論證明， 由于三極管的非線性失真而產(chǎn)生的諧波， 在引入負(fù)反饋后， 諧波幅度將減小為開環(huán)時(shí)的 1/(1+AF)。 oX?oX?fX?diX?iX?fX?第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 擴(kuò)展帶寬 根據(jù)前面對(duì)放大電路頻率特性的分析可知 ， 由于電路中電容因素的影響 ， 在高頻段和低頻段放大電路的電壓放大倍數(shù)都要隨頻率的增高或減小而下降 。 如果我們把信號(hào)頻率的變化看作變動(dòng)因素 ， 當(dāng)頻率的變動(dòng)引起放大倍數(shù)的下降時(shí) ， 引入負(fù)反饋 ， 則負(fù)反饋具有抑制放大倍數(shù)下降的作用 。 這樣可使放大倍數(shù)在高頻段或低頻段下降的速度變緩 ， 意味著閉環(huán)放大倍數(shù)比中頻時(shí)下降 3 dB所對(duì)應(yīng)的上限頻率將增大 ， 下限頻率將減小 ， 因而使放大電路的帶寬擴(kuò)展 。 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 理論證明， 反饋放大電路的上限頻率 fHF為開環(huán)時(shí)上限頻率的 倍， 反饋放大電路的下限頻率fLF為開環(huán)時(shí)下限頻率的 。 上限頻率增大， 下限頻率減小， 因此， 反饋放大器的帶寬展寬了。 FA ???1FA ???11第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 一般 ， 對(duì)于低頻放大電路來(lái)說(shuō) ， 有 FhffLF， 尤其是集成運(yùn)算放大器電路 ， 由于集成運(yùn)放內(nèi)部采用直接耦合 ， 其下限頻率可以看作 0， 因此對(duì)于低頻放大電路可以有 WHHFLFHFW BFAfFAfffB ???? ??????? 11（ 48） 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 對(duì)反饋放大電路輸入電阻和輸出電阻的影響 放大電路引入負(fù)反饋后 ， 對(duì)輸入電阻和輸出電阻均造成影響 ， 具體的情況與反饋的類型有關(guān) 。 其中 ， 比較方式的不同表現(xiàn)在放大電路的輸入端 ， 因此 ， 比較方式影響反饋放大電路的輸入電阻； 采樣方式的不同表現(xiàn)在放大電路的輸出端 ， 所以 ， 采樣方式影響放大電路的輸出電阻 。 在使用中 ， 應(yīng)根據(jù)放大電路對(duì)輸入 、 輸出電阻的要求來(lái)選擇不同的反饋形式 。 第 4章 放大電路中的負(fù)反饋 來(lái)自 1． 對(duì)輸入電阻的影響 串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋形式影響放大器的輸入電阻 ， 為分析計(jì)算方便 ， 將串聯(lián)反饋和并聯(lián)反饋的框圖重畫于圖 418中 。 1） 串聯(lián)負(fù)反饋使輸入電阻增大 圖 418（ a） 為串聯(lián)負(fù)反饋的框圖 。 根據(jù)輸入電阻的定義 ， 基本放大電路的開環(huán)輸入