模拟电子技术基础第7章.ppt

第7章 反馈放大电路 7.1 反馈的概念 7.1.1反馈的基本概念 在某系统中,输出回路的某一(电)量,通过某种方式,对输入 回路进行反作用,这样的连接方式称为反馈。 将电路的输出量的一部分或全部,通过一定的电路(反馈网络),再返送到输入电路,并对输入造成影响,这就是反馈。 把系统的输出量的一部分或全部，经过反馈机构反过来送回到它的输入端，与原来的输入量共同控制该系统，这种联接方式称为反馈（feedback）。 在许多实际的物理系统中，都存在着某种类型的反馈。虽然反馈理论首先是在电子领域中产生的，但事实上，反馈概念和理论已获得了日益广泛的应用，超越了工程领域，如生物反馈等。在电子电路中，反馈现象是普遍存在的，以外在的或隐含的方式出现。 输出量：输出电流io； 输入量：输入电压ui ； 反馈量：反馈电压uf ； 净输入量：净输入电压u?i 。 因此，定义基本放大器的放大倍数 为互导放大倍数（互导电压增益，电导量纲）。 而反馈系数 （电阻量纲）。 在ui一定时，若由于RL增大使输出电流io（指幅值）下降，则有下述自动调整过程： 其结果使输出电流趋于稳 定，即电流串联负反馈放 大器具有稳定输出电流的 特点。 显然，电流串联负反馈电路的信号源应为电压源。 综上所述， 凡是电压负反馈都能稳定输出电压， 凡是电流负反馈都能稳定输出电流， 即负反馈具有稳定被采样的输出量的作用。 ?例? 试分析如图所示放大电路对交流信号引入反馈的性质和组态。 由式 可以得到： （1）若?1＋ ?＞1，则? ?＜ ? ?，即放大器引入反馈后放大倍数下降，说明电路引入的是负反馈。 （2）若?1＋ ?1，则 满足?1＋ ?1条件的负反馈，称为深度负反馈。 在深度负反馈条件下，闭环放大倍数只取决于反馈系数，而与基本放大器几乎无关。 （3）若?1＋ ?＜1，则? ?＞? ?，即放大器引入反馈后放大倍数增大，说明电路引入的是正反馈。 （4）若?1＋ ?=0，则? ??? ，此时因 ，则 ，即 ，表明放大器虽然没有输入信号，也有信号输出，通常把这种现象称为自激振荡，发生自激振荡时，放大器变成振荡器，失去了放大作用，应当加以避免。 7.3 负反馈对放大器性能的影响 负反馈虽然使放大器的放大倍数下降，却从多方面改善了放大器的性能，如提高放大倍数的稳定性，减小非线性失真，扩展频带，改变输入、输出电阻等，下面分别加以讨论。 7.3.1 提高放大倍数的稳定性 电源电压的变化、负载的变化、环境温度的改变和元器件的老化或更换所引起电路元器件参数的变化，都会导致放大器放大倍数的改变。当放大器引入负反馈后，如果保持输入信号不变，则输出信号基本得到稳定，因此闭环放大倍数也很稳定。前面提到，在深度负反馈条件下，用性能比较稳定的无源线性元件组成反馈网络，闭环放大倍就比较稳定。下面分析一般情况下负反馈使放大倍数稳定的程度，它可用引入负反馈前后放大倍数的相对变化量之间的关系来表示。 为了使分析简化，设信号的频率为中频，则开环放大倍数（即引入反馈前的放大倍数）是实数，用A表示；反馈网络是电阻网络，则反馈系数也是实数，用F表示。这时，闭环放大倍数（即引入反馈后的放大倍数）也是实数，用Af表示。 设由于某种原因，使开环放大倍数由A 变为（A+ ? A），其变化量为? A ，相对变化量为? A/A 。它将引起闭环放大倍数由 Af 变为（Af＋ ? Af），变化量为? Af ，相对变化量为? Af /Af 。在F不变时，有 ∴　 当 ?AA时，上式可近似表示为 上式表明，引入负反馈后，放大倍数的相对变化量?Af /Af 为未加反馈时放大倍数相对变化量?Af /A的1/(1＋AF)倍。也就是说，负反馈使放大倍数降低为无反馈时的1/(1＋AF)倍，放大倍数的稳定性却提高了（1＋AF）倍。 值得注意的是，负反馈只能减小由基本放大器引起的放大倍数变化量，而对反馈网络的反馈系数变化引起的放大倍数变化量就无能为力了。此外，对于不同组态的负反馈放大器，能够稳定的放大倍数也是不同的。 7.3.2 减小非线性失真 由于电