负反馈对放大电路性能的影响

8.3负反馈对放大电路性能的影响•提高放大倍数的稳定性•扩展放大器的通频带•减小放大器非线性和内部噪声的影响•影响输入电阻和输出电阻•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，也就是说负反馈放大器闭环放大倍数的稳定性是比较高的。•在深度负反馈条件下，有反馈网络一般是由电阻电容等无源元件组成的，比较稳定。F8.3.1提高放大倍数的稳定性FFAAA11f•在一般情况下，加了负反馈以后放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，FAA,,f此时均为实数假定开环放大倍数变化了dA，AFAA1f22f)1(1)1(11ddAFAFAFAFAA8.3.1提高放大倍数的稳定性•即开环放大倍数变化了dA时，闭环放大倍数相应变化dA/(l十AF)2。•实用上，常常用放大倍数的相对不稳定程度来表示，即用dA/A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。这两个相对不稳定程度之间的关系可以计算如下：22f)1(1)1(11ddAFAFAFAFAA8.3.1提高放大倍数的稳定性AFAAAFAAFAAFAAAA1d1)1(d1dd2fff上面的关系式在实际应用中是很有用的。如需要一个放大倍数的不稳定程度≤0.1%的放大器，但是手头却只有放大倍数的不稳定程度≤20%的放大器，8.3.1提高放大倍数的稳定性•这时，可以采用负反馈来解决这个问题。•但是，加多深的负反馈才合适呢？我们可以利用上述关系式：AFAAAA1ddffAF1%20%1.0所以反馈深度(1+AF)=200。8.3.1提高放大倍数的稳定性如果知道现有的放大器的放大倍数为10000倍，那么还可以求得此时的闭环放大倍数为：5020010000fA如果不需要50倍的放大倍数，而只需要10倍就可以了，那么还可以加深反馈深度，8.3.1提高放大倍数的稳定性AF11000010100010100001AF%1.0%02.01000%20dffAA1.01000011000F•即应用反馈放大器的基本关系式来决定反馈深度：8.3.1提高放大倍数的稳定性8.3.2扩展放大器的通频带•负反馈扩展放大器的通频带过程和负反馈提高放大倍数的稳定性的过程在本质上是相同的。•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，结果就表现为扩展了放大器的通频带。f开环带宽闭环带宽20lg|A|图8.8放大器的幅频特性8.3.2扩展放大器的通频带FAAAMMMf1HfMfHf1ffjAA）（FAffjFAAffjFAAAMHfMMHfMMHf1111FAAAHHHf1HMH1ffjAA8.3.2扩展放大器的通频带因为所以又因为HMMHMHMHf111j1ffjFAAFffjAffAA所以)1(MHHfFAff8.3.2扩展放大器的通频带结论FAffMLLf1LHLfHfffff按着类似的方法可求得：放大器的通频带：8.3.2扩展放大器的通频带8.3.3减小放大器非线性和内部噪声的影响•放大器的非线性，就是放大倍数随信号的大小而变化。所以，一个非线性电路将会把输入的正弦信号变成一个非正弦的输出信号，即产生非线性失真。•根据富氏级数中的概念，非正弦信号是很多不同频率的正弦波的和。所以非线性失真，就是电路在传输信号的过程中产生了新的频率成分(即所谓谐波)。•放大器的一种典型的开环传输特性如图8.9曲线1所示；它表明了Uo与Ui之间的非线性关系。图8.9放大器的传输特性UiUo1—开环特性2—闭环特性即深度负反馈，闭环放大倍数近似为为一条直线。1)1(FAF/1如果是传输特性近似8.3.3减小放大器非线性和内部噪声的影响•负反馈放大器只能削弱放大器内部产生的谐波，对于混在输入信号中的谐波，负反馈放大器将会把它和有用信号一样放大。•对于放大器内部产生的噪声，负反馈也同样可以削弱它们，道理和削弱放大器内部产生的谐波完全一样。8.3.3减小放大器非线性和内部噪声的影响8.3.4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阻会有很大的变化。•对输入电阻的影响取决于引入的反馈是串联还是并联；•对输出电阻的影响则取决于引入的是电压反馈还是电流反馈。8.10串联负反馈方块图FUdAIiUfXoRiUi1.对输入电阻的影响•⑴串联负反馈idiIURiiifIUR开环放大器的输入电阻)1(ddddfiFAUUUFAUUU）（FAIUIUR1idiiif)1(iifFARR1|1|FAiifRR8.11并联负反馈方块图RiIiAFUsIfUiXoId•⑵并联负反馈iiifIURdiiIUR开环放大器的输入电阻)1(ddfiFAIIIIFARFAIUIUR111idiiiifFARR1iif1.对输入电阻的影响1|1|FAiifRR2.对输出电阻的影响⑴电压负反馈将电压负反馈开环放大器输出用电压源等效，反馈网络只从输出端取电压,而不取电流。oooofooodoooo'''''UFARIXARIXARIUFARIUoooo1''FARIURooooof1''+U’oFI’oXfXi=0Xd图8.12电压负反馈方块图AoXdRo_开环放大器的输出电阻开路放大倍数UoUoof1FARRGoRoof1FARR1|1|oFAoofRR电压并联负反馈：电压串联负反馈：结论：电压负反馈稳定输出电压,使输出电压接近恒压。⑴电压负反馈⑵电流负反馈•将开环放大器输出电流源等效如图8.13所示。是短路开环放大倍数（即负载短路时的放大倍数）。SAI’o+U’o_FXfXi=0Xd图8.13电流负反馈方块图ASXdRo开环放大器的短路输出电流开环放大器输出电阻Roooof''IURI’o+U’o_FXfXi=0Xd图8.13电流负反馈方块图ASXdRooSoooSoofSoodSoo)1(')''()'()'('RFAIRIFAIRXAIRXAIU反馈网络只从输出端取电流,而不取电压。oSooof)1(''RFAIUR1|1|sFAoofRR⑵电流负反馈•电流串联负反馈：•电流并联负反馈：oRsGof)1(RFARoIsIof)1(RFAR结论：电流负反馈稳定输出电流,使输出电流接近恒流⑵电流负反馈小结•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。•电压负反馈，稳定输出电压，减小输出电阻；电流负反馈，稳定输出电流，增大输出电阻。•至于输入电阻、输出电阻增大和减小的数量都与反馈深度有关。|1|FA8.3.4对输入电阻和输出电阻的影响