第三节 负反馈对放大电路性能的影响
放大电路引入负反馈以后, 由于 1+AF> 1,
故 Af< A,因此引入负反馈以后放大倍数下降 。 但
换取了电路其它性能的改善, 下面作以简要的分
析 。
AF
A
?1
A
dA
AFA
dA
f
f ?
?? 1
1
引入负反馈后, 闭环放大倍数
对此表达式两边求微分得:闭环放大倍数的相对变
化 量 只 有 开 环 放 大 倍 数 相 对 变 化 量 的
倍 。 AF?1
1
1.提高了放大倍数的稳定性
AF
AA
f ?? 1
2.减小非线性失真
由于放大电路中存在着三极管等非线性
器件,所以,即使输入的是正弦波,输出也
不是正弦波,产生了波形失真,如图 3-7a所
示。输入为正弦波,输出端变成了正半周幅
度大、负半周幅度小的失真波形。
图 3-7
? 引入负反馈后,输出端的失真波形反馈到输入
端,与输入信号相减,使净输入信号幅度成为
正半周小负半周大的波形。这个波形被放大输
出后,正负半周幅度的不对称程度减小,非线
性失真得到减小,如所示。
? 注意,负反馈只能减小放大器自身的非线性失
真,对输入信号本身的失真,负反馈放大器无
法克服 。
3.展宽频带
对于一个具体的放大器,其增益带宽积 GW为一常数。
即,GW= A(BW)= A(fh-fl)
A为放大器的放大倍数,
BW= fh-fL为放大器的带宽,单位为 Hz。
一般 fh>>fL,故有 BW≈ fh,于是,Affhf≈ Afh(其中 A、
fh分别为闭环增益和上限频率)。
即,
可见,放大器引入负反馈以后,其带宽展宽了 1+AF倍。
hh
f
hf fAFfA
Af )( ??? 1
4.对输入输出电阻的影响
设放大器开环时的输入、输出电阻分别为 ri
和 ro,闭环输入、输出电阻分别为 rif和 rof。
( 1)对输入电阻的影响
引入串联负反馈后,反馈网络与输入端串
联,因此输入电阻增大。由计算知
rif=( 1+AF) ri。
对输入输出电阻的影响
引入并联负反馈后, 反馈网络与输入端并
联 。 因此输入电阻减小,
rif= ri
( 2) 对输出电阻的影响
引入电压反馈后, 能稳定输出电压, 所以
输出电阻减小 。
AF?1
1
oof rAFr ?? 1
1
引入电流反馈后,能稳定输出电流,所以
输出电阻加大。
rof=( 1+AF) ro。
第四节,深度负反馈电路电压放大倍数的估算
? 所谓深度负反馈就是 1+AF>>1的情况,一般
1+AF≥10 就认为是深度负反馈。由于 1+AF>>1,
故 1+AF≈ AF,
? 所以
?
? 在串联负反馈中,Uf≈ Ui,,。而在并联负反馈
中,If≈ Ii,Ii/≈0 。
i
of
X
X
FAF
AA ??? 1
f
O
f
oi XXX
XFXX ???
0
例 3-5
例 3-5 估算图 3-3a所示电路的闭环电压放大倍数。
解 由于这是一个电压串联负反馈放大器,由反
馈网络图知,
o
f
f URR
RU
4
4
??
fi UU ?
44
4 1
R
R
R
RR
U
U
U
UA ff
f
o
i
o
uf ??
????
例 3-6
例 3-6 估算图 3-4a所示电路的闭环电压放大倍数 Auf。
解 由例 3-2知该电路为电流串联负反馈。由反馈
网络知:
Ui≈ Uf= IoRE1
Loo RIU ??? LCL RRR //??
1E
L
f
o
i
o
uf R
R
U
U
U
UA ?????
例 3-7
例 3-7 估算图 3-5a所示电路的闭环源电压增益。
解 这是一个电压并联负反馈放大器。由于 Ui≈0,
由反馈网络知:
故
1R
UI o
f
??
s
s
i R
UI ? fi II ?
Sis
f
s
o
uf R
R
IR
RI
U
UA 11 ?????
放大电路引入负反馈以后, 由于 1+AF> 1,
故 Af< A,因此引入负反馈以后放大倍数下降 。 但
换取了电路其它性能的改善, 下面作以简要的分
析 。
AF
A
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A
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1
引入负反馈后, 闭环放大倍数
对此表达式两边求微分得:闭环放大倍数的相对变
化 量 只 有 开 环 放 大 倍 数 相 对 变 化 量 的
倍 。 AF?1
1
1.提高了放大倍数的稳定性
AF
AA
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2.减小非线性失真
由于放大电路中存在着三极管等非线性
器件,所以,即使输入的是正弦波,输出也
不是正弦波,产生了波形失真,如图 3-7a所
示。输入为正弦波,输出端变成了正半周幅
度大、负半周幅度小的失真波形。
图 3-7
? 引入负反馈后,输出端的失真波形反馈到输入
端,与输入信号相减,使净输入信号幅度成为
正半周小负半周大的波形。这个波形被放大输
出后,正负半周幅度的不对称程度减小,非线
性失真得到减小,如所示。
? 注意,负反馈只能减小放大器自身的非线性失
真,对输入信号本身的失真,负反馈放大器无
法克服 。
3.展宽频带
对于一个具体的放大器,其增益带宽积 GW为一常数。
即,GW= A(BW)= A(fh-fl)
A为放大器的放大倍数,
BW= fh-fL为放大器的带宽,单位为 Hz。
一般 fh>>fL,故有 BW≈ fh,于是,Affhf≈ Afh(其中 A、
fh分别为闭环增益和上限频率)。
即,
可见,放大器引入负反馈以后,其带宽展宽了 1+AF倍。
hh
f
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4.对输入输出电阻的影响
设放大器开环时的输入、输出电阻分别为 ri
和 ro,闭环输入、输出电阻分别为 rif和 rof。
( 1)对输入电阻的影响
引入串联负反馈后,反馈网络与输入端串
联,因此输入电阻增大。由计算知
rif=( 1+AF) ri。
对输入输出电阻的影响
引入并联负反馈后, 反馈网络与输入端并
联 。 因此输入电阻减小,
rif= ri
( 2) 对输出电阻的影响
引入电压反馈后, 能稳定输出电压, 所以
输出电阻减小 。
AF?1
1
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1
引入电流反馈后,能稳定输出电流,所以
输出电阻加大。
rof=( 1+AF) ro。
第四节,深度负反馈电路电压放大倍数的估算
? 所谓深度负反馈就是 1+AF>>1的情况,一般
1+AF≥10 就认为是深度负反馈。由于 1+AF>>1,
故 1+AF≈ AF,
? 所以
?
? 在串联负反馈中,Uf≈ Ui,,。而在并联负反馈
中,If≈ Ii,Ii/≈0 。
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例 3-5
例 3-5 估算图 3-3a所示电路的闭环电压放大倍数。
解 由于这是一个电压串联负反馈放大器,由反
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例 3-6
例 3-6 估算图 3-4a所示电路的闭环电压放大倍数 Auf。
解 由例 3-2知该电路为电流串联负反馈。由反馈
网络知:
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例 3-7
例 3-7 估算图 3-5a所示电路的闭环源电压增益。
解 这是一个电压并联负反馈放大器。由于 Ui≈0,
由反馈网络知:
故
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