模拟电子电路基础6-2

1、6.3.1 提高闭环增益的稳定性提高闭环增益的稳定性6.3.2 扩展闭环增益的通频带扩展闭环增益的通频带 6.3.3 减少非线性失真减少非线性失真 6.3 负反馈对放大器性能的影响负反馈对放大器性能的影响6.3.4 改变放大器的输入电阻改变放大器的输入电阻返回6.3.5 改变放大器的输出电阻改变放大器的输出电阻6.3. 6 为改善性能而引入负反馈的一般原则为改善性能而引入负反馈的一般原则6.3.1 提高闭环增益的稳定性提高闭环增益的稳定性返回FAFAA11f HoooHooHoHoHHHf1j11j1j11j1)(1)()(fFAfFAAffFAAFffAffAFsAsAsA fFAfFAAF

2、ffAffAsFsAsAsAoLooLoLoLLLf1j11j11j1)()(1)()( 6.3.2 扩展闭环增益的通频带扩展闭环增益的通频带 在在放放大大电电路路中中采采用用了了负负反反馈馈后后,可可使使其其频频率率特特性性得得到到改改善善,即即扩扩展展频频带带 低低频频段段 高高频频段段基基本本放放大大器器的的增增益益函函数数:引引入入反反馈馈后后: ffAsALoLj1)( HoHj1)(ffAsA Af(s)fLf(s)Af(s)fHfAf(s) Ao 低频段低频段高频段高频段HffHfLfLff电路仿真无反馈时的通频带表示为：无反馈时的通频带表示为： HLHfffBW 引入负反馈后的

3、通频带为引入负反馈后的通频带为:HfLfHfffffBW 尽管引入负反馈后频带展宽了尽管引入负反馈后频带展宽了 ，而由于中频放大倍数下降为无反馈时而由于中频放大倍数下降为无反馈时 ，中频放大倍数与通频带的乘积基本保持不变中频放大倍数与通频带的乘积基本保持不变 。FAo1 FAo11 ffoABWABW 6.3.3 减少非线性失真减少非线性失真放放大大电电路路引引入入负负反反馈馈后后,非非线线性性失失真真将将有有一一定定程程 度度的的改改善善,而而且且反反馈馈越越深深,对对非非线线性性失失真真的的补补偿偿作作用用越越 大大，非非线线性性失失真真越越小小. 定定性性分分析析:ubeib返回6.3.

4、4 改变放大器的输入电阻改变放大器的输入电阻ifdiiifiuuiuR iidif)1(1RAFiuAFR 休息1 休息11 串联负反馈使输入电阻增大串联负反馈使输入电阻增大无反馈时的输入电阻为：无反馈时的输入电阻为：idiiuR 引入串联负反馈后，输入电阻为：引入串联负反馈后，输入电阻为： FA6.3.4 改变放大器的输入电阻改变放大器的输入电阻结结论论： 设设计计高高输输入入电电阻阻电电路路时时应应连连成成串串联联负负反反馈馈 设设计计低低输输入入电电阻阻电电路路时时应应连连成成并并联联负负反反馈馈 休息1 休息1返回2并联负反馈使输入电阻减小并联负反馈使输入电阻减小 FA6.3.5 改变

5、放大器的输出电阻改变放大器的输出电阻休息1 休息1返回1. 电压负反馈使输出电阻减小电压负反馈使输出电阻减小 无反馈的条件下，放大电路的输出无反馈的条件下，放大电路的输出端可等效为电阻端可等效为电阻Ro与一个电压源与一个电压源Ao(s)Xd(s)相串联的形式。相串联的形式。其中，其中，Ro是无反馈时的输出电阻，是无反馈时的输出电阻，Ao(s)是负载电阻是负载电阻RL开路时开环放大倍数，开路时开环放大倍数，Xd(s)为净输入信号。为净输入信号。 加入反馈后，加入反馈后，根据求输出电阻的定义根据求输出电阻的定义：输入信号：输入信号Xi(s)=0，故可得：，故可得：)()()()(ffidsXsXs

6、XsX )()()(ofsusFsX 引入电压负反馈后，放大电路的管端输出电阻引入电压负反馈后，放大电路的管端输出电阻)()(1ooooofsFsARiuR oooodoooo)()()(usFsARiXsARiu 电压负反馈能稳定输出电压电压负反馈能稳定输出电压。 uuooof1FARR grooof1FARR 电压串联负反馈：电压串联负反馈：电压并联负反馈：电压并联负反馈：式中的式中的Auo和和Aro表示基本放表示基本放大电路输出端口开路时的开大电路输出端口开路时的开环增益环增益 Rof6.3.5 改变放大器的输出电阻改变放大器的输出电阻返回2. 电流负反馈使输出电阻增大电流负反馈使输出电

