负反馈对放大电路性能的影响.ppt

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1、4.3负反馈对放大电路性能的影响4.3.1提高增益的稳定性4.3.2减小非线性失真4.3.3展宽通频带4.3.4改变输入电阻和输出电阻4.3.5放大电路中引入负反馈的一般原则4.3负反馈对放大电路性能的影响在放大电路中引入负反馈后，放大电路的增益下降，但可使放大电路很多方面的性能得到改善，下面分析负反馈对放大电路主要性能的影响。4.3.1提高增益的稳定性放大电路的增益可能由于元器件参数的变化、环境温度的变化、电源电压的变化、负载大小的变化等因素的影响而不稳定，引入适当的负反馈后，可提高闭环增益的稳定性。当负反

2、馈很深，即>>1时，由式（4.2.5）得（4.3.1）这就是说，引入深度反馈后，放大电路的增益决定于反馈网络的反馈系数，而与基本放大电路几乎无关。反馈网络一般由稳定性能优于半导体三极管的无缘线性元件（如R、C）组成，因此，闭环增益是比较稳定的。在一般情况下，增益的稳定性常用有、无反馈时增益的相对变化量之比来衡量，用dA/A和dAf/Af分别表示开环和闭环增益的相对变化量。将对A求导数得或（4.3.2）将式（4.3.2）两边分别除以，得（4.3.3）该式表明，引入负反馈后，增益的相对变化量为开环增益相对变化量的

3、，即闭环增益的相对稳定度提高了，越大，即负反馈越深，dAf越小，闭环增益的稳定性越好。例4.3.1某一放大电路的开环增益A=1000，由于环境温度的变化，放大电路的增益下降为900，当引入负反馈后，反馈系数F=0.099，求闭环增益及其相对变化量。解：无反馈时，增益的相对变化量为反馈深度为有反馈时，闭环增益为闭环增益的相对变化量为应当指出，负反馈放大电路是牺牲了增益来换取其稳定性的，即增益减小到1/(1+AF)，稳定性提高到(1+AF)，同时有两点值得注意：①负反馈不能使输入量保持不变，只能使输入量趋于不变。

4、而且只能减少由开环增益变化而引起的闭环增益的变化。如果反馈系数发生变化而引起闭环增益变化，则负反馈是无能为力的。所以，反馈网络一般都由无源元件组成。②不同类型的负反馈能稳定的增益也不同，如电压串联负反馈只能稳定闭环电压增益，而电流串联负反馈只能稳定闭环互导增益。4.3.2减小非线性失真三极管、场效应管等有源器件伏安特性的非线性会造成输出信号非线性失真，引入负反馈后可以减少这种失真，其原理可用图4.3.1加以说明。图4.3.1负反馈减小非线性失真（a）无反馈时信号波形（b）引入负反馈时信号波形设输入信号xi为正

5、弦波，无反馈时放大电路的输出信号x0为正半周幅度大、负半周幅度小的失真正弦波，如图4.3.1（a）所示。引入负反馈时，如图4.3.1（b）所示，这种失真被引回到输入端，xf也为正半周幅度大而负半周幅度小的波形，由于xid=xi-xf，因此xid波形变为正半周幅度小而负半周幅度大的波形，即通过反馈使净输入信号产生预失真，这种预失正好补偿了放大电路非线性引起的失真，使输出波形x0接近正弦波。根据分析，加反馈后非线性失真减小为无反馈时的1/。必须指出，负反馈只能减小放大电路内部引起的非线性失真，对于信号本身固有的失

6、真则无能为力。此外，负反馈只能减小而不能消耗非线性失真。负反馈还可以对放大电路的噪声、干扰和温度漂移有一点抑制作用，其原理与负反馈抑制非线性失真一样。负反馈对放大电路噪声、干扰和温度漂移的抑制作用，只是对反馈环内的产生的噪声、干扰和温度漂移有效，对环外的无效。4.3.3扩展通频带图4.3.2所示为放大电路在无负反馈和有负反馈时的幅频特性A（f）和Af(f)，图中Am、fL、fH、fbw和Amf、fLf、fHf、fbwf分别为无、有负反馈时的中频放大倍数、下限频率、上限频率和通频带宽度。可见，加负反馈后的通频带

7、宽度比无反馈时的大。扩展通频带的原理如下：当输入等幅不同频率的信号时，高频段和低频段的输出信号比中频段的小，因此，反馈信号也小，对净输入信号的削弱作用小，所以高、低频段的放大电路减小程度比中频段的小，从而扩展了通频段。图4.3.2负反馈扩展通频带可以证明fbwf=(1+AF)fbw(4.3.4)4.3.4改变输入电阻和输出电阻放大电路中引入的交流负反馈的类型不同，则对输入电阻和输出电阻的影响也就不同，下面加以讨论。1.对输入电阻的影响负反馈对输入电阻的影响取决于反馈网络与基本放大电路在输入回路的连接方式，即取

8、决于是串联还是并联负反馈，与输出电路中的反馈的取样方式无直接联系。因此，分析负反馈对输入电阻的影响时，只需要画出输入电路的连接方式，如图4.3.3所示，其中Ri是基本放大电路的输入电阻（开环输入电阻），Rif是负反馈放大电路的输入电阻（闭环输入电阻）。（a）(b)图4.3.3负反馈对输入电阻的影响（a）串联反馈（b）并联反馈（1）串联负反馈对输入电阻的影响由图4.3.3(a)可知，开环输入电阻为（4