单元十六回授放大器.doc

單元十六 壹 實習內容 一. 相關原理 放大器乃由電晶體、電子元件與電源所組成，其特性：如增益、輸出入阻抗與頻寬等，均與電晶體參數或元件誤差、電源變動有關。外界環境之變化常造成電晶體參數、操作條件等之廣域變化，使得放大器無法如我們所願般工作，除非於放大器外部加上控制機構或在放大器內部建立自動控制系統。 回授( Feedback )是將輸出的一部份信號送回輸入端，因此放大器之輸入訊號由訊號源與由輸出回授的訊號相加( 稱之為正回授，Positive Feedback )或相減( 稱之為負回授，Negative Feedback )，如圖16-1，輸出信號Vo與輸入信號Vi之比值稱為閉迴路增益。 圖16-1 基本回授網路 ( 16-1 ) 上式中，若則為負回授，會使閉迴路增益Af下降，穩定電路，若則為正回授，會使閉迴路增益Af上升，產生振盪。 負回授通常用來增加放大器之穩定度，其優點包括： (1) 減少增益之靈敏度( Sensitivity )；使增益不易受到某些電路參數變動之影響。 (2) 減少非線性失真( Nonlinear Distortion )；使增益不受訊號準位之影響。 (3) 減少雜訊( Noise )干擾。 (4) 控制輸入與輸出阻抗；可依外界期望增加或減少輸出入阻抗。 (5) 增加放大器之頻寬。 而放大器獲得上述優點之代價即為增益之降低。相反的，正回授可以提高增益，但卻會造成不穩定，產生振盪，故正回授通常用來作為振盪器，此部份我們將于單元十九再專章加以討論。 回授放大器之分類，依其訊號取樣與混合方式之不同可分為四大類，取樣訊號可為電壓( 並聯取樣 )或電流( 串聯取樣 )，混合端訊號亦可為電壓( 串聯混合、串聯回授 )或電流( 並聯混合、並聯回授 )，回授放大器命名亦根據此方法而來。由取樣與混合訊號種類可知其基本放大器種類，而回授放大器之輸入阻抗只與混合( 回授 )方式有關，輸出阻抗只與取樣方式有關，回授放大器之特性表如表16-1所示。 表16-1 回授放大器特性表 Output端：取樣方式 Input端：混合方式 電壓取樣(並聯取樣)：Zof=Zo/(1+(A) 電流取樣(串聯取樣) Zof=(1+(A)Zo 電壓混合(串聯混合) Zif=(1+(A)Zi 訊號源為戴維寧電路 名稱：串並式回授 (Series-Shunt Feedback) 電壓取樣串聯混合 (Voltage sampling Series mixing) 基本放大器：電壓放大器 回授網路等效化法：h參數 ，A=AV，(=h12 Zif=Zi(1+(A) Zof=Zo/(1+(A) 名稱：串串式回授 (Series-Series Feedback) 電流取樣串聯混合 (Current sampling Series mixing) 基本放大器：轉導放大器 回授網路等效化法：z參數 ，A=Ym，(=z12 Zif=Zi(1+(A) Zof=Zo(1+(A) 電流混合(並聯混合) Zif=Zi/(1+(A) 訊號源為諾頓電路 名稱：並並式回授 (Shunt-Shunt Feedback) 電壓取樣並聯混合 (Voltage sampling Shunt mixing) 基本放大器：轉阻放大器 回授網路等效化法：y參數 ，A=Zm，(=y12 Zif=Zi/(1+(A) Zof=Zo/(1+(A) 名稱：並串式回授 (Shunt-Series Feedback) 電流取樣並聯混合 (Current sampling Shunt mixing) 基本放大器：電流放大器 回授網路等效化法：g參數 ，A=AI，(=g12 Zif=Zi/(1+(A) Zof=Zo(1+(A) 備註： 1.回授放大器之命名： (1)結構式：連接到輸入端方式(回授方式) - 輸出端連接方式(取樣方式)，如串並式回授放大器。 (2)訊號式：取樣訊號 - 混合方式，如電壓取樣串聯混合回授放大器。 2. 輸入阻抗：只與混合(回授)方式有關。 輸出阻抗：只與取樣方式有關。 並聯：1 /(1+(A)，串聯：(1+(A) 3. 回授網路等效化之雙埠網路參數選擇--port1:混合端(輸入側)，port2：取樣端(輸出側) port1、port2之激勵變數(參數矩陣之input變數)--串聯：電流I，並聯：電壓V (1)串並式： (2)串串式： (3)並並式： (4)並串式： 回授放大器之分析方法，即將電路設法化成如圖16-1之基本回授組