7、阻增大 基本放大电路的输出端，利用诺顿定理，等效为电阻基本放大电路的输出端，利用诺顿定理，等效为电阻Ro与一个等与一个等效电流源效电流源As(s)Xd(s)并联的形式，其中并联的形式，其中As(s)是负载电阻是负载电阻RL短路时的开短路时的开环放大倍数。环放大倍数。 当加入反馈后，由于外加输入信号当加入反馈后，由于外加输入信号Xi(s)=0，而且反馈信号，而且反馈信号Xf(s)取自输出电流，取自输出电流，故有故有offid)()()()()(isFsXsXsXsX 在输出端口，如果忽略在输出端口，如果忽略io在反馈网络输入在反馈网络输入端的压降，可得端的压降，可得osoodsooo)()()(

8、)(isFsARusXsARui osooof)()(1RsFsAiuR orgsof)1 (RFAR oiisof1RFAR 电流串联负反馈：电流串联负反馈：电流并联负反馈电流并联负反馈: 电流负反馈电路可以在电流负反馈电路可以在负载变化的情况下，获负载变化的情况下，获得稳定的输出电流，使得稳定的输出电流，使输出电流接近恒流输出电流接近恒流 6.3.6 为改善性能而引入负反馈的一般原则为改善性能而引入负反馈的一般原则放大电路为获得高性能指标引入负反馈所给出一些原则性提示：放大电路为获得高性能指标引入负反馈所给出一些原则性提示： （1）如需要稳定静态工作点等直流量，应该在放大电路中引）如需要稳

9、定静态工作点等直流量，应该在放大电路中引 入直流负反馈。入直流负反馈。（2）如需要稳定放大电路的交流性能，应该引入交流负反馈。）如需要稳定放大电路的交流性能，应该引入交流负反馈。 （3）需要稳定输出电压，应该在放大电路中引入电压负反馈；）需要稳定输出电压，应该在放大电路中引入电压负反馈；需要稳定输出电流，应该引入电流负反馈。需要稳定输出电流，应该引入电流负反馈。 （4）如果需要提高输入电阻，应该引入串联负反馈；而需要）如果需要提高输入电阻，应该引入串联负反馈；而需要减小输入电阻，应该引入并联负反馈。减小输入电阻，应该引入并联负反馈。 6.4 负反馈放大电路的分析与计算方法负反馈放大电路的分析与

10、计算方法6.4.1 具有深度负反馈放大电路的参数估算具有深度负反馈放大电路的参数估算)(1)(fsFsA 深度负反馈情况下，电路满足：深度负反馈情况下，电路满足：闭环增益：闭环增益：1)()(1 sFsA表明深负反馈放大电路的闭环增益表明深负反馈放大电路的闭环增益Af(s)近似等于反馈系数近似等于反馈系数F(s)的倒数，因此，只要求出的倒数，因此，只要求出F(s)，就可以得到，就可以得到Af(s)。 需要注意的是需要注意的是Af(s)是广义的放大倍数，其含义和量纲因反馈是广义的放大倍数，其含义和量纲因反馈组态的不同而不同组态的不同而不同 估算闭环电压增益估算闭环电压增益Auf(s)时，除电压串

11、联负反馈以外的时，除电压串联负反馈以外的电电压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈三种组态压并联负反馈、电流串联负反馈、电流并联负反馈三种组态其闭环增益依次为其闭环增益依次为Arf(s)、Agf(s)、Aif(s) 。不能直接求解闭环。不能直接求解闭环电压放大倍数电压放大倍数Auf(s)，但可利用表，但可利用表6.1中的相关表达式，通过增中的相关表达式，通过增益之间的变换求解出闭环电压放大倍数。益之间的变换求解出闭环电压放大倍数。 6.4 负反馈放大电路的分析与计算方法负反馈放大电路的分析与计算方法返回休息1 休息16.4.2 利用方框图法进行分析计算利用方框图法进行分析计算方块图法：把

12、一个实际的负反馈放大电路分解成方块图法：把一个实际的负反馈放大电路分解成基本放大器基本放大器A和和反馈网络反馈网络F两部分，即所谓两部分，即所谓“AF分离法分离法”。 通过计算基本放大器的开环增益通过计算基本放大器的开环增益A(s)及反馈网络的反馈系数及反馈网络的反馈系数F(s)，利用公式，利用公式)()(1)()(fsFsAsAsA 求解出负反馈放大电路的闭环增益。求解出负反馈放大电路的闭环增益。 在实际的负反馈放大电路中，在实际的负反馈放大电路中，反馈网络对基本放大电路的反馈网络对基本放大电路的输入和输出端口都有一定的负载效应输入和输出端口都有一定的负载效应 在利用方框图法分离基本放大器在

