模拟电路第06章负反馈放大电路12解读.docx
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模拟电路第06章负反馈放大电路12解读
6.2负反馈放大电路的近似计算6.2.1深度负反馈条件下
放大电路闭环增益的近似计算6.2.2闭环输入和输出电阻估算
6.2.1深度负反馈条件下放大电路闭环增益的近似计算
FA
AAɺɺ+=1fF
Aɺ1f≈i
fXXɺɺ≈0fiid≈−=XXXɺɺɺf
iVVɺɺ≈f
iIIɺɺ≈（串联负反馈（并联负反馈
11|>>+|FA
ɺ
ɺid
oXXAɺɺ=
o
XXFɺɺ=所以
•近似计算的规则近似计算的规则:
:
虚短和虚断
。
这就是虚短和虚断概念的理论根据这就是虚短和虚断概念的理论根据。
。
由于实际的基本放大电路的输入电
阻都是一个确定的值阻都是一个确定的值,,所以虚短和虚断总是同时成立的虚断总是同时成立的。
。
反馈放大电路增益的一般表达式6.2负反馈放大电路的近似计算
•求解步骤归纳如下求解步骤归纳如下:
:
（1首先判断放大电路的反馈组态和极性首先判断放大电路的反馈组态和极性。
。
注意正反馈时注意正反馈时,,虚短和虚断是不成立的是不成立的;;
（2标出输入量标出输入量、、输出量和反馈量输出量和反馈量。
。
不同的组态不同的组态,,这些量的表现形式是不同的不同的,,闭环增益的形式也不同闭环增益的形式也不同。
。
它们的关系如表6.2.1所示所示;;
（4如果需要求闭环电压增益如果需要求闭环电压增益,,则可根据输入回路和输出回路电压电流
关系关系,,求出闭环电压增益vsf
vfAAɺɺ或6.2.1深度负反馈条件下放大电路闭环增益的近似计算
6.2负反馈放大电路的近似计算
（3求出反馈系数求出反馈系数,,便可通过式得到闭环增益得到闭环增益。
。
组态不同时,闭环增益的量纲也不同闭环增益的量纲也不同,,要特别注意闭环增益的下标要特别注意闭环增益的下标;;
FAɺɺ/1f≈（5如果仅仅求闭环电压增益如果仅仅求闭环电压增益,,则可利用直接求出（不必先求,再求。
f
ifiIIVVɺɺɺɺ==或vsfvfAAɺɺ或fAɺFɺ
表6.2.1信号、反馈系数和闭环增益在四种负反馈组态中的具体形式XɺFɺfAɺ
电路如图6.1.5所示所示,,设电路满足深度负反馈条件设电路满足深度负反馈条件,,
试求各电路的闭环增益和闭环电压增益试求各电路的闭环增益和闭环电压增益。
。
vi
vivo
vivo
（a
vi
vo
（c
+
-
vo
+
-
图6.1.5
例6.2.1
RfvO
vI
电路如图6.2.1所示
所示,
设电路满足深度负反馈条件设电路满足深度负反馈条件,,试求电路的闭环增益和闭环电压增益
试求电路的闭环增益和闭环电压增益。
。
图6.2.1例6.2.2的电路
例6.2.2
6
7
CC
vo
vi
间反馈间反馈,,设电路满足深度负反馈条件设电路满足深度负反馈条件,,试求电路的闭环增益和闭环电压增益增益和闭环电压增益。
。
图6.2.2例6.2.3的电路
vi
v
o
-益取决于级间反馈
益取决于级间反馈,
设电路满足深度负反馈条件
设电路满足深度负反馈条件,,试求电路的闭环电压增益
电路的闭环电压增益。
。
图6.2.3例6.2.4的电路
8
9
R2
vo
