模电课件6.3负反馈对放大电路性能的影响

6.3负反馈对放大电路性能的改善负反馈是改善放大电路性能的重要技术措施，广泛应用于放大电路和反馈控制系统之中。6.3.1提高增益的恒定性6.3.2负反馈对输入电阻的影响6.3.3负反馈对输出电阻的影响6.3.4扩展频带6.3.5减少非线性失真6.3.6负反馈对噪声、干扰和温漂的影响6.3.1提高增益的恒定性根据负反馈基本方程，不论何种负反馈，都使反馈放大倍数下降1+AF倍，不同的反馈组态A、F的量纲不同，但AF无量纲。对电压串联负反馈：ioiofVVXXAvvvvvvvvFAA1在负反馈条件下增益的稳定性得到了提高，这里增益应该与反馈组态相对应AAAFAAAFAAFAAFAAFAd)1(1d)1(d)1(dd)1(dff22f有反馈时增益的稳定性比无反馈时提高了(1+AF)倍。6.3.2负反馈对输入电阻的影响(1)串联负反馈使输入电阻增加串联负反馈输入端的电路结构形式如图6.10所示。有反馈的输入电阻为：iiiddifdiiif)1()1(RFAIVFAIFAVVIVVIVRvvvvdvvvvvvvv式中Ri=rid。负反馈对输入电阻的影响与反馈加入的方式有关，即与串联或并联反馈有关，而与电压或电流反馈无关。图6.10串联负反馈对输入电阻的影响(2)并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈输入端的电路结构形式如图6.11所示。对电压并联负反馈和电流并联负反馈效果相同，只要是并联负反馈就可使输入电阻减小。有反馈的输入电阻为：odifiiifiVFIVIIVIVRivdvvidvv1iiiiddiFArFAIIV图6.11并联负反馈对输入电阻的影响6.3.3负反馈对输出电阻的影响电压负反馈可以使输出电阻减小，这与电压负反馈可以使输出电压稳定是相一致的。输出电阻小，带负载能力强，输出电压的变化就小，稳定性就好。以串联电压负反馈为例，有:(1)电压负反馈使输出电阻减小图6.12电压负反馈对输出电阻的影响式中是负载开路时的电压放大倍数。oooooooofoooooo)1(''''''RFAVRVFAVRXAVRXAVIvvvdvFARIVRvooooof1''ovA负载开路(2)电流负反馈使输出电阻增加电流负反馈可以使输出电阻增加。图6.13电流负反馈对输出电阻的影响式中Ais是负载短路时的开环增益，即将负载短路，把电压源转换为电流源，再将负载开路的增益这与电流负反馈可以使输出电流稳定是相一致的。输出电阻大，负反馈放大电路接近电流源的特性，输出电流的稳定性就好。电流并联负反馈为例，图6.13为求输出电阻的等效电路。将负载电阻开路，在输出端加入一个等效的电压V‘o，并令输入信号源为零，即VS=0。可得：osfss'IFAXAXAiidiosoosoo')1('''IFAIIFARViiosooof)1(''RFAIVRi6.3.4扩展频带放大电路加入负反馈后，增益下降，但通频带却加宽了，如图6.14所示。图6.14负反馈对通频带的影响无反馈时的通频带f=fH－fLfH有反馈时的放大电路高频段的增益为Hmj1)j(AA)j1/(1)j1/()j(1)j()j(HmHmfFAAFAAAfHmfmHmmj1)1(j1)1/(ωωAFAωωFAA有反馈时的通频带fF=(1+AF)fH负反馈放大电路扩展通频带后仍然有增益与通频带之积为常数：HmHmmmfHmf)1()1(AFAFAAωA6.3.5减少非线性失真负反馈可以改善放大电路的非线性失真，但是只能改善反馈环内产生的非线性失真。加入负反馈改善非线性失真，可通过图来加以说明。失真的反馈信号，使净输入产生相反的失真，从而弥补了放大电路本身的非线性失真。图6.15负反馈对非线性失真的影响(动画6-3)(动画6-4)因加入负反馈放大电路的输出幅度下降，不好比对，因此必须要加大输入信号，使加入负反馈以后的输出幅度基本达到原来有失真时的输出幅度才有意义。6.3.6负反馈对噪声、干扰和温漂的影响原理同负反馈对放大电路非线性失真的改善。负反馈只对反馈环内的噪声和干扰有抑制作用，且必须加大输入信号后才使抑制作用有效。