13、利用方框图法分离基本放大器A时时: 把把反馈网络的输出阻抗（或导纳）折合到基本放大电路的反馈网络的输出阻抗（或导纳）折合到基本放大电路的输入回路中，使其成为基本放大电路输入回路的组成部分。输入回路中，使其成为基本放大电路输入回路的组成部分。 要把要把反馈网络的输入阻抗（或导纳）折合到基本放大器的反馈网络的输入阻抗（或导纳）折合到基本放大器的输出回路中去，使其成为基本放大电路负载的组成部分输出回路中去，使其成为基本放大电路负载的组成部分；6.4 负反馈放大电路的分析与计算方法负反馈放大电路的分析与计算方法6.4.2 利用方框图法进行分析计算利用方框图法进行分析计算四种基本组态负反馈电路的方框图中

14、放大器四种基本组态负反馈电路的方框图中放大器A和反馈网络和反馈网络F都采用了都采用了理想单向二端口模型。理想单向二端口模型。 考虑到单向传输条件，考虑到单向传输条件， A、F两框图的输入端口只含有输两框图的输入端口只含有输入电阻（入电阻（RiA或或RiB）。）。 A、F两框图的输出端口取两框图的输出端口取决于负反馈类型决于负反馈类型: 如果如果串联负反馈输入端信串联负反馈输入端信号取电压，反馈网络号取电压，反馈网络F等效成等效成电压源和电阻的串联形式电压源和电阻的串联形式 如果如果并联负反馈输入端信并联负反馈输入端信号取电流，反馈网络号取电流，反馈网络F等效成等效成电流源和电阻并联的形式电流源

15、和电阻并联的形式 如果如果电压型反馈，输出端信号取电压电压型反馈，输出端信号取电压 ,放大器放大器A的输出端口等效的输出端口等效成电压源和电阻的串联形式。成电压源和电阻的串联形式。 如果如果电流型反馈，输出端信号取电流；放大器电流型反馈，输出端信号取电流；放大器A的输出端口等效的输出端口等效成电流源和电阻并联的形式成电流源和电阻并联的形式 。6.4 负反馈放大电路的分析与计算方法负反馈放大电路的分析与计算方法分离基本放大电路分离基本放大电路A的方法：的方法： 如果是电压型反馈，令输如果是电压型反馈，令输出端口短路，即出端口短路，即uo=0，可分，可分离出基本放大器的输入回路。离出基本放大器的输

16、入回路。 如果是电流型反馈，令输如果是电流型反馈，令输出端口开路出端口开路(A、F两框图在输两框图在输出回路端口连接处开路出回路端口连接处开路)，即，即io=0，可分离出基本放大器的，可分离出基本放大器的输入回路。输入回路。 如果是串联型反馈，将输如果是串联型反馈，将输入回路入回路A、F两网络在连接处两网络在连接处断开，即断开，即iA=0，可分离出基本，可分离出基本放大器的输出回路。放大器的输出回路。 如果是并联型反馈，令输如果是并联型反馈，令输入端口短路，即入端口短路，即ui=0，可分离，可分离出基本放大器的输出回路。出基本放大器的输出回路。 uo=0uo=0Fuuo=0Fguo=0io=0

17、io=0Frio=0Fiio=0ui=0ui=06.4 负反馈放大电路的分析与计算方法负反馈放大电路的分析与计算方法利用方框图法求出反馈系数利用方框图法求出反馈系数F： 对串联型反馈，若令对串联型反馈，若令iA=0，反馈网络反馈网络F的输出端口开路，的输出端口开路，端口电压即为反馈电压：端口电压即为反馈电压：uf=Fuuo或或uf=Frio， 对并联型反馈，若令对并联型反馈，若令ui=0，反馈网络反馈网络F的输出端口短路，的输出端口短路，端口电流即为反馈电流：端口电流即为反馈电流：if=Fguo或或if=Fiio ofrofuiuFuuF 或或ofiofgiiFuiF 或或继续6.4.3 利用方块图法进行分析计算实例利用方块图法进行分析计算实例 分析负反馈放大器的一般性步骤：分析负反馈放大器的一般性步骤： （1）确定反馈放大器的类型：）确定反馈放大器的类型： 包含两个方面：其一是判断反馈极性，即正反馈还是负反馈；包含两个方面：其一是判断反馈极性，即正反馈还是负反馈；其二是判断反馈的四种基本组