电路如图6.2.4所示所示,,试判断电路中级间反馈的组态和极性和极性,,并求电路的闭环电压增益并求电路的闭环电压增益（（设电路中的反馈满足深度负反馈条件足深度负反馈条件。
。
图6.2.4例6.2.5的电路
例6.2.5
10
FREQ=100k
VAMPL=1mVOFF=0
50k
FREQ=100k
VAMPL=1mVOFF=0
6.2.2闭环输入和输出电阻估算
Xo
（aif1.闭环输入电阻
i
i
ifI
V
Rɺ=i
f
id
ifIVVRɺɺ+=i
o
id
IFXVɺɺɺ+=i
ididIFAVVɺɺɺɺ+=
i
id1（IVFAɺɺɺ⋅+=i1（rFA⋅+=ɺɺ串联负反馈
（a串联负反馈
图6.2.5求闭环输入电阻的等效框图
串联负反馈增大输入电阻串联负反馈增大输入电阻,,
并联负反馈减小输入电阻并联负反馈减小输入电阻;;
Xo
（b
V（b并联负反馈
图6.2.5求闭环输入电阻的等效框图
fidiifIIVRɺ+=FXIVɺo
idi
+=FAIIVɺid
idi
+=FArIVFAɺ+=⋅+=111iid
i6.2.2闭环输入和输出电阻估算
1.闭环输入电阻
i
iifIVRɺ=并联负反馈
串联负反馈增大输入电阻串联负反馈增大输入电阻,,并联负反馈减小输入电阻并联负反馈减小输入电阻;;
f（a
2.闭环输出电阻（a电压负反馈
图6.2.6求闭环输出电阻的等效框图
0tt
ofi
==XI
VRɺɺid
oottXArIVɺɺɺɺ+=FA
rIVRɺ+==1ott
of电压负反馈
设反馈网络输入端电阻远大于基本放
大电路的输出电阻大电路的输出电阻,,此时输出回路有6.2.2闭环输入和输出电阻估算（fotXArIɺɺɺ−+=（t
o
tVFArI
ɺɺɺɺ−=+电压负反馈减小输出电阻电压负反馈减小输出电阻;;电流负反馈增大输出电阻电流负反馈增大输出电阻。
。
又设放大电路输出电压远大于内阻消耗的电压阻消耗的电压,,则
id
ottXArIVɺɺɺɺ+=
f
o
idstt（rXAIV⋅+=ɺɺɺɺot
tof1rFAIVR⋅+==（ɺɺɺ电压负反馈减小输出电阻电压负反馈减小输出电阻;;电流负反馈增大输出电阻电流负反馈增大输出电阻。
。
（b电流负反馈
图6.2.6求闭环输出电阻的等效框图
2.闭环输出电阻0t
t
ofi
==XIVRɺɺ电流负反馈
6.2.2闭环输入和输出电阻估算
设反馈网络的输入电阻远小于基本放
大电路的输出电阻大电路的输出电阻,,则输出回路有
又设放大电路输出电流远大于内阻消耗的电流阻消耗的电流,,则
id
to
tXAIrVɺɺɺɺ+=（ftXAIɺɺɺ−+=（t
tIFAIɺɺɺɺ−+=
vvo
图6.2.7并联负反馈电路并联负反馈电路
FA
rR+=
1ifif1if
RRR+=′同样同样,,求输出电阻时求输出电阻时,,某些电路存在
反馈环外电阻反馈环外电阻,,也应另作处理也应另作处理。
。
再如图6.2.7所示并联负反馈电路有
而整个电路的输入电阻为:
6.3负反馈对放大电路性能的影响
6.3.1提高闭环增益稳定性6.3.2对输入和输出电阻的影响6.3.3展宽通频带
6.3.4减小负反馈环内非线性失真
6.3.1提高闭环增益稳定性
6.3负反馈对放大电路性能的影响
FA
AAɺɺ+=1f放大电路的闭环增益和开环增益有如下关系放大电路的闭环增益和开环增益有如下关系:
:
当只考虑幅值时有AFA
A+=1f2f1dd
（AFA
AA+=对上式求导数得A
A
