电子科技大学模电课件7.2.ppt

1、第7章,负反馈技术,7.2负反馈对放大器性能的影响,7.2.1稳定放大器的增益,如果反馈系数B是一个常量，式（7.4）两边对A求导得,（7.9）,闭环增益的变化量远小于开环增益的变化量。,式（7.9）两边同时除以,相对变化率之间的关系,可得闭环和开环增益的,闭环增益的相对变化率是相应的开环增益的变化率的,当AB1时，闭环增益的相对变化率远小于相应的 开环增益的变化率。,例7.1 目的：给定开环增益A的变化率，计算闭环增益Af,的变化率。,已知 A= 105，Af=50，B=0.19999。假设开环增益的,变化量为dA=104 （10%的变化量）。试计算dAf/Af。,解：由式（7.10）可得,

2、说明：与开环增益的相对变化率相比，闭环增益的相对变化率要小得多。,7.2.2扩展通频带,以单极点基本放大器为例来说明负反馈可以扩展反馈放 大器的通频带。设单极点基本放大器的增益函数为,(7.11),式中，,是低频或中频增益;,是上转折频率。,反馈放大器的闭环增益由式（7.4）可表示为,（7.12）,式中假设反馈系数B与频率无关。,将式（7.11）代入式(7.12)可得,=,（7.13）,由该式可知，低频或中频闭环增益是开环增益,倍，但闭环增益的上转折频率是开环增益的,倍。,如果将低频或中频开环增益,乘以带宽,带宽积,，低频闭环增益带宽积为,可得增益,（7.14）,式（7.14）说明放大器的增益

3、带宽积不因反馈的引入而改变， 即增益带宽为常量。 对于一个给定的电路，可以用降低增益来增大带宽，也可以用减小带宽来提高增益。 这一特性如图7.2所示。,图7.2 频带扩展的开环增益和闭环增益的频率特性,如果是中频放大器，它还存在下转折频率。,采用类似的方法可得反馈放大器的下转折频率为,（7.15）,式中,为中频开环增益的下转折频率。,该式表明，反馈放大器的下转折频率是基本放大器的,倍，即负反馈能较大地降低下转折频率。,例7.2 目的：确定反馈放大器的带宽。,已知某反馈放大器的低频开环增益A0=104，开环带宽,低频闭环增益,=50。,求反馈放大器的带宽,解：由式（7.13）可得,=,代入数据得

4、,50=,即,=,=200,由式（7.16）可知闭环增益的带宽为,说明：当增益量从104降低到50时，带宽从100Hz增加 到20kHz。,7.2.3 提高输出信噪比,由元器件产生的噪声可以通过负反馈技术来抑制，而随输入信号进入电路的噪声，负反馈就无能为力了。,输入信噪比定义为,（7.16）,式中,=,信号源提供的输入信号,=,输入噪声信号,输出信噪比定义为,式中,=,期望输出信号,=,输出噪声信号,源信号的增益，,噪声的增益。,期望放大器的输出信噪比越大越好。,例7.3 目的：确定反馈对源信号和噪声的影响。,考虑图7.3给出的四种放大器结构。,所有放大器能提供相同的输出电压。确定噪声,的影响

5、。,解：对图7.3（a）。,两个开环放大器级联，噪声产生在两个放大器之间,输出电压为,输出信噪比为,即输出信噪比是输入信噪比的10倍。,对图7.3（b）,两个开环放大器级联，噪声是输入信号的一部分。,输出电压为,输出信噪比为,即输出信噪比与输入信噪比相同。,对图7.3（c）,是图7.3（a）的反馈形式，反馈放大器的增益等于图7.3（a）,的增益。,输出电压为,即,输出信噪比为,可见，在相同增益的条件下，增加第一级的增益并按7.3（c）引入负反馈，可以提高信噪比。,对图7.3（d）,是图7.3（b）的反馈形式。输出电压为,说明：1)若噪声是输入信号的一部分时，负反馈不会改变输出信噪比与输入信噪比

6、相等的关系。如图7.3（b）和7.3（d），,2)当噪声前向增益（如图7.3（a）和7.3（c）中为A2)，,小于信号前向增益（如图7.3（a）和7.3（c）中为A1A2 ）时，,负反馈会大大提高输出信噪比。,此例也说明，在设计多级放大器电路时，第一级要采用低噪声放大器。因为它的噪声对信噪比的影响不能通过负反馈来抑制。,7.2.4 减小非线性失真,考虑一个放大器，它的传递函数是非线性的，如图 7.4（a）所示.,图中示出了4个常数增益区,如果采用负反馈，设负反馈系数为B，,则可分段计算闭环增益如下：,上四式表明，闭环增益在4个区几乎相等，如图7.4（b）所示。,例7.4目的：验证负反馈减小非线性失真,已知,=,