模拟电路第06章负反馈放大电路12解读.docx

1、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F AA A +=1f FA 1f if X X 0f i id =X X X fi V V fi I I (串联负反馈 (并联负反馈 11|+|F A ido X X A =oX X F =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

2、, , 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

3、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 vsfvf A A 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; ;F A /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 。fi f i I I V V =或 vsf vf A A 或 f A F 表

4、 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 X F f A 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。 。 v iv i v ov i v o(av iv o(c+-v o+-图 6.1.5例 6.2.1R f v Ov I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 6.2.26 7 CCv

5、 ov i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v ivo- 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 9R 2 v o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

6、 例 6.2.5的电路例 6.2.510 FREQ = 100kVAMPL = 1mVOFF = 0 50kFREQ = 100kVAMPL = 1mVOFF = 0 6.2.2 闭环输入和输出电阻估算 X o(a if 1. 闭环输入电阻iiif IVR =ifidif I V V R +=ioidI F X V +=iid id I F A V V +=iid 1(I V F A +=i 1(r F A +=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; ;X o (b

7、V (b 并联负反馈图 6.2.5 求闭环输入电阻的等效框图f id i if I I V R +=F X I V oid i+=F A I I V idid i+=F A r I V F A +=+=111i idi 6.2.2 闭环输入和输出电阻估算1. 闭环输入电阻ii if I V R =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 (a2. 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0t tof i=X IV R ido o t t X A r I V +=F Ar I V R

8、+=1o t tof 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 (f o t X A r I += (tot V F A r I=+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ido t t X A r I V += foid s t t (r X A I V +=o tt of 1r F A I V R += (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

9、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 0ttof i=X I V R 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idt ot X A I r V += (f t X A I += (tt I F A I += v v o图 6.2.7 并联负反馈电路 并联负反馈电路F Ar R +=1if if 1ifR R R +=同样 同样, , 求输出电阻时 求输出电

10、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F AA A +=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 AF AA +=1f 2f 1d d (AF AA A +=对上式求导数得 AAAF A A d 1

11、1d f +=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

12、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 v ov of+-R v s v s 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

13、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 v ov s v oi 图 6.3.1 增益稳定过程及信号源对反馈效果的影响 v ov of+-R v s v s v o (ci 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

14、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(F A+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(F A +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(F A +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(F A+倍 。2 图 6.3.2 开环增益和闭环增益的幅频响应A 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/H 0j(1f f A A+=高频闭环增益为 F AA A +=1f Hf f 0j 1f A A A +=6.3.3 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 xid xi t t t xi + t t xo xi xo - xid A xo xf A xi (a xo xf t (b F 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