AFAAd11df⋅+=有负反馈时有负反馈时,,增益的稳定性比无反馈时提高了增益的稳定性比无反馈时提高了（（1+AF倍。
反馈
越深越深,,闭环增益的稳定性越好闭环增益的稳定性越好。
。
不过有两点值得注意不过有两点值得注意:
:
（1引反馈时引反馈时,,在输出端取样电压还是电流在输出端取样电压还是电流,,其稳定的增益是不同的其稳定的增益是不同的。
。
（2信号源对反馈效果会产生一定的影响信号源对反馈效果会产生一定的影响。
。
再除以再除以（（1式并整理得
（1
有负反馈时有负反馈时,,增益的稳定性比无反馈时提高了增益的稳定性比无反馈时提高了（（1+AF倍。
反馈越深越深,,闭环增益的稳定性越好闭环增益的稳定性越好。
。
不过有两点值得注意不过有两点值得注意:
:
（1引反馈时引反馈时,,在输出端取样电压还是电流在输出端取样电压还是电流,,其稳定的增益是不同的其稳定的增益是不同的。
。
6.3.1提高闭环增益稳定性
vo
vo
f
+
-
Rvsvs图6.3.1增益稳定过程及信号源对反馈效果的影响
有负反馈时有负反馈时,,增益的稳定性比无反馈时提高了增益的稳定性比无反馈时提高了（（1+AF倍。
反馈越深越深,,闭环增益的稳定性越好闭环增益的稳定性越好。
。
不过有两点值得注意不过有两点值得注意:
:
（2信号源对反馈效果会产生一定的影响信号源对反馈效果会产生一定的影响。
。
6.3.1提高闭环增益稳定性
vo
vs
vo
i图6.3.1增益稳定过程及信号源对反馈效果的影响
vo
vo
f
+
-
Rvsvsvo
（c
i图6.3.1增益稳定过程及信号源对反馈效果的影响
6.3.2对输入和输出电阻的影响
1.对输入电阻的影响
2.对输出电阻的影响
对输入电阻的影响取决于所引入的负反馈是串联反馈还是并联反馈对输入电阻的影响取决于所引入的负反馈是串联反馈还是并联反馈,,而与取电压反馈还是电流反馈无关电压反馈还是电流反馈无关。
。
负反馈对输出电阻的影响取决于反馈网络在放大电路输出回路的取样方式负反馈对输出电阻的影响取决于反馈网络在放大电路输出回路的取样方式,,与反馈网络在输入回路的连接方式无关与反馈网络在输入回路的连接方式无关。
。
1（FA
ɺɺ+倍。
引串联反馈引串联反馈,,闭环输入电阻比原放大电路输入电阻增大了约引入负反馈对放大电路的影响可归纳如下:
引并联反馈引并联反馈,,闭环输入电阻比原放大电路输入电阻减小了约1（FAɺɺ+倍。
引电压反馈引电压反馈,,闭环输出电阻比原放大电路输出电阻减小了约1（FAɺɺ+倍。
引电流反馈引电流反馈,,闭环输出电阻比原放大电路输出电阻增大了约1（FA
ɺɺ+倍。
2
图6.3.2开环增益和闭环增益的幅频响应
Aɺ考虑只有一个时间常数的直接耦合放大电路考虑只有一个时间常数的直接耦合放大电路。
。
设放大电路开环通带增益为则其开环高频响应为
/H0j（1ffAA
+=ɺɺ高频闭环增益为FA
AAɺɺ+=1fHff0
j1fAAA+=ɺɺɺɺ6.3.3展宽通频带
6.3负反馈对放大电路性能的影响6.3.4减小负反馈环内非线性失真xidxitttxi+ttxoxixo⊕-xidAxoxfAxi（axoxft（bF图6.3.3负反馈减小非线性失真（a无反馈时的信号波形（b有负反馈时的信号波形26
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