负反馈放大器

负反馈放大器,第一节负反馈的基本概念,第二节负反馈放大器的分类,第三节负反馈对放大电路性能的影响,第四节负反馈放大器的方框图分析法,一、反馈的定义：,反馈是将输出信号的一部分或全部通过一定的电路馈送回到放大电路的输入端，并对输入信号产生影响。,第一节反馈的基本概念,正向传输,反向传输,图中：Xi是输入信号；Xf是反馈信号；Xdi为净输入信号；所以有Xdi=XiXf,图4.01反馈概念方框图,反馈概念方框图,放大电路无反馈（环路开路）。,放大电路有反馈（环路闭合）。,二、闭环、开环,开环,闭环,第一节反馈的基本概念,三、负反馈和正反馈,若馈送信号使得净输入信号减少则称为负反馈；若馈送信号使得净输入信号增加则称为正反馈。,第一节反馈的基本概念,反馈概念方框图,电压反馈：反馈信号的大小与输出电压成比例的反馈称为电压反馈；电流反馈：反馈信号的大小与输出电流成比例的反馈称为电流反馈。,四、电压反馈和电流反馈,第一节反馈的基本概念,五、串联反馈和并联反馈,反馈信号与输入信号加在放大电路输入回路的同一个电极，则为并联反馈；否则，为串联反馈。,例如，对CE组态放大器来说:,Xf,并联反馈,串联反馈,反馈信号Xf和Xi加到同一个电极（基极），则为并联反馈。,反馈信号Xf和Xi未加到同一个电极，则为串联反馈,Xf,第一节反馈的基本概念,六、交流反馈和直流反馈,1.反馈信号中只有交流成分时为交流反馈；3.反馈信号只有直流成分时为直流反馈；2.反馈信号中既有交流成分又有直流成分时为交直流反馈。,第一节反馈的基本概念,二、单环反馈放大器的理想模型,如图所示反馈电路可分为两部分：,图4-03.(a)简化的反馈电路,1.基本放大器A：可由单级或多级放大器组成。,2.反馈网络B：一般由无源网络组成。,上述反馈放大器的一般形式可由方框图来概括,图4-03.(b)反馈电路的方框图,反馈环由基本放大器A和反馈网络B构成的闭合环路。,所示图为一单环反馈放大器的方框图：,B反馈网络；,比较器（相加点）,Xi是输入信号；Xf是反馈信号；Xdi(=XiXf)为净输入信号；,X广义信号量(电流或电压)；,带传输方向的支路；,A基本放大器；,反馈环,正向传输,反向传输,理想模型的假定：,（1）.正向传输:信号只经过基本放大器，而不经过反馈网络。,（2）.反向传输:信号只经过反馈网络，而不经过基本放大器。,三、基本反馈方程式,基本反馈方程式：为分析反馈放大器的基本公式,1.放大电路的开环增益：,2.反馈网络的反馈系数：,3.基本反馈方程式：,A=Xo/Xdi,B=Xf/Xo,Af=A/(1+AB)=1/B,推导过程,Xi=Xdi+Xf=Xdi+ABXdi=(1+AB)Xdi,所以Af=Xo/Xi,=AXdi/(1+AB)Xdi,=A/(1+AB)=1/B,Xf=BX0=ABXdi,因为A=X0/Xdi,推导过程,4.反馈深度,深负反馈下，F1（或AB1），此时反馈方程式可简化为：,因为F=1+AB反映了反馈对放大电路影响的程度,所以F称为反馈深度。,三、基本反馈方程式,其中,AB称为环路增益。,F越大，反馈深度越深；,Af=A/(1+AB)A/AB=1/B,当F1时.使Afri。,并联负反馈输入端的形式如图：,图04.11并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,有反馈的输入电阻：,无反馈的输入电阻：,六负反馈对输出电阻的影响,求输出电阻的等效电路：,1.将输入信号源短路。,2.将负载电阻RL开路，在输出端加一个测试电压Uot（产生测试电流Iot）。,（一）电压负反馈对输出电阻的影响,1.电压串联负反馈,Rof,Rof,Rof=Rof/Rc,画求Ro的等效电路,称开路电压增益.,2.电压并联负反馈,求输出电阻的等效电路如图,称开路互阻增益.,Rof=Rof/Rc,Rof,结论：电压负反馈使输出电阻减小。,（一）电压负反馈对输出电阻的影响,(二)电流负反馈对输出电阻的影响,1.电流并联负反馈,称短路电流增益.,Rof=Rof/Rc,AI0Idi,Rof,求输出电阻的等效电路如图,(二)电流负反馈对输出电阻的影响,1.电流串联负反馈,Rof=Rof/Rc,同理可以推得：,考虑RC的影响,结论：电流负反馈使输出电阻增大。,其中,七信号源内阻对反馈放大器的影响,（1）.串联反馈：信号源须采用低内阻Rs,才能得到反馈效果。,（2）.并联反馈：信号源须采用高内阻Rs,才能得到反馈效果。,AUsf=AUs/(1+AUsBU),AUs=AUri/(Rs+ri),AIsf=AIs/(1+AIsBI),AIs=AIRs/(Rs+ri),1.求B网络对基本放大器输入回路的负载作用时：,凡电压反馈，令Uo=0，从输入端看反馈网络的负载作用。凡电流反馈，令Io=0，从输入端看反馈网络的负载作用。,2.求B网络对基本放大器输出回路的负载作用时：,凡串联反馈，令Ii=0，从输出端看反馈网络的负载作用。凡电流反馈，令Ui=0，从输出端看反馈网络的负载作用。,基本放大器电路的画法：,第四节负反馈放大器的方框图分析法,五、引入负反馈的一般原则,稳定Q点应引入直流负反馈，改善动态性能应引入交流负反馈；根据信号源特点，增大输入电阻应引入串联负反馈，减小输入电阻应引入并联负反馈；根据负载需要，需输出稳定电压（即减小输出电阻）的应引入电压负反馈，需输出稳定电流（即增大输出电阻）的应引入电流负反馈；从信号转换关系上看，电压串联负反馈是压控电压源，电压并联负反馈是流控电压源，电流串联负反馈是压控电流源，电流并联负反馈是流控电流源；当(1AF)1时，它们的转换系数均约为1/F。,（）负反馈会使放大器的增益降低，但能提高放大器的上限截止